Reläskydd och automatisering av kraftoljetransformatorer 110 kV

Kraftoljetransformatorer är den dyraste utrustningen för distributionsstationer. Transformatorer är designade för en lång livslängd, förutsatt att de fungerar normalt och inte utsätts för oacceptabla strömöverbelastningar, överspänningar och andra oönskade driftlägen.

Olika skydds- och automationsanordningar krävs för att förhindra transformatorskador, förlänga dess livslängd och säkerställa normal drift.

Tänk på vilka skydds- och automationsanordningar som tillhandahålls i kraftoljetransformatorer.

Transformatorgasskydd

Gasskydd är ett av transformatorns huvudskydd. Detta skydd är utformat för att koppla bort 110 kV-transformatorn från nätverket vid interna fel i krafttransformatorns tank.

Denna skyddsanordning är installerad i oljeledningen som ansluter transformatortanken till dess konservator.Det huvudsakliga konstruktionselementet i gasreläet är en flottör och två par kontakter som är anslutna när flottören sänks. Vid normal drift är gasreläet fyllt med transformatorolja och flottören är i uppläge med båda kontaktparen öppna.

Vid sväng-till-sväng-kortslutning i transformatorlindningarna, eller vid s.k. Stålbränning (brott mot isoleringen av stålplåtarna i den magnetiska kretsen), gaser uppträder i tanken, som bildas under nedbrytningen av elektriska material under påverkan av en elektrisk båge.

Den resulterande gasen kommer in i gasreläet och tränger undan oljan från det. I detta fall faller flottören och stänger kontakterna. Beroende på mängden ackumulerad gas kan kontakterna stängas, påverka signalen eller helt koppla bort transformatorn från nätverket.

Aktivering av gasreläet kan också bero på en betydande minskning av oljenivån i krafttransformatortanken, vilket indikerar fullständig frånvaro av olja i konservatorn. Det vill säga, denna enhet fungerar också som ett skydd mot överdriven minskning av oljenivån i transformatorn.

Lastväxling tank tankskydd

110 kV krafttransformatorer har vanligtvis en inbyggd on-load voltage regulator (OLTC). Vippströmbrytare för belastning placerad i ett separat fack i transformatortanken, isolerad från huvudtanken med lindningar. Därför tillhandahålls en separat skyddsanordning - ett reaktivt relä - för denna enhet.

Alla fel i lindningskopplartanken åtföljs av en utmatning av transformatorolja i konservatorn, därför aktiveras strålskyddet omedelbart i händelse av oljeflöde, vilket automatiskt kopplar strömtransformatorn från elnätet.

Oljenivåomkopplare (RUM)

Gasreläet signalerar fullständig frånvaro av olja i krafttransformatorns konservator, men det är nödvändigt att upptäcka en oacceptabel minskning av oljenivån i tid - denna funktion utförs av oljenivåreläet (RUM).

Oljenivåomkopplaren är som regel installerad i konservatorn på transformatorns huvudtank, såväl som i belastningsomkopplarens konservator. Enheten är konfigurerad på ett sådant sätt att flottören, reläets huvudkonstruktionselement, stänger reläkontakterna om oljenivån faller under det minsta tillåtna värdet för denna krafttransformator.

Denna säkerhetsanordning ger en signal för att aktivera ett larm, vilket gör det möjligt att upptäcka ett fall i oljenivån i tid.

Differentialtransformatorskydd (DZT).

Differentialskyddet för transformatorn (DZT) är transformatorns huvudskydd och tjänar till att skydda mot kortslutningar av transformatorns lindningar och strömledarna som är i täckningsområdet för detta skydd.

Funktionsprincipen för detta skydd är baserad på att jämföra belastningsströmmarna för var och en av transformatorns lindningar. Vid normal drift finns det ingen obalansström vid differentialskyddsreläutgången.I händelse av en två- eller trefas kortslutning uppstår en obalansström — differentialströmmen och reläet verkar för att helt koppla bort transformatorn från nätverket.

Omfattningen av detta skydd är strömtransformatorerna på varje spänningssida av krafttransformatorn. Till exempel, i en transformator med tre lindningar 110/35/10 kV, inkluderar zonen med skyddande beläggning, förutom själva transformatorn, en buss (kabel) som passerar från transformatorns bussningar till ström 110 kV, 35 kV och 10 kV transformatorer.

Strömstegsskydd av transformatorer

För större tillförlitlighet, förutom krafttransformatorns huvudskydd, tillhandahålls backupskydd - stegvis strömskydd för var och en av lindningarna.

För var och en av transformatorns lindningar, separat överströmsskydd (MTZ) några steg. Varje skyddssteg har sin egen upphämtning och avlämningstid.

Om transformatorn matar många förbrukare med höga inkopplingsströmmar, så har överströmsskyddet en så kallad voltmeterblockering för att förhindra falska operationer - spänningsskyddsblockering.

För selektiviteten av transformatorskyddsoperationen har vart och ett av skyddsstegen olika svarstid, medan ovanstående grundläggande transformatorskydd har den kortaste svarstiden. I händelse av transformatorfel eller kortslutning i skyddszonen utlöses således huvudskydden omedelbart och vid fel eller uttagstillstånd skyddas transformatorn av reservströmsskydd.

Dessutom behåller krafttransformatorns MTZ skyddet för de utgående anslutningarna som matas av den transformatorn, och löser ut i händelse av ett fel.

MTZ ger skydd mot två- och trefasiga kortslutningar. För att skydda mot enfas jordfel har 110 kV högspänningslindningen nollsekvensströmskydd (TZNP).

Mellanspänningslindningen av 35 kV krafttransformatorn och lågspänningslindningen 6-10 kV försörjningsnät med en isolerad nolla där enfas jordfel registreras av spänningstransformatorer.

De flesta 6-35 kV-nät med en isolerad nolla fungerar i ett läge där ett enfas jordfel inte anses vara en nödsituation och följaktligen inte automatiskt utesluts från driften av jordfelsskyddet. Servicepersonal får en signal om närvaron av ett enfas jordfel och börjar söka efter och koppla från nätverket det skadade området, eftersom långvarig drift i detta läge är oacceptabelt.

Undantag görs i de fall uteslutning av enfasfel i nät är nödvändig för säkerhetskrav. I detta fall kan jordfelsskyddet verka för att helt koppla bort transformatorn eller koppla bort en av dess lindningar.

Transformator överspänningsskydd

För att skydda transformatorn från överspänning är överspänningsavledare eller överspänningsavledare (SPD) installerade på bussen på varje sida av transformatorn.

Om transformatorn arbetar i jordat nollläge på 110 kV högspänningssidan, ansluts nollan till jord genom en avledare eller överspänningsavledare för att skydda lindningen från skador om spänningen överstiger tillåtna värden vid fel i försörjningsnätet.

Ytterligare skydd av transformatorn

För att skydda krafttransformatorn tillhandahålls ett antal ytterligare skydd för att utesluta utveckling av små defekter, avvikelser från normal drift i en större nödsituation.

Överbelastningsskydd — verkar på signalen för att snabbt minska belastningen på transformatorn.

Temperaturregleringsreläet signalerar en ökning av temperaturen i de övre oljeskikten över de inställda (tillåtna) värdena. Detta skydd inkluderar automatiskt ytterligare transformatorkylsystem, om några. Till exempel ingår blåsfläktar och pumpar för forcerad cirkulation av olja i kylarna. Om oljetemperaturen stiger ännu högre, fungerar reläet för att koppla bort transformatorn från nätet.

Överspänningsskyddet stänger av transformatorns sekundärlindningsbrytare vid ett spänningsfall till oacceptabla värden.

Automatisering av krafttransformatorer 110 kV

Om det finns två transformatorer vid transformatorstationen, när spänningen sjunker till oacceptabla värden eller när transformatorn är frånkopplad, påverkar underspänningsskyddet automatisk överföringsomkopplare (ATS)… Den här enheten inkluderar sektions- eller samlingsskenor som ger ström till konsumenterna från en reservströmkälla – en krafttransformator.

På mellan- och lågspänningsingångarna kan transformatorns omkopplare implementeras automatisk strömbrytare återinkoppling (AR), engångsåterställning av transformatorns strömförsörjning i händelse av frånkoppling från verkan av ett eller annat skydd.

Om krafttransformatorn är konstruktiv on-load voltage regulator (OLTC), då kan en automatisk spänningsregulator (AVR) installeras för den. Denna enhet övervakar transformatorlindningarnas spänning och ger automatisk omkoppling av lindningskopplaren för att säkerställa den erforderliga spänningsnivån för lindningarna.