Стартовая >> Книги >> РЗиА >> Защита трансформаторов распределительных сетей

Виды повреждений трансформаторов - Защита трансформаторов распределительных сетей

Оглавление
Защита трансформаторов распределительных сетей
Виды повреждений трансформаторов
Виды ненормальных режимов работы трансформаторов
Короткие замыкания на выводах понижающего трансформатора
Короткие замыкания на выводах низшего (среднего) напряжения
Принцип действия плавких предохранителей
Достоинства и недостатки плавких предохранителей
Защита трансформаторов 6 и 10 кВ плавкими предохранителями
Защита трансформаторов 35 кВ плавкими предохранителями
Защита трансформаторов 110 кВ с помощью плавких вставок и предохранителей
Типы релейной защиты трансформаторов
Способы присоединения понижающих трансформаторов
Структурная схема релейной защиты
Оперативный ток на трансформаторных подстанциях
Трансформаторы тока как источники оперативного тока
Предварительно заряженные конденсаторы и зарядные устройства
Блоки питания
Токовая отсечка от междуфазных к. з.
Дифференциальная токовая защита
Газовая защита
Обслуживание газовой защиты
Максимальная токовая защита
Специальная токовая защита нулевой последовательности
Схемы защиты трансформаторов

Глава первая
ВИДЫ ПОВРЕЖДЕНИЙ И НЕНОРМАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ТРАНСФОРМАТОРОВ
1. Виды повреждений трансформаторов
Электротехническая промышленность постоянно проводит большую работу по улучшению конструкций и повышению качества изготовления трансформаторов. Тем не менее многолетний опыт эксплуатации силовых трансформаторов в распределительных сетях 6—110 кВ указывает на относительно большую вероятность отказа (повреждения) трансформаторов по сравнению с другими элементами сети (шинами, ячейками распределительных устройств). Например, параметр потока отказов (прежний термин — удельная повреждаемость) для трансформаторов воздушных сетей 6 и 10 кВ выше, чем для ячеек КРУ и КРУН этого же напряжения.
К основным видам повреждения трансформаторов относятся [1-3]:
трехфазные и двухфазные к. з. между обмотками внутри бака (корпуса) трансформатора или между наружными выводами обмоток, расположенными на крышке бака;
однофазные замыкания обмотки или ее наружного вывода на корпус трансформатора, т. е. на землю; возможны также двухфазные к. з. на землю (для трансформаторов, работающих в сети с глухозаземленной нейтралью) и двойные замыкания на землю в двух разных точках, из которых одна — в трансформаторе или на его наружном выводе (для сетей с изолированной или компенсированной нейтралью);
замыкания между витками одной фазы обмотки, называемые витковыми замыканиями.
Анализ повреждений трансформаторов говорит о том, что наибольшее число отказов происходит из-за повреждений на наружных выводах, из-за нарушений витковой изоляции обмоток и из-за ненадежной работы переключателей ответвлений обмоток. Причинами к. з. на наружных выводах обмоток, называемых высоковольтными вводами, могут быть перекрытия внутренней изоляции из-за увлажнения трансформаторного масла, которым заполнен ввод, а также перекрытия по внешней стороне высоковольтного ввода из-за загрязнения фарфора, случайного попадания посторонних предметов или животных, атмосферных перенапряжений.
Наиболее опасными для самого трансформатора и для элементов прилегающей электрической сети являются междуфазные к.з. — трехфазные и двухфазные. Они сопровождаются большими токами, как правило, во много раз превосходящими номинальный ток трансформатора, и могут вызывать глубокие понижения напряжения в сети. При возникновении таких повреждений трансформатор должен быть немедленно отключен от всех источников питания, чтобы предотвратить дальнейшее развитие повреждения и, в особенности, возникновение пожара трансформатора. Наряду с этим быстрое отключение поврежденного трансформатора предотвращает распространение аварии на другие участки сети, обеспечивает нормальное электроснабжение потребителей. Для этих целей все трансформаторы оборудуются устройствами защиты либо в виде плавких предохранителей, либо в виде релейной защиты [1].
Междуфазные к. з. наиболее вероятны на наружных выводах обмоток трансформатора. Двухфазное, а в особенности трехфазное к.з. внутри бака трансформатора считается весьма маловероятным из-за большой прочности междуфазной изоляции.
Однофазные к.з. в сетях с глухозаземленными нейтралями (110 кВ и выше) также сопровождаются большими токами, соизмеримыми с токами трехфазных к. з. В сетях с изолированной или компенсированной нейтралью (6—35 кВ) замыкания на землю сопровождаются малыми токами (как правило, не более 30 А).
Значения токов при витковых замыканиях зависят от числа замкнувшихся витков. Чем меньше число замкнувшихся витков, тем меньше ток повреждения, приходящий со стороны источника питания. При малой доле замкнувшихся витков по отношению к общему числу витков обмотки ток повреждения может быть меньше номинального тока трансформатора. Например, при замыкании одного витка ток к.з. со стороны источника питания может находиться по современным данным в пределах 0,4—0,7 от номинального тока трансформатора. Поэтому витковые замыкания трудно обнаружить. В настоящее время из всех применяемых стандартных защит трансформаторов только газовая защита реагирует на витковые замыкания, поскольку они сопровождаются, как правило, горением электрической дуги или местным нагревом, а это приводит к разложению трансформаторного масла и изоляционных материалов и образованию летучих газов. Эти газы вытесняют масло из бака трансформатора в расширитель и вызывают действие газовой защиты (§ 7-1). Ведутся разработки новых защит повышенной чувствительности, способных реагировать на витковые замыкания в обмотках трансформаторов.
Причинами возникновения витковых замыканий могут быть частые междуфазные к. з. в питаемой сети (внешние к. з. или сквозные, как их называют), во время которых динамическое действие больших токов вызывает деформацию обмоток трансформатора и механическое разрушение витковой изоляции. Причиной повреждения витковой изоляции также может быть длительная перегрузка трансформатора током выше номинального. Перегрузки и внешние к. з. относятся к ненормальным режимам, которые рассматриваются ниже.



 
« Защита и автоматика электрических сетей агропромышленных комплексов   Наладка ВЧ каналов релейной защиты »
электрические сети