Защита трансформаторов распределительных сетей - Защита трансформаторов 110 кВ с помощью плавких вставок и предохранителей

5. Защита трансформаторов 110 кВ с помощью открытых плавких вставок и предохранителей
Открытые плавкие вставки предназначены для защиты трансформатора от токов к.з. и для его автоматического отделения от питающей линии. Они были разработаны и внедрены в Челябэнерго в 1960 г. и до сих пор находят применение на передвижных и временных подстанциях благодаря простоте и малой стоимости, а также высокой надежности действия [13 и 18].
Открытые плавкие вставки выполняются из трех отрезков алюминиевой проволоки длиной 1200—1500 мм, закрепляемых
на изолированных кронштейнах без натяга с естественным провесом. Над плавкими вставками устанавливается заземленная стальная перекладина, образующая так называемые заземленные ворота. При перегорании вставки на одной из фаз образуется электрическая дуга, которая перебрасывается на эти ворота и на плавкие вставки других фаз. Возникшее к.з. на землю (на заземленные ворота) вызывает действие релейной защиты и отключение питающей линии 110 кВ. После ее отключения, во время так называемой бестоковой паузы, дуга гаснет, обеспечивая успешное АПВ линии. Возможны случаи, когда уцелевшие плавкие вставки перегорят сразу же после АПВ линии, в результате чего трансформатор отключится всеми фазами, а линия останется в работе. Для этой цели время плавления /пл вставок не должно превышать 0,2 с при к. з. на выводах ВН трансформатора.

Рис. 3-13. Защитная характеристика открытых плавких вставок 110 кВ
Сечение алюминиевой проволоки для вставки определяется по эмпирическому выражению [13]:
(3-8)
где s — сечение, мм2; /НОм. вс — номинальный ток вставки, А.
Номинальный ток плавкой вставки
(3-9)
ГДе /к.^макс максимальный ток трехфазного к. з. за трансформатором, А; этот ток определяется по выражениям (1-2) или (2-1); К = ///ном.вс — кратность тока к.з. к номинальному току вставки, соответствующая такому времени плавления /Пл, которое требуется для обеспечения селективности между вставками и релейной защитой на вводе 10(6) кВ трансформатора.
Кратность К определяется по защитной характеристике открытых плавких вставок [13], часть которой приведена на рис. 3-13. Например, требуется, для селективной настройки защит время плавления вставки tnn—2 с. Этому значению ил соответствует К = 6. Для трансформатора 110 кВ мощностью 2,5 MB-А значение /к3)макс = 126 А, отнесенного к напряжению 110 кВ (без учета сопротивления системы, которое обычно очень мало по сравнению с большим сопротивлением трансформатора такой мощности). В соответствии с выражением (3-9) /ном. вс = = 126/6 = 21 А. Сечение проволоки вставки, согласно выражению (3-8), 5 = 0,052-21 = 1,1 мм2. Диаметр проволоки d вычисляется по известному выражению s = nr2f где г — d/2 — радиус
круга, а я = 3,14 — отношение длины окружности к ее диаметру. В данном примере d = 1,2 мм.
Таким образом, в отличие от предохранителей открытые плавкие вставки не производят гашения электрической дуги, возникшей после их расплавления. Это вызывает необходимость отключения питающей линии и является недостатком открытых плавких вставок.
В последнее время отечественная промышленность начала выпуск модернизированных стреляющих предохранителей типа ПС-110У1, предназначенных для защиты трансформаторов 110 кВ.