- •Вопрос 27
- •Вопрос 28
- •Вопрос 29
- •Вопрос 30
- •Д) Защита от внешних к. З. На землю повышающих трансформаторов, работающих с разземленной нейтралью
- •Вопрос 31
- •Вопрос 32
- •Вопрос 34
- •Вопрос 35
- •Вопрос 36
- •Вопрос 37
- •Вопрос 39
- •Вопрос 40 41
- •Вопрос 42
- •Вопрос 43
- •Вопрос 44
- •19.2. Дифференциальная защита шин
Вопрос 29
ОСОБЕННОСТИ ЗАЩИТЫ ТРАНСФОРМАТОРОВ БЕЗ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ НА СТОРОНЕ ВЫСШЕГО НАПРЯЖЕНИЯ
а) Общие положения
Схемы питания и способы отключения трансформаторов без выключателей. В последнее время получили широкое распространение однотрансформаторные и двухтрансформаторные подстанции, выполненные по упрощенной схеме — без выключателей со стороны высшего напряжения [Л. 62, 63].
Такие подстанции подключаются к сети с помощью ответвлений от линий или по блочной схеме линия — трансформатор (рис. 16-42, а, б).
В обоих случаях автоматическое отключение трансформаторов при его повреждении должно производиться выключателями Ва и Вв на питающих концах линии Л1 (рис. 16-42, а и б). Эту операцию возможно осуществить с помощью устройства, передающего отключающую команду от защиты трансформатора на выключатель линии по специальным каналам связи (рис. 16-43, а), или посредством короткозамыкателя, как показано на рис. 16-43, б. Суть второго способа (с короткозамыкателем КЗ) сводится к следующему. При повреждении в трансформаторе его защита РЗТ срабатывает и подает ток в катушку включения КВ короткозамыкателя КЗ. Нож последнего замыкается и устраивает искусственное к. з. На это к.з. реагируют защиты линии РЗа и РЗв, отключающие линию и вместе с ней трансформатор.
Недостатком такого способа ликвидации повреждения является замедление отключения поврежденного трансформатора, обусловленное временем действия короткозамыкателя и защиты линии.
Следует отметить, что к. з. на выводах и в начальной части обмотки трансформатора обычно попадают в зону быстродействующей защиты линии и отключаются поэтому быстро без участия короткозамыкателя. Замедляющее действие короткозамыкателя сказывается при повреждениях в трансформаторе, на которые не реагирует быстродействующая защита линии.
Несмотря на указанный недостаток, схемы с короткозамыкателем получили широкое распространение.
Схема с передачей отключающих импульсов работает практически так же быстро, как и обычные схемы, непосредственно действующие на отключение выключателя трансформатора.
Из-за большой стоимости канала связи этот способ отключения применяется реже. Однако в тех случаях когда требуется быстрое отключение к. з., лучшим способом является передача отключающих импульсов на питающие концы линий электропередачи. На коротких линиях для передачи импульсов используются провода связи и телемеханики. На длинных линиях импульсы могут передаваться по каналам в. ч. (по этим же линиям) с помощью специальных устройств телеотключения.
Селективное отключение поврежденного трансформатора. В блочной схеме отключение линии при повреждении трансформатора не нарушает принципа селективности и не наносит ущерба электроснабжению, так как трансформатор и линия представляют единое целое.
В схеме же на рис. 16-42, а, где трансформатор подсоединен к ответвлению, отключение линии при повреждении в трансформаторе является неселективным, поскольку при этом не только отключается поврежденный трансформатор, но и нарушается связь между подстанциями А и В. Этот недостаток устраняется с помощью АПВ на линии и установки отделителя ОД на трансформаторе (рис. 16-43, б). Отделитель представляет собой разъединитель с дистанционным приводом, который допускает автоматическое отключение поврежденного трансформатора только после снятия с него напряжения.
При этом отключение поврежденного трансформатора происходит следующим образом. На возникшее повреждение реагирует защита трансформатора. Она включает короткозамыкатель КЗ (рис. 16-43, б), который устраивает однофазное или двухфазное к. з. на линии. Защиты линии РЗа и РЗв приходят в действие, отключают выключатели В а и Вв и пускают АПВ.
В бестоковую паузу (когда на линии нет напряжения и тока) отделитель ОД отключает трансформатор. После этого АПВ включает линию и связь между подстанциями А и В восстанавливается.
Таким образом, несмотря на отсутствие выключателя на трансформаторе, повреждение в нем отключается селективно.
б) Выполнение защиты
Релейная защита трансформаторов на подстанциях с упрощенной схемой имеет несколько вариантов исполнения в зависимости от схемы включения трансформаторов, их мощности и чувствительности линейной защиты.
Защита трансформаторов, включенных по блочной схеме (рис. 16-42, б). Для защиты маломощных трансформаторов целесообразно использовать линейную защиту, установленную с питающего конца линии на подстанции А. Эта защита, как правило, выполняется из двух комплектов: максимальной защиты с выдержкой времени по условиям селективности и мгновенной токовой отсечкой, отстроенной от к. з. за трансформатором. Отсечка охватывает часть обмотки трансформатора, вторая часть — входит в зону максимальной защиты, которая действует также и на участке от выводов до выключателя на стороне низшего напряжения трансформатора и резервирует к. з. на шинах низшего напряжения.
На трансформаторе устанавливается максимальная защита со стороны низшего напряжения, действующая на отключение выключателя Вс. Газовая защита трансформаторов (если она имеется) действует на сигнал. Для защиты от перегрузки устанавливается сигнальное токовое реле в одной фазе.
На мощных трансформаторах, для которых требуется быстродействующая защита, полностью охватывающая обмотки и выводы трансформатора, а также защита от витковых повреждений, применяются дифференциальная и газовая защиты.
Обе защиты действуют на включение короткозамыкателя. Защита линии выполняется как и в предыдущем случае.
Защита трансформаторов, подключаемых к ответвлению от линий (рис. 16-42, а). На трансформаторе устанавливается короткозамыкатель и отделитель.
Для обеспечения селективного отключения повреждений в трансформаторе на нем должна быть предусмотрена полноценная защита от повреждений, действующая на короткозамыкатель и отделитель, а на линии — АПВ (рис. 16-43, б).
В качестве защиты от повреждений в трансформаторе устанавливаются газовая и дифференциальная защиты. На трансформаторах средней и малой мощности вместо дифференциальной защиты применяется токовая отсечка в сочетании с максимальной защитой или защита от замыканий на корпус. Со стороны высшего напряжения защиты включаются на встроенные или накладные трансформаторы тока. При этом наружная часть выводов силового трансформатора попадает в зону трансформаторной защиты только при применении защиты от замыканий на корпус (§ 16-11).
Для защиты трансформатора от внешних к. з. устанавливается максимальная защита. Она подключается к трансформаторам тока на стороне низшего напряжения и действует на отключение выключателя трансформатора Вт.
Функции резервной защиты трансформатора (на случай отказа короткозамыкателя, выключателя Вт или защиты трансформатора) возлагаются на линейную защиту.
На рис. 16-43, а приведена защита трансформатора с передачей отключающих импульсов на противоположные концы линии. При повреждении в трансформаторе защита его передает по каналу связи импульс на отключение выключателей ВА и Вв линии.
В обеих схемах после отключения выключателей линии специальным устройством проверяется отсутствие напряжения на поврежденном трансформаторе и автоматически отключается отделитель ОД. По истечении времени, необходимого для этой операции действует АПВ, включая в работу линию Л1.
Двухтрансформаторные подстанции. Трансформаторы на этих подстанциях работают раздельно (рис. 16-42, в). Для обеспечения надежности приемные шины выполняются в виде двух секций; связывающий их секционный выключатель нормально отключен и имеет АВР. При этих условиях защита трансформаторов и питающих их линий выполняется аналогично рассмотренной по рис. 16-43, б.
Схема действия защиты на короткозамыкатель и отделитель. Эта схема является важной частью защиты трансформаторов без выключателей на стороне высшего напряжения.
Как уже отмечалось, действие защиты на короткозамыкатель и отделитель должно происходить в определенной последовательности, обеспечивающей работу отделителя в бестоковую паузу АПВ линии, т. е. в тот момент, когда по отделителю не проходит ток. Схема управления отделителем выполняется таким образом, чтобы импульс на его отключение подавался после срабатывания короткозамыкателя при условии, что питающая линия отключилась и т о к к. з. прекратился. На рис. 16-44 показана схема, удовлетворяющая поставленным условиям. Защита трансформатора при срабатывании подает импульс в катушку включения КВ привода короткозамыкателя.
Импульс на отключение отделителя (в катушку КО) подается контактами реле времени РВ. Реле РВ пускается при замыкании блок-контактов БК короткозамыкателя и контактов токового реле РТ. Первые (контакты БК) замыкаются при замыкании ножа короткозамыкателя, а вторые (контакты РТ) — при отсутствии тока в реле РТ.
Таким образом, отключение отделителя может произойти только при срабатывании короткозамыкателя и отключении линии.
Однако если блок-контакты БК замкнутся раньше, чем сработает нож короткозамыкателя, то, поскольку контакты РТ при этом будут еще замкнуты, возможна подача импульса на отключение отделителя до отключения линий. Для предотвращения такой опасности служит реле времени РВ. Оно должно работать с выдержкой времени порядка 0,2—0,3 с, превосходящей возможную разновременность замыкания ножа и блок-контактов короткозамыкателя.
Чтобы обеспечить срабатывание отделителя во время бестоковой паузы, когда питающая линия отключена и подстанция остается без напряжения, оперативная цепь отделителя должна питаться от независимого источника. Таким источником может служить аккумуляторная батарея или предварительно заряженный конденсатор.
Рассмотренная схема (рис. 16-44) является универсальной и может применяться при наличии на линии как быстродействующей защиты, так и защиты с выдержкой времени. В обоих случаях на линии применяется однократное АПВ, при этом время АПВ должно быть больше времени включения короткозамыкателя и отключения отделителя, чтобы за время бестоковой паузы поврежденный трансформатор успел отключиться.