Типы релейной защиты трансформаторов

Для защиты понижающих трансформаторов от повреждений и ненормальных режимов в соответствии с Правилами [1] и на основании расчета применяются следующие основные типы ре­лейной защиты.

1. Продольная дифференциальная защита — от коротких за­мыканий в обмотках и на их наружных выводах, для трансфор­маторов мощностью, как правило, 6,3 MB-А и выше; с дейст­вием на отключение трансформатора.

2. Токовая отсечка без выдержки времени — от коротких за­мыканий на наружных выводах ВН трансформатора со стороны питания и в части обмотки ВН, для трансформаторов, не обору­дованных продольной дифференциальной защитой; с действием на отключение.

3. Газовая защита — от всех видов повреждений внутри бака (кожуха) трансформатора, сопровождающихся выделе­нием газа из трансформаторного масла, а также от понижения уровня масла, для масляных трансформаторов мощностью, как правило, 6,3 MB-А и выше; с действием на сигнал и на отклю­чение.

4. Максимальная токовая защита (с пуском или без пуска по напряжению) — от сверхтоков, обусловленных внешними меж­дуфазными короткими замыканиями на сторонах НИ или СН трансформатора, для всех трансформаторов, независимо от мощ­ности и наличия других типов релейной защиты; с действием на отключение.

5. Специальная токовая защита нулевой последовательности, устанавливаемая в нулевом проводе трансформаторов со схемойсоединения Y/Y-0 и Δ/Y-0 — от однофазных к. з. на землю в сети; НН, работающей с глухозаземленной нейтралью (как правило, 0,4 кВ); с действием на отключение.

6J Максимальная токовая защита в одной фазе — от сверх­токов, обусловленных перегрузкой, для трансформаторов начи­ная с 400 кВА, у которых возможна перегрузка после отклю­чения параллельно работающего трансформатора или после срабатывания местного или сетевого АВР; с действием на сигнал или на автоматическую разгрузку.

7. Сигнализация однофазных замыканий на землю в обмотке ВН или на питающем кабеле трансформаторов, работающих в сетях с изолированной нейтралью (с малым током замыкания на землю), к которым относятся сети 3—35 кВ.

Наиболее важные защиты — дифференциальная и газовая — могут применяться и на трансформаторах мощностью менее 6,3 MB-А. Так, например, Правила [1] разрешают предусмат­ривать дифференциальную защиту на трансформаторах 1-2,5 MB-А в тех случаях, когда токовая отсечка не удовлетворяет требованиям чувствительности, а максимальная токовая защита имеет выдержку времени t_СЗ≥0,6 с. Газовую защиту также стремятся устанавливать на трансформаторах меньшей мощности: от 1 до 4 МВ-А, а на внутрицеховых трансформато­рах — начиная с 630 кВ-А.

Таким образом, на понижающих трансформаторах релейная защита осуществляется с помощью нескольких типов защит, до­полняющих и резервирующих друг друга. Такое резервирование называется ближним [14]. Оно осуществляется не только уста­новкой на трансформаторе (или на другом элементе) двух за­щит, действующих при одних и тех же видах повреждений, но и путем разделения их цепей, например включения продольной дифференциальной и максимальной токовых защит на разные трансформаторы тока, применения разных источников оператив­ного тока, установки двух выходных реле [14]. Для повышения эффективности ближнего резервирования следует стремиться к повышению чувствительности защит, к применению более со­вершенных типов защиты, например дифференциальной защиты вместо токовой отсечки для трансформаторов мощностью менее 6,3 МВ-А.

Перечисленные типы защит рассматриваются в соответствую­щих главах. Примеры сочетания нескольких типов защит на трансформаторе приведены на рис. 4-1.

Наряду с ближним резервированием защита понижающего трансформатора должна осуществлять дальнее резервирование, т. с. действовать при к. з. в сети НН или СН в случаях отказа собственной защиты или выключателя поврежденного элемента этих сетей. Осуществлять дальнее резервирование способны лишь защиты с относительной селективностью [2]. Из перечис­ленных защит трансформаторов к ним относятся только максимальная токовая защита от внешних междуфазных к. з. (п. 4) и специальная токовая защита нулевой последовательно­сти от однофазных к. з. на землю в сети 0,4 кВ (п. 5). При раз­работке схем этих защит и при выборе параметров срабатыва­ния (уставок) следует стремиться к увеличению их чувствитель­ности. Для повышения эффективности дальнего резервирования могут применяться и более сложные типы защит: дистанцион­ные, фильтровые токовые защиты обратной последовательности, как это сейчас делается для мощных трансформаторов и авто­трансформаторов.

Однако до сего времени в целом проблема дальнего резерви­рования полностью не решена. Современные защиты трансфор­маторов далеко не во всех случаях обладают достаточной чувствительностью при к. з. на отходящих реактированных ка­бельных линиях б и 10 кВ или при удаленных к. з. на длинных сельских линиях 6 и 10 кВ. В свою очередь повреждения внут­ри и за понижающими трансформаторами относительно малой мощности очень часто не резервируются защитами питающих линий. Зто вынужденно допускается Правилами [1]. Тем боль­шее значение приобретает надежное функционирование собст­венных защит каждого элемента и их взаимное резервирование.