Виды повреждений и ненормальных режимов работы трансформаторов.

Опасными видами повреждений являются многофазные и однофазные КЗ в обмотках и на выводах трансформатора, а также «пожар стали» магнитопровода. Однофазные повреждения бывают двух видов: на землю и между витками обмотки (витковые замыкания). Наиболее вероятны многофазные и однофазные КЗ на выводах трансформаторов и однофазные витковые замыкания в обмотках. Защита от КЗ выполняется с действием на отключение поврежденного трансформатора, и ее, как правило, выполняют быстродействующей.

Однофазное замыкание на землю в трансформаторах является коротким замыканием в сетях с большими токами замыкания на землю. В этом случае защита действует на отключение трансформатора. В сетях с нейтралями, изолированными или заземленными через дугогасящие реакторы, защита от однофазных замыканий на землю с действием на отключение устанавливается на трансформаторе при наличии такой защиты в сети, в других случаях она действует на сигнал.

При витковых замыканиях в обмотках, «пожарах стали» магнитопровода в маслонаполненных трансформаторах используется газовая защита. Электрическая дуга возникает и при многофазных КЗ в обмотках, и в этом случае действует газовая защита. Поэтому газовая защита является универсальной защитой от всех внутренних повреждений трансформатора.

Ненормальные режимы работы трансформаторов обусловлены внешними КЗ и перегрузками. В обмотках трансформатора появляются сверхтоки, особенно опасные при внешних КЗ, вызывающие интенсивный нагрев изоляции обмоток и возможность ее повреждения. При этом виде КЗ понижается напряжение сети. Поэтому на трансформаторе предусматривается защита, отключающая его при сверхтоках, обусловленных не отключившимся внешним КЗ.

Перегрузка трансформатора менее опасна, так как она относительно невелика и допустима в течение времени, достаточного для принятия оперативным персоналом мер по разгрузке. Так, по нормам перегрузка при I _пер = 1,6 ⋅ I _н.тр допускается в течение 45 мин. Поэтому защита трансформатора от перегрузки при наличии дежурного персонала выполняется с действием на сигнал, при отсутствии дежурного персонала защита действует на разгрузку или отключение.

Ненормальным режимом работы трансформатора является также недопустимое понижение уровня масла, например, вследствие повреждения бака, резкого перепада окружающей температуры.

Для защиты трансформаторов от повреждений и ненормальных режимов в соответствии с ПУЭ [17] должны быть предусмотрены следующие типы релейной защиты:

– от повреждений внутри бака, сопровождающихся выделением газа и понижением уровня масла, – газовая защита с действием на сигнал и отключение для трансформаторов мощностью 6300 кВА и более; для внутрицеховых понижающих трансформаторов мощностью 630 кВА и более; для трансформаторов мощностью 1000...4000 кВА, если отсутствует быстродействующая защита;

– от повреждений на выводах и внутренних повреждений – токовая отсечка или продольная дифференциальная токовая защита; на трансформаторах мощностью ≥ 6300 кВА;

– продольная дифференциальная защита, на трансформаторах большей мощности;

– токовая отсечка. Если токовая отсечка не проходит по условиям чувствительности, то дифференциальная защита может быть установлена на трансформаторах меньшей мощности, но не менее 1000 кВА.

От токов внешних КЗ должны быть установлены следующие защиты с действием от отключение:

– максимальная токовая защита для трансформаторов мощностью

до 1000 кВА;

– максимальная токовая защита или максимальная токовая защита с комбинированным пуском напряжения или токовая защита обратной

последовательности для трансформаторов мощностью ≥ 1000 кВА;

– дистанционная защита на понижающих автотрансформаторах с U _н ≥ 220 кВ, если это необходимо по условиям дальнего резервирования.

От возможной перегрузки на трансформаторах мощность ≥ 400 кВА следует предусмотреть максимальную токовую защиту с

действием на сигнал или на разгрузку и на отключение.

От токов внешних замыканий на землю при глухозаземленной нейтрали для трансформаторов мощностью ≥ 1000 кВА устанавливается максимальная токовая защита нулевой последовательности, если это необходимо по условиям дальнего резервирования.