Особенности автотрансформаторов

Релейная защита трансформаторов и автотрансформаторов выполняется однотипно. Однако автотрансформаторы имеют некоторые особенности, которые необходимо учитывать при расчете, а в отдельных случаях и при выполнении их защит.

Для сравнения на рис. представлены схемы однофазного понижающего трансформатора и автотрансформатора. Последний можно рассматривать как трансформатор, у которого вторичная обмотка совмещена с первичной. Распределение токов в автотрансформаторе и трансформаторе различно.

В автотрансформаторе первичный ток проходит только по части первичной обмотки автотрансформатора, называемой последовательной. Во вторичной обмотке, называемой общей, проходит общий ток.

Ниже отмечены особенности автотрансформатора, имеющие значения для релейной защиты.

1. В отличие от трансформаторов автотрансформаторы характеризуются двумя значениями номинальной мощности: проходной и расчетной, называемой также типовой.

2. В автотрансформаторе вторичная цепь электрически связана с первичной, поэтому при замыкании на землю одной фазы в сети высшего напряжения автотрансформатора потенциал (по отношению к земле) неповрежденных фаз в сети среднего напряжения повышается по отношению к земле на величину фазного напряжения сети высшего напряжения.

Для предупреждения такого повышения напряжения нейтраль автотрансформатора должна обязательно заземляться.

Токовые максимальные защиты трансформаторов

 

Защита двухобмоточных понижающих трансформаторов. Схема подобной защиты трансформатора с односторонним питанием приведена на рисунке. Защита устанавливается со стороны источника питания с тем, чтобы включить в ее зону действия сам трансформатор.

Для расширения зоны действия максимальной токовой защиты трансформаторы тока располагаются у выключателя.

На двухобмоточных трансформаторах с односторонним питанием защита должна действовать на выключатель В-1 со стороны источника питания. Однако по соображениям надежности целесообразно воздействовать на оба выключателя: В-1 и В-2, с тем чтобы при внешних к. з. один выключатель резервировался вторым.

Схема соединений трансформаторов тока и реле максимальной токовой защиты должна обеспечивать работу защиты при всех возможных видах к. з. В сети с глухозаземленной нейтралью защита выполняется по трехфазной схеме, а в сети с изолированной нейтралью — по схеме неполной звезды. Схема с одним реле, включенным на разность токов двухфаз, на трансформаторах с соединением обмоток звезда — треугольник не рекомендуется к применению, так как защита в этом случае не действует при некоторых видах двухфазных к. з. на стороне треугольника.

Особенности дифференциальной защиты трансформаторов

В дифференциальной защите линий и генераторов первичные токи в начале и конце защищаемого участка одинаковы, поэтому для выполнения условия селективности достаточно иметь равенство коэффициентов трансформации трансформаторов тока. Иное положение имеет место в дифференциальной защите трансформаторов. Первичные токи разных обмоток трансформатора не равны по величине и в общем случае не совпадают по фазе.

В режиме нагрузки и внешнего к. з. ток трансформатора на стороне низшего напряжения всегда больше тока на стороне высшего напряжения. Их соотношение определяется коэффициентом трансформации силового трансформатора.

В трансформаторе с соединением обмоток звезда — треугольник токи I_I и I_II различаются не только по величине, но и по фазе.

Угол сдвига фаз зависит от группы соединения обмоток трансформатора. При наиболее распространенной, одиннадцатой группе линейный ток на стороне треугольника опережает линейный ток со стороны звезды на 30°. В трансформаторах с соединением обмоток звезда—звезда токи I_I и I_II или совпадают по фазе, или сдвинуты на 180°.

Таким образом, для выполнения условия селективности необходимы специальные меры по выравниванию вторичных токов как по величине, так и по фазе, с тем чтобы поступающие в реле токи были равны. Компенсация сдвига токов по фазе осуществляется соединением в треугольник вторичных обмоток трансформаторов тока, установленных на стороне звезды силового трансформатора.

Соединение в треугольник обмоток трансформаторов тока должно точно соответствовать соединению в треугольник обмотки силового трансформатора.