Релейная защита и автоматика трансформаторов 110кВ

Масляные трансформаторы – сложные и дорогостоящие узлы распределительных энергетических подстанций. Сроки службы оборудования рассчитаны на десятилетия, однако работать в полноценном режиме они могут лишь в том случае, если обеспечена защита от перегрузок и перепадов напряжения. Для этого используются релейные, а также автоматические устройства.

Какое оборудование используется для защиты и как оно работает, нам рассказали эксперты компании «Лидер Энерго» - ведущего российского предприятия по поставке комплектующих для силовых трансформаторов. Все запчасти от поставщика сертифицированы и реализуются на правах официального дистрибьютора.

Газовая защита

Это основной тип защиты трансформаторов. Она предназначается для отключения оборудования от сети, когда в баке возникают внутренние повреждения. Защитный элемент устанавливают в маслопроводе, соединяющем трансформаторный бак с расширителем. Главные конструктивные детали газового реле – специальный поплавок и контакты: они замыкаются, когда уровень масла снижается.

В норме емкость реле заполнена маслом, поэтому контакты разомкнуты. Если в системе появляются короткие замыкания, а также в случае, когда нарушается изоляция магнитопровода, происходит разложение материалов и образуется избыточное количество газа. Он попадает в емкость и выталкивает масло, что и приводит к опусканию поплавка. Количество газа определяет, сработает ли реле на сигнал, предупреждающий о неисправности, или на полное отключение оборудования от сети. Защита может сработать и в том случае, когда показатели масла достигают критического значения.

Струйная защита

Почти все трансформаторы оснащены встроенными узлами РПН (т.е. регулировка под нагрузкой). Этот элемент расположен в отдельном от основного бака трансформаторном отсеке. Для РПН предусмотрено специальное устройство – струйное реле.

Если в баке возникают повреждения, это неизбежно сопровождается мгновенным поступлением масла в расширитель. Сразу после этого включается струйная защита, выполняя автоматическое отключение агрегата от питания.

Реле уровня масла

Этот элемент защиты (РУМ) своевременно сигнализирует обслуживающему персоналу о критическом снижении объема масла в расширителе. Конструкция стандартная – поплавок идет вниз, следуя за уровнем масла, контакты замыкаются и включают аварийную сигнализацию. Сотрудники подстанции пополняют уровень масла без последствий для работы системы.

Дифференциальная защита (ДТЗ)

Еще один важный защитный элемент. Он служит для протекции обмоток, а также токопроводов от последствий коротких замыканий. Работа этого узла основывается на сопоставлении токов нагрузки и обнаружении тока небаланса. Если таковой присутствует, реле полностью отключает оборудование. В зону действия ДТЗ может входить кабель, идущий от вводов оборудования.

Ступенчатая защита

Это резервная система, которая гарантирует максимальную степень надежности работы трансформатора. Ступенчатая максимальная защита предусмотрена для каждой отдельной обмотки. Ступени МТЗ дифференцированы по силе тока и периода срабатывания. Ложные срабатывания предотвращает специальный узел.

Защита от чрезмерного напряжения

Чтобы защитить оборудование от избыточного напряжения, на ошиновке трансформатора размещают ограничители напряжения – их называют также разрядники. Когда устройство функционирует в режиме нейтрали, кабель подсоединяется к заземлению при помощи ОПН. Это делается, чтобы обеспечить защиту обмотки, если напряжение при аварии поднимется выше значений, предусмотренных техническими параметрами.

Устройства дополнительной защиты

Такие элементы срабатывают при незначительных отклонениях, дабы не допустить серьезных аварий и повреждений. Защита от перегрузки срабатывает на сигнал, когда трансформатор подвергается значительным нагрузкам.

За перегревом агрегата следит реле контроля температуры – когда масло нагревается выше допустимого показателя, включаются резервные системы охлаждения – вентиляторы или насосы для принудительной перегонки масла в охладительных отсеках. Не всегда удается понизить температуру, тогда трансформатор отключается от сети.

Если напряжение падает ниже установленных параметров, срабатывает защита минимального напряжения.

Автоматика

В системах с двумя трансформаторами монтируется устройство АВР. Если в работающем трансформаторе падает напряжение или по каким-то причинам отсутствует ток, происходит переключение на резерв.

Повторное включение восстанавливает питание, если оно отключается в результате действия одной из защитных опций. При этом важно убедиться, что повреждение не имеет критического значения для агрегата.