Существуют различные виды трансформаторов, такие как двухобмоточные или трехобмоточные силовые трансформаторы, автотрансформаторы, регулирующие, заземляющие, измерительные трансформаторы и т. д. Различные трансформаторы требуют различных схем защиты в зависимости от их важности, подключений обмоток, методов заземления и режима операции и т. д.
Обычной практикой является обеспечение релейной защиты Бухгольца для всех трансформаторов 0,5 МВА и выше. В то время как для всех распределительных трансформаторов небольшого размера в качестве основного защитного устройства используются только высоковольтные предохранители. Для всех более крупных и важных распределительных трансформаторов применяется защита от перегрузки по току и ограниченная защита от замыканий на землю. Дифференциальная защита должна быть обеспечена в трансформаторах с номиналом выше 5 МВА.
Природа ошибок трансформатора
Хотя электрический силовой трансформатор является статическим устройством, но внутреннее напряжение, возникающие из-за ненормальной работы системы, должны быть принято во внимание.
Распространенные типы неисправностей трансформатора:
- Перегрузки по току из-за перегрузок и внешних коротких замыканий;
- Терминальные неисправности;
- Обмотки;
Все вышеперечисленные неисправности вызывают механические и термические напряжения внутри обмотки трансформатора и его соединительных клемм. Термические напряжения приводят к перегреву, что в конечном итоге влияет на систему изоляции оборудования. Ухудшение изоляции приводит к повреждениям обмоток. Выход из строя системы охлаждения трансформатора приводит к его перегреву. Таким образом, схемы защиты трансформатора очень необходимы.
Общие повреждения обмоток в трансформаторе - это либо замыкания на землю, либо межвитковые замыкания. Межфазные неисправности в трансформаторе встречаются редко. Сбои фазы в электрическом оборудовании могут возникать из-за пробоя на входе и неисправностей в оборудовании устройства РПН. Какими бы ни были неисправности, трансформатор должен быть немедленно изолирован во время неисправности, в противном случае в системе электроснабжения может произойти серьезный сбой.
Начальные неисправности - это внутренние неисправности, которые не представляют непосредственной опасности. Но если эти ошибки игнорируются и не учитываются, это может привести к серьезным последствиям в будущем. К неисправностям в этой группе относятся главным образом короткое замыкание между слоями из-за повреждения изоляции между слоями в сердечнике, понижения уровня масла из-за утечки масла, перекрытия путей потока масла. Все эти моменты приводят к перегреву. И опять на помощь приходит схема защиты трансформатора.
Звездная обмотка с заземлением нейтрального сопротивления
В этом случае нейтральная точка трансформатора заземляется через резистор, и значение его полного сопротивления намного выше, чем значение сопротивления обмотки трансформатора. Это означает, что значение полного сопротивления обмотки трансформатора ничтожно мало по сравнению с полным сопротивлением заземляющего резистора. Следовательно, значение тока заземления пропорционально месту повреждения в обмотке. Поскольку ток короткого замыкания в первичной обмотке трансформаторов пропорционален отношению короткозамкнутых вторичных витков к общему числу витков первичной обмотки, первичный ток короткого замыкания будет пропорционален квадрату процента короткозамкнутой обмотки.
Звездная обмотка с нейтральным заземлением
В этом случае величина тока замыкания на землю ограничена только импедансом обмотки, и замыкание больше не пропорционально положению замыкания. Причиной этой нелинейности является несбалансированная связь потока.