Физические причины пусковых токов и инженерные ошибки
Включение силовых трансформаторов сопровождается кратковременным импульсным током намагничивания (inrush current). Его амплитуда может достигать многократных значений номинального тока, что подтверждено исследованиями производителей защит и устройств коммутации.
Если характеристики защиты не учитывают этот бросок, он воспринимается как аварийный режим, и автомат или МТЗ отключает трансформатор. Поэтому корректная настройка защиты — ключевой элемент надёжной эксплуатации.
Физические причины включения с повышенным током
Ток намагничивания возникает из-за насыщения магнитопровода в первые миллисекунды после подачи напряжения.
Величина броска зависит от:
• момента включения относительно синусоиды;
• остаточной намагниченности сердечника;
• сопротивления сети;
• типа магнитопровода.
При неблагоприятном сочетании условий ток кратковременно возрастает в несколько раз, что является нормальным рабочим процессом и не говорит о повреждении трансформатора.
Почему защита воспринимает пусковой ток как аварию
Защита срабатывает, если:
• уставки тока/времени не учитывают форму импульсного тока;
• кривые автоматов выбраны неправильно (тип B вместо C/D);
• отсутствуют алгоритмы подавления inrush (harmonic restraint, second-harmonic blocking).
Защитные устройства, не предназначенные для трансформаторов, принимают бросок за КЗ из-за высокой амплитуды и искажённой формы тока.
Влияние остаточной намагниченности и момента отключения
При отключении трансформатора на максимальном магнитном потоке в сердечнике сохраняется значительная остаточная намагниченность.
Если повторное включение происходит в неблагоприятный момент фазы:
• пусковой ток увеличивается;
• защита может сработать быстрее без реальной аварии.
АПВ (автоматическое повторное включение) в сетях 6–10 кВ также усиливает эффект, если повтор включения происходит слишком быстро.
Условия сети, усиливающие бросок тока
Недостаточная мощность сети, падение напряжения или повышенное сопротивление на вводе увеличивают вероятность насыщения магнитопровода.
Это наблюдается при:
• слабых трансформаторных подстанциях;
• длинных линиях 0,4 кВ;
• нагретых или окисленных контактах;
• неблагоприятной схеме питания.
Ошибки в измерительных цепях и реальное оборудование
Некоторые отключения происходят не из-за inrush, а по реальной причине:
• межвитковые замыкания;
• повышенный ток холостого хода;
• увлажнение изоляции;
• неправильное включение ТТ или их насыщение.
Ошибки вторичных цепей ТТ и неправильный класс точности могут исказить измерение тока в момент включения, что приводит к ложной реакции защиты.
Итог
Срабатывание защиты при включении трансформатора связано со взаимодействием двух факторов:
• нормального пускового тока намагничивания,
• некорректных уставок или особенностей измерительных цепей.
Корректная эксплуатация требует:
• подбора автоматов или реле с учётом inrush;
• проверки ТТ и вторичных цепей;
• контроля остаточной намагниченности;
• диагностики повышенного тока холостого хода.
Если трансформатор отключается каждый раз при включении — это не «его особенность», а сигнал о неправильной настройке защиты или дефекте оборудования.
📌 Если вам нужен чек-лист по критериям оценки, помощь в заполнении формы или остались вопросы — напишите в наш Telegram
Мы всегда на связи и будем рады помочь.