Монтаж, ремонт и обслуживание аппаратуры защиты трансформатора 10/0,4 кВ.

   Буквенные обозначения расшифровываются следующим  образом: П - предохранитель, К- заполненный кварцевым песком. Кварцевый предохранитель обладает комплектом контактов, которые крепятся на 2-х опорных изоляторов и патрона, который вставляется в контакты. Патрон по внешнему виду напоминает трубку, которая сделана из фарфора. Латунные колпачки закрывают концы фарфорового патрона. Все имеющиеся изоляторы закреплены на металлическом цоколе. Патрон содержит плавкую вставку в виде спирали и заполнен кварцевым песком.

   При проверке предохранителей производят внешний осмотр, следят за соответствием  их проекту, за отсутствием внешних  повреждений, наличием и целостью плавкой  вставки. Испытание повышенным напряжением  изоляторов высоковольтных предохранителей  проводят обычно одновременно с испытанием повышенным напряжением соответствующего распределительного устройства по нормам, приведенным в разделе, посвященном  испытанию изоляции. 

1. ЗАЩИТА  ТРАНСФОРМАТОРОВ  НА СТОРОНЕ 0,4 кВ АВТОМАТИЧЕСКИМИ  ВОЗДУШНЫМИ ВЫКЛЮЧАТЕЛЯМИ

    Автоматические  воздушные выключатели предназначены  для автоматического отключения электрических цепей до 1000 В при токах КЗ и перегрузках, а также для отключения и включения токов нагрузки оперативным персоналом. Кроме того, эти аппараты широко используются для выполнения устройства автоматического включения резерва — АВР на двухтрансформаторных подстанциях и на распределительных щитах с двумя вводами, где схема АВР дает команду на отключение рабочего и включение секционного или другого резервного автоматического выключателя, нормально находящегося в отключенном положении.

    В каждом автоматическом выключателе  предусматривается один или несколько так называемых расцепителей — устройств, воздействующих на его отключение или включение. По принципу действия, способу выявления аварийной ситуации и назначению различают расцепители электромагнитные, тепловые, полупроводниковые, минимального напряжения, независимые и др. 
 

   Рис. 4.Выключатель автоматический А3161Технические характеристики:

   Автоматические  выключатели А предназначены для проведения тока в нормальном режиме и отключения тока при перегрузках и коротких замыканиях, нечастых оперативных коммутаций электрических цепей, а также для защиты электрических цепей при снижении напряжения до недопустимой величины.

   Автомат А-3161 состоит из следующих основных узлов: кожуха, коммутирующего устройства, дугогасительных камер, расцепителя максимального тока, механизма управления и зажимов для присоединения внешних проводов.Кожух выполнен из пластмассы и состоит из основания, на котором смонтированы все части автомата, и крышки, привинчиваемой к основанию. Коммутирующее устройство состоит из подвижных и неподвижных контактов. Держатели подвижных контактов соединены между собой изолированной траверсой, связанной с механизмом управления. Коммутирующие контакты выполнены из специальных композиций на основе серебра, получаемых методом металлокерамики. Они не свариваются и устойчиво работают без ухода. Опиловка и зачистка контактов не рекомендуется даже в тех случаях, когда их поверхность становится неровной, с наплывами серебра. Необходимо следить только за толщиной металлокерамического слоя и провалом контактов. Если толщина слоя или провал станут менее 0,5 мм, автомат для дальнейшей работы не пригоден. Дугогасительные камеры расположены над контактами каждого полюса и действуют по принципу деионизации и дробления дуги стальными пластинками.  
Расцепитель максимального тока расположен в нижней части автомата и его токовые элементы являются продолжением токоведущей системы автомата. Расцепители настраивают на определенный ток срабатывания на заводе-изготовителе, после чего опечатывают; в эксплуатации их не регулируют.Механизм управления автомата обеспечивает моментное замыкание и размыкание контактов, не зависящее от скорости движения рукоятки при ручном включении, а также моментное размыкание контактов с их отцеплением от рукоятки при отключении расцепителем максимального тока. Так как контакты закрыты кожухом, коммутационное положение автомата указывается положением рукоятки: вовключенном положении она занимает крайнее верхнее положение, в отключенном — крайнее нижнее, а в отключенном расцепителем — промежуточное.После срабатывания теплового реле автомат можно включить лишь тогда, когда биметаллическая пластинка расцепителя остынет настолько, что освободит рейку расцепителя. Время остывания теплового элемента не превышает: для автоматов А-3160 и А-3110 — 1 мин. 

   3. ТОКОВАЯ ОТСЕЧКА НА ТРАНСФОРМАТОРАХ 

     Токовой отсечкой называется  быстродействующая максимальная  токовая защита с ограниченной  зоной действия. В зону действия  отсечки на понижающих трансформаторах  входит часть обмотки и выводы  со стороны ВН, где включены  реле отсечки ТО (рис. 5). При КЗ за трансформатором (точка К1) отсечка не действует благодаря отстройке ее тока срабатывания от максимального значения тока при КЗ в этой точке. Поэтому отсечка не чувствует КЗ также на отходящих линиях НН (точка K2) и может выполняться без выдержки времени.

   Быстродействие  является главным достоинством отсечки, так как быстрое отключение уменьшает  размеры повреждения трансформатора, обеспечивает продолжение нормальной работы электродвигателей и другой нагрузки.

   Рис.  5. Схема подстанции   10 кВ, поясняющая зоны  несрабатывания  (точки K1 и K2)  и срабатывания  (K3) токовой отсечки ТО на трансформатореТ1. 

   При использовании современных электронных  реле времени допускается устанавливать  выдержку времени на последующей  максимальной токовой защите от 0,3 до 0,4 с. Недостатком токовой отсечки является ограниченная зона действия, в связи с чем отсечка устанавливается как дополнение к максимальной токовой защите трансформатора. При выполнении дифференциальной защиты трансформатора отсечка не устанавливается.

   Отсечка устанавливается с питаюшей стороны трансформатора и выполняется при помощи мгновенных токовых реле РТ-40 или электромагнитного элемента реле РТ-80 (РТ-90), если реле этого типа использованы для выполнения МТЗ, либо при помощи микроэлектронных токовых ИО. На трансформаторах в сети с глухозаземленной нейтралью отсечка устанавливается на трех фазах. Ток срабатывания отсечки отстраивается от максимального тока КЗ при повреждении за трансформатором

   I_с.з = k_oтс I_{K2 max} (16.20) 

   - где k_oтс = 1,25 -:- 1,5 (последнее для реле типа РТ-90 и РТ-80).

   Кроме того, токовая отсечка должна отстраиваться от броска намагничивающего тока I_нам

   I_с.з = k_oтс I_ном (16.21)  

   - где k_oтс =3 -:- 5.

   В зону действия отсечки входят ошиновка, выводы и часть обмотки трансформатора со стороны питания. Отсечка, являющаяся РЗ от внутренних повреждений, должна отключать трансформатор со всех сторон, имеющих источники питания. Достоинством отсечки являются ее простота и быстродействие. Отсечка в сочетании  с МТЗ и газовой защитой (рассматриваемой ниже) обеспечивает хорошую защиту для трансформаторов малой мощности. 
 

4. РЕЛЕЙНАЯ  ЗАЩИТА ТРАНСФОРМАТОРОВ

   Типы  устройств релейной защиты трансформаторов. Для защиты понижающих трансформаторов  релейной защиты:

   Продольная  дифференциальная защита — от КЗ всех видов в обмотках и на их выводах; применяется на трансформаторах начиная с мощности 6,3 MB-А, но может устанавливаться и на трансформаторах меньшей мощности (но не менее 1 MB-А).

   Токовая отсечка без выдержки времени  — от КЗ всех видов на выводах  трансформатора со стороны питания; применяется на трансформаторах, не оборудованных продольной дифференциальной защитой.

   Максимальная  токовая защита со стороны питания— от КЗ всех видов на выводах и внутри трансформатора, а также от внешних КЗ, т. е. повреждений на шинах щита НН и на отходящих линиях НН

   Специальная токовая защита нулевой последовательности—  от КЗ на землю в сети НН, работающей с глухозаземленной нейтралью.

   Специальная резервная максимальная токовая  защита — от междуфазных КЗ в сети НН. Максимальная токовая защита в одной фазе — от свертоков, обусловленных перегрузкой; устанавливается на трансформаторах начиная с мощности 0,4 MB-А, у которых возможно возникновение перегрузки после отключения параллельно работающего трансформатора или подключения дополнительной нагрузки в результате действия сетевого или местного устройства АВР.

   Защита (сигнализация) от однофазных замыканий  на землю в обмотке или на выводах  трансформатора, а также на питающей линии 10 кВ.

   Основные  защиты — дифференциальная, токовые  максимальные защиты, и в том числе  отсечка, действуют на отключение трансформатора как со стороны высшего напряжения (выключателем), так и со стороны  низшего напряжения (автоматом). Защита от перегрузки может действовать на сигнал, на разгрузку, а в некоторых случаях на необслуживаемых подстанциях — на отключение трансформатора. На рис. 13 показаны обмотки токовых реле всех перечисленных защит, кроме дифференциальной. Как видно из рис. 6, на понижающих трансформаторах устанавливается несколько типов защит, дополняющих и резервирующих друг друга. Такое резервирование называется ближним. Наряду с ним защита понижающих трансформаторов должна осуществлять дальнее резервирование, т. е. с достаточной чувствительностью действовать при всех видах КЗ на элементах сети НН при отказе их собственных защит или коммутационных аппаратов. Несмотря на то, что «Правила» в некоторых случаях разрешают не резервировать удаленные КЗ, в последние годы многие проектные и эксплуатационные организации стремятся к достижению полноценного дальнего резервирования. Еще более сложным оказывается выполнение дальнего резервирования защитами питающих линий 10 кВ не отключившихся КЗ за трансформаторами 10 кВ, особенно небольшой мощности, а следовательно, с большим сопротивлением. Очень многие трансформаторы 10 кВ не обеспечены дальним резервированием, и поэтому особенно важно обеспечить надежное функционирование их собственных защитных и коммутационных аппаратов и их взаимное резервирование.

   Рис. 6. Типы и реле защит трансформаторов 10/0,4 кВ  (обозначения приведены в тексте) 

   Трансформаторы  тока предназначены для измерения  больших токов, когда невозможно включение приборов непосредственно  на токи контролируемых цепей. Наличие  трансформаторов тока позволяет  устанавливать измерительные приборы  на любом расстоянии от контролируемых цепей, а также концентрировать  их в одном месте — на щите или пульте управления.

   Трансформатор тока состоит из замкнутого магнитопровода, набранного из тонких листов электротехнической стали, и двух обмоток — первичной и вторичной. Первичную обмотку трансформатора тока включают последовательно в цепь, в которой нужно измерять ток, а к вторичной обмотке присоединяют токовые катушки измерительных и контрольных приборов, реле и др. Вторичную обмотку изолируют от первичной и заземляют для обеспечения безопасности обслуживаемого персонала. Число витков в первичной и вторичной обмотках должно быть таким, чтобы ток во вторичной обмотке при номинальном в первичной составлял 5 А.

    Трансформатор тока ТПЛ-10 (проходной с литой  изоляцией), рассчитанный на номинальный  ток до 400 А, применяют в КРУ внутренней установки. Он имеет один или два прямоугольных шихтованных сердечника 3 (рис. 7), на верхних стержнях которых расположены катушки вторичных обмоток 5 (одна или две). Первичную обмотку 7 изготовляют из изолированного провода для малых токов и из шинной меди для больших токов. Изоляция выполнена литой эпоксидной смолой (между обмотками и от заземленных деталей). Образующийся монолитный корпус 1 является и защитой обмоток от механических повреждений. На нижней части стержня магнитопровода закреплены два стальных угольника 8, которые служат основанием для трансформатора. Трансформатор тока ТПЛ имеет опорно- проходную конструкцию. В отличие от ТПЛ одновитковый трансформатор тока ТШЛ называется шинным, поскольку в качестве первичной обмотки используется токопроводящая шина.

    
       Выводы Л1 и Л2 (линейные) первичной обмотки — медные пластины с отверстиями для болтовых соединений, расположение которых в корпусе 1 зависит от типа трансформатора тока. Начало и конец вторичных (измерительных) обмоток И1 и И2 соединяют с внешними цепями специальными контактными пластинами 6 и винтами 4, расположенными на одной из сторон монолитного корпуса. 
 
 
Рис.7; Трансформатор тока ТПЛ-10: 1 — корпус, 2 — болт заземления, 3 — сердечник (магнитопровод), 4 — винт, 5,7 — вторичная и первичная обмотки, 6 — контактные пластины, 8 — угольник