Защита трансформаторов и автотрансформаторов от сверхтоков

Защита трансформаторов и автотрансформаторов от сверхтоков является резервной защитой, предназначенной для отключения их от источников питания как в случаях повреждений самих трансформаторов (автотрансформаторов) и отказа основных защит, так и при повреждениях смежного оборудования и отказах его защиты или выключателей. При отсутствии Специальной защиты шин защита трансформаторов (автотрансформаторов) от сверхтоков осуществляет также защиту этих шин.
В качестве защиты от сверхтоков при междуфазных к. а. используются максимальная токовая защита, максимальная токовая защита с пуском от напряжения, максимальная направленная защита, максимальная токовая защита обратной последовательности. Для защиты от сверхтоков при однофазных к.з. используются максимальная токовая и максимальная направленная защиты нулевой последовательности.
Защита от сверхтоков при междуфазных к.з. устанавливается со стороны источника питания, а при нескольких источниках питания со стороны главных источников.
Защита от сверхтоков при однофазных к.з. устанавливается со стороны обмоток, соединенных в схему звезды с заземленной нулевой точкой.
На рисунке 5 приведены примеры размещения защиты от сверхтоков повышающих трансформаторов и автотрансформаторов. На двухобмоточном трансформаторе (рисунок 5, а) предусматривается защита от сверхтоков при междуфазных к.з. со стороны шин генераторного напряжения с действием на все выключатели трансформатора и максимальная токовая защита нулевой последовательности со стороны обмотки ВН с действием на выключатель этой обмотки.

Рисунок 5 – Пример размещения защиты от сверхтоков на повышающих трансформаторах, двухобмоточном (а) и трехобмоточном (б):
1T — трансформаторы тока соединены в схему фильтра токов нулевой последовательности; 2Т и 3Т — трансформаторы тока соединены в схему полной или неполной звезды; Т0 — защита нулевой последовательности; Т — защита от междуфазных к.з.

На трехобмоточном трансформаторе при отсутствии питания со стороны обмотки среднего напряжения (рисунок 5, б) устанавливаются два комплекта защиты от сверхтоков при междуфазных к.з.: один со стороны среднего напряжения с действием на выключатель обмотки этого напряжения и второй со стороны шин генераторного напряжения с двумя выдержками времени. С одной выдержкой времени защита действует на отключение выключателя со стороны обмотки ВН, а с другой (большей) — на отключение всех выключателей трансформатора. Кроме того, со стороны обмотки ВН устанавливается максимальная токовая защита нулевой последовательности.
Аналогично выполняется защита от сверхтоков при междуфазных к.з. автотрансформаторов, при отсутствии питания со стороны среднего напряжения. Максимальная защита нулевой последовательности автотрансформаторов устанавливается со стороны высшего и среднего напряжений, причем одна из них выполняется направленной.

Рисунок 6 – Примеры размещения защиты от сверхтоков при междуфазных к.з. на понижающих трансформаторах:
а— двухобмоточном; б — трехобмоточном при отсутствии питания со стороны обмотки среднего напряжения; в — двухобмоточном, питающем две секции шин; IT, 2T и ЗТ — трансформаторы тока соединены в схему неполной звезды.

На рисунке 6 приведены примеры размещения защиты от сверхтоков понижающих трансформаторов. На двухобмоточном трансформаторе с односторонним питанием (рисунок 6, а) устанавливается один комплект защиты со стороны источника питания, действующий на отключение всех выключателей. На трехобмоточном трансформаторе с односторонним питанием (рисунок 6, б) устанавливаются два комплекта защиты. Один комплект со стороны обмотки НН, который действует на отключение выключателя этой обмотки. Второй комплект со стороны обмотки ВН действует с двумя выдержками времени, с меньшей — на отключение выключателя обмотки СН и с большей — на отключение всех выключателей трансформатора.
Аналогично выполняется защита понижающих автотрансформаторов при отсутствии питания со стороны обмотки среднего напряжения.
На двухобмоточном трансформаторе, питающем две секции шин, например, через сдвоенный реактор (рисунок 6, в), устанавливаются три комплекта защиты; один — со стороны источника питания и два — со стороны каждого ответвления к секциям шин.
Для защиты трансформаторов и автотрансформаторов применяется так же максимальная токовая защита с пуском от напряжения и максимальная токовая защита обратной последовательности.

Рисунок 7 – Принципиальная схема максимальной токовой защиты с пуском от напряжения.

Принципиальная схема максимальной токовой защиты с пуском от напряжения приведена на рисунке 7. Как видно из схемы, плюс оперативного тока подается на контакты токовых реле Т от пускового органа напряжения, который состоит из фильтр-реле напряжения обратной последовательности типа РНФ-1 (Н2 и ФНОП) и реле минимального напряжения Н. Напряжение на реле Н подается через контакт реле Н2 включенного через фильтр напряжения обратной последовательности ФНОП.
При всех видах двухфазных к.з. вследствие возникновения напряжения обратной последовательности реле Н2 срабатывает и снимает напряжение с реле Н, которое при этом также срабатывает и подает плюс на контакты токовых реле Г (через промежуточное реле П).
При трехфазных к.з. напряжение обратной последовательности отсутствует, и поэтому реле Н2 не работает. Однако в этом случае работает реле Н, включенное на междуфазное напряжение, вследствие снижения напряжения на всех фазах.
Кроме реле напряжения и тока, схема включает в себя промежуточное реле П и реле времени В.
Принципиальная схема максимальной токовой защиты обратной последовательности приведена на рисунке 8.

Рисунок 8 – Принципиальная схема максимальной токовой защиты обратной последовательности с приставкой для защиты от трехфазных к.з.

Схема состоит из фильтр-реле тока обратной последовательности типа РТ-2 (Т2 и ФТОП) и реле времени В. В таком виде защита действует только при несимметричных к.з. Поэтому часто для обеспечения действия защити при трехфазных к.з. токовую защиту обратной последовательности дополняют приставкой, состоящей из одного токового реле Т и одного реле минимального напряжения Н (рисунок 8). Приставка действует на то же реле времени.