Измерительные трансформаторы выполняют функции датчиков – преобразователей первичных параметров электрической сети. Информация, снимаемая со вторичных обмоток ТТ и ТН необходима для работы устройств релейной защиты и противоаварийной автоматики.
Защита цепей ТТ и ТН
Измерительные трансформаторы, как и другие элементы электрической сети могут стать источниками возникновения повреждений, которые вызывают нарушение работы всей системы. С этой точки зрения принцип селективности, на котором строятся схемы всех защит, должен обеспечивать отключение повреждённого участка, в данном случае измерительного трансформатора. Однако способ подключения ТТ и ТН к электрической сети, а также тот факт, что они сами являются частью схем защит, вызывают особенности подхода к вопросу построения защитных схем самих измерительных трансформаторов.
Защитные схемы ТН. Подключение первичных обмоток ТН к электросетям осуществляется по параллельной схеме. Защитные устройства на основе реле (РЗ) для ТН не применяются.
Общие вопросы оснащённости каждого вида электрооборудования защитными устройствами решаются на основе технико – экономических расчётов, выполняемых на стадии проектирования электроустановки. Ведь чем выше уровень защищённости каждого элемента системы, тем более громоздкой и дорогой оказывается схема самой сети.
Поэтому при определении критериев необходимости и достаточности в вопросах обеспечения защищённости исходят из расчётной вероятности повреждения оборудования (в данном случае ТН) и его последствий для работы всей электросети.
При использовании ТН в сетях напряжением до 1000 В, его подключение может осуществляться с использованием:
- плавких предохранителей;
- автоматического выключателя.
Номиналы плавких вставок и выключателей подбираются в соответствии с мощностью (номинальным током) ТН. При коротком замыкании первичной обмотки, повреждённый ТН отделяется от электрической сети разрывом сгоревшей вставки, либо отключением автомата.
В сетях напряжением до 10 кВ, при подключении ТН применяются плавкие предохранители. ТН более высоких напряжений подключаются к сети непосредственно, без специальных защитных устройств. Это объясняется тем, что аварийные токи, протекающие в обмотке ТН в ряде случаев оказываются значительно ниже номинала применяемых плавких предохранителей, а применение более сложных защитных устройств считается нецелесообразным.
Защита вторичных цепей трансформаторов напряжения выполняется автоматическими выключателями — автоматами цепей напряжения.
Защитные схемы ТТ. Первичные обмотки ТТ подключаются последовательно «в разрыв» электрической цепи. Какие либо защитные устройства при этом не предусматриваются. То есть, при повреждении первичных цепей ТТ должна срабатывать защита того участка сети, к которой он подключен.
Разрыв токовых цепей при работе ТТ недопустим, поэтому установка коммутационных аппаратов или плавких предохранителей во вторичных цепях не применяется. Исключение составляют испытательные блоки специальной конструкции. При вытаскивании крышки блока происходит замыкание выводов вторичной обмотки ТТ и только после этого отключение токовых цепей.
К защитным мерам относится обязательное заземление вторичных цепей ТТ.
Виды защит силовых трансформаторов
Силовые трансформаторы относятся к наиболее дорогостоящим элементам электрических сетей. Повреждения оборудования этого класса могут приводить к длительному перерыву электроснабжения большого количества потребителей, поэтому их защите уделяется большое внимание.
Состав устройств РЗА зависит от мощности и класса напряжения конкретного трансформатора, к основным защитным устройствам относятся:
- токовая отсечка;
- максимальная токовая защита;
- защита от перегрузки;
- дифференциальная защита;
- газовая защита (для маслонаполненных трансформаторов).
Токовая отсечка (ТО). Защищает выводы и часть обмотки ВН. Действует без выдержки времени, по току отстроена от режима короткого замыкания на выводах НН. Реагирующий орган — токовое реле.
Максимальная токовая защита(МТЗ). Зона действия охватывает все обмотки и некоторую часть сети НН. Имеет орган задержки срабатывания — реле времени, уставка которого обеспечивает согласование с защитами отходящих линий на стороне НН. Основа устройства — токовое реле.
Дифференциальная защита(ДЗ). Наиболее эффективное защитное устройство. Действует без выдержки времени, обладает абсолютной селективностью, то есть, реагирует только на повреждения, находящиеся в зоне между ТТ, установленными на сторонах ВН и НН. Обычно выполняется на основе дифференциального реле.
Газовая защита. Реагирует на выделение газов при КЗ обмотки, погружённой в масло.
