Газовая защита основного бака и контактора РПН и параметры ее срабатывания

Основной бак Газовая защита является чисто механическим устройством, идёт в комплекте с силовым трансформатором и расчётных параметров не имеет.

По принципу действия продольные дифзащиты нечувствительны к витковым замыканиям в обмотках трансформатора (АТ). В качестве основной защиты от витковых замыканий, как и от других внутренних повреждений трансформатора, сопровождающихся выделением газа, и от понижения уровня масла служит газовая защита. Об аварийном снижении уровня масла до срабатывания газового реле сигнализирует стрелочный маслоуказатель уровня. Защита реагирует на повреждения внутри бака, при которых происходит выделение газа или ускоренное протекание масла, или смеси газа и масла из бака в расширитель, а также на снижение уровня масла ниже допустимого. Снижение уровня масла в реле может быть как вследствие течи масла, так и вследствие вытеснения его газом при внутренних повреждениях: межфазное К.З., межвитковое К.З. в обмотках, замыкание обмотки на корпус, в стали магнитопровода и т. д.

Конструкции газовых реле имеют три разновидности, различающиеся принципом исполнения реагирующих элементов. Первоначально применялись реле с реагирующим элементом в виде поплавка, затем появились реле у которых реагирующим элементом служит лопасть, в последнее время применяются реле с реагирующим элементов в виде чашки.

Краткое описания работы поплавкового реле.

В корпусе реле расположены два поплавка, выполненных в виде герметичных цилиндров, плавающих в масле. На торце поплавков располагаются ртутные контакты, представляющие собой стеклянные колбы с впаянными в нее контактами и ртутью внутри.

Верхний поплавок работает на сигнал, нижний на отключение. При газообразовании воздух поднимается в расширитель, при этом он заполняет верхнюю часть реле, тем самым вытесняя масло. С уменьшение уровня масла в реле, верхний поплавок опускается в сторону контактов. Скорость опускания поплавка зависит от интенсивности газообразования. При сильных повреждениях происходит бурное протекание масла в расширитель, тем самым сообщая толчок нижнему поплавку. Под его действием поплавок мгновенно замыкает свои контакты на отключение.

Достоинства газовой защиты: высокая чувствительность и реагирование практически на все виды повреждения внутри бака; сравнительно небольшое время срабатывания; простота выполнения, а также способность защищать трансформатор при недопустимом понижении уровня масла по любым причинам. Наряду с этим защита имеет ряд существенных недостатков, основной из которых — нереагирование ее на повреждения, расположенные вне бака, в зоне между трансформатором и выключателями. Защита может подействовать ложно при попадании воздуха в бак трансформатора, что может быть, например, при доливке масла, после ремонта системы охлаждения и др. Для предупреждения неправильного отключения трансформатора, отключающая цепь защиты после доливки масла или других ремонтных работ, а так же при включении нового трансформатора, переводится на сигнал на (2−3) суток до тех пор, пока не прекратится выделение воздуха, отмечаемое по работе защиты на сигнал. Возможны также ложные срабатывания защиты на трансформаторах, установленных в районах, подверженных землетрясениям. В таких случаях допускается возможность перевода действия отключающего элемента на сигнал. В связи с этим газовую защиту нельзя использовать в качестве единственной защиты трансформатора от внутренних повреждений.

Необходимо также отметить, что начальная стадия виткового замыкания может и не сопровождаться появлением дуги и газообразованием. В таком случае газовая защита не действует, и витковые замыкания в трансформаторе могут длительно оставаться незамеченными. Можно создать защиту, позволяющую обнаружить витковые замыкания в начальной стадии и при отсутствии газообразования. Одна из таких защит основана на изменении пространственного распределения поля рассеяния обмоток.

Газовая защита обязательна для трансформаторов мощностью S_ном>6300 кВ А. Допускается устанавливать газовую защиту и на трансформаторах меньшей мощности. Для внутрицеховых подстанций газовую защиту следует устанавливать на понижающих трансформаторах практически любой мощности, допускающих это по конструкции, независимо от наличия другой быстродействующей защиты.

Газовая защита автотрансформатора на подстанции 500 кВ. выполнена с помощью реле Бухгольца ВF80/Q, установленного на каждой фазе на трубопроводе между баком и расширителем.

При температуре наружного воздуха ниже -20 єС из-за густоты масла защита работает медленно.

Параметры реле:

• — рабочие органы — поплавки, подпорный клапан (по скорости),
• — уставка — 1 м/с.;
• — срабатывание — при заполнении корпуса газом, при уходе масла из бака;
• — есть кран отбора проб газа;
• — есть сигнальный и отключающий элементы;
• — есть самовозврат при выпуске газа из корпуса;
• — проверка цепей — кнопкой «Контроль» на крышке реле (неоперативная).

Защита (при работе на отключение) действует без выдержки времени аналогично вышеуказанной дифзащите.

Ввод в работу — накладками по фазам. Газовая защита каждой фазы АТ может переводиться накладками как на сигнал, так и на отключение. Фиксация работы сигнального и отключающего элементов защиты осуществляется срабатыванием указательных реле по фазам.

Контактор РПН Защита выполнена на газовых струйных реле VRF-25/10. Установлены между баком контактора РПН и его расширителем.

Параметры реле:

• — рабочие органы — пластина (аналог подпорного клапана — по скорости), уставка — 2,5 м/с.;
• — при срабатывании стрелка в окошке занимает вертикальное положение, при возврате — горизонтальное;
• — реле не срабатывает ни при заполнении корпуса газом, ни при уходе масла из бака РПН;
• — есть только отключающий элемент;
• — не предусмотрен отбора проб газа, следовательно, нет самовозврата при выпуске газа (появление незначительного количества газа при работе РПН — нормальное явление, он уходит через дыхательные пути — силикагелевый воздухоосушитель РПН);
• — проверка цепей, ручной возврат (деблокирование) защиты — кнопкой «Контроль — возврат» на крышке реле (не оперативная). При нажатии кнопки перекрывается маслопровод к расширителю РПН.

Защита не работает при заполнении корпуса газом, а также при уходе масла из трубопроводов. Об аварийном снижении уровня масла в расширителе РПН сигнализирует стрелочный маслоуказатель уровня. Выделение определённого количества газа при разложении масла под воздействием электрической дуги происходит при нормальной работе контактора РПН. Этот газ проходит через газовое струйное реле, не вызывая его срабатывания, в расширитель РПН и далее через его силикагелевый осушитель (при изменении уровня) — в атмосферу.

Действие защиты, ввод защиты в работу, сигнализация — аналогично вышеуказанной газовой защите основного бака.