Зварювальні трансформатори

     Заборона  АПВ. при пошкодженні усередині  бака трансформатора здійснюється за допомогою сигнального контакту газового реле.

     Для здійснення АПВ трансформатора використовуються ті ж пристрої, що і для АПВ  лінії. При цьому АПВ повинно  діяти з витримкою часу для  виключення його спрацьовування при  внутрішніх КЗ, що супроводжуються  бурхливим газоутворенням, коли відключаючий контакт газового реле замикається раніше, ніж сигнальний. 

     3.2 Автоматичне включення  резервного джерела  живлення при відключенні  трансформатора

     На  підстанціях широкого поширення  набули пристрої автоматичного включення  секційного вимикача З В при зникненні живлення на одній з секцій шин нижчої напруги.

     Схема АВР СВ, виконана за допомогою реле РПВ-358, представлена на (Рис. 2.1) Пуск АВР  здійснюється при дотриманні наступних  умов: невідповідність положення  ключа управління (що фіксується за допомогою реле 1РПФ, обмотки якого не показані на   (Рис. 3.1,г) і вимикача 1В (Рис. 3.1, а) 
 
 

     Рис. 3.1 Схема АВР СВ з пристроєм виявлення  втрати живлення і  перевіркою значення зустрічної напруги. 

(що  фіксується за допомогою реле РПО, що спрацьовує при відключенні вимикача). При цьому подається «мінус» на затиск 5 комплектного пристрою РПВ-358 і відбувається спрацьовування АВР. Дія АВР контролюється замикаючим контактом реле 2РПФ, який замикається у разі спрацьовування захисту від внутрішніх пошкоджень в трансформаторі або захисту від втрати живлення.

     Аналогічний ланцюг пуску АВР передбачений на (Рис. 2.1), г і при відключенні  трансформатора Т2, що живить другу  секцію підстанції IIс-(Рис. 2.1, а). Ланцюг пуску АВР контролюється також розмикаючим контактом РПФ, який замкнутий при відключеному СВ.

     Двопозиційне  реле РПФ спрацьовує і перемикає  свої контакти при відключенні СВ ключем управління КУ (фіксуючи тим  самим відключене положення вимикача) і при включенні вимикача з  будь-якої причини від контактів електромагніту включення СВ (фіксуючи включене положення вимикача).

     У даній схемі АВР передбачений також - контроль відсутності напруги  на резервованій секції шин, який здійснюється послідовно включеними розмикаючими контактами реле мінімальної напруги 1РН і 2РН, що подають «плюс» на затиск 6 комплектного пристрою РПВ-358. Контроль відсутності напруги необхідний для запобігання несинхронному включенню резервного джерела живлення на залишкову напругу крупних синхронних, що гальмуються . або асинхронних двигунів. Загасання э. д. с. синхронного електродвигуна при невідключеному збудженні відбуватиметься у міру зменшення частоти обертання, а при гасінні поля -- у міру зменшення струму в обмотці збудження.

     Пуск  АВР при зникненні напруги, на секціях шин, коли вимикач живлячого трансформатора залишиться включеним, за допомогою мінімальних реле напруги може виявитися неефективним, оскільки синхронні двигуни і конденсаторні батареї можуть тривало підтримувати залишкову напругу на шинах, що втратили живлення. Тому в даній схемі пусковий орган АВР доповнений пристроєм, що реагує на зниження частоти і зміну напряму активній потужності. Цей пусковий орган спрацьовує при знижень частоти, якщо активна потужність через живлячу лінію або трансформатор стала рівною нулю або змінила напрям.

     Пристрій  складається з реле частоти РЧ (Рис. 3.1, в), проміжних реле РПЧ і РПМ, реле напряму потужності 1РМ, 2РМ (Рис. 3.1,б) і реле часу РВ.

     До  реле потужності підводяться лінійна  напруга і струм відстаючої фази: U_bc і — I_с; U_ca і — I_a. При такому включенні і внутрішньому вугіллі, рівному 30°, реле має позитивний момент при напрямі активній потужності до шин і негативний — при напрямі активній потужності від шин; реле підключається так, щоб при напрямі потужності до споживача контакти його були замкнуті. Необхідність двох реле напряму потужності пояснюється тим, що при двофазному КЗ за трансформатором одне з реле може спрацювати неправильно. Уставка спрацьовування по частоті реле РЧ приймається рівною 48—48,5 Гц. Для полегшення роботи контактів реле напряму потужності і зменшення навантаження на трансформатор напруги напруга на обмотки реле потужності подається після зниження частоти. Якщо спрацьовування реле частоти буде обумовлено зниженням частоти в енергосистемі, контакти РЧ замкнуться, спрацює реле РПЧ, а реле часу (з уставкой 0,3—0,5 з) не спрацює, оскільки контакти реле РПМ залишаться розімкненими (потужність направлена до шин, і контакти 1РМ і 2РМ замкнуті).

     Якщо  спрацьовування реле РЧ відбудеться  унаслідок загасання напруги на шинах підстанції при втраті живлення, контакти реле напряму потужності залишаться розімкненими і реле часу спрацює.

     Заборона  АВР здійснюється подачею «плюса»  на затиск 8 від замикаючого контакту РПФ, який замкнутий при включеному СВ.

     Важливо відзначити, що" пристрій АВР СВ повинен  працювати тільки при втраті живлення (відключенні живлячої лінії) і при  внутрішніх пошкодженнях трансформатора. У решті випадків відключення  вимикача на нижчій стороні трансформатора (від струмових защит) повинно працювати АПВ шин нижчої напруги шляхом повторного включення основного джерела (трансформатора). Таке розмежування дії пристроїв АПВ і АВР СВ викликане тим, що при включенні секційного вимикача на КЗє небезпека відключення другого трансформатора і повного обесточения споживача (при відмові захисту секційного вимикача або несправності самого вимикача). Для реалізації вказаного поєднання дії пристроїв АПВ і АВР СВ в схемах захисту трансформатора встановлюється спеціальне реле 2РПФ, що запам'ятовує роботу защит від внутрішніх пошкоджень і втрати живлення.

     В окремих випадках забороняється  робота пристрою АВР за наявності  замикання на землю в резервованій або резервуючій мережі із-за побоювання підвищеної вірогідності перекриття іншої  фази унаслідок комутаційних перенапружень у момент включення СВ. При цьому може виникнути подвійне замикання на землю - одне на резервуючій частині мережі, інше — на резервованій. Дія АВР повинна також заборонятися, якщо основне джерело живлення буде відключено від АЧР. 

     3.3 Автоматичне регулювання коефіцієнта трансформації (АРКТ)

     З метою підтримки необхідного  рівня напруги широко поширено регулювання  напруги U_п у споживачів (Рис. 3.2) шляхом зміни коефіцієнта

     Рис. 3.2 Пояснююча схема (а) і характеристика зміни напруги у споживача за наявності АРКТ (б).

     Трансформації трансформаторів знижуючих підстанцій, що живлять розподільну мережу. Для зміни коефіцієнта трансформації під навантаженням трансформатори обладналися пристроями РПН (перемикання відпаювань під навантаженням). Автоматична зміна nт здійснюється спеціальним регулятором АРКТ, що впливає на РПН.

     У загальному випадку електрична мережа, одержуюча живлення від шин підстанції, може бути розгалуженою і живити значну кількість навантажень. При цьому  найвигідніше підтримувати незмінним  напруга в деякій контрольованій крапці, представивши розгалужену мережу у вигляді еквівалентної ліній з одним навантаженням на кінці. Оскільки значення напруги Uп при даному напруги на шинах Uш залежить від падіння напруги в еквівалентній лінії (U_п = U_ш – Z_э,лI_п ), та напруга Uш повинна бути тим більше, чим більше навантаження споживача. Таке регулювання напруги отримало назв зустрічного регулювання.

     Незмінність напруги в контрольованій крапці мережі при різних режимах навантаження може бути забезпечена, якщо змоделювати  на вході вимірювального органу АРКТ напругу, що існує в регульованому ланцюзі. Для цього до нього необхідно підвести напругу

     U_п = U_ш –sI_п

     Вимірювальний орган АРКТ є регулятором по відхиленню напруги від заданого значення UКОНТР, пропорційного напрузі в контрольованій крапці. Якщо sIп буде рівне падінню напруги в еквівалентній лінії Z_э,л (від шин підстанції до контрольованої крапки), т, е. I_п = sZ_э,лI_п, то за наявності АРКТ напруга у споживача (у контрольованій крапці) відповідатиме заданому значенню. Із сказаного виходить необхідність ввести у вимірювальний орган напруги АРКТ сигнал, пропорційний струму навантаження. Доцільно використовувати сумарний струм навантаження, оскільки при різних графіках зміни навантажень споживачів регулювання по сумарному струму точніше відповідає необхідному закону регулювання.

     Вимірювальний орган підключається до трансформатора напруги ТН і трансформаторам струму ТТ (Рис. 2.2, а).

     При відключенні вимикача В (Рис. 2.2, а) АРКТ необхідно вивести з роботи, що проводитися допоміжним контактом В шляхом від'єднання виходу АРКТ від приводного механізму ПМ прибудую РПН. *

     На  двохтрансформаторних підстанціях, що працюють з відключеним СВ, АРКТ встановлюється на шкірному трансформаторі. При відключенні одного з трансформаторів і включенні секційного . вимикача слід переконатися (у АРКТ трансформатора, що залишається в роботі) в правильності підтримки напруги при зустрічному регулюванні і при необхідності змінити значення s.

     Особлівостямі АРКТ є релейность дії, наявність  зони нечутливості Uнч вибираною більшою, ніж ступінь зміни напруги DUст при перемиканні одного відпаювання:

     U_нч = (1.25¸1.3) DU_ст

     Перемікання відпаювань необхідно проводити  з витримкою годині, що забезпечує настроєння від короткочасних коливань напруги (наприклад, при пуску електродвигунів). Поєтом при виході напруги у споживача із зони нечутливості регулятора (Рис. 2.2, б) АРКТ за годину t_ср = 1¸2 мін впливає на РПН.

     3.4 Вибір і розрахунок захисту трансформатора

     Об'єктом, що захищається є два обмотувальний трансформатор власних потреб блоку №3 23Т.

     Для захисту трансформатора власних потреб передбачаються захисту:

• подовжній диференціальний захист від всіх видів коротких замикань в обмотках трансформатора і на його виводах і діє на відключення трансформатора власних потреб і блоку генератор- трансформатор;
• газовий захист від внутрішньобакових пошкоджень трансформатора, що діє на сигнал і на відключення;
• максимальний струмовий захист на стороні 10 кВ з пуском по напрузі, що діє з витримками годині на відключення вимикача 6 кВ і на відключення блоку генератор- трансформатор;
• захист від перевантаження, що встановлений на стороні нижчої напруги трансформатора, діє на сигнал.

     Для захисту трансформатора від коротких замикань. У обмотках і на виводах використовується подовжній диференціальний струмовий захист.

     Захист  є основним і діє на відключення трансформатора без витримки годині. При цьому відключаються блоковий масляний вимикач 1МВ-110кВ, генераторний масляний вимикач 2МВ-10кВ і відключаються введення робочого живлення на секції 3МВ-6кВ. Захист виконаний в трьох фазного виконання з використанням реле типу РНТ-565. Від пошкоджень усередині бака трансформатора, бака «регулятора під напругою» і пониження рівня масла передбачений газовий захист з використанням реле Ргч3-66. Захист діє на сигнал при слабкому газоутворенні і при пониженні рівня масла, а також на відключення без витримки годині при бурхливому газоутворенні.

     Від струмів, обумовлених зовнішніми короткими замиканнями, передбачається максимальний струмовий захист з комбінованим пуском по напрузі. Захист діє на відключення 3МВ-6кВ з 1-ою витримкою годині і на відключення трансформатора повністю з 2-ою витримкою годині. Для захисту від струмів, що викликають перевантаження трансформатора, в осередку КРУ 6кВ встановлюється максимально струмовий захист з дією на сигнал. 

     По  даним з каталога для даного трансформатора і даним розрахунків струмів короткого замикання, отриманим з Архенерго, отримаємо:

     Табл. 3.1

     Розрахунок  параметрів трансформатора власних потреб.