การป้องกันรีเลย์และระบบอัตโนมัติของหม้อแปลงไฟฟ้ากำลังน้ำมัน 110 kV

หม้อแปลงไฟฟ้ากำลังเป็นอุปกรณ์ที่แพงที่สุดสำหรับสถานีย่อย หม้อแปลงได้รับการออกแบบมาสำหรับอายุการใช้งานที่ยาวนาน โดยต้องทำงานตามปกติและไม่อยู่ภายใต้กระแสเกินพิกัด ไฟกระชาก และโหมดการทำงานที่ไม่พึงประสงค์อื่นๆ ที่ยอมรับไม่ได้

จำเป็นต้องมีอุปกรณ์ป้องกันและระบบอัตโนมัติต่างๆ เพื่อป้องกันความเสียหายของหม้อแปลง ยืดอายุการใช้งาน และรับประกันการทำงานตามปกติ

พิจารณาว่ามีอุปกรณ์ป้องกันและระบบอัตโนมัติใดบ้างในหม้อแปลงไฟฟ้าน้ำมัน

การป้องกันแก๊สหม้อแปลง

การป้องกันแก๊สเป็นหนึ่งในการป้องกันหลักของหม้อแปลง การป้องกันนี้ออกแบบมาเพื่อตัดการเชื่อมต่อหม้อแปลง 110 kV จากเครือข่ายในกรณีที่เกิดข้อผิดพลาดภายในถังหม้อแปลงไฟฟ้า

อุปกรณ์ป้องกันนี้ติดตั้งอยู่ในท่อน้ำมันที่เชื่อมต่อถังหม้อแปลงเข้ากับตัวป้องกันองค์ประกอบโครงสร้างหลักของรีเลย์แก๊สคือลูกลอยและหน้าสัมผัสสองคู่ที่เชื่อมต่อเมื่อลูกลอยลดลง ในการทำงานปกติ รีเลย์แก๊สจะเติมน้ำมันหม้อแปลงและลูกลอยอยู่ในตำแหน่งขึ้นโดยที่หน้าสัมผัสทั้งสองคู่เปิดอยู่

ในกรณีเกิดการลัดวงจรแบบเลี้ยวต่อเลี้ยวในขดลวดของหม้อแปลงหรือที่เรียกกันว่า การเผาไหม้เหล็ก (การละเมิดฉนวนของแผ่นเหล็กของวงจรแม่เหล็ก) ก๊าซปรากฏในถังซึ่งเกิดขึ้นระหว่างการสลายตัวของวัสดุไฟฟ้าภายใต้อิทธิพลของอาร์คไฟฟ้า

ก๊าซที่เกิดขึ้นจะเข้าสู่รีเลย์แก๊สและแทนที่น้ำมัน ในกรณีนี้ โฟลตจะลดลงและปิดหน้าสัมผัส หน้าสัมผัสสามารถปิดได้ขึ้นอยู่กับปริมาณของก๊าซที่สะสมส่งผลต่อสัญญาณหรือถอดหม้อแปลงออกจากเครือข่ายโดยสมบูรณ์

การเปิดใช้งานรีเลย์แก๊สอาจเกิดจากการลดลงอย่างมากของระดับน้ำมันในถังหม้อแปลงไฟฟ้าซึ่งบ่งชี้ว่าไม่มีน้ำมันอยู่ในตัวอนุรักษ์ นั่นคืออุปกรณ์นี้ยังทำหน้าที่ป้องกันการลดระดับน้ำมันในหม้อแปลงมากเกินไป

การป้องกันถังสลับโหลดถัง

หม้อแปลงไฟฟ้ากำลัง 110 kV มักจะมีตัวปรับแรงดันโหลด (OLTC) ในตัว สวิตช์สลับขณะโหลด ตั้งอยู่ในช่องแยกของถังหม้อแปลงแยกจากถังหลักด้วยขดลวด ดังนั้นจึงมีอุปกรณ์ป้องกันแยกต่างหาก - รีเลย์ปฏิกิริยา - สำหรับอุปกรณ์นี้

ความล้มเหลวทั้งหมดในแท็งก์เปลี่ยนแท็งค์บนโหลดนั้นมาพร้อมกับการระบายน้ำมันหม้อแปลงเข้าสู่ตัวอนุรักษ์ ดังนั้นในกรณีที่มีการไหลของน้ำมัน ระบบป้องกันไอพ่นจะเปิดใช้งานทันที ซึ่งจะตัดการเชื่อมต่อหม้อแปลงไฟฟ้าจากแหล่งจ่ายไฟหลักโดยอัตโนมัติ

สวิตช์ระดับน้ำมัน (RUM)

รีเลย์แก๊สส่งสัญญาณว่าไม่มีน้ำมันอยู่ในตัวอนุรักษ์ของหม้อแปลงไฟฟ้า แต่จำเป็นต้องตรวจจับการลดลงของระดับน้ำมันในเวลาที่ยอมรับไม่ได้ - ฟังก์ชันนี้ดำเนินการโดยรีเลย์ระดับน้ำมัน (RUM)

ตามกฎแล้วมีการติดตั้งสวิตช์ระดับน้ำมันในตัวควบคุมของถังหลักของหม้อแปลงเช่นเดียวกับในตัวควบคุมของสวิตช์โหลด อุปกรณ์ได้รับการกำหนดค่าในลักษณะที่ทุ่นซึ่งเป็นองค์ประกอบโครงสร้างหลักของรีเลย์ปิดหน้าสัมผัสรีเลย์หากระดับน้ำมันต่ำกว่าค่าต่ำสุดที่อนุญาตสำหรับหม้อแปลงไฟฟ้านี้

อุปกรณ์ความปลอดภัยนี้ให้สัญญาณเพื่อเปิดใช้งานการเตือน ซึ่งทำให้สามารถตรวจจับการลดลงของระดับน้ำมันได้ทันเวลา

การป้องกันดิฟเฟอเรนเชียลทรานฟอร์เมอร์ (DZT)

การป้องกันความแตกต่างของหม้อแปลง (DZT) เป็นการป้องกันหลักของหม้อแปลงและทำหน้าที่ป้องกันการลัดวงจรของขดลวดของหม้อแปลงและตัวนำกระแสไฟฟ้าที่อยู่ในพื้นที่ครอบคลุมของการป้องกันนี้

หลักการทำงานของการป้องกันนี้ขึ้นอยู่กับการเปรียบเทียบกระแสโหลดของขดลวดแต่ละเส้นของหม้อแปลง ในการทำงานปกติ จะไม่มีกระแสไฟฟ้าที่ไม่สมดุลที่เอาต์พุตรีเลย์ป้องกันส่วนต่างในกรณีที่เกิดการลัดวงจรแบบสองเฟสหรือสามเฟส จะเกิดกระแสไม่สมดุลขึ้น กระแสดิฟเฟอเรนเชียลและรีเลย์จะทำหน้าที่ตัดการเชื่อมต่อหม้อแปลงออกจากเครือข่ายโดยสิ้นเชิง

ขอบเขตของการป้องกันนี้คือหม้อแปลงกระแสไฟฟ้าในแต่ละด้านของแรงดันไฟฟ้าของหม้อแปลงไฟฟ้า ตัวอย่างเช่นในหม้อแปลงที่มีสามขดลวด 110/35/10 kV โซนของการเคลือบป้องกันนอกเหนือจากตัวหม้อแปลงนั้นรวมถึงบัส (สายเคเบิล) ที่ส่งผ่านจากบูชของหม้อแปลงไปยังกระแส 110 kV, 35 kV และหม้อแปลงไฟฟ้า 10 kV.

การป้องกันขั้นตอนปัจจุบันของหม้อแปลง

เพื่อความน่าเชื่อถือที่มากขึ้น นอกเหนือจากการป้องกันหลักของหม้อแปลงไฟฟ้าแล้ว ยังมีการป้องกันสำรอง - การป้องกันกระแสแบบขั้นบันไดสำหรับแต่ละขดลวด

สำหรับแต่ละขดลวดของหม้อแปลงแยกจากกัน การป้องกันกระแสเกิน (MTZ) ไม่กี่ขั้นตอน การป้องกันแต่ละขั้นตอนมีเวลารับและส่งของตัวเอง

หากหม้อแปลงจ่ายกระแสไหลเข้าสูงให้กับผู้บริโภคจำนวนมาก เพื่อป้องกันการทำงานผิดพลาด การป้องกันกระแสเกินจะมีสิ่งที่เรียกว่า การปิดกั้นโวลต์มิเตอร์ - การปิดกั้นการป้องกันแรงดันไฟฟ้า

สำหรับการเลือกของการดำเนินการป้องกันหม้อแปลง แต่ละขั้นตอนการป้องกันมีเวลาตอบสนองที่แตกต่างกัน ในขณะที่การป้องกันหม้อแปลงพื้นฐานข้างต้นมีเวลาตอบสนองสั้นที่สุด ดังนั้น ในกรณีที่หม้อแปลงไฟฟ้าขัดข้องหรือไฟฟ้าลัดวงจรในเขตป้องกัน การป้องกันหลักจะทำงานทันที และในกรณีที่เกิดความล้มเหลวหรือเงื่อนไขการถอน หม้อแปลงจะได้รับการป้องกันโดยการป้องกันกระแสสำรอง

นอกจากนี้ MTZ ของหม้อแปลงไฟฟ้ายังคงป้องกันการเชื่อมต่อขาออกที่ป้อนโดยหม้อแปลงนั้น ป้องกันการสะดุดในกรณีที่เกิดข้อผิดพลาด

MTZ ให้การป้องกันการลัดวงจรสองและสามเฟส เพื่อป้องกันฟอลต์ลงดินเฟสเดียว ขดลวดไฟฟ้าแรงสูง 110 kV มีการป้องกันกระแสไฟฟ้าเป็นศูนย์ (TZNP)

ขดลวดแรงดันปานกลางของหม้อแปลงไฟฟ้ากำลัง 35 kV และเครือข่ายแหล่งจ่าย 6-10 kV ที่คดเคี้ยวแรงดันต่ำที่มีความเป็นกลางแยกซึ่งความผิดพลาดของสายดินเฟสเดียวจะถูกบันทึกโดยหม้อแปลงแรงดัน

เครือข่าย 6-35 kV ส่วนใหญ่ที่มีความเป็นกลางแบบแยกทำงานในโหมดที่ความผิดพลาดของสายดินแบบเฟสเดียวไม่ถือเป็นเหตุฉุกเฉิน ดังนั้นจึงไม่ถูกแยกออกจากการทำงานของการป้องกันความผิดพลาดของสายดินโดยอัตโนมัติ เจ้าหน้าที่บริการได้รับสัญญาณเกี่ยวกับความผิดปกติของสายดินเฟสเดียวและเริ่มค้นหาและตัดการเชื่อมต่อจากเครือข่ายในพื้นที่ที่เสียหาย เนื่องจากการทำงานเป็นเวลานานในโหมดนี้เป็นสิ่งที่ยอมรับไม่ได้

มีข้อยกเว้นในกรณีที่การยกเว้นความผิดพลาดแบบเฟสเดียวในเครือข่ายเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับข้อกำหนดด้านความปลอดภัย ในกรณีนี้ การป้องกันความผิดปกติของกราวด์สามารถทำงานเพื่อถอดหม้อแปลงไฟฟ้าออกทั้งหมดหรือปลดการเชื่อมต่อขดลวดด้านใดด้านหนึ่ง

การป้องกันไฟกระชากของหม้อแปลง

เพื่อป้องกันหม้อแปลงไฟฟ้าจากแรงดันไฟเกิน อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากหรืออุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPDs) จะถูกติดตั้งบนบัสที่แต่ละด้านของหม้อแปลง

หากหม้อแปลงทำงานในโหมดเป็นกลางต่อสายดินที่ด้านไฟฟ้าแรงสูง 110 kV ความเป็นกลางจะเชื่อมต่อกับดินผ่านตัวป้องกันไฟกระชากหรือตัวป้องกันไฟกระชากเพื่อป้องกันขดลวดจากความเสียหายหากแรงดันไฟฟ้าเกินค่าที่อนุญาตในกรณีที่เกิดข้อผิดพลาดใน เครือข่ายอุปทาน

การป้องกันเพิ่มเติมของหม้อแปลง

เพื่อป้องกันหม้อแปลงไฟฟ้า มีการป้องกันเพิ่มเติมจำนวนหนึ่งเพื่อไม่รวมการพัฒนาข้อบกพร่องเล็กๆ น้อยๆ การเบี่ยงเบนจากการทำงานปกติในสถานการณ์ฉุกเฉินที่ใหญ่กว่า

การป้องกันการโอเวอร์โหลด — ทำหน้าที่ส่งสัญญาณเพื่อลดภาระของหม้อแปลงทันที

รีเลย์ควบคุมอุณหภูมิส่งสัญญาณการเพิ่มอุณหภูมิของชั้นน้ำมันด้านบนให้สูงกว่าค่าที่ตั้งไว้ (อนุญาต) การป้องกันนี้รวมถึงระบบระบายความร้อนของหม้อแปลงเพิ่มเติมโดยอัตโนมัติ หากมี ตัวอย่างเช่น พัดลมเป่าลมและปั๊มสำหรับบังคับการไหลเวียนของน้ำมันในเครื่องทำความเย็นรวมอยู่ด้วย หากอุณหภูมิของน้ำมันสูงขึ้นไปอีก รีเลย์จะทำหน้าที่ตัดการเชื่อมต่อหม้อแปลงออกจากกริด

การป้องกันแรงดันไฟเกินจะปิดเบรกเกอร์ขดลวดทุติยภูมิของหม้อแปลงในกรณีที่แรงดันตกจนถึงค่าที่ยอมรับไม่ได้

ระบบอัตโนมัติของหม้อแปลงไฟฟ้า 110 kV

หากมีหม้อแปลงสองตัวที่สถานีย่อย เมื่อแรงดันไฟฟ้าลดลงถึงค่าที่ยอมรับไม่ได้หรือเมื่อหม้อแปลงถูกตัดการเชื่อมต่อ การป้องกันแรงดันตกจะส่งผลต่อ สวิตช์โอนอัตโนมัติ (ATS)… อุปกรณ์นี้มีสวิตช์แบบแบ่งส่วนหรือบัสบาร์ซึ่งให้พลังงานแก่ผู้บริโภคจากแหล่งพลังงานสำรอง — หม้อแปลงไฟฟ้า

บนสวิตช์อินพุตแรงดันปานกลางและต่ำของหม้อแปลงสามารถนำไปใช้ได้ ปิดเบรกเกอร์อัตโนมัติ (AR), การคืนค่าแหล่งจ่ายไฟของหม้อแปลงเพียงครั้งเดียวในกรณีที่ขาดการเชื่อมต่อจากการป้องกันอย่างใดอย่างหนึ่ง

หากหม้อแปลงไฟฟ้ามีโครงสร้าง ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าขณะโหลด (OLTC)จากนั้นจึงสามารถติดตั้งตัวปรับแรงดันไฟฟ้าอัตโนมัติ (AVR) ได้ อุปกรณ์นี้ตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าของขดลวดหม้อแปลงและให้การสลับอัตโนมัติของเครื่องเปลี่ยนแท็ปโหลดเพื่อให้มั่นใจว่าระดับแรงดันไฟฟ้าของขดลวดที่ต้องการ