اصول حفاظت پشتیبان ترانسفورماتور اصلی و محدوده حفاظت
اصل و دامنه حفاظت پشتیبان ترانسفورماتور اصلی
عملکرد: ترانسفورماتورهای قدرت باید به دستگاههای حفاظت جریانی اضافه بار برای اتصال کوتاه خارجی به زمین و فاز به فاز و همچنین دستگاههای حفاظت ولتاژ اضافی نقطه خنثی مجهز شوند تا به عنوان حفاظت پشتیبان برای اجزای مجاور و خطاهای داخلی ترانسفورماتور عمل کنند. حفاظت پشتیبان ترانسفورماتور، حفاظت آماده به کار برای حفاظت اصلی آن است. هنگامی که حفاظت اصلی از کار میافتد، حفاظت پشتیبان برای اطمینان از ایمنی تجهیزات و پرسنل عمل میکند. دامنه حفاظت آن شامل ترانسفورماتور، مدار منبع تغذیه و تجهیزات بار در مدار است. حفاظت پشتیبان به حفاظت امپدانس، حفاظت جریانی اضافه بار زیر ولتاژ، حفاظت جریانی اضافه بار ولتاژ مرکب و حفاظت جریانی اضافه بار اشاره دارد. همه آنها میتوانند وضعیت جریان اضافه بار ترانسفورماتور را تشخیص دهند، اما حساسیت آنها متفاوت است. حفاظت امپدانس دارای حساسیت بالایی است، در حالی که حفاظت جریانی اضافه بار دارای حساسیت پایینی است.
III. طبقهبندی حفاظت پشتیبان حفاظت پشتیبان از راه دور: حفاظت پشتیبان که توسط حفاظت تجهیزات یا خطوط قدرت مجاور اجرا میشود، زمانی که حفاظت اصلی یا کلید مدار از کار میافتد. حفاظت نزدیک-پشتیبان: هنگامی که حفاظت اصلی از کار میافتد، حفاظت پشتیبان توسط مجموعه دیگری از حفاظت در این تجهیزات یا خط ارائه میشود. هنگامی که کلید مدار از کار میافتد، حفاظت نزدیک-پشتیبان توسط حفاظت از خرابی کلید مدار ارائه میشود. حفاظت پشتیبان بالا و حفاظت پشتیبان پایین نسبت به ترانسفورماتور نسبی هستند. حفاظت پشتیبان در سمت ولتاژ بالا ترانسفورماتور، پشتیبان بالا نامیده میشود و حفاظت پشتیبان در سمت ولتاژ پایین ترانسفورماتور، پشتیبان پایین نامیده میشود.
1. حفاظت پشتیبان برای محافظت از ترانسفورماتور در صورت از کار افتادن حفاظت اصلی استفاده میشود. به طور کلی شامل موارد زیر است:
(1) حفاظت جریانی اضافه بار که توسط ولتاژ مرکب در سمت ولتاژ بالا آغاز میشود;
(2) حفاظت جریانی اضافه بار که توسط ولتاژ مرکب در سمت ولتاژ پایین آغاز میشود;
(3) حفاظت جریان توالی صفر و ولتاژ توالی صفر در برابر اتصال کوتاه خارجی به زمین;
(4) حفاظت اضافه بار برای جلوگیری از اضافه بارهای متقارن;
(5) حفاظت متصل به شین سمت ولتاژ بالا: حفاظت دیفرانسیل شین سمت ولتاژ بالا، حفاظت از خرابی کلید مدار;
(6) حفاظت مرتبط با شین سمت ولتاژ پایین: حفاظت دیفرانسیل شین سمت ولتاژ پایین و غیره. فرآیند کاری دستگاه حفاظت ترانسفورماتور در شکل 6-1 نشان داده شده است. هنگامی که پارامترهای اندازهگیری شده ترانسفورماتور از مقادیر تنظیم شده تجاوز نمیکنند، حفاظت در عملکرد عادی است. هنگامی که یک خطا رخ میدهد، هر واحد حفاظتی بر اساس اندازهگیریها تعیین میکند که آیا خطا در محدوده حفاظت مربوطه رخ داده است یا خیر. هنگامی که یک خطا در داخل ترانسفورماتور رخ میدهد، حفاظت دیفرانسیل عمل میکند. اگر نقطه خطا داخل مخزن باشد، حفاظت گاز میتواند با حساسیت بالا عمل کند. صرف نظر از اینکه خطا داخلی یا خارجی باشد، حفاظت پشتیبان فاز به فاز ترانسفورماتور باید فعال شود. اگر این یک خطای زمین باشد، حفاظت توالی صفر، به عنوان یک حفاظت پشتیبان برای خطاهای زمین، نیز همزمان فعال میشود.
اگر خطا در تأخیر عملکرد حفاظت پشتیبان از بین برود، حفاظت پشتیبان به عملکرد عادی باز میگردد. اگر خطا همچنان وجود داشته باشد، عمل میکند و ترانسفورماتور را از شبکه برق جدا میکند.
علاوه بر این، هنگامی که ترانسفورماتور اضافه بار یا سایر شرایط عملیاتی غیرعادی را تجربه میکند، حفاظت مربوطه فعال میشود و سیگنالی را صادر میکند. IV. حفاظت پشتیبان برای اتصال کوتاه فاز به فاز حفاظت اصلی یک ترانسفورماتور معمولاً از حفاظت دیفرانسیل و حفاظت گاز استفاده میکند. علاوه بر حفاظت اصلی، ترانسفورماتور باید به حفاظت پشتیبان برای اتصال کوتاه فاز به فاز و خطاهای زمین نیز مجهز شود. حفاظت پشتیبان برای جلوگیری از جریان اضافه بار در سیمپیچهای ترانسفورماتور ناشی از خطاهای خارجی عمل میکند و به عنوان یک پشتیبان برای حفاظت از اجزای مجاور (شینها یا خطوط) و در صورت امکان، به عنوان یک پشتیبان برای حفاظت اصلی در صورت بروز خطاهای داخلی ترانسفورماتور عمل میکند. حفاظت پشتیبان اتصال کوتاه فاز به فاز ترانسفورماتور معمولاً از حفاظت جریانی اضافه بار، حفاظت جریانی اضافه بار با شروع زیر ولتاژ، حفاظت جریانی اضافه بار با شروع ولتاژ مرکب و حفاظت جریانی اضافه بار توالی منفی استفاده میکند. گاهی اوقات از حفاظت امپدانس نیز به عنوان حفاظت پشتیبان استفاده میشود.
1. حفاظت جریانی اضافه بار نمودار سیمکشی اصل دستگاه حفاظت جریانی اضافه بار در شکل 5-18 نشان داده شده است. اصل کار آن مشابه حفاظت جریانی اضافه بار زمان معین خط است. پس از عملکرد حفاظت، کلیدهای مدار در هر دو طرف ترانسفورماتور عمل میکنند. جریان شروع حفاظت با توجه به حداکثر جریان بار ممکن ترانسفورماتور تنظیم میشود، یعنی جایی که: Krel — ضریب قابلیت اطمینان، گرفته شده به عنوان 1.2-1.3; Kr — ضریب بازگشت، گرفته شده به عنوان 0.8-0.95; IL·max — حداکثر جریان بار ممکن ترانسفورماتور. IL·max را میتوان در شرایط زیر در نظر گرفت و باید حداکثر مقدار را در نظر گرفت:
(1) برای ترانسفورماتورهایی که به صورت موازی کار میکنند، اضافه باری که در ترانسفورماتورهای دیگر هنگام قطع ترانسفورماتور با بزرگترین ظرفیت رخ میدهد، باید در نظر گرفته شود. هنگامی که ظرفیت هر ترانسفورماتور یکسان است، فرمول محاسبه به این صورت است: که در آن n—— حداقل تعداد ممکن ترانسفورماتورهای در حال کار به صورت موازی.
