2

W tremformatoraoh wlŁlkliJ mocy najbardziej uniwersalnym zabezpieczeniem Jeat model cieplny, który odwzorowuje zmiany temperatury uzwojeń I oleju. Współpracując w przekaźnikiem pomocniczym steruje on układem sygnalizacji przeciążenia cieplnego transformatora.

W transformatorach średnich mocy stosuje się wyzwalacze lub przekaźniki cieplne zainstalowane na zewnątrz kadzi transformatora.

Najprostszym zabezpieczeniem przed skutkami przeciążeń jest zabezpieczenie nmlprądowc zwłoczne, które reaguje na wzrost prądu obciążenia. Ponieważ nie wykrywa ono zakłóceń związanych z wyciekiem oleju i zwarć międzyzwojowych charakteryzujących się małymi prądami zwarciowymi, transformatory są dodatkowo wyposażone w przekaźniki gazowo-przepływowe (Buchholza), które reagują na wzrost ciśnienia mieszaniny gazowo-olejowej w kadzi i prędkość wypływu oleju z kadzi.

18.4.2. Zwarcia zewnętrzne i wewnętrzne

Do najgroźniejszych w skutkach zakłóceń w pracy transformatorów elektroenergetycznych zalicza się zwarcia. Szczególnie niebezpieczne są zwarcia wewnętrzne i bliskie zwarcia zewnętrzne, którym towarzyszą prądy kilkadziesiąt razy większe od znamionowych. W takich przypadkach transformatory muszą być wyłączane jak najszybciej.

Najpopularniejszym środkiem ochrony przed skutkami zwarć zewnętrznych są zabezpieczenia nadprądowe zwłoczne (rys. 18.27a). Czas działania przekaźnika chroniącego transformator powinien być możliwie najkrótszy, dłuższy jednak niż czas działania zabezpieczeń zainstalowanych na odpływach. Musi być przy tym spełniony warunek wytrzymałości cieplnej transformatora. Ponadto prąd rozruchowy

ł

T>

Rys. 18.27. Zabezpieczenie transformatora przed skutkami zwarć zewnętrznych: a) nad-prądowe zwłoczne; b) nadprądowc bezzwłoczne z blokadą podnapięclową

przekaźnika powinien    przeciążenia spowodowane rozruchem

silników.

Przy zakłóceniach odległyoh od transformatora trudno na podstawie wartold prądu odróżnić zwarcie od przeciążeniu. W takich przypadkach stosuje się dodatkowo blokadę napięciową (rys. 18.2Hb), która zapobiega działaniu zabezpieczenia w przypadku przeciążeń, gdyż wtedy napięcie praktycznie nie zmienia się.

Przyczyną zwarć wewnętrznych może być zestarzenie się izolacji uzwojeń lub przepięcie atmosferyczne. Do ich wykrywania stosuje się zabezpieczenia nadprądo-we bezzwłoczne i różnicowe.

Zabezpieczenia nadprądowe bezzwłoczne stosuje się w transformatorach o mocach nie przekraczających 5 MV • A. Są one instalowane po stronie zasilaniu (rys. 18.28) i powodują w czasie zwarcia otwarcie wyłącznika po tej samej stronie. Zasada działania jest identyczna jak zabezpieczeń sieciowych.

Rys. 18.28. Naprądowe bezzwłoczne zabezpieczenie transformatora przed skutkami zwarć wewnętrznych

W transformatorach wielkich mocy stosuje się zabezpieczenia różnicowe (rys. 18.29). Różnią się one nieco od zabezpieczeń różnicowych stosowanych w sieciach elektroenergetycznych, gdyż w transformatorach występują udary prądowe wywołane zmianami pola magnetycznego, które nie zawsze są związane ze stanami zakłóceniowymi.

Tr

Rys. 18.29. Zabezpieczenie różnicowe transformatora A/, A/' — prądy różnicowe, /_h — prąd hamujący, h, h — prądy wtórne przekladników prądowych PI, KA — komparator amplitudy (dwuwcjściowy)

Rys. 18.30. Zabezpieczenie odległościowe

transformatora

W transformatorach o napięciu 220 kV i wyższym są też stosowane zabezpieczenia odległościowe dwuitopnlowe, których pierwszy stopień (bezzwłoczny) służy do ochrony przed skutkumi zwarć wewnętrznych, natomiast drugi (zwłoczny) — przed zwarciami zewnętrznymi (ryu. 18.30).