Защита трансформаторов для упрощенных подстанций

Для упрощенных подстанций, где защита трансформаторов выполняется с применением выпрямительных блоков питания, институтом «Энергосетьпроект» разработана схема автоматики отделителя, не использующая вспомогательных контактов короткозамыкателя. Срабатывание защиты фиксируется с помощью двухпозиционного реле РФ, что обеспечивает наличие сигнала на отключение отделителя в течение всего времени до совершения этой операции. Фиксация срабатывания выходного реле необходима из-за того, что включение короткозамыкателя может изменить токи к. з. в трансформаторе и вызвать возврат защиты трансформатора. Срабатывание реле РП (реле типа РП-23 без замедления) оказывается возможным лишь при отсутствии токов (реле 1РТ и 2РТ) и напряжений на защищаемом трансформаторе. Отсутствие неконтролируемого вспомогательного контакта короткозамыкателя повышает надежность схемы автоматики отделителя, так как все реле блокировки отделителя расположены на одной панели. После отключения отделителя возврат реле фиксации РФ осуществляется при замыкании размыкающего вспомогательного контакта отделителя БКО. Состояние цепей БКО перед включением отделителя может контролироваться от шинок ШУ БПК с помощью сигнальной лампы JIC с добавочным резистором R или с помощью реле положения.
Время заряда конденсаторов схемы автоматики отделителей должно быть таким, чтобы при включении поврежденного трансформатора под напряжение они зарядились раньше, чем защита трансформатора приведет в действие автоматику отделителя, т. е. время должно быть примерно 50—70мс. При включении трансформатора на закоротку может оказаться, что напряжение на входе УЗ отсутствует. В этом случае можно рекомендовать применение токовых УЗ.
На двух трансформаторных подстанциях цепи УЗ могут взаимно резервироваться. На рис. 55 показана одна из возможных схем резервирования для УЗ типа БПЗ-401, предусматриваемая в типовых проектах. Зарядное устройство одного из трансформаторов связано с выходными цепями УЗ другого трансформатора через цепочку из резистора с сопротивлением около 2 кОм и диода. Сопротивление резистора выбрано таким образом, чтобы даже при к. з. на шинках УЗ одного транс-
форматора работа второго УЗ не нарушалась. При такой схеме резервирования быстрый заряд обеспечивается только от УЗ своего трансформатора, однако при работающем втором трансформаторе в быстром заряде конденсаторов нет необходимости. Блоки конденсаторов автоматики отделителей подключаются непосредственно к шинкам УЗ (А01 и А02 на рис. 55). Если защита трансформатора выполняется на переменном оперативном токе, а выключатели стороны низшего и среднего напряжения оборудованы электромагнитными приводами, то для отключения выключателей от защиты трансформаторов используются блоки конденсаторов. Однако, быстрый заряд этих блоков не нужен, так как при включении трансформаторов под напряжение выключатели отключены, а в нормальном режиме все блоки конденсаторов заряжены. Включение блоков конденсаторов большой емкости через резисторы (R1 и R2 на рис. 55) практически не замедляет заряд блоков автоматики отделителей.
Следует обратить внимание на то, что вспомогательные контакты отделителя в цепи ЭОО не требуются, так как его отключение происходит в бестоковую паузу, когда входное напряжение на УЗ отсутствует, а тока разряда конденсатора С1 к моменту отключения уже практически нет. Если же имеется резервирование шинок УЗ от второго трансформатора, то ток от источника резервирования мал и вполне может разрываться контактами реле схемы.
На подстанциях, выполненных на переменном оперативном токе и оборудованных устройствами АЧР, типовые материалы института Энергосетьпроект рекомендуют создание шинок стабилизированного переменного напряжения для питания цепей управления. Эти шинки питаются от ТСН через феррорезонансные СН. На эти же шинки рекомендовалось включать УЗ. Однако при малой нагрузке на СН форма кривой его напряжения близка к трапециевидной (см. гл. 1), и при том же действующем значении амплитуда напряжения может снизиться, а следовательно, снизится и зарядное напряжение конденсаторов. Поскольку заряд конденсаторов осуществляется в нормальном режиме, стабилизация входного напряжения УЗ не требуется, и его следует включать непосредственно на шинки обеспеченного питания до стабилизации, так же как и двигатели завода пружин приводов.
Рассмотрим, в каких случаях быстрый заряд блоков конденсаторов автоматики отделителей является желательным с точки зрения работы защиты трансформатора и ВЛ при включении поврежденного трансформатора. Если первое включение трансформатора после ремонта осуществляется выключателем ВЛ, то защита поврежденного трансформатора действует на включение короткозамыкателя и ВЛ немедленно отключается. Автоматическое повторное включение при этом не происходит по принципу действия, и отключение отделителя поэтому не обязательно. После отключения ВЛ причина будет легко установлена по включенному положению короткозамыкателя трансформатора.
Можно дополнить заряд конденсаторов от УЗ, включаемых в цепи напряжения, зарядом от токовых УЗ. Если на подстанции используются централизованные БПК с блоками БПТ-1002, то быстрый заряд конденсаторов может осуществляться от шинок ШУ через разделительный диод. Зарядное напряжение будет определяться амплитудным значением напряжения на выходе блока БПТ-1002 и будет близко к 350—380 В. Как уже отмечалось в гл. 3, во избежание появления повышенных зарядных напряжений за счет переходного процесса в феррорезонансном БПТ (а также несколько в меньшей степени в БПНС) скорость заряда от БПК должна быть искусственно снижена за счет включения в цепь заряда от БПТ дополнительного резистора с сопротивлением около 60Ом.
Для менее мощных трансформаторов, на встроенные ТТ которых нельзя включать блоки БПТ-1002, в [30] были предложены схемы защиты, в которых устройства БПЗ-401 и БПЗ-402 используются одновременно как выпрямительные блоки питания для защиты трансформаторов и как зарядные устройства для заряда блоков конденсаторов автоматики отделителей. Схемы включения БПЗ-401 и БПЗ-402 во многом подобны схемам включения БПК из блоков БПТ-1002 и БПНС-1(2), однако имеются некоторые отличия. Во-первых, устройство БПЗ-401 однофазное, и поэтому два таких устройства следует включать по схеме открытого треугольника (рис. 56). Во-вторых, БПК на рис. 56 является одновременно и УЗ. Наконец, необходимо иметь в виду, что среднее напряжение на шинках ШУ может быть в 1,4—1,5 раза выше номинального, и поэтому не следует включать на эти шинки постоянную нагрузку. Кратковременная подача такого напряжения на промежуточные реле постоянного тока не представляет для последних опасности, а включение реле времени должно производиться с де-шунтированием добавочного резистора мгновенными размыкающими контактами. Таким образом, защита трансформатора выполняется на выпрямленном оперативном токе, автоматика отделителя — по схеме, приведенной на рис. 54, г, а питание электромагнита отключения выключателей стороны низшего напряжения — от блоков конденсаторов.