Punim Seminarik

ZAŠTITAZAŠTITAELEKTROENERGETSKOG SUSTAVAELEKTROENERGETSKOG SUSTAVA

Predavanje 10Predavanje 10..

Zaštita električnih mrežaZaštita električnih mreža

Zaštita transformatoraZaštita transformatora

Predavač:Predavač: Damir Karavidović, dipl.ing. Damir Karavidović, dipl.ing.

ZAŠTITAELEKTROENERGETSKOG SUSTAVAZAŠTITAELEKTROENERGETSKOG SUSTAVAZaštita energetskih transformatoraZaštita energetskih transformatora

Općenito o energetskim transformatorimaOpćenito o energetskim transformatorima

U elektroenergetskom sustavu transformator zauzima jedno od najvažnijih uloga,

Uloga transformatora je električnu energiju pretvoriti s niže na višu naponsku razinu i obratno,

Električna energija se dovodi na primar transformatora te se onda elektromagnetskim putem prenosi na sekundar gdje se ovisno o konstrukciji transformatora postiže viša ili niža naponska razina,

Pritom se, naravno, javljaju neki gubici no općenito transformator je električni uređaj s vrlo velikom korisnosti koja se kreće oko 95 %.

Transformator je dakle središnji i najvažniji dio svake transformatorske stanice te kao takav jedan od najvažnijih dijelova mreže,

S obzirom na važnost transformatora, kao i na činjenicu da je cijena transformatora relativno S obzirom na važnost transformatora, kao i na činjenicu da je cijena transformatora relativno velika u odnosu na ostale dijelove mreže, kao logično nameće se potreba za njegovom velika u odnosu na ostale dijelove mreže, kao logično nameće se potreba za njegovom kvalitetnom zaštitom od smetnji i kvarova,kvalitetnom zaštitom od smetnji i kvarova,

Budući da se u mreži napon često transformira s više na nižu naponsku razinu i obratno, dolazi Budući da se u mreži napon često transformira s više na nižu naponsku razinu i obratno, dolazi do određenih padova napona na vodovima kao i u samom transformatoru. Potrošnja pak do određenih padova napona na vodovima kao i u samom transformatoru. Potrošnja pak zahtijeva stabilan napon i da se izbjegnu mogući problemi zbog padova napona transformatori se zahtijeva stabilan napon i da se izbjegnu mogući problemi zbog padova napona transformatori se izvode s regulacijom napona, izvode s regulacijom napona,


Temeljni tehnički podatci energetskog transformatora

Nazivni omjer transformacije

Omjer napona u transformatoru naziva se omjer transformacije. U jednofaznom dvonamotajnom transformatoru sa željeznom jezgrom i dobrom magnetskom ulančanošću, omjer transformacije određen je izrazom

za napone, a za struje vrijedi

gdje su U1 i U2 naponi primara, odnosno, sekundara, te I1 i I2 pripadajuće struje, a N1 i N2 brojevi namotaja primarnog odnosno sekundarnog namotaja.

Nazivni omjer transformacije je omjer nazivnih napona transformatora. To su naponi neopterećenog transformatora za koje je on građen i prema kojima se određuju ispitni naponi transformatora.

2

1

2

1

N

N

U

U

1

2

2

1

N

N

I

I



Nazivna snaga

Nazivna snaga je ona utvrđena vrijednost prividne snage kojom se može trajno opteretiti transformator uz nazivni napon i frekvenciju, a da zagrijanost ne prijeđe dopuštenu razinu.

Nazivnom snagom jamči se da će transformator davati nazivnu izlaznu struju ako su mu na ulazne stezaljke priključeni nazivni ulazni napon i nazivna ulazna frekvencija.

Nazivna snaga određuje se dogovorno na osnovu izlaznog napona, tj. napona praznog hoda, i nazivne izlazne struje, te prema tome predstavlja ustvari nazivnu ulaznu snagu jer je :

gdje je Ugdje je U2o2o napon praznog hoda, U napon praznog hoda, U11 ulazni napon, a I ulazni napon, a I11 i I i I22 nazivna ulazna nazivna ulazna odnosno izlazna struja.odnosno izlazna struja.

1122 IUIU o



Nazivna snaga

Za razliku od ostalih električnih strojeva kod kojih se nazivna snaga definira kao čista izlazna snaga, kod transformatora se ona definira uz pomoć napona praznog hoda koji pak ne odgovara stvarnom stanju u pogonu opterećenog transformatora.

No ukoliko računamo sa nazivnim izlaznim naponom dolazi do poteškoća jer je izlazni napon ovisan o teretu, tj. njegovom faktoru snage, pa bi tako mogli nazivnu snagu definirati za samo određeni faktor snage tereta.

Općenito se kod trofaznih transformatora nazivna snaga može računati prema dolje navedenom izrazu::

gdje je struja Igdje je struja Inn ona koja teče kroz linijsku stezaljku pri nazivnom naponu Un. ona koja teče kroz linijsku stezaljku pri nazivnom naponu Un.

Za trofazne transformatore karakteristične snage kreću se : 100, 125, 160, Za trofazne transformatore karakteristične snage kreću se : 100, 125, 160,

200, 250, 315 kVA........10, 20.....400 MVA200, 250, 315 kVA........10, 20.....400 MVA. .

nnn IUS 3



Regulacija napona

Kako se u mreži napon često transformira s više na nižu naponsku razinu i obratno, dolazi do određenih padova napona na vodovima kao i u samom transformatoru.

Potrošnja pak zahtijeva stabilan napon pa kako bi se izbjegli mogući problemi zbog padova napona rabi se regulacija napona.

Razlikujemo dvije vrste regulacije napona : regulacija u beznaponskom stanju i regulacija napona pod opterećenjem.

Transformatori 110/35/10 kV se obično izvode u nazivnom prijenosnom omjeru 110 ± 15 ×1.5% /36.75 /10.5 kV, s automatskom regulacijom. Transformatori 35/10 kV se obično izvode s prijenosnim omjerom 35/10.5 kV, s beznaponskom regulacijom ±2×2.5%. Transformatori 10/0.4 kV se obično izvode s prijenosnim omjerom 10/0.4 kV, s beznaponskom regulacijom ±2×2.5%.

Regulaciju prijenosnog omjera transformatora omogućava posebno izvedena Regulaciju prijenosnog omjera transformatora omogućava posebno izvedena primarna strana namota na čvrsti i regulacijski dio. Regulacijskom sklopkom određuje primarna strana namota na čvrsti i regulacijski dio. Regulacijskom sklopkom određuje se pogonski prijenosni omjer transformatora kojim se održava referentni napon se pogonski prijenosni omjer transformatora kojim se održava referentni napon

ZAŠTITA ELEKTROENERGETSKOG SUSTAVAZAŠTITA ELEKTROENERGETSKOG SUSTAVAZaštita energetskih transformatoraZaštita energetskih transformatora


Zvjezdište transformatora

Zvjezdište transformatora, ovisno o potrebama, može biti uzemljeno ili neuzemljeno. Dakle, razlikujemo dva stanja:

• zvjezdište uzemljeno• zvjezdište neuzemljeno.

Kod transformatora 110/x kV, 110 kV strana je najčešće direktno uzemljena dok se niženaponska strana uzemljava posredno ili ostavlja neuzemljena.

Kod transformatora 35/10(20) kV, 35 kV strana je uvijek neuzemljena dok se

niženaponska strana uzemljuje preko djelatnog otpora, prigušnice ili ostaje

neuzemljena.


Međusobno djelovanje transformatora i mreže

Uključenje transformatora u mrežuUključenje transformatora u mrežu

Prilikom uključenja transformatora u pogon u transformatoru se trenutno pojavljuje struja koja je nekoliko puta veća od nazivne te se uslijed zagrijavanja namoti termički naprežu ali ne u tolikoj mjeri da bi izazvali veća oštećenja.

Ako transformatoru s otvorenim stezljkama sekundara narinemo nazivni napon na primar kroz primarni namot poteći će struja praznog hoda

gdje je

Razlika prema prijelaznoj pojavi kod kratkog spoja je dakle u vremenskoj Razlika prema prijelaznoj pojavi kod kratkog spoja je dakle u vremenskoj konstanti koja je kod uključenja veća od one kod kratkog spoja (Xkonstanti koja je kod uključenja veća od one kod kratkog spoja (X11/R/R11 mnogo veći od Xmnogo veći od Xkk/R/Rkk). ).

)sin(

)(

22

12

1

tLR

Uio

1

1

R

Larctg



Uključenje transformatora u mrežuNajmanja struja ukapčanja se javlja u trenutku α – φ = 0, dok se najveća struja javlja u trenutku ωt = 0 ili π.Uzme li se u obzir da je kod uključenja u jezgri ostao neki remanentni tok koji Uzme li se u obzir da je kod uključenja u jezgri ostao neki remanentni tok koji time pretpostavlja potrebnu manju struju magnetiziranja, udarna struja time pretpostavlja potrebnu manju struju magnetiziranja, udarna struja ukapčanja u najgorem slučaju može dostići vrijednost udarne struje kratkog ukapčanja u najgorem slučaju može dostići vrijednost udarne struje kratkog spoja,spoja,

No kako je induktivitet primara znatno veći od rasipnog induktiviteta, koji je No kako je induktivitet primara znatno veći od rasipnog induktiviteta, koji je važan kod struje kratkog spoja, zaključujemo kako će udarna struja uključenja važan kod struje kratkog spoja, zaključujemo kako će udarna struja uključenja uvijek biti manja od one kratkog spoja. uvijek biti manja od one kratkog spoja. Za mehanička naprezanja veći utjecaj ima udarna struja kratkog spoja od Za mehanička naprezanja veći utjecaj ima udarna struja kratkog spoja od struje uključenja ali s obzirom na vrijeme trajanja može utjecati na proradu struje uključenja ali s obzirom na vrijeme trajanja može utjecati na proradu nadstrujne zaštite.nadstrujne zaštite.. .

n

kou I

uI 2

2

100



Prazni hod transformatora Prazni hod transformatora je pogonsko stanje u kojem je primarna strana Prazni hod transformatora je pogonsko stanje u kojem je primarna strana

transformatora priključena na nazivni napon dok mu je sekundar otvoren.transformatora priključena na nazivni napon dok mu je sekundar otvoren. Kroz primarni namotaj poteče struja koja se sastoji od dvije komponente: - od Kroz primarni namotaj poteče struja koja se sastoji od dvije komponente: - od

reaktivne komponentereaktivne komponente koja služi za magnetiziranje željezne jezgre koja služi za magnetiziranje željezne jezgre transformatora itransformatora i- - aktivneaktivne komponentekomponente kojom predstavljamo gubitke u praznom hodu. kojom predstavljamo gubitke u praznom hodu.

Zbog nelinearnosti karakteristike B = f (H), struja magnetiziranja je ne sinusnog oblika, dakle izobličena jer sadržava više harmonike, od kojih je izražen treći..


Tipični tijek struje uključenja transformatora u prazni hodTipični tijek struje uključenja transformatora u prazni hod


Harmonijski spektar struje uključenja Harmonijski spektar struje uključenja

transformatora u prazni hodtransformatora u prazni hod U struji uključenja uvijek prevladava drugi harmonik, a zbog velike vrijednosti

DC komponente u struji magnetiziranja pri uključenju transformatora. Međutim, njegova vrijednost može pasti ispod 20%. Minimum sadržaja drugog harmonika prvenstveno zavisi od koljena karakteristike magnetiziranja jezgre transformatora.


Vrijednosti struje uključenja transformatora u prazni hodVrijednosti struje uključenja transformatora u prazni hod

Struje uključenja mjerene u pojedinim fazama trofaznog transformatora mogu se značajno razlikovati zbog slijedećeg:

• fazni kut napona napajanja je različit u različitim fazama, • kad je u pitanju spoj trokut, namotaji su priključeni na linijski napon, • kod spoja trokut linijska struja u datoj fazi je vektorski zbir struja dva namotaja, • zavisno od vrste jezgra transformatora i drugih uvjeta, samo neki od stupova

transformatora mogu biti u zasićenju.

Kao rezultat prethodno navedenog, struje u pojedinim fazama mogu izgledati kao u slučaju uključenja samo jedne faze ili postati izobličenog ali i oscilatornog valnog oblika (slika 2.)


Struje uključenja transformatora u prazni hod

Slika 2. Uključenje transformatora spoja zvijezda-trokut


Struje uključenja transformatora u prazni hod

Zbog velike i sporo padajuće DC komponente struja magnetiziranja pri uključenju transformatora može se izazvati zasićenje strujnih transformatora čak i kada je magnituda ove struje prilično niska. Kada se nalazi u zasićenju strujni transformator uzrokuje određeno izobličenje sekundarne struje što može smanjiti sadržaj drugog harmonika.

Kada se bliži vanjski kvar isključi odgovarajućom zaštitom i pripadajućim prekidačem napon na priključcima transformatora se vraća na normalan naponski nivo. Ovako stvoreni uvjeti su slični energizaciji transformatora i mogu dovesti do pojave struje magnetiziranja. Međutim, dva faktora čine ovu situaciju drukčijom:

• korak promjene napona je obično puno manji nego tokom uključenja transformatora osim kod pojave i otklanjanja bliskog trofaznog kratkog spoja kada se situacija podudara s uključenjem transformatora,

• obično tokom vanjskog kvara nema značajne neusuglašenosti toka, te je vjerojatnoća pojave ozbiljnog zasićenja jezgra transformatora mala.


Struje uključenja transformatora u prazni hodStruje uključenja transformatora u prazni hod

Dijagrami struja prilikom uključenja transformatora u paralelni rad


Ponovimo o praznom hodu transformatoraPonovimo o praznom hodu transformatora

Prazni hod transformatora je pogonsko stanje u kojem je primarna strana transformatora priključena na nazivni napon dok mu je sekundar otvoren.

U tom slučaju kroz primarni namotaj teče struja koja se sastoji od dvije komponente. Sastoji se od jalove komponente koja služi za magnetiziranje željezne jezgre transformatora te djelatne kojom predstavljamo gubitke u praznom hodu.

Zbog nelinearnosti karakteristike Zbog nelinearnosti karakteristike B = f (H)B = f (H), struja magnetiziranja je nesinusnog , struja magnetiziranja je nesinusnog valnog oblika, dakle sadržava i više harmonike, od kojih je najznačajniji treći.valnog oblika, dakle sadržava i više harmonike, od kojih je najznačajniji treći.


Kratki spoj u mrežiKratki spoj u mreži

Kratki spoj je najteže vrsta kvara u mreži. Do kratkog spoja dolazi vodljivim premoštenjem izolacije između dijelova električnog postrojenja koji se nalaze na različitim potencijalima.

Struje kratkog spoja obično dosežu višestruku vrijednost pogonskih struja, tako da treba računati sa znatnim dinamičkim i termičkim naprezanjima svih pogonskih uređaja pa tako i transformatora.

Dakle pri konstrukciji transformatora kao i pri dimenzioniranju zaštite treba voditi računa da transformator do isključenja struje kratkog spoja bude u stanju podnositi kako dinamička, tako i termička naprezanja. S druge strane, potrebno je odrediti i minimalne struje kratkog spoja jer one su mjerodavne pri izboru zaštitnih uređaja.

Prilikom proračuna kratkog spoja od interesa su dakle dvije vrste struja: Maksimalna struja kratkog spoja, koja je važna kod dimenzioniranja prekidača te

kod elektrodinamskih naprezanja transformatora kao i ostalih dijelova mreže, Minimalna struja kratkog spoja, koja ima važnu ulogu pri izboru podešenja zaštite Minimalna struja kratkog spoja, koja ima važnu ulogu pri izboru podešenja zaštite



U mreži razlikujemo, kako smo već učili nekoliko vrsta karatkih spojeva:U mreži razlikujemo, kako smo već učili nekoliko vrsta karatkih spojeva:

a)a) tropolni kratki spojtropolni kratki spoj

b)b) dvopolni kratki spojdvopolni kratki spoj

c)c) dvopolni kratki spoj uz istovremeni dodir sa zemljom (u uzemljenoj mreži)dvopolni kratki spoj uz istovremeni dodir sa zemljom (u uzemljenoj mreži)

d)d) jednopolni kratki spoj (u uzemljenoj mreži) jednopolni kratki spoj (u uzemljenoj mreži)

a)a) b)b)

c)c) d)d)

L2

L1

L3

kI kI kI

L2

L1

L3

L2

L1

L3

kI kI

L2

L1

L3

kI kI

L2

L1

L3

L2

L1

L3

kI



Statistika kvarova u mreži pokazuje:Statistika kvarova u mreži pokazuje:a)a) tropolni kratki spojtropolni kratki spoj 5%5%b)b) dvopolni kratki spoj + dvopolni kratki spoj sa zemljom dvopolni kratki spoj + dvopolni kratki spoj sa zemljom 15%15%c)c) jednopolni kratki spojjednopolni kratki spoj 80%80%

Općenito struju kratkog spoja, takozvanu trajnu struju kratkog spoja Općenito struju kratkog spoja, takozvanu trajnu struju kratkog spoja možemo definirati izrazom : možemo definirati izrazom :

gdje su:gdje su: UUnn i I i Inn nazivni napon i struja transformatora, nazivni napon i struja transformatora, UUkk napon kratkog spoja odnosno uk njegov iznos izražen napon kratkog spoja odnosno uk njegov iznos izražen

u postotcima nazivnog napona, a određujemo ga u postotcima nazivnog napona, a određujemo ga pokusom kratkog spoja. pokusom kratkog spoja.

nk

nk

nk I

uI

U

UI

100


Kratki spoj u mrežiKratki spoj u mreži Izračunima i iskustvom došlo se do spoznaje kako udarna struja kod malih Izračunima i iskustvom došlo se do spoznaje kako udarna struja kod malih

transformatora praktički ne prelazi 40-struku, a kod velikih transformatora 30-transformatora praktički ne prelazi 40-struku, a kod velikih transformatora 30-struku vrijednost nazivne struje.struku vrijednost nazivne struje.

Struja kratkog spoja je i u ustaljenom stanju velika, dok joj najveća vrijednost Struja kratkog spoja je i u ustaljenom stanju velika, dok joj najveća vrijednost u prijelaznom stanju dostiže 30% do 80% više od amplitude ustaljene struje u prijelaznom stanju dostiže 30% do 80% više od amplitude ustaljene struje kratkog spoja.kratkog spoja.

Na slici možemo vidjeti vremenski tok udarne struje kratkog spoja Na slici možemo vidjeti vremenski tok udarne struje kratkog spoja važne za fizičkovažne za fizičkodimenzioniranje dimenzioniranje transformatora.transformatora.


Kratki spoj u mrežiKratki spoj u mreži Najjednostavnija jednadžba kojom se opisuje sila F koja djeluje na vodič u

magnetskom polju s indukcijom “B”, protjecan strujom vrijednosti “I” dužine “l” glasi :

Sile i njihov način djelovanja kod različitih izvedbi namota možemo vidjeti na slici. Te sile u normalnom pogonu nisu prevelike da ih bakar u namotaju ne bi mogao podnijeti, no problem predstavljaju veći kvarovi kod kojih dolazi do

udarne struje kada te sile višestruko rastu.

lIBF



Slike posljedica kvara u mrežiSlike posljedica kvara u mreži


Kvarovi u transformatoruKvarovi u transformatoru Kvarovi koji mogu utjecati na ispad transformatora mogu biti vanjski i

unutarnji kvarovi. Teško je međutim strogo definirati razliku između ove dvije vrste kvarova

budući kao vanjske kvarove možemo definirati razna pogonska stanja u daljim dijelovima mreže, prenapone, kratke spojeve, preopterećenja kao i razne atmosferske neprilike koje izravno utječu na transformator.

Unutarnji kvarovi transformatora su pak najčešće posljedica nekih vanjskih kvarova te se tako vidi veza između vanjskih i unutarnjih kvarova.

Možemo reći kako kvarovi izvan transformatora (u mreži, atmosferi...) kao posljedicu izazivaju kvar unutar samog transformatora

Općenito, kvarove na transformatoru možemo podijeliti na slijedeće: Kvarovi na namotajima i izvodima transformatora, Kvarovi jezgre transformatora, Kvarovi transformatorskog pribora i spremnika, Abnormalna pogonska stanja, Održivi ili neočišćeni vanjski kvarovi, Kvarovi na namotajima i izvodima transformatora .


Kvarovi u transformatoruKvarovi u transformatoru

Općenito, kvarove na transformatoru možemo podijeliti na slijedeće: Kvarovi na namotajima i izvodima transformatora, Kvarovi jezgre transformatora, Kvarovi transformatorskog pribora i spremnika, Nenormalna pogonska stanja, Održivi ili neočišćeni vanjski kvarovi,

Kada je riječ o kvarovima na namotajima, pri definiranju reda veličine struje određenog kvara moramo imati na umu nekoliko faktora koji utječu na veličinustruje kvara. Značajke kvara ovise o: impendanciji izvora, impendanciji uzemljenja zvjezdišta, rasipnoj reaktanciji transformatora, naponu kratkog spoja i vrsti spoja namotaja


Kvarovi u transformatoruKvarovi u transformatoru

Kada govorimo o kvarovima namotaja susrećemo nekoliko različitih slučajeva Kada govorimo o kvarovima namotaja susrećemo nekoliko različitih slučajeva koji svaki ima posebne značajke glede struja kvara u primarnom i sekundarnom namotaju, koji svaki ima posebne značajke glede struja kvara u primarnom i sekundarnom namotaju, navodimo primjer kod trafa s navodimo primjer kod trafa s namotajem spojenim u zvijezdu i s zvjezdištem namotajem spojenim u zvijezdu i s zvjezdištem uzemljenim preko otporauzemljenim preko otpora..

Struja koja se javlja kod kvara u ovakvom spoja ovisi o vrijednosti impendancije uzemljenja i također je proporcionalna udaljenosti kvara od neutralne točke jer će napon kvara biti izravno proporcionalan toj udaljenosti.

Za kvar na sekundarnom namotaju trafa pripadajuća

struja primara ovisi o prijenosnom omjeru između

broja zavoja primarnog namotaja te broja kratkospojenih zavoja sekundarnog namotaja.

Također dolazimo do razlika koje ovise o mjestu

kvara tako je struja kvara kroz primarni namotaj

proporcionalna kvadratu dijela namotaja koji se

kratko spojio.


Kvarovi u transformatoruKvarovi u transformatoruNamot spojen u zvijezdu s krutim uzemljenjemNamot spojen u zvijezdu s krutim uzemljenjemStruja kvara uglavnom ovisi o rasipnoj reaktanciji namota koja na složen način varira u ovisnosti o položaju kvara. Također i kod ovakvog kvara napon kvara ovisi o položaju kvara slično kao i kod prethodnog slučaja. Za kvarove koji su blizu neutralnom kraju namota reaktancija je vrlo mala, što rezultira najvećim iznosima struja kvara

Za kvarove sekundarnog namota, struja kvara primarnog namota određena je promjenjivim omjerom transformacije. Budući struja kvara kroz sekundar zadržava veliku vrijednost kroz namota, struja kvara primara je velika za većinu točaka mogućeg mjesta kvara duž namota


Kvarovi u mreži i utjecaj na transformatorKvarovi u mreži i utjecaj na transformator

Kvarovi u mreži uzrokuju i određene probleme za transformator kao dio te Kvarovi u mreži uzrokuju i određene probleme za transformator kao dio te mreže, bez obzira što se sam kvar nije dogodio na promatranom transformatoru mreže, bez obzira što se sam kvar nije dogodio na promatranom transformatoru nego negdje unutar mreže. nego negdje unutar mreže. Kratki spojevi uzrokuju relativno veliko zagrijavanje sabirnica transformatora a i Kratki spojevi uzrokuju relativno veliko zagrijavanje sabirnica transformatora a i povećanje struje može uzrokovati i dodatno zagrijavanje namota transformatora povećanje struje može uzrokovati i dodatno zagrijavanje namota transformatora pa pri tome i povećanje gubitaka u bakru. pa pri tome i povećanje gubitaka u bakru. Gubici u bakru rastu proporcionalno s kvadratom struje kvara po jedinici. Gubici u bakru rastu proporcionalno s kvadratom struje kvara po jedinici. Tipično vrijeme trajanja vanjskih kratkih spojeva koje transformator može Tipično vrijeme trajanja vanjskih kratkih spojeva koje transformator može podnijeti bez oštećenja, ako je struja ograničena samo s vlastitom reaktancijom, podnijeti bez oštećenja, ako je struja ograničena samo s vlastitom reaktancijom, su : su : Reaktancija transformatora

(uk u %)Struja kvara

(višekratnik iznosa)Dopušteno trajanje

kvara (sek)

4 25 2

5 20 2

6 16,6 2

7 14,2 2

ZAŠTITA ELEKTROENERGETSKOG SUSTAVAZAŠTITA ELEKTROENERGETSKOG SUSTAVAZaštita energetskih transformatoraZaštita energetskih transformatoraKvarovi u mreži i utjecaj na transformatorKvarovi u mreži i utjecaj na transformator

Namotaj spojen u trokut Nijedan dio namota spojenog u trokut ne djeluje s naponom prema zemlji manjim od 50% faznog napona. Veličina struje kvara stoga je manja nego kod zvijezda spojenih namota. Stvarna vrijednost struje kvara i dalje će ovisiti o načinu uzemljenja tj. o impendanciji. Očekivana impendancija je između 25% i 50% temeljeno na prijenosnom omjeru transformatora. kako je napon prema zemlji prije kvara sada polovica faznog napona, struja zemljospoja ne može biti veća od nazivne ili pak manja od te vrijednosti ako je impendancija uzemljenja mjerljiva. Struja će teći ka mjestu kvara kroz svaku stranu dvije polovice namota i bit će podijeljena između dvije faze sistema. Pojedinačna struja kroz fazu može biti relativno mala što također može uzrokovati probleme pri projektiranju zaštite s gledišta ostvarenja osjetljivosti.



Kvarovi jezgre transformatora

Do kratko spojenog kruga u jezgri dolazi obično na tupom spoju ili ga stvaraju loše izolirani vijci i tlačne ploče kojima je stegnuta jezgra.

Pri tome dolazi do zagrijavanja koje ovisi o vrijednosti struje. Zagrijavanje samo po sebi se teže detektira jer i u normalnom pogonu dolazi do zagrijavanja transformatora. No uslijed zagrijavanja jezgre može doći do oštećenja izolacije namota, a i transformatorsko ulje gubi svoja svojstva.

U najgorem slučaju dolazi do taljenja željeza. Zato je preporučljivo da se takav kvar detektira prije nego što izazove neko veće oštećenje.

Sam kvar neće proizvesti veće promjene u iznosima izlazne struje te ga se ne može otkriti uobičajenim zaštitnim uređajima utemeljenim na mjerenju struje.



Kvarovi transformatorskog pribora i spremnikaKvarovi transformatorskog pribora i spremnika

Gubitak ulja uzrokovan curenjem će trenutno dovesti do neželjenih opasnih Gubitak ulja uzrokovan curenjem će trenutno dovesti do neželjenih opasnih uvjeta bilo zbog smanjenja izolacije namota ili zbog pregrijavanja uvjeta bilo zbog smanjenja izolacije namota ili zbog pregrijavanja uzrokovanog gubitkom ulja koje služi i kao sredstvo hlađenja. uzrokovanog gubitkom ulja koje služi i kao sredstvo hlađenja.

Pregrijavanje se također može pojaviti uslijed preopterećenja, blokiranja Pregrijavanje se također može pojaviti uslijed preopterećenja, blokiranja otvora za hlađenje ili kvara na uređajima za prisilno hlađenje ako ga otvora za hlađenje ili kvara na uređajima za prisilno hlađenje ako ga transformator ima. transformator ima.



Kvarovi transformatorskog pribora i spremnikaKvarovi transformatorskog pribora i spremnika

Gubitak ulja uzrokovan curenjem će trenutno dovesti do neželjenih opasnih Gubitak ulja uzrokovan curenjem će trenutno dovesti do neželjenih opasnih uvjeta bilo zbog smanjenja izolacije namota ili zbog pregrijavanja uvjeta bilo zbog smanjenja izolacije namota ili zbog pregrijavanja uzrokovanog gubitkom ulja koje služi i kao sredstvo hlađenja. uzrokovanog gubitkom ulja koje služi i kao sredstvo hlađenja.

Pregrijavanje se također može pojaviti uslijed preopterećenja, blokiranja Pregrijavanje se također može pojaviti uslijed preopterećenja, blokiranja otvora za hlađenje ili kvara na uređajima za prisilno hlađenje ako ga otvora za hlađenje ili kvara na uređajima za prisilno hlađenje ako ga transformator ima. transformator ima.



Maksimalno mehaničko naprezanje namotaja događa se u prvoj periodi Maksimalno mehaničko naprezanje namotaja događa se u prvoj periodi trajanja kvara. Problemi vezani uz ovakve vrste kvarova rješavaju se samom trajanja kvara. Problemi vezani uz ovakve vrste kvarova rješavaju se samom konstrukcijom namotaja.konstrukcijom namotaja.

Prenaponi koji utječu na transformator mogu se podijeliti u dvije vrste : koji utječu na transformator mogu se podijeliti u dvije vrste :Tranzjentni udarni naponiTranzjentni udarni naponiPrenaponi pogonske frekvencijePrenaponi pogonske frekvencije

Tranzjentni prenaponiTranzjentni prenaponi nastaju uslijed kvarova, isključenja transformatora iz nastaju uslijed kvarova, isključenja transformatora iz mreže na koju je priključen ili uslijed atmosferskih pražnjenja i odgovorni su za mreže na koju je priključen ili uslijed atmosferskih pražnjenja i odgovorni su za kvarove na namotajima koji su već opisani. Ovakvi prenaponi razlikuju se i po kvarove na namotajima koji su već opisani. Ovakvi prenaponi razlikuju se i po duljini trajanja i po intenzitetu. duljini trajanja i po intenzitetu.

Za transformatore su općenito, zbog svog intenziteta najopasniji Za transformatore su općenito, zbog svog intenziteta najopasniji prenaponi prenaponi nastali atmosferskim pražnjenjemnastali atmosferskim pražnjenjem. Oni ovise i o mjestu mjestu pražnjenja.. Oni ovise i o mjestu mjestu pražnjenja.

Tranzjentni udarni prenaponi otklanjaju se ugradnjom odvodnika prenapona Tranzjentni udarni prenaponi otklanjaju se ugradnjom odvodnika prenapona koji prenapon koji prenapon preuzimajupreuzimaju na sebe, odnosno, „režu“, a prednost im je u tome na sebe, odnosno, „režu“, a prednost im je u tome što nakon eliminiranja kvara mreža ostaje i dalje napajana električnom što nakon eliminiranja kvara mreža ostaje i dalje napajana električnom energijom.energijom.



Prenaponi pogonske frekvencijePrenaponi pogonske frekvencije

odlikuju se relativno dugim vremenom trajanja, a mogu biti neprigušeni ili odlikuju se relativno dugim vremenom trajanja, a mogu biti neprigušeni ili slabo prigušeni. slabo prigušeni.

prenaponi pogonske frekvencije uzrokuju stres na izolaciji transformatora i prenaponi pogonske frekvencije uzrokuju stres na izolaciji transformatora i njegovih namotaja i proporcionalni porast magnetskog toka. njegovih namotaja i proporcionalni porast magnetskog toka.

posljedica kvarova od prenapona pogonske frekvencijeposljedica kvarova od prenapona pogonske frekvencije::

javlja se povećani gubitak u željeznoj jezgri i neproporcionalni porast struje javlja se povećani gubitak u željeznoj jezgri i neproporcionalni porast struje magnetiziranja,magnetiziranja,

magnetski se tok skreće u druge željezne dijelove trafa, pa dolazi do znatnog magnetski se tok skreće u druge željezne dijelove trafa, pa dolazi do znatnog zagrijavanja na vijcima i stezaljkama, a to ako se kvar ne ukloni na vrijeme, može zagrijavanja na vijcima i stezaljkama, a to ako se kvar ne ukloni na vrijeme, može dovesti do oštećenja jezgre transformatoradovesti do oštećenja jezgre transformatora


Kvarovi u transformatoru – unutarnji kvarovi transformatoraKvarovi u transformatoru – unutarnji kvarovi transformatora

Općenito, na samom transformatoru mogu Općenito, na samom transformatoru mogu nastupiti slijedeći kvarovi:nastupiti slijedeći kvarovi:

1.1. Proboj izolacije namotaja prema Proboj izolacije namotaja prema

masi transformatora,masi transformatora,

22.. Proboj izolacije između primarnog i Proboj izolacije između primarnog i

sekundarnog namotaja,sekundarnog namotaja,

3.3. Proboj izolacije između faza,Proboj izolacije između faza,

4.4. Spoj među zavojima iste faze,Spoj među zavojima iste faze,

5.5. Kratki spoj u jezgri. Kratki spoj u jezgri.


Kvarovi u transformatoruKvarovi u transformatoru Tok struje kvara po fazamaTok struje kvara po fazama



Kod kvarova prikazanih pod 1), 2) i 3) moramo razlikovati dva slučaja:Kod kvarova prikazanih pod 1), 2) i 3) moramo razlikovati dva slučaja:

Proboj izolacije od prenaponaProboj izolacije od prenapona, koji obično nemaju snage podržati luk, , koji obično nemaju snage podržati luk, nego odmah nestanu, stvaraju sitnu rupicu kroz tvrdi dio izolacije koju zalije nego odmah nestanu, stvaraju sitnu rupicu kroz tvrdi dio izolacije koju zalije ulje pa ostaje tek mala vidljiva točkica. Namotaj nije teže oštećen no ulje pa ostaje tek mala vidljiva točkica. Namotaj nije teže oštećen no izolacija na tom mjestu je ipak trajno oslabljena te s vremenom i pojavom izolacija na tom mjestu je ipak trajno oslabljena te s vremenom i pojavom sličnih stanja može doći do težeg oštećenja transformatora.sličnih stanja može doći do težeg oštećenja transformatora.

Proboj izolacije djelovanjem udarnih naponskih valovaProboj izolacije djelovanjem udarnih naponskih valova većih snaga ili većih snaga ili od pogonskih prenapona koji su takvog reda veličine da odmah razvijaju i od pogonskih prenapona koji su takvog reda veličine da odmah razvijaju i podržavaju električni luk te tope bakar vodiča. Ovakvi proboji trenutno i podržavaju električni luk te tope bakar vodiča. Ovakvi proboji trenutno i

trajno oštećuju namotaj transformatoratrajno oštećuju namotaj transformatora..



Kod spoja među zavojima, Kod spoja među zavojima, kvar 4kvar 4., moramo isto tako razlikovati dva tipična ., moramo isto tako razlikovati dva tipična slučaja : slučaja :

spoj među zavojima transformatora male snagespoj među zavojima transformatora male snage

Kod transformatora male snage sa malim naponom između zavoja napon je Kod transformatora male snage sa malim naponom između zavoja napon je premalen da bi podržavao luk, pa nastupa samo zagrijavanje premalen da bi podržavao luk, pa nastupa samo zagrijavanje kratkospojenog zavoja radi struje kratkog spoja. Vodič se sve više grije, kratkospojenog zavoja radi struje kratkog spoja. Vodič se sve više grije, izolacija na kratko spojenom zavoju gori, postepeno izgori izolacija i na izolacija na kratko spojenom zavoju gori, postepeno izgori izolacija i na susjednim zavojima, pa se i između njih stvara kratki spoj, te se kvar susjednim zavojima, pa se i između njih stvara kratki spoj, te se kvar relativno polako širi i traje čak nekoliko minuta. relativno polako širi i traje čak nekoliko minuta.

spoj među zavojima transformatora velike snagespoj među zavojima transformatora velike snage

Kod transformatora velikih snaga je napon jednog zavoja dovoljno velik da Kod transformatora velikih snaga je napon jednog zavoja dovoljno velik da spoj među zavojima odmah pretvori u luk. Pri tom se bakar topi i kvar se spoj među zavojima odmah pretvori u luk. Pri tom se bakar topi i kvar se velikom brzinom širi. .velikom brzinom širi. .


Zaštita transformatora od unutarnjih kvarovaZaštita transformatora od unutarnjih kvarova

Kvarovi u transformatorima su najčešće potaknuti kvarovima u mreži ali Kvarovi u transformatorima su najčešće potaknuti kvarovima u mreži ali djelomično nastaju spontano u samim transformatorima. Kvarovima smo se djelomično nastaju spontano u samim transformatorima. Kvarovima smo se prethodno bavili, a sada ćemo se baviti i zaštitom transformatora i prethodno bavili, a sada ćemo se baviti i zaštitom transformatora i postrojenja od kvarova. postrojenja od kvarova.

U pogonu su najčešći pojavni oblici kvarova preskoci na izvodima iz U pogonu su najčešći pojavni oblici kvarova preskoci na izvodima iz transformatora i spojevi među zavojima iste faze. transformatora i spojevi među zavojima iste faze.

Međufazni kratki spojevi događaju se rjeđe jer je izolacija između faza Međufazni kratki spojevi događaju se rjeđe jer je izolacija između faza znatno dimenzionirana razmještajem namota na stupovima jezgre. znatno dimenzionirana razmještajem namota na stupovima jezgre.

Izolaciju među zavojima naprežu vrlo strmi prenaponski valovi. Česti su i Izolaciju među zavojima naprežu vrlo strmi prenaponski valovi. Česti su i preskoci ili proboji prema uzemljenim dijelovima.preskoci ili proboji prema uzemljenim dijelovima.

Osim kvarova, u pogonu se javljaju i Osim kvarova, u pogonu se javljaju i opasna pogonska stanjaopasna pogonska stanja kao: kao:

preopterećenje transformatorapreopterećenje transformatora izazvano ispadom drugih transformatora ili izazvano ispadom drugih transformatora ili dalekovoda koji paralelno napajaju isto područje. dalekovoda koji paralelno napajaju isto područje.

protok struje kratkog spoja u mrežiprotok struje kratkog spoja u mreži kroz transformator kroz transformator


Zaštita transformatora od unutarnjih kvarovaZaštita transformatora od unutarnjih kvarova

Zahtjevi pred djelovanjem zaštiteZahtjevi pred djelovanjem zaštite

U slučaju kvara u transformatoru uređaji zaštite (releji) trebaju transformator što prije odvojiti od svih izvora napajanja kako bi se izbjegle neželjene posljedice i pretjerano velika oštećenja transformatora

Kod najave opasnih stanja koja još nisu dovela do kvara, zahtijeva se signaliziranje kvara te potom s vremenskom odgodom i isključenje transformatora iz pogona, a prije nego dođe do prelaska opasnog stanja u kvar, odnosno do proširenja kvara i znatnijih oštećenja transformatora.


Zaštita transformatora od unutarnjih kvarova i poremećajaZaštita transformatora od unutarnjih kvarova i poremećaja

Od unutarnjih kvarova mogu se primijeniti slijedeći kriteriji za djelovanje zaštite:

kriterij razlike struje (diferencijalni kriterij-diferencijalna zaštita) kriterij velike struje (nadstrujni kriterij-kratkospojna nadstrujna zaštita) kriterij pojave plina (plinski kriterij-Buholz zaštita), kriterij visoke temperature ( temperaturni kriterij-termička zaštita) kriterij nulte struje (nadstrujni kriterij-zemljospojna zaštita) kriterij pada impedancije (podimpedantni kriterij-distantna zaštita)

Za pojedine vrste kvarova i poremećaja koriste se:

zaštita od preopterećenja i prekomjernog zagrijavanja - termička zaštita, zaštita od vanjskog KS - nadstrujna zaštita sa strujno nezavisnom vremenskom karakteristikom ili pak distantna zaštita, zaštita od unutarnjeg KS – diferencijalna zaštita, kratkospojna nadstrujna zaštita, Buholz zaštita, distantna zaštita, zaštita od unutarnjeg jednofaznog KS – jednofazna nadstrujna zaštita,

zemljospojna zaštita, kotlovska zaštita



Diferencijalni kriterij-Diferencijalna zaštita

Spajanje mjerenih veličina i

djelovanja zaštite

Područje vrijednosti u pogonu i pri kvaru

Uvjeti djelovanja

Uobičajeno područje uporabe

Područje kvara

Pogonsko područje

?I*pmax < ?I*kmin

odnosno

(I2*-I1*)p manje od

(I2*-I1*)k

TransformatorGeneratorSabirnice

Dalekovod



Diferencijalna zaštita Diferencijalna zaštita transformatora je pouzdana i sigurna zaštita transformatora Diferencijalna zaštita transformatora je pouzdana i sigurna zaštita transformatora

posebno za međufazne kratke spojeve, spojeve među zavojima i kod proboja posebno za međufazne kratke spojeve, spojeve među zavojima i kod proboja izolacije prema uzemljenim dijelovima ako je neutralna točka mreže kruto ili izolacije prema uzemljenim dijelovima ako je neutralna točka mreže kruto ili uzemljena preko djelatnog otpora. uzemljena preko djelatnog otpora.

Diferencijalna zaštita radi na principu razlike struja, dakle koristi kriterij razlike Diferencijalna zaštita radi na principu razlike struja, dakle koristi kriterij razlike struja.struja.

Pri pogonu bez kvara kroz štićeni objekt i pripadajuće strujne transformatore teku Pri pogonu bez kvara kroz štićeni objekt i pripadajuće strujne transformatore teku pogonske struje te, s obzirom na odabrane prijenosne omjere strujnih pogonske struje te, s obzirom na odabrane prijenosne omjere strujnih transformatora, i kroz sekundarne namotaje strujnih transformatora teku jednake transformatora, i kroz sekundarne namotaje strujnih transformatora teku jednake struje. struje.

Pri pogonu bez kvara kroz diferencijalnu zaštitu, koja mjeri razliku struja sekundara Pri pogonu bez kvara kroz diferencijalnu zaštitu, koja mjeri razliku struja sekundara strujnih transformatora, ne teče nikakva struja jer su one istog iznosa i faznog strujnih transformatora, ne teče nikakva struja jer su one istog iznosa i faznog pomaka (pomaka (ΔΔI = 0)I = 0). .

Pri pogonu bez kvara zaštita neće reagirati jer ne postoji nikakva diferencijalna Pri pogonu bez kvara zaštita neće reagirati jer ne postoji nikakva diferencijalna struja koja bi pokrenula rad zaštite. struja koja bi pokrenula rad zaštite.

U slučaju kvara u transformatoru struja koja će teći biti će veća od najveće U slučaju kvara u transformatoru struja koja će teći biti će veća od najveće pogonske te će tada kroz zaštitu poteći razlika struja koja će djelovati na proradu pogonske te će tada kroz zaštitu poteći razlika struja koja će djelovati na proradu zaštite u smislu isključenja energetskog transformatora iz pogona.zaštite u smislu isključenja energetskog transformatora iz pogona.


MT Mjerni član

Transformator

L3

L2

L1

Primar Sekundar



Diferencijalna zaštita – uporaba međutransformatora

Zato što se kod transformatora razlikuju nazivne struje na primarnoj i sekundarnoj strani u pogonu bez kvara u uređaj zaštite bi za tvorbu kriterija razlike struja tekle različite struje i time dovele do pojave razlike stuja dovoljne za proradu zaštite.

Nazivne struje na primarnoj i sekundarnoj strani razlikuju se i odnose se kao :

Kako bi razlika struja u pogonu bez kvara bila jednaka nuli, potrebno je izjednačiti iznose struje na ulazima u zaštitu s obje strane transformatora po iznosu i faznom položaju i to:uvažavajući različite prijenosne odnose mjernih transformatora,uvažavajući grupu spoja transformatora.

To je kod analognih zaštita ostvarivo s međutransformatorima, a kod digitalnih zaštita se izvodi programiranjem djelovanja zaštite.

Tn

n

n

n pU

U

I

I

2

1

1

2



Načelna shema primjene međutransformatora Načelna shema primjene međutransformatora

(dvonamotajni transformator)(dvonamotajni transformator)

Međutransformatori za diferencijalnu zaštitu su jednofazne jedinice i odgovarajućim spajanjem triju međutransformatora dobije se trofazni međutransformator. Kako su to jednofazne jedinice, pod prijenosnim omjerom smatra se odnos struja koje teku kroz pojedinačni transformator, tj. pMT = I1'/I2', a ne I1/I2.



Načelna shema primjene međutransformatora Načelna shema primjene međutransformatora

kod tronamotajnog transformatorakod tronamotajnog transformatora



Problem vanjskih jednofaznih kvarova

Ako je neutralna točka štićenog transformatora na promatranoj strani (primarnoj ili sekundarnoj) uzemljena direktno, kod jednopolnih kratkih spojeva u mreži pojavljuju se struje nulte komponente na sekundarnoj strani glavnih strujnih transformatora.

Nulta komponenta struje javlja se s one strane transformatora na kojoj je nastao kvar. Ukoliko je zemljospoj nastao u niženaponskoj mreži tada nulta komponenta struje može «proći» do uređaja diferncijalne zaštite i poremetiti mu ravnotežu struja uzrokojući njegovu proradu. Stoga je potrebno imati filtar nulte komponente struje koji će spriječiti proradu diferncijalne zaštite, a to je uobičajeno bio međutransformator (MT).

Kako bi se izbjeglo, nepotrebno djelovanje zaštite, sekundarnu stranu MT spajamo u trokut tj. trebao bi biti grupe spoja Yd, a diferencijalna zaštita mora se spajati iza namota spojenog u trokut. Ako je pripadni namotaj štićenog transformatora spojen u trokut, primarni namotaj međutransformatora treba biti spojen u zvijezdu, već prema zahtjevima za finom prilagodbom sekundarnih struja



Nacrt spajanja diferencijalne zaštite Nacrt spajanja diferencijalne zaštite

tronamotajnog transformatoratronamotajnog transformatora



Utjecaj struje magnetiziranja i struje uključenja

struja magnetiziranja transformatora djeluje na diferencijalnu zaštitu transformatora kao struja kvara jer se ta struja pojavljuje samo u primarnom namotaju.

struja magnetiziranja ne prelazi iznose veće od 10% nazivne struje transformatora pa ne utječe na djelovanje diferencijalne zaštite koja se obično podešava tako da djeluje u slučaju kada diferencijalna struja dostigne vrijednosti oko 30% nazivne struje. Takvo podešavanje potrebno je kako bi se spriječilo djelovanje diferencijalne zaštite u slučaju povišenja napona, koji može nastati uslijed priključenja transformatora na dugi vod ili pak ako je povišenje potrebno iz pogonskih razloga. Tada, naime raste i struja magnetiziranja koja raste brže od porasta napona pa može uzrokovati probleme u djelovanju diferencijalne zaštite..

Pri uključenju transformatora javlja se relativno velika struja uključenja koja se, slično kao i ona kratkog spoja, sastoji od istosmjerne i izmjenične komponente, a osim toga u izmjeničnoj komponenti pojavljuju se i viši harmonijski članovi.



Podešavanje i zone štićenja diferencijalne zaštite transformatoraPodešavanje i zone štićenja diferencijalne zaštite transformatora

Zbog mogućnosti pojave većih struja neravnoteže, naročito kod regulacijskih transformatora, diferencijalna zaštita podešava se na veću minimalnu proradnu struju nego kod zaštite generatora. I utjecaj stabilizacije je veći.

Kod transformatora koji nisu regulacijski minimalna struja odabire se oko 20% nazivne struje. Kod regulacijskih transformatora odabire se 30 – 40 % nazivne struje.

Osjetljivost diferencijalne zaštite transformatora podešene na 20 – 40 % nazivne struje obično je dovoljna da obuhvati kratke spojeve u transformatoru i spojeve među zavojima iste faze. Istraživanja su pokazala kako se kod kratkog spoja jednog zavoja na najudaljenijem mjestu u transformatoru javlja struja kvara reda 0,3 – 1,2 In na strani napajanja koju može obuhvatiti diferencijalna zaštita.

Kod autotransformatora prilike su mnogo nepovoljnije. Što je omjer transformacije manji to su struje manje, a time i struje kvara mjerene na ulazu u transformator manje tako da se kod nepovoljnih odnosa mogu dobiti struje kvara reda veličine 1 – 5 % In na ulazu u transformator, dok u kratko spojenom zavoju teku ogromne struje kratkog spoja.



Podešavanje i zone štićenja diferencijalne zaštite transformatoraPodešavanje i zone štićenja diferencijalne zaštite transformatora

Kod transformatora s direktno uzemljenom neutralnom točkom, difrencijalna zaštita obuhvaća sigurno i proboje izolacije prema masi u praktično cijelom području namota. Ako je neutralna točka uzemljena preko djelatnog otpora male vrijednosti, otpora kojim se struja zemljospoja ograničava na iznose reda 300 do 1000A, diferencijalna zaštita štiti samo manji dio namota u slučaju proboja izolacije prema masi.

Postojanje viših harmonijskih članova, koji su u struji uključenja znatni, koristi se za sprečavanje djelovanja diferencijalne zaštite pri uključenju transformatora. Nasuprot tome, zaštita će djelovati kad se radi o struji kratkog spoja u kojoj su viši harmonijski članovi znatno manji.

Diferencijalna zaštita treba djelovati što je moguće brže (25 – 40 ms) da bi nastali kvar stvorio čim manju energiju kvara koja razara sklopovlje transformatora.

Kada proradi, zaštita djeluje na isključenje prekidača svih grupa namotaja i djeluje na aktiviranje signalno – alarmnih uređaja.

Nakon djelovanja diferencijalne zaštite, transformator se ne smije ponovno uključiti sve dok se transformator ne ispita i ne utvrdi uzrok djelovanja zaštite.



Prethodni odnosi u primjeru digitalne diferencijalne zaštitePrethodni odnosi u primjeru digitalne diferencijalne zaštite

Digitalni uređaji zaštite koji se koriste u novije vrijeme otklonili su potrebu za Digitalni uređaji zaštite koji se koriste u novije vrijeme otklonili su potrebu za ugradnjom dodatnih međutransformatora, prigušnica, kapaciteta i ostalih ugradnjom dodatnih međutransformatora, prigušnica, kapaciteta i ostalih elemenata koji su se prethodno koristili. Digitalna diferencijalna zaštita danas elemenata koji su se prethodno koristili. Digitalna diferencijalna zaštita danas zamjenjuje sve navedene elemente i rješava probleme koji su se javljali zamjenjuje sve navedene elemente i rješava probleme koji su se javljali softverskim putem. softverskim putem.

U novim uređajima digitalne zaštite filtriranje nulte komponente već je uključeno u U novim uređajima digitalne zaštite filtriranje nulte komponente već je uključeno u softver. Filtriranje odnosno blokiranje nulte komponente struje provodi se softver. Filtriranje odnosno blokiranje nulte komponente struje provodi se elektroničkim putem u samom uređaju, a softver digitalnog uređaj uključuje opciju elektroničkim putem u samom uređaju, a softver digitalnog uređaj uključuje opciju filtriranja nulte komponente struje, filtriranja nulte komponente struje,

U uređajima digitalne zaštite primjenju se postupak prepoznavanja valnog oblika U uređajima digitalne zaštite primjenju se postupak prepoznavanja valnog oblika kako bi se primjenilo blokiranje releja u slučaju prolazne struje magnetiziranja, a kako bi se primjenilo blokiranje releja u slučaju prolazne struje magnetiziranja, a ipak postigla zadovoljavajuća sigurnost i brzina pri težim unutarnjim kvarovima.ipak postigla zadovoljavajuća sigurnost i brzina pri težim unutarnjim kvarovima.

Kao najbolje riješenje problema vezanih uz pojavu viših harmonika pokazale su se Kao najbolje riješenje problema vezanih uz pojavu viših harmonika pokazale su se postupci koji kombiniraju pojavu parnih harmonika, prepoznavanje valnih oblika postupci koji kombiniraju pojavu parnih harmonika, prepoznavanje valnih oblika struja te istosmjernu komponentu struje i pojavu petog harmonika za razlučivanje struja te istosmjernu komponentu struje i pojavu petog harmonika za razlučivanje prolaznih smetnji od stvarnih kvarova.prolaznih smetnji od stvarnih kvarova.



Nadstrujna zaštita

Kod transformatora malih snaga gdje se ne isplati ugradnja skupe diferencijalne zaštite (100 kVA do nekoliko MVA), a neutralna točka mreže je izolirana ili kompenzirana tako da zaštita kotla transformatora nije efikasna, može se primijeniti trenutna nadstrujna zaštita priključena sa strane napajanja, kao na slici.

Zaštita treba biti podešena tako da djeluje kod kratkih spojeva na primarnoj strani K1 (npr. proboj kabela, kratki spj na dovodima ili stezaljkama transformatora i kod kvara u transformatoru, tj. na mjestu K2). Kako zaštita ne bi djelovala nepotrebno kod kratkih spojeva na odvodima nižeg napona (K3), potebno je da proradna struja zaštite bude veća od struje kratkog spoja za slučaj kvara na sabirnicama nižeg napona, tj. na proradnu struju:



Nadstrujna zaštita

Proradna struja zaštite (Ipr) treba biti podešena na vrijednost:

gdje je: ks–koeficijent sigurnosti (1,2 – 1,5 u ovisnosti o poznavanju maksimalne struje

kratkog spoja)

Ikmax–maksimalno moguća struja kratkog spoja kod kvara na sabirnicama nižeg napona

Kako zaštita djeluje bez vremenskog zatezanja, mjerodavna je početna vrijednost Kako zaštita djeluje bez vremenskog zatezanja, mjerodavna je početna vrijednost struje kratkog spoja. Ova zaštita izvodi se obično kao kombinacija nadstrujne struje kratkog spoja. Ova zaštita izvodi se obično kao kombinacija nadstrujne zaštite sa strujno nezavisnom vremenskom karakteristikom i s dodatnim članovima zaštite sa strujno nezavisnom vremenskom karakteristikom i s dodatnim članovima za trenutno djelovanje kod struja reda (8 – 16)x In. za trenutno djelovanje kod struja reda (8 – 16)x In.

Kod manjih transformatora mogu se primijeniti i primarni okidači umjesto Kod manjih transformatora mogu se primijeniti i primarni okidači umjesto sekundarnih uređaja zaštite, a kod sasvim malih transformatora visokonaponski sekundarnih uređaja zaštite, a kod sasvim malih transformatora visokonaponski osigurači. osigurači.

i

kspr p

IkI max



Bucholtz zaštita

Plinska zaštita našla je široku primjenu kao zaštita od svih vrsta unutarnjih kvarova transformatora. Sve vrste kvarova unutar transformatora praćene su pojavom električnog luka ili jakim zagrijavanjem pojedinih dijelova transformatora. Uslijed toga u transformatoru dolazi do razgradnje krute i tekuće izolacijske tvari, te se javljaju određeni plinovi. Potonji su lakši od izolacijskog ulja te se dižu prema gornjem dijelu transformatora, a u konačnici završili bi u konzervatoru.

Pojava plina iskorištena je za izradu Bucholtz releja koji može biti takve građe koja ima odziv na strujanje plina ili na količinu prikupljenog plina,

Bucholtz relej u svom odzivu na pojavu plina djeluje na upozorenje i/ili isključenje transformatora iz pogona.

Buzholtz zaštitu krasi visoka osjetljivost. Za razliku od ostalih zaštita, ona može registrirati kvarove još u samom začetku te ih tako signalizirati i eliminirati prije nego dođe do težih posljedica. Također djeluje i u slučaju istjecanja ulja iz kotla

Problem se može javiti kod kvarova manjeg opsega (tinjavo pražnjenje, lokalno Problem se može javiti kod kvarova manjeg opsega (tinjavo pražnjenje, lokalno pregrijavanje,…). Tada plinovi nailaze na smetnje pri strujanju i ne djeluju dovoljno pregrijavanje,…). Tada plinovi nailaze na smetnje pri strujanju i ne djeluju dovoljno na plovke na plovke



Bucholtz zaštita

Bucholtz relej se sastoji od dva plovka smještena u kućištu postavljenom na spojnom cjevovodu između kotla i konzervatora. Oba plovka imaju na sebi kontakte (obično živini kontakti) spojene na stezaljke releja. U normalnom pogonu kućište je ispunjeno uljem i kontakti su u otvorenom položaju. Ako dođe do stvaranja plinova u transformatoru, oni se skupljaju u releju i razina ulja u njemu se spušta. Kad količina plinova dosegne određenu mjeru, zatvara se kontakt i relej djeluje.. Kako bi izbjegli probleme strujanja kod kvarova manjeg opsega potrebno je poklopac transformatora (ili cijeli transformator) nagnuti za 1-2° te spojnu cijev između kotla i konzervatora nagnuti za 8-12°.



Zaključno o Bucholtz zaštiti

Prednost Bucholtz zaštite je njena jednostavnost, sigurnost i brzina djelovanja kod težih kvarova (oko 0,1s).

Nedostatak je osjetljivost na potrese ili pomicanja djelovanjem sila kod bliskih kratkih spojeva. Kako bi izbjegli tu preosjetljivost, donji plovak podešava se tako da djeluje tek kod brzina strujanja ulja večih od 0,5 m/s.

Ova zaštita zna biti i izvor lažnih signala prisutnosti plina u transformatoru, a u stvarnosti zraka zaostalog pri zatvaranju transformatora prije stavljanja u pogon ili pri transportu.

Bucholtz zaštita ne treba pomoćni istosmjerni napon za vlastitu potrošnju već samo Bucholtz zaštita ne treba pomoćni istosmjerni napon za vlastitu potrošnju već samo za djelovanje na sustav signalizacije i isključenja prekidača. Za to se može koristiti i za djelovanje na sustav signalizacije i isključenja prekidača. Za to se može koristiti i napon nekog nezavisnog izvora kao što je kondenzatorska baterija.napon nekog nezavisnog izvora kao što je kondenzatorska baterija.

Krasi je pouzdanost djelovanja kod unutarnjih kvarova te se zato na nju uvijek može Krasi je pouzdanost djelovanja kod unutarnjih kvarova te se zato na nju uvijek može osloniti kada je iz nekog razloga diferencijalna i/ili nadstrujna zaštita u kvaru.osloniti kada je iz nekog razloga diferencijalna i/ili nadstrujna zaštita u kvaru.



Zemljospojna zaštita

Zemljospojna zaštita je zaštita od proboja izolacije dijelova transformatora prema uzemljenim djelovima,

Kod transformatora s neutralnom točkom uzemljenom preko otpora za ograničenje struje jednopolnog kratkog spoja diferencijalna zaštita štiti samo manji dio namota od proboja prema masi transformatora. Posebno je to izraženo kod transformatora velikih snaga kod kojih su i proradne struje diferencijalne zaštite velike (npr. Ipr reda 400 A), a struja jednopolnog kratkog spoja ograničena na (Ik(1)max = 300 – 1000 A).

U takvim slučajevima koristi se zaštita koja uspoređuje nultu komponentu struje iz mreže i transformatora prema spoju na slici. U slučaju zemljospoja u mreži (K2) razlika struja je jednaka nuli, dok kod kvara u transformatoru (K1) kroz zaštitu teče zbir struja koju daje transformator i koja dolazi iz mreže. Proradna struja podešava se iznad struje neravnoteže koja se javlja kod vanjskihkratkih spojeva (2 – 10% In).


Zaštita od struja vanjskih kratkih spojevaZaštita od struja vanjskih kratkih spojeva

Kao zaštita od velikih struja kratkih spojeva u napajanoj mreži, koje teku preko transformatora, služi nadstrujna zaštita. Ona je istovremeno i rezerva za slučaj unutarnjih kvarova u transformatoru i zatajenja zaštita bližih kvaru.

U ovisnosti od napona kratkog spoja uk transformatora, struja kratkog spoja može varirati od oko 8 do 25 In. Kod tako velikih struja zagrijava se praktički samo namotaj, što zahtijeva brzo isključenje transformatora iz pogona.

Nadstrujna zaštita izvodi se, u pravilu, trofazno, bez obzira na način uzemljenja Nadstrujna zaštita izvodi se, u pravilu, trofazno, bez obzira na način uzemljenja neutralne točke. Kod dvonamotnih transformatora obično je dovoljna ugradnja sa neutralne točke. Kod dvonamotnih transformatora obično je dovoljna ugradnja sa strane višeg napona ako transformator sam napaja određeno područje. Ako postoji strane višeg napona ako transformator sam napaja određeno područje. Ako postoji paralelno napajanje, potrebni su nadstrujni releji na obje strane transformatora, što paralelno napajanje, potrebni su nadstrujni releji na obje strane transformatora, što je i inače preporučljivo iz sigurnosnih razloga, Kod tronamotajnih, nadstrujna zaštita je i inače preporučljivo iz sigurnosnih razloga, Kod tronamotajnih, nadstrujna zaštita ugrađuje se na sve tri grupe namota i djeluje na isključenje pripadajućeg prekidača. ugrađuje se na sve tri grupe namota i djeluje na isključenje pripadajućeg prekidača.

Osnovni nedostatak nadstrujne zaštite transformatora je relativno dugo vremensko Osnovni nedostatak nadstrujne zaštite transformatora je relativno dugo vremensko zatezanje djelovanja s ciljem postizanja selektivnosti s zaštitama vodova. U slučaju zatezanje djelovanja s ciljem postizanja selektivnosti s zaštitama vodova. U slučaju priključka dugih vodova na sabirnice nižeg napona može doći u pitanje i mogućnost priključka dugih vodova na sabirnice nižeg napona može doći u pitanje i mogućnost postizanja dovoljne osjetljivosti nadstrujne zaštite. postizanja dovoljne osjetljivosti nadstrujne zaštite.



Podešenje djelovanja nadstrujne zaštite Proradna struja zaštite odabire se iz uvjeta da zaštita ne djeluje nepotrebno kod

preopterećenja, a da sigurno djeluje kod kratkog spoja u svojoj osnovnoj i rezervnoj zoni djelovanja. Proradna stuja određuje se prema izrazu:

Imax pog– maksimalna pogonska struja kod koje ne želimo da zaštita djelujea– omjer razbude releja ks– koeficijent sigurnostiksp– koeficijent spoja zaštite (ksp=1 kod uobičajenog zvijezda spoja strujnih transformatora)pi – prijenosni omjer strujnih transformatora

Kako bi zaštita sigurno djelovala u svojoj osnovnoj i rezervnoj zoni, potrebno je zadovoljiti uvjet :

koeficijent osjetljivosti kkoeficijent osjetljivosti kosos treba biti veći od 1,5 kod kratkog spoja na kraju osnovne zone treba biti veći od 1,5 kod kratkog spoja na kraju osnovne zone

(sabirnice), a veći od 1,2 kod kvara na kraju rezervne zone djelovanja (na kraju nadjužeg (sabirnice), a veći od 1,2 kod kvara na kraju rezervne zone djelovanja (na kraju nadjužeg dalekovoda)dalekovoda)

IIk mink min je minimalna vrijednost struje kratkog spoja (dvopolni ili jednopolni kratki spoj na kraju je minimalna vrijednost struje kratkog spoja (dvopolni ili jednopolni kratki spoj na kraju

zone štićenja). zone štićenja).

i

pogspspr pa

IkkI

max

ios

kpr pk

II

min



Podešenje djelovanja nadstrujne zaštite Vremensko zatezanje djelovanja odabire se za vremenski stupanj Δt = 0,4-0,6 s

iznad vremena djelovanja zaštita dalekovoda priključenih na sbirnice koje napaja štićeni transformator (tdj = 2-3 s). Pri tome treba voditi računa da trajanje struje kratkog spoja bude manje od maksimalno dopuštenog. U tabeli su dane orijentacijske vrijednosti maksimalno dozvoljenog trajanja struje kratkog spoja u ovisnosti o maksimalno mogućoj struji kratkog spoja danoj sa uk (%) transformatora kao:

nk

k Iu

I 100

max

uk (%) 3,5 4,0 5,0 6,0 7,0 7,2 9,0 10

T (s) 1,4 1,8 2,8 4,0 5,5 8,0 9,0 11

Maksimalno dopušteno trajanje struje kratkog spoja u ovisnosti o uk



Podešenje djelovanja zaštite nulte komponente struje

Kod transformatora sa zvjezdištem uzemljenim preko otpornika za ograničenje struje jednopolnog kratkog spoja normalna nadstrujna zaštita je nedovoljno osjetljiva, naročito kod transformatora većih nazivnih snaga i srednjih napona (10 i 20 kV). U tom slučaju treba, pored nadstrujne zaštite, predvidjeti i osjetljivu zaštitu nulte komponente struje podešenu na oko 0,2 In.

Ukoliko bi i takva zaštita bila nedovoljno osjetljiva (npr. Ik(1) ≈ 80A, a In ≈ 1000-2000A), osjetljiva zaštita može se realizirati priključkom nadstrujnog releja na strujni transformator u krugu otprnika za uzemljenje zvjezdišta. Ova zaštita ima i ulogu zaštite od premoštenja otpornika u slučaju zakazivanja dalekovodnih zaštita ili homopolarne nadstrujne zaštite na sekundarnoj strani transformatora.

Na slijedećoj slici jednopolno je prikazan priključak i djelovanje ove vrste zaštite.



Podešenje djelovanja

zaštite nulte

komponente struje



Problem primjene nadstrujne zaštite i rješenje s distantnom zaštitom

Osnovni nedostatak nadstrujne zaštite transformatora je relativno dugo potrebno vremensko zatezanje djelovanja s ciljem postizanja selektivnosti s dalekovodnim zaštitama.

U slučaju priključka dugih vodova na sabirnice nižeg napona može doći u pitanje i mogućnost postizanja dovoljne osjetljivosti nadstrujne zaštite.

Kod velikih transformatorskih stanica s velikim jediničnim snagama transformatora kratki spojevi na sabirnicama eliminiraju se na taj način vrlo sporo (2 -4 s) djelovanjem nadstrujne zaštite.

U slučaju kratkog spoja u transformatoru ili na njegovim izvodima i zatajenja diferencijalne zaštite, nadstrujna zaštita predstavlja rezervnu zaštitu ali suviše sporu.

Rješenje ovog problema kod velikih transformatora je primjena distantne zaštite,

Zaštita se može izvesti na dva načina : priključenjem distantne zaštite na obje strane ili samo s jedne strane štićenog transformatora.



Distantna zaštita

Zanemarujući radni otpor, transformator predstavlja reaktanciju :

uk (%) – napon kratkog spoja transformatora za promatranu n-tu grupu namota Un (n) (kV) – nazivni napon n.te grupe namota Sn (MVA) – nazivna snaga transformatora

Obostrano postavljanje Obostrano postavljanje

distantne zaštitedistantne zaštite

n

nnnkT S

UuX

)(2

)(

100



Distantna zaštita Ukoliko je zaštita postavljena prema slici, prvi stupanj distantnih releja podešava

se na oko 0,8 XT min transformatora, a kod regulacijskih transformatora je XT min = (1 – nr)2 XT, gdje je nr regulacijski opseg (npr. za opseg 5%, nr = 0,05).

Osnovno vrijeme djelovanja u prvom stupnju (25 – 60 ms) predstavlja, vrlo brzu rezervnu zaštitu diferencijalnoj zaštiti.

Drugi stupanj s vremenom djelovanja 100 – 500 ms obuhvaća i kratke spojeve na sabirnicama i dijelu odlazećih dalekovoda. Podešava se tako da sabirnice budu u zoni štićenja II stupnja :

Treći stupanj u pravilu treba pokriti najduži vod priključen na sabirnice, ako je to moguće. Treći stupanj ne bi se smio podesiti tako visoko da mjerni otpor pada u zonu djelovanja zaštite kod maksimalne pogonske struje transformatora:

Prednost rješenja je brza, selektivna i osjetljiva zaštita. Nedostatak je visoka cijena za dvije zaštite i mjerne transformatore ukoliko oni ne bi bili potrebni i iz nekih drugih razloga

TrII XnX 2)1(2,1

max385,0

pog

nIII

I

UX



Distantna zaštita - jednostrani priključak distantne zaštite

Ukoliko u druge svrhe nisu potrebni naponski mjerni transformatori na strani gornjeg napona, zaštita se može priključiti na strujne i naponske transformatore na strani nižeg napona transformatora.

Prvi stupanj se usmjerava u pravcu štićenog transformatora i štiti oko 80% ZT min.

Drugi stupanj ima obrnut smjer i štiti sabirnice nižeg napona i dio odlaznih dalekovoda s vremenom 0,3 – 0,5 s.

Treći stupanj se podešava u smjeru transformatora i štiti preostali dio transformatora, sabirnice višeg napona i odlazne dalekovode.

Zaštita djeluje na isključenje oba prekidača transformatora


Zaštita od preopterećenja transformatoraZaštita od preopterećenja transformatora kod ispada transformatora, generatora i dalekovoda koji paralelno napajaju neko

određeno područje, a u distribucijskoj mreži kod značajnog povećanja potrošnje, može doći do manjeg ili većeg preopterećenja jednog ili više transformatora u mreži.

mogućnost preopterećenja transformatora, za razliku od nekih drugih jedinica mogućnost preopterećenja transformatora, za razliku od nekih drugih jedinica mreže, nije strogo ograničena i osnovni kriterij je zagrijavanje, odnosno mreže, nije strogo ograničena i osnovni kriterij je zagrijavanje, odnosno maksimalno dopuštena temperatura namotaja.maksimalno dopuštena temperatura namotaja.

dopuštena temperatura nije strogo ograničena nego ovisi o vrsti izolacije i dopuštena temperatura nije strogo ograničena nego ovisi o vrsti izolacije i ekonomski određenim vremenom trajanja izolacije (obično je to oko 25 godina).ekonomski određenim vremenom trajanja izolacije (obično je to oko 25 godina).

Mjerodavno je trajanje preopterećenja u kojem temperatura ne prijeđe granično Mjerodavno je trajanje preopterećenja u kojem temperatura ne prijeđe granično dopuštene vrijednosti.dopuštene vrijednosti.

transformator griju gubitci u bakru i željezu, a može se smatrati homogenim tijelom transformator griju gubitci u bakru i željezu, a može se smatrati homogenim tijelom za slučaj normalnog opterećenja i dugotrajnog malog preopterećenja kad postoji za slučaj normalnog opterećenja i dugotrajnog malog preopterećenja kad postoji dovoljno vremena za prijelaz topline s namotaja, preko izolacije, na ulje i ostale dovoljno vremena za prijelaz topline s namotaja, preko izolacije, na ulje i ostale dijelove transformatora. No, transformator ustvari nije homogeno tijelo. dijelove transformatora. No, transformator ustvari nije homogeno tijelo.


Zaštita od preopterećenja transformatoraZaštita od preopterećenja transformatora Toplina se stvara u aktivnom dijelu (namotaj i željezo) koji ima znatno manji

volumen od volumena ulja. Osim toga, prijenos topline sa namotaja na ulje u većini slučajeva je bolji od prijenosa topline sa ulja na medij za hlađenje tako da je vremenska konstanta zagrijavanja samog namotaja mnogo manja od vremenske konstante zagrijavanja ulja u transformatoru (5 -10 min).

Obično se proračuni za nadtemperature transformatora vrše po eksponencijalnom Obično se proračuni za nadtemperature transformatora vrše po eksponencijalnom zakonu (krivulji), a slika prikazuje nadtemperaturu ulja i namotaja za slučaj zakonu (krivulji), a slika prikazuje nadtemperaturu ulja i namotaja za slučaj nazivnog opterećenja transformatora. nazivnog opterećenja transformatora.


Zaštita od preopterećenja transformatoraZaštita od preopterećenja transformatora Za zaštitu od preopterećenja, uz istovremeno korištenje njegovih mogućnosti za

preopterećenjem, mogu se primijeniti termička zaštita. Potrebno je izabrati termičku konstantu zagrijavanja releja da bude što bolje prilagođena termičkoj konstanti zagrijavanja transformatora uz uvjet Tzaštite < Ttrafa , kako bi termička zaštita postigla graničnu temperaturu prorade nešto ranije nego transformator.

Budući je preopterećenje simetrična pojava, dovoljna je primjena jednopolnog releja priključenog na strujni transformator jedne faze štićenog transformatora. Nedostatak termičkih uređaja zaštite postavljenih izvan transformatorana je što o temperaturi namotaja transformatora zaključuju samo na osnovu struje. Do povećanja temperature može doći i zbog kvara na sistemu za hlađenje, odnosno zbog drugih vanjskih uvjeta.

Ako se ostane pri pretpostavci da je transformator homogeno tijelo, zaštita bi se mogla riješiti i nadzorom temperature ulja na najtoplijem mjestu u transformatoru, a to je između namotaja i jezgre. Ovakva se zaštita ostvaruje otpornim termometrom koji mjeri i pokazuje temperaturu najtoplijeg mjesta. Termometar posjeduje i kontakte granične temperature koja se podešava na vrijednost za upozorenje (npr. 80°C ili 90°C ) i za isključenje transformatora iz pogona (npr. 100°C ).


Zaštita od preopterećenja transformatoraZaštita od preopterećenja transformatora.. Kako bi se obuhvatili svi ostali činitelji koji utječu na zagrijavanje transformatora, Kako bi se obuhvatili svi ostali činitelji koji utječu na zagrijavanje transformatora,

primjenjuje se termička zaštita koja mjeri struju opterećenja, a čija se mjera primjenjuje se termička zaštita koja mjeri struju opterećenja, a čija se mjera opterećenja kompenzirana temperaturom ulja na najtoplijem mjestu u opterećenja kompenzirana temperaturom ulja na najtoplijem mjestu u transformatoru, odnosno tzv. transformatoru, odnosno tzv. termička slika transformatora termička slika transformatora (slika)(slika)..

Prednost termičkih zaštita je u tome što omogućavaju iskorištenje toplinskog Prednost termičkih zaštita je u tome što omogućavaju iskorištenje toplinskog kapaciteta trafa, tj. njegovo preopterećenje do vremena kad dosegne dopuštenu kapaciteta trafa, tj. njegovo preopterećenje do vremena kad dosegne dopuštenu graničnu temperaturu. Prednost, graničnu temperaturu. Prednost, ali u većini slučajeva i ozbiljan ali u većini slučajeva i ozbiljan nedostatak, predstavlja činjenica nedostatak, predstavlja činjenica da je termičkoj zaštiti nakon prorade da je termičkoj zaštiti nakon prorade potrebno relativno dugo vrijeme potrebno relativno dugo vrijeme da se ohladi i omogući ponovno da se ohladi i omogući ponovno uključenje trafa.uključenje trafa.

Ovakva ili još složenija i pametnijaOvakva ili još složenija i pametnijatermička zaštita trafa koristi se kodtermička zaštita trafa koristi se kodtrafa veće snage i s velikom trafa veće snage i s velikom važnošću mogućnosti upravljanjavažnošću mogućnosti upravljanjapovremenim preopterećenjem. povremenim preopterećenjem.


Zaštita od preopterećenja transformatoraZaštita od preopterećenja transformatora.. Kako bi se omogućilo brzo ponovno uključenje isključenih transformatora iz Kako bi se omogućilo brzo ponovno uključenje isključenih transformatora iz

pogona zbog djelovanja termičke zaštite, često se koristi tzv. kompleksna zaštita pogona zbog djelovanja termičke zaštite, često se koristi tzv. kompleksna zaštita od preopterećenja . Na taj način osigurava se zaštita o prekomjernog zagrijavanja od preopterećenja . Na taj način osigurava se zaštita o prekomjernog zagrijavanja izolacije namotaja uz maksimalno korištenje toplinskog kapaciteta transformatora, izolacije namotaja uz maksimalno korištenje toplinskog kapaciteta transformatora, vodeći računa o principu neprekinutog napajanja potrošača električnom energijomvodeći računa o principu neprekinutog napajanja potrošača električnom energijom

Posebna pozornost se mora posvetiti zaštiti od preopterećenja višenamotajnih Posebna pozornost se mora posvetiti zaštiti od preopterećenja višenamotajnih transformatora, gdje treba dobro uvažiti odnos nazivnih snaga između pojedinih transformatora, gdje treba dobro uvažiti odnos nazivnih snaga između pojedinih namotaja. U nekim slučajevima potrebno je da svaka skupina namotaja ima svoju namotaja. U nekim slučajevima potrebno je da svaka skupina namotaja ima svoju termičku zaštitu prilagođenu parametrima namotaja. termičku zaštitu prilagođenu parametrima namotaja.

Prilikom odluke o stupnju opremljenosti transformatora sa zaštitom od Prilikom odluke o stupnju opremljenosti transformatora sa zaštitom od preopterećenja treba u prvom redu uzeti u obzir vjerojatnost nastanka i mogući preopterećenja treba u prvom redu uzeti u obzir vjerojatnost nastanka i mogući iznos preopterećenja.iznos preopterećenja.

U slučajevima kad praktično ne postoji mogućnost preopterećenja U slučajevima kad praktično ne postoji mogućnost preopterećenja (predimenzionirana nazivna snaga transformacije zbog sigurnosti ili zbog uvjeta (predimenzionirana nazivna snaga transformacije zbog sigurnosti ili zbog uvjeta samozaleta velikih motora, transformatori blok spoja i sl.) tako da je dovoljna samozaleta velikih motora, transformatori blok spoja i sl.) tako da je dovoljna zaštita od prekomjerne temperature ulja koja se normalno isporučuje s zaštita od prekomjerne temperature ulja koja se normalno isporučuje s transformatorima u vidu kontaktnog termometra. transformatorima u vidu kontaktnog termometra.


Temeljna strategija štićenja energetskih transformatoraTemeljna strategija štićenja energetskih transformatora

.. Sadržaj primjenjenih zaštita ovisan je o snazi transformatoraSadržaj primjenjenih zaštita ovisan je o snazi transformatora



Nadstrujna zaštita s vremenski nezavisnim djelovanjem i zaštita osiguračem Nadstrujna zaštita s vremenski nezavisnim djelovanjem i zaštita osiguračem – selektivnost djelovanja– selektivnost djelovanja


Temeljna strategija štićenja energetskih transformatoraTemeljna strategija štićenja energetskih transformatoraZaštita transformatora malih snaga osiguračima



Zaštita transformatora srednje snage (VN/SN, do 63 MVA)Zaštita transformatora srednje snage (VN/SN, do 63 MVA)

Opcije:Zaštita od otkaza prekidačaZaštita od preopterećenja

Osjetljiva zemljospojna zaštitaZaštita u zvjezdištu

Distantna zaštita s SN strane

Oznaka Zaštita VN strana SN strana

Nadstrujna vremenski nezavisna

Distantna - Nadstrujna - opcija

Diferencijalna zaštita

Buholtz zaštita

Isk-1 Isk-2 Isk-1

x

SMT1 SMT1SMT2

SN strana

VN strana


Temeljna strategija štićenja energetskih transformatoraTemeljna strategija štićenja energetskih transformatora Zaštita transformatora velike snageZaštita transformatora velike snage

SMT1 SMT2VN isk1

VN isk2

VN isk1

VN isk2

SNisk


Hvala na pozornosti

Damir Karavidović

Documents

Punim Seminarik