Защита трансформаторов главных понизительных подстанций и цеховых трансформаторов.

Главные понизительные подстанции, питающие крупные промышленные предприятия, включают в себя распределительные устройства на напряжение 35...220 и 6 (10) кВ, главные трансформаторы на напряжение 35...220/6 (10) кВ, трансформаторы собственных нужд на напряжение 6 (10)/0,4 кВ, конденсаторные батареи напряжением 6 (10) кВ, шиты управления электроснабжением, мастерские и т.д.

На Г ПП, как правило, устанавливают два одинаковых трансформатора на 35...220/6 (10) кВ. Необходимость двух трансформаторов обусловлена тем, что на современных промышленных предприятиях преобладают нагрузки второй категории и обычно имеются нагрузки первой категории, для питания которых необходимо иметь два независимых источника. Установка более двух трансформаторов неэкономична и применяется в основном лишь при расширении предприятия. Главные понизительные подстанции размещают вблизи центра нагрузки.

При установке на ГПП двух трансформаторов, питаемых от разных линий электропередачи, создается возможность применения надежных и высокоэкономичных упрощенных схем: блока линия 35...220 кВ — трансформатор ГПП и блока линия на 35... 220 кВ — трансформатор ГПП — токопровод на 6 (10) кВ. Эти схемы не содержат сборных шин и выключателей на стороне первичного напряжения ГПП, а на стороне вторичного напряжения 6 (10) кВ обычно имеют одиночную секционированную систему шин или токопроводы от каждого трансформатора. Одно- трансформаторные ГПП можно применять при наличии возможности обеспечить резервное питание нагрузок первой и второй категорий по сети напряжением 6 (10) кВ от соседних подстанций или ТЭЦ. Экономичность этих схем и индустриализация монтажа подстанций возросли в связи с изготовлением последних на заводе в виде блочных подстанций типа КТПБ.

На вводах к трансформаторам устанавливают короткозамыкатели QK1, QK2: в сетях с глухозаземленной нейтралью — в одной фазе, в сетях с изолированной нейтралью — в двух. Короткозамыкатель автоматически включается при срабатывании релейной защиты в результате внутренних повреждений в трансформаторе ГПП, к которым нечувствительна защита с помощью головных выключателей линий BЛ1 и ВЛ2 энергосистемы. При включении короткозамыкателя создается искусственное короткое замыкание на входах высшего напряжения (ВН) трансформатора. На такое короткое замыкание реагирует релейная защита линии в системе и отключает соответствующую линию.

Двухобмоточные трансформаторы ГПП имеют схему соединения обмоток Y/Δ-11 или Y0/Δ-11. Включение нейтралей трансформаторов 110...220 кВ на землю осуществляется через однополюсные разъединители QS5, QS6 типа ЗОН. Последние включают не всегда. Число включенных на землю нейтралей регулируют так, чтобы ток одно- и двухфазного коротких замыканий на землю не превышал установленные пределы. Для защиты изоляции трансформаторов от пробоя при возникновении перенапряжения в период работы с разземленной нейтралью предусмотрены разрядники FV2, FV3 в нейтрали. Кроме того, разрядники устанавливают на вводе ВН трансформаторов во всех трех фазах для защиты от набегающих по линиям волн перенапряжений (на схеме FV1, FV4).

Трансформаторы должны снабжаться защитными устройствами: газовым реле, реле уровня масла, релейной защитой, защитой от перенапряжений. Газовое реле служит для сигнала или отключения трансформатора в случае появления каких-либо ненормальностей или внутренних повреждений, связанных с выделением газа, а также при понижении уровня масла в расширителе. Газовое реле устанавливается на трубопроводе, соединяющем бак трансформатора с расширителем у трансформаторов мощностью более 630 кВА. Реле уровня масла сигнализирует положение уровня масла в расширителе ниже допустимого в эксплуатации. Оно устанавливается в расширителе трансформаторов мощностью более 70000 кВА, а у современных типов с регулировкой напряжения под нагрузкой, даже начиная с 20000 кВА.

Электрическая релейная защита предназначается для сигнализации превышения нагрузки сверх допустимой или отключения трансформатора при внутренних или внешних повреждениях, вызывающих вследствие пробоя изоляции короткое замыкание на корпус или между фазами в трансформаторе или в принадлежащих к нему цепях. У трансформаторов I и II габарита защита от сверхтоков может осуществляться плавкими предохранителями.

Для защиты от атмосферных перенапряжений обмоток трансформатора применяются вентильные разрядники, подключаемые к выводам всех обмоток. Вентильные разрядники устанавливаются на металлоконструкциях или на фундаментах вблизи трансформатора и присоединяются наглухо к шинам, подведенным к выводам трансформатора. У некоторых типов трансформаторов разрядники устанавливают на баке трансформатора в непосредственной близости к выводам. При работе трансформатора разрядники должны быть всегда включены. Трансформаторы, работающие в кабельных сетях или на шины, к которым не присоединены воздушные линии, вентильными разрядниками не защищаются.

Для обслуживания (осмотра, проверки газа) газового реле трансформаторы, установленные на фундаменте, снабжаются стационарной металлической лестницей, устанавливаемой при монтаже или поставляемой с трансформатором как его неотъемлемая часть. Лестница должна быть установлена таким образом, чтобы персонал, пользуясь ею, мог обслуживать газовое реле на работающем трансформаторе, не приближаясь к токоведущим частям на недопустимо близкое расстояние.

У некоторых типов крупных трансформаторов напряжением выше 154 кВ, имеющих переключатели ответвлений, привод переключателя выведен с верхней части на стенку бака и расположен на высоте около 1,2 м от уровня головки рельса для оперирования с фундамента. Штурвал привода снабжается стопором с фиксатором и замком для запирания в рабочем положении.

Во избежание нагрева от солнечных лучей трансформаторы наружной установки должны быть окрашены в светлые тона. Применение краски с металлическим наполнителем не рекомендуется, так как поверхность, покрытая такой краской, хуже излучает и температура поверхности повышается.

Все трансформаторы, установленные в камерах или на территории открытого распределительного устройства (ОРУ) или подстанции, должны иметь нанесенный на баке или двери камеры станционный (подстанционный) номер и диспетчерское обозначение. У однофазных трансформаторов, кроме того, на баках должна быть нанесена расцветка фаз.