Особенности применения и срабатывания разных защит трансформатора

Что такое трансформатор тока?

К трансформаторам тока относятся устройства, в которых вторичный ток, применяемый для измерений, находится в пропорциональном соотношении с первичным током, поступающим из электрической сети.

Включение в цепь первичной обмотки осуществляется последовательно с токопроводом. Подключение вторичной обмотки выполняется на какую-либо нагрузку в виде измерительных приборов и различных реле. Между токами обеих обмоток возникает пропорциональная зависимость, соответствующая количеству витков. В трансформаторных устройствах высокого напряжения выполняется изоляция между обмотками из расчета на полное рабочее напряжение. Как правило производится заземление одного из концов вторичной обмотки, поэтому потенциалы обмотки и земли будут примерно одинаковыми.

Все трансформаторы тока предназначены для выполнения двух основных функций: измерения и защиты. В некоторых устройствах обе функции могут совмещаться.

• Измерительные трансформаторы передают полученную информацию к подключенным измерительным приборам. Они устанавливаются в цепях с высоким напряжением, в которые невозможно включить напрямую приборы для измерений. Поэтому только во вторичную обмотку трансформатора выполняется подключение амперметров, счетчиков, токовых обмоток ваттметров и прочих приборов учета. В результате, трансформатор преобразует переменный ток даже очень высокого значения, в переменный ток с показателями, наиболее приемлемыми для использования обычных измерительных приборов. Одновременно обеспечивается изоляция измерительных приборов от цепей с высоким напряжением, повышается электробезопасность обслуживающего персонала.
• Защитные трансформаторные устройства в первую очередь передают полученную измерительную информацию на устройства управления и защиты. С помощью защитных трансформаторов, переменный ток любого значения преобразуется в переменный ток с наиболее подходящим значением, обеспечивающим питание устройств релейной защиты. Одновременно выполняется изоляция реле, к которых имеется доступ персонала, от цепей высокого напряжения.

Параметры силовых трансформаторов

Для выбора типа защиты трансформаторов от короткого замыкания, необходимо определиться с его параметрами. Большая их часть и самая важная отражена в паспорте или на шильде самого силового или измерительного трансформатора. В соответствии с ГОСТ 11677—85 «Трансформаторы силовые» принята единая структурная схема условного обозначения трансформаторов:

• О – однофазный;
• Т – трехфазный;
• М – масляный;
• С – сухой;
• З – защитное исполнение;
• Г – герметичное;
• Н – возможность регулирования под нагрузкой.

После буквенной части обозначения через тире указывается номинальная мощность силового трансформатора в киловольт-амперах (кВ-А), затем через дробь — класс напряжения стороны высшего напряжения (ВН) в киловольтах (кВ) и далее через тире — климатическое исполнение и категория размещения оборудования по ГОСТ 15150—69:

• У — для умеренного климата;
• ХЛ — холодного;
• Т — тропического;
• 1 — для работы на открытом воздухе;
• 2 — для работы в помещениях, где температура и влажность такие же, как на открытом воздухе;
• 3 — для закрытых помещений с естественной вентиляцией;
• 4 — для работы в помещениях с искусственным регулированием климата;
• 5 — для работы в помещениях с повышенной влажностью.

Номинальные мощности силовых трансформаторов должны соответствовать ГОСТ 9680—77. Трансформаторы масляные 10 кВ для питания электроприёмников выпускаются с номинальной мощностью до 2,5 MB-А, а для связи между электросетями разных напряжений — до 6,3 МВ-А: например, 25, 40, 63, 100, 160, 250, 400, 630 кВ-А, а также 1; 1,6 и 2,5 МВ-А. Трансформаторы сухие (ТСЗ) выпускаются с номинальной мощ-ностью 160, 250, 400, 630 кВ-А, а также 1 и 1,6 МВ-А.

Принцип работы

Принцип работы трансформаторов тока основан на законе электромагнитной индукции. Напряжение из внешней сети поступает на силовую первичную обмотку с определенным количеством витков и преодолевает ее полное сопротивление. Это приводит к появлению вокруг катушки магнитного потока, улавливаемого магнитопроводом. Данный магнитный поток располагается перпендикулярно по отношению к направлению тока. За счет этого потери электрического тока в процессе преобразования будут минимальными.

При пересечении витков вторичной обмотки, расположенных перпендикулярно, происходит активация магнитным потоком электродвижущей силы. Под влиянием ЭДС появляется ток, который вынужден преодолевать полное сопротивление катушки и выходной нагрузки. Одновременно на выходе вторичной обмотки наблюдается падение напряжения.

Классификация трансформаторов тока

Все трансформаторы тока можно классифицировать, в зависимости от их особенностей и технических характеристик:

1. По назначению. Устройства могут быть измерительными, защитными или промежуточными. Последний вариант используется при включении измерительных приборов в токовые цепи релейной защиты и других аналогичных схемах. Кроме того, существуют лабораторные трансформаторы тока, отличающиеся высокой точностью и множеством коэффициентов трансформации.
2. По типу установки. Существуют трансформаторные устройства для наружной и внутренней установки, накладные и переносные. Некоторые виды приборов могут встраиваться в машины, электрические аппараты и другое оборудование.
3. В соответствии с конструкцией первичной обмотки. Устройства разделяются на одновитковые или стержневые, многовитковые или катушечные, а также шинные, например, ТШ-0,66.
4. Внутренняя и наружная установка трансформаторов предполагает проходные и опорные способы монтажа этих устройств.
5. Изоляция трансформаторов бывает сухая, с применением бакелита, фарфора, и других материалов. Кроме того, применяется обычная и конденсаторная бумажно-масляная изоляция. В некоторых конструкциях используется заливка компаундом.
6. По количеству ступеней трансформации, устройства могут быть одно- или двухступенчатыми, то есть, каскадными.
7. Номинальное рабочее напряжение трансформаторов может быть до 1000 В или более 1000 В.

Виды повреждений

Повреждения трансформаторов

В связи с тем, что трансформатор включается в работу совместно с другими устройствами, любые повреждения на питающей линии, в низковольтных цепях или внутри бака одинаково опасны.

Среди актуальных видов аварий следует отметить следующие:

• Короткое замыкание между обмотками;
• Замыкание обмотки на корпус;
• Межфазные замыкания в линии;
• Межвитковые замыкания;
• Повреждение встроенного оборудования;
• Перегрев мест подключения, электрических контактов;
• Обрыв в цепи, нарушение целостности точек подключения или обмоток;
• Нарушение крепления железа, расшихтовка листов при ослаблении стяжек ярма с последующим перекрытием или разрушением витков.

Деление защит трансформаторов на основные и резервные

Любой вид повреждения в трансформаторе несет потенциальную опасность, как целостности оборудования, так и надежности работы всей энергосистемы. Поэтому крайне важно грамотно отстраивать работу защит на электростанциях, тяговых и трансформаторных подстанциях, местных КТП и ТП. Для этой цели защита трансформатора условно подразделяется на две категории – основную и резервную.

Основная защита – это такой вид автоматики, который направлен на анализ внутреннего состояния трансформатора (обмоток, железа, дополнительного оборудования). Данный тип охватывает как само устройство, так и  прилегающие к нему шины, провода и т.д.

Резервная защита охватывает те нарушения в работе, которые происходят за пределами трансформатора, но могут непосредственно повлиять на его проводники и внутренние элементы. Это всевозможные перегрузки, замыкания и перенапряжения в линиях, на смежных устройствах и т.д.

Основные и резервные защиты

Особенности действия основной и резервной защиты

Первые два вида защиты (дифференциальная и от КЗ) срабатывают при повреждении трансформаторных обмоток, а также при неисправности ошиновки и вводных цепей СТ. Третья по списку защитная функция предусмотрена для случая повреждения внутренностей бака с охлаждающей жидкостью (трансформаторным маслом), а также падения его уровня ниже критического значения.

Относящаяся к категории резервной МТЗ или релейная защита (смотрите ГОСТ 9680-77 года) срабатывает в случае превышения током допустимого значения для данной обмотки. Примеры для однофазного и 3-х фазного трансформаторного устройства приведены на фото ниже.

Реле А, А1,А2 и А 3 срабатывают в случае превышения током допустимого для обмоток значения при резком снижении сопротивления нагрузки или КЗ. Для снятия показаний используются специальные трансформаторы с нужными токовыми показателями.

Задержка по времени, обеспечиваемая реле T, необходима для улучшения селективности защитной схемы. После его срабатывания включается управляющий узел L, отключающий изделие от линии электропередач до выяснения причин неисправности. Благодаря наличию выдержки рассмотренная схема задействуется только в ситуациях, когда основные виды защиты по каким-то причинам не срабатывают.

Виды защит силовых трансформаторов

Трансформаторы 10/0,4 кВ в сельских и городских распределительных электрических сетях мощностью до 0,63 MB-А включительно, как правило, защищаются плавкими предохранителями на стороне 10 кВ и весьма часто также плавкими предохранителями на стороне 0,4 кВ. Автоматические воздушные выключатели предназначены для автоматического отключения электрических цепей до 1000 В при токах КЗ и перегрузках.

Релейная защита силовых трансформаторов мощностью 1000кBА и выше от ненормативных показателей напряжения, короткого замыкания и так далее, подразделяется на виды: продольная дифференциальная, токовая защита трансформатора без задержки времени, газовая, максимальная токовая защита со стороны питания, специальная токовая защита нулевой последовательности, специальная резервная максимальная токовая защита трансформатора, максимальная токовая защита в одной фазе, защита (сигнализация) от однофазных замыканий на землю в обмотке или на выводах трансформатора, а также на питающей линии 10 кВ.

Вид защиты зависит от угрозы. Так, продольная дифференциальная защита применяется для ликвидации последствий короткого замыкания на трансформаторах начиная с мощности 6,3 MBА, иногда устанавливается и на маломощных силовых трансформаторах в том случае, если понижение напряжения идет большими перепадами. Минимальное значение — 1 MBА. Токовая отсечка без выдержки времени также применяется как защита от короткого замыкания со стороны питания и является альтернативой продольной дифференциальной защиты силовых трансформаторов.

Защита от всех видов повреждений внутри кожуха трансформатора обеспечивается газовой защитой. В соответствии с ГОСТ 11677—85 газовое реле устанавливается на всех масляных трансформаторах с расширителем начиная с мощности 1 MBА, сухие силовые трансформаторы оборудуются системой манометрической защиты.

Максимальная токовая защита ( МТЗ) силового трансформатора со стороны питания защищает от короткого замыкания на выводах и внутри трансформатора, при повреждениях шин щита НН и на отходящих линиях НН (низкое напряжение). Специальная токовая защита нулевой последовательности используется, если трансформатор низкого напряжения работает с глухозаземленной нейтралью. Специальная резервная максимальная токовая защита применяется при опасности межфазных коротких замыканий в силовых трансформаторах низкого напряжения в тех случаях, когда в зонах дальнего резервирования максимальной токовой защиты обнаружена недостаточная чувствительность к коротким замыканиям. И, наконец, максимальная токовая защита в одной фазе — от сверхтоков, обусловленных перегрузкой; устанавливается на трансформаторах начиная с мощности 0,4 MB-А, у которых возможно возникновение перегрузки после отключения параллельно работающего трансформатора или подключения дополнительной нагрузки в результате действия сетевого или местного устройства АВР.

Итак, для силовых трансформаторов больше 1 кВ релейная защита требуется для того, чтобы исключить выход из строя подстанции при следующих аварийных ситуациях:

• 1. Появление сверхтоков в обмотках при перегрузке;
• 2. Появление сверхтоков из-за внешних КЗ;
• 3. Многофазные КЗ в обмотках и на их выводах;
• 4. Однофазные замыкания на землю;
• 5. Понижение уровня масла (вытекание масла из кожуха трансформатора);
• 6. Внутренние повреждения трансформатора, в частности – витковых замыканий.

К числу внутренних повреждений силовых трансформаторов относится «пожар стали». Это повреждение магнитопровода, связанное с замыканием листов стали, повреждением изоляции стяжных болтов, вообще возникновение любых замкнутых контуров в теле силового трансформатора. Вихревые потоки в новообразованных замкнутых контурах приводят к повышению температуры трансформатора, выделению газа серого или буроватого цвета, который образуется в газовом реле и довольно горюч – при поджоге воспламеняется. Трансформаторное масло начинает проходить через процесс крекинга – разложения: становится густым и темным, приобретает специфический резкий запах.

Важно при выполнении работ по защите учитывать слабые места трансформатора, чтобы выбрать оптимальный вариант. Для оценки потенциала аварийности, используются следующие критерии анализа и оценки: броски тока намагничивания при включении трансформатора под напряжение, влияние коэффициента трансформации и схем соединения обмоток трансформатора.

Предохранители и трехфазные выключатели

Данный вид защиты применяется для контроля в мощных распределительных сетях. Предохранители и трехфазные выключатели осуществляют защиту от грозовых скачков напряжения. Очень эффективны в условиях производства для защиты и стабилизации напряжения.

Газовая защита

В стандартных защитах силовых трансформаторов имеются газовые реле, состоящие из двух отделений. Первое отделение служит для контроля нагнетающего газа из масла, устанавливается над расширительным баком. Когда уровень газа, проходящего через масло, доходит до максимума, реле начинает выпускать газ. Данный процесс происходит в виде небольших выхлопов или постепенного открытия клапанов. Сигнализатором уровня газа служит поплавок.

Газовое реле поплавкового типа: 1 – корпус, 2,5 – контакты, 3 – стержень, 4 – изоляция выводов, 6 – крышка, 7 – рамка, 8 – ось, 9 – верхний поплавок, 10 – нижний поплавок.

Газовое реле  РГТ-80

Индикатор может не только показывать уровень, но и контролировать проходимость газов, а так же диагностировать работу трансформатора в целом.

Второе отделение реле подключается к масляному контуру трансформатора и соединяет его вертикальные каналы, открывая путь для поднимающегося газа.

Мембрана в расширительном баке является индикатором изменения давления. Повышение давления масла сжимает мембрану, диафрагма начинает двигаться. Движение диафрагмы может спровоцировать изменение атмосферного давления. При движении диафрагмы срабатывает специальный клапан отключающий трансформатор и включающий короткозамыкатель. Мембрана газового реле довольно хрупкая деталь, перестающая корректно работать при минимальном отклонении или повреждении (нуждается в полной замене).

Автоматическая релейная защита

Реле защиты трансформатора представляет собой небольшую емкость с маслом совмещенную с соединительной трубкой, выходящей из главного резервуара устройства. Реле используются в таких установках как трансформаторы дуговой плавки, морская техника и д.р. Реле защищают трансформаторы от коротких замыканий. Реле защиты состоят из двух элементов: резервуара и поплавка. Поплавок двигается вверх или вниз в зависимости от уровня масла, на поплавке устанавливается ртутный выключатель.

Нижний элемент реле состоит из перегородки ртутного индикатора. Данный элемент крепится напротив входа реле в трансформатор таким образом, что при поступлении масла с высоким давлением происходит его вытеснение.

Принцип действия релейной защиты довольно прост. Ртутный индикатор отключает трансформатор от сети когда падает уровень масла в баке трансформатора. Уровень масла подает в случае различных неисправностей, таких как нарушение изоляции, поломка сердечника и д.р.

Принцип выполнения реле РНТ

Дифференциальная защита трансформаторов

Дифференциальная защита устанавливается в высоковольтных сухих трансформаторах мощностью не более 5MVA с выключателями и контроллерами для защиты от замыканий и перенапряжений.

У дифференциальной защиты есть ряд преимуществ:

• Есть возможность обнаружения неисправности в ТМГ изоляционного масла,
• Дифференциальное реле сразу реагирует на любые повреждения цепей в зависимости от их классификации.
• Данные защитные устройства могут самостоятельно выявлять практически все ошибки.

Дифференциальные реле имеют самый простой принцип работы и устанавливаются непосредственно в трансформаторный шкаф. Реле сравнивают первичный и вторичный ток, в случае дисбаланса срабатывает защита.

Защита трансформатора в целом основана на контроле неравенства различных номинальных показателей: уровня масла, тока, напряжения сети и т. д.

Ограниченная защита от замыканий на землю

При повреждении проходного изолятора трансформатора может протекать очень высокий ток короткого замыкания. В этом случае неисправность необходимо устранить как можно скорее. Досягаемость конкретного защитного устройства должна быть ограничена только зоной трансформатора, что означает, что если какое-либо замыкание на землю происходит в другом месте, реле, назначенное для этой зоны, должно срабатывать, а другие реле должны оставаться такими же. Вот почему это реле названо Реле с ограниченной защитой от замыканий на землю.

На приведенном выше рисунке защитное оборудование находится на защищаемой стороне трансформатора. Предположим, что это первичная сторона, а также предположим, что есть замыкание на землю на вторичной стороне трансформатора. Теперь, если есть неисправность на стороне заземления из-за замыкания на землю, будет присутствовать компонент нулевой последовательности, который будет циркулировать только на вторичной стороне. И это не отразится на первичной обмотке трансформатора.

Это реле имеет три фазы, при возникновении неисправности они будут иметь три компонента: компоненты прямой последовательности, компоненты обратной последовательности и компоненты нулевой последовательности. Поскольку компоненты положительных блесток смещены на 120 *, поэтому в любой момент сумма всех токов будет проходить через реле защиты. Таким образом, сумма их токов будет равна нулю, так как они смещены на 120 *. То же самое и для компонентов обратной последовательности.

Теперь предположим, что возникла неисправность. Эта неисправность будет обнаружена трансформаторами тока, поскольку она имеет компонент нулевой последовательности, и ток начинает течь через реле защиты, когда это происходит, реле срабатывает и защищает трансформатор.

Продольная дифференциальная защита

Область применения дифференциальной токовой защиты охватывает как сам силовой трансформатор, так и окружающие его присоединения вплоть до измерителей токовой нагрузки. Нормальным режимом работы каждого трансформатора считается равномерное перераспределение нагрузки между всеми тремя фазами, когда электрический ток в каждой из них получается приблизительно одинаковым.

Продольные дифференциальные защиты осуществляют сравнение токовой нагрузки во всех фазах. Так как ток примерно одинаков, то их геометрическая сумма должна равняться нулю. В результате сравнения получается, что токовая составляющая отсутствует или слишком мала для реакции. Но, как только произойдет замыкание одной фазы или сразу между несколькими, токи в них перестанут компенсировать друг друга, и их сумма будет отличаться от нуля, сработает дифференциальная отсечка.

Пример дифференциальной защиты

Струйная защита

Используется в трансформаторах с первичными и вторичными обмотками на 110, 35, 10, 6, 3,3кВ, где присутствует возможность переключения величины напряжения под нагрузкой. Устройство РПН, как правило, размещается в отдельном баке внутри основного, который изолирует его от высоковольтных обмоток. Переключение позиций РПН под нагрузкой может обуславливать как штатные коммутационные явления, так и аварийные. Последние приводят к выбросу масла от бака к расширителю.

Для реакции на такие повреждения и устанавливается струйная защита, так как поток масла от РПН активирует измерительный датчик. Далее происходит отключение выключателя, который обесточит обмотки трансформатора.

Специальная резервная защита

Специальная резервная защита предназначена для автономного резервирования МТЗ по токовым цепям. Может использоваться как по высокой, так и по низкой стороне трансформатора. Их действие нацелено на первичные и вторичные максимальные токи, которые могут возникнуть в непосредственной близости от защищаемого объекта. Работа СРЗ, как правило, имеет выдержку по времени относительно основных МТЗ по стороне 110 – 220 кВ.

Защита от неполнофазного режима на стороне 330 кВ (750) АТ (ЗНР-330)

Назначение защиты – ликвидация неполнофазного режима, воз­никающего при неполнофазном отключении одного выключателя 330 кВ АТ и трехфазном отключении второго выключателя 330 кВ АТ.

Защита, как правило, действует на отключение АТ со всех сторон.

Выдержка времени ЗНР-330 на 0,3 сек выше выдержки времени индивидуальной защиты от непереключения фаз выключателя.

На АТ-750кВ  для контроля состояния изо­ляции вводов 750кВ АТ применяется устройство КИВ-750.

Принцип действия устройства – измерение геометрической сум­мы токов, протекающих под воздействием рабочего напряжения через изоляцию вводов 750 кВ трех фаз.

При исправной изоляции геометрическая сумма токов, входящих в реле типа КИВ, близка к нулю. В случае частичного повреждения изоляции ввода одной из фаз появляется ток небаланса, который фиксируется защитой.

Устройство типа КИВ имеет измерительный элемент для опера­тивного контроля и отключающий элемент.

Отключающий элемент действует на отключение АТ со всех сто­рон.

Защита от перегрузки

В качестве такой защиты устанавливается токовая защита, действующая с выдержкой времени на сигнал в случае перегрузки по току любой обмотки трансформатора.

Тепловая

Основой для тепловой защиты в трансформаторах служит классическая термопара. Место ее расположения определяется типом устройства, его мощностью и габаритами, так как перегрев может привести к нарушению изоляционных свойств, привести к термическому расширению масла.

К наиболее эффективным местам размещения относятся:

• в верхней части бака;
• у высоковольтных вводов;
• в обмотках.

Имеет две ступени – первая производит включение резервных вентиляторов или других средств охлаждения. Вторая, если первой не удалось сбросить перегрев ниже предельного значения, производит отключение трансформатора.

Защита от минимального напряжения

В случае снижения питающего напряжения возможны два варианта развития событий – удаленное короткое замыкание, которое другими защитами распознается как большая нагрузка или подключение слишком большой суммарной нагрузки. И тот и другой вариант пагубно сказывается на работе трансформатора, поэтому и при аварийном режиме, и при перегрузке устанавливается выдержка времени, после которой происходит один из таких вариантов:

• отключение аварийного участка;
• вывод неприоритетных потребителей из работы;
• автоматическое включение резерва.

Защита от перегрева в трансформаторах

Трансформаторы перегреваются из-за перегрузок и короткого замыкания. Допустимая перегрузка и соответствующая продолжительность зависят от типа трансформатора и класса изоляции, используемой для трансформатора.

Более высокие нагрузки могут поддерживаться в течение очень короткого промежутка времени, если они очень долго, это может привести к повреждению изоляции из-за повышения температуры выше предполагаемой максимальной температуры. Температура в трансформаторе с масляным охлаждением считается максимальной, когда она составляет 95 ° C, при превышении которой ожидаемый срок службы трансформатора уменьшается и это оказывает пагубное воздействие на изоляцию провода. Вот почему защита от перегрева становится необходимой.

У больших трансформаторов есть устройства определения температуры масла или обмотки, которые измеряют температуру маслаили обмотки, обычно есть два способа измерения: один относится к измерению горячей точки, а второй – к измерению верхнего уровня масла, на изображении ниже показан типичный термометр с термостатом от Reinhausen, используемый для измерения температуры консервативного трансформатора с жидкостной изоляцией.

На коробке есть индикатор с круговой шкалой, который показывает температуру трансформатора (черная стрелка), а красная стрелка указывает уставку аварийного сигнала. Если черная игла выходит за пределы красной иглы, устройство активирует тревогу.

Если мы посмотрим вниз, мы увидим четыре стрелки, с помощью которых мы можем настроить устройство для работы в качестве сигнала тревоги или отключения, или их можно использовать для запуска или остановки насосов или охлаждающих вентиляторов.

Как вы можете видеть на картинке, термометр установлен на верхней части бака трансформатора над сердечником и обмоткой, это сделано потому, что самая высокая температура будет в центре бака из-за сердечника и обмоток.. Эта температура называется верхней температурой масла. Эта температура дает нам оценку температуры горячей точки сердечника трансформатора. Современные оптоволоконные кабели используются в обмотке низкого напряжения для точного измерения температуры трансформатора. Так реализована защита от перегрева.

Токовая защита нулевой последовательности

Пример токовой защиты нулевой последовательности

Предназначена для защиты трансформатора от возможного замыкания как одной, так и двух фаз на землю. Это те ситуации, когда в трехфазной системе нарушится симметрия нагрузки и относительно нулевой точки сумма токов больше не будет равна нулю.

Равновесие системы нарушится, что и спровоцирует отключение питания спустя заданный временной промежуток. Часто комбинируется с АПВ, тогда через несколько секунд происходит повторное включение выключателя, на случай если замыкание самоустранилось.

Токовая отсечка

Пример токовой отсечки

Данный вид защиты применяется для отключения повреждения, которое могло возникнуть внутри трансформатора. Она размещается со стороны вводов защищаемого трансформатора, однако воздействие охватывает все обмотки, с которых может быть подано напряжение. Особенностью ее применения является схема питания, которая используется в соответствующей линии.

Так для трехфазных цепей с изолированной нейтралью токовая отсечка должна устанавливаться в двух фазах. А при использовании цепей с глухозаземленной нейтралью защита должна применяться в каждом фазном присоединении. При отключении трансформатора полностью отсутствует какая-либо выдержка времени.

Недостатком отсечки является срабатывание исключительно на токи большой величины. Поэтому некоторые межфазные КЗ, межвитковых или КЗ на землю в цепи с изолированной нейтралью могут остаться незамеченными.  На практике это один из самых простых способов, отключающих трансформатор в аварийном режиме.

Максимальная токовая защита

Пример максимальной токовой защиты

Максимальная токовая защита применяется для срабатывания в ответ на токи КЗ, расположенные в непосредственной близости к источнику. Сюда относятся повреждения как на обмотках, так и на ближайших шинах подстанции, в окружающем оборудовании и ит.д.

На практике выделяют большое количество вариантов исполнения МТЗ:

• От внутренних и внешних КЗ;
• МТЗ с комбинированным пуском по напряжению;
• МТЗ с  пуском по напряжению и фильтром  напряжения обратной последовательности;
• Обратной последовательности комбинированная с устройством против трехфазных КЗ;

Помимо аварийных режимов для МТЗ может устанавливаться режим защиты от перегрузки. Для этого устанавливается ток срабатывания в определенных пределах. Уставка выбирается исходя из максимального значения нагрузки, чтобы не происходило срабатывания автоматического выключателя в нормальном режиме работы.

Токовая ступенчатая защита

Как и предыдущий вариант, представляет собой разновидность МТЗ, которая выстраивается в ключе последовательности срабатывания для разных обмоток. Широко используется в цепях, где потребители подключаются к источнику с большими пусковыми токами. Однако чувствительность максимальной защиты имеет дополнительную привязку к напряжению, что и обеспечивает блокировку автоматического отключения в случае запитки слишком мощной нагрузки, так как просадка напряжения не достигает установленного предела.

Ступени отстраиваются с таким временным промежутком, чтобы воздействие на выключатели нагрузки производились после основной токовой защиты.

Защита печных трансформаторов

Методика расчёта освещения в бытовых и производственных помещениях

Работа печей связана с резким нарастанием и снижением тока, поэтому дифференциальную защиту здесь применять не рекомендуется, а только газовую и тепловую. Нагревательные элементы таких печей могут работать от пониженного напряжения от 220–660 Вольт. Чаще всего здесь применяются специальные электропечные трансформаторы. Конечно же, речь идёт от печах для плавки металла, а не для приготовления пищи. В них режимы плавки меняются как питающим напряжением, так и величиной тока дуги. Печные трансформаторы должны быть оборудованы защитой от перегрузок, а также при возникновении К. З. Защиту от перегрузок устанавливают на низкой стороне, а трансформаторы тока для мгновенного срабатывания на высокой стороне. При этом уставку реле настраивают таким образом, чтобы она не отключалась при нормальных эксплуатационных К. З, ведь они работают в таком режиме и при некоторых коротких замыкания отключение не должно происходить, а только лишь поднятие электродов.

В любом случае в итоге хочется отметить что от настройки и правильности срабатывания зависят последствия ненормальных режимов работы трансформатора, а значит и стоимость последующего ремонта.