電力変圧器 110 kV のリレー保護と自動化
電力用油変圧器は、配電変電所にとって最も高価な機器です。変圧器は、正常に動作し、許容できない電流過負荷、サージ、その他の望ましくない動作モードにさらされない限り、耐用年数が長くなるように設計されています。
変圧器の損傷を防ぎ、耐用年数を延ばし、正常な動作を確保するには、さまざまな保護および自動化装置が必要です。
電力用変圧器にはどのような保護装置や自動化装置が備えられているかを検討してください。
変圧器のガス保護
ガス保護は変圧器の主な保護の 1 つです。この保護は、電力変圧器タンクの内部障害が発生した場合に、110 kV 変圧器をネットワークから切断するように設計されています。
この保護装置は、変圧器タンクとその保守装置を接続するオイルラインに取り付けられます。ガスリレーの主な構造要素は、フロートと、フロートが下降するときに接続される 2 対の接点です。通常の動作では、ガスリレーは変圧器油で満たされており、フロートは上の位置にあり、両方の接点が開いています。
変圧器の巻線でターン間短絡が発生した場合、またはいわゆる鋼の燃焼（磁気回路の鋼板の絶縁の違反）、電気アークの影響下で電気材料の分解中に形成されるガスがタンク内に現れます。
結果として生じるガスはガスリレーに入り、そこからオイルを追い出します。この場合、フロートが落下して接点が閉じます。蓄積されたガスの量によっては、接点が閉じて信号に影響を与えたり、変圧器がネットワークから完全に切断されたりする可能性があります。
ガスリレーの作動は、電源変圧器タンク内のオイルレベルの大幅な低下によっても発生する可能性があり、これはコンサベータ内にオイルが完全に存在していないことを示しています。つまり、この装置は変圧器内の油面の過度の低下に対する保護としても機能します。
負荷開閉タンク タンク保護
110 kV 変圧器には通常、負荷時電圧調整器 (OLTC) が組み込まれています。 負荷時トグルスイッチ 変圧器タンクの別のコンパートメントにあり、巻線によってメインタンクから隔離されています。したがって、このデバイスには別の保護デバイスであるリアクティブリレーが提供されます。
負荷時タップ切替タンクのすべての故障は、変圧器オイルのコンサベータへの排出を伴います。そのため、オイルの流れが発生した場合には、ジェット保護が直ちに作動し、電源変圧器を主電源から自動的に切断します。
オイルレベルスイッチ（RUM）
ガスリレーは、電源変圧器の保護装置にオイルが完全になくなったことを知らせますが、オイルレベルの許容できない低下を時間内に検出する必要があります。この機能はオイルレベルリレー（RUM）によって実行されます。
オイルレベルスイッチは、原則として、変圧器のメインタンクのコンサベータおよびロードスイッチのコンサベータに取り付けられます。この装置は、オイルレベルがこの電源トランスの最小許容値を下回ると、リレーの主要な構造要素であるフロートがリレー接点を閉じるように構成されています。
この安全装置はアラームを作動させる信号を提供し、オイルレベルの低下を適時に検出することができます。
差動トランス (DZT) の保護
変圧器の差動保護 (DZT) は変圧器の主な保護であり、この保護の適用範囲内にある変圧器の巻線と電流導体の短絡を防ぐ役割を果たします。
この保護の動作原理は、変圧器の各巻線の負荷電流を比較することに基づいています。通常の動作では、差動保護リレー出力に不平衡電流は発生しません。二相または三相の短絡が発生した場合、不平衡電流が発生します。差動電流とリレーは、変圧器をネットワークから完全に切断するように機能します。
この保護の範囲は、電源変圧器の各電圧側の変流器です。たとえば、110/35/10 kV の 3 つの巻線を持つ変圧器では、保護コーティングのゾーンには、変圧器自体に加えて、変圧器のブッシングから電流 110 kV、35 kV まで通過するバス (ケーブル) が含まれます。および 10 kV 変圧器。
変圧器の電流ステップ保護
信頼性を高めるために、電源トランスの主な保護に加えて、各巻線のステップ電流保護というバックアップ保護が提供されます。
変圧器の各巻線を個別に 過電流保護 (MTZ) 数歩。保護の各段階には独自の乗車時間と降車時間があります。
変圧器が多くの消費者に高い突入電流を供給する場合、誤動作を防ぐために、過電流保護にはいわゆる電圧計ブロック、つまり電圧保護ブロックが備わっています。
変圧器保護動作の選択性に関して、各保護段の応答時間は異なりますが、上記の基本的な変圧器保護の応答時間は最も短くなります。したがって、変圧器の故障または保護ゾーンの短絡が発生した場合には、主保護が直ちに作動し、故障または離脱状態が発生した場合には、変圧器はバックアップ電流保護によって保護されます。
また、電源変圧器の MTZ は、その変圧器から電力が供給される出力接続の保護を維持し、障害が発生した場合にはトリップします。
MTZ は、二相および三相の短絡に対する保護を提供します。単相地絡を防止するために、110 kV の高電圧巻線には零相電流保護 (TZNP) が備わっています。
35 kV 電力変圧器の中電圧巻線と 6 ～ 10 kV の低電圧巻線の供給ネットワークには、単相地絡が電圧変圧器によって記録される絶縁中性点が備わっています。
絶縁された中性点を備えた 6 ～ 35 kV ネットワークのほとんどは、単相地絡が緊急事態とはみなされないモードで動作するため、地絡保護の動作から自動的に除外されません。このモードでの長時間の動作は許容できないため、サービス担当者は単相地絡の存在に関する信号を受信し、損傷した領域を探してネットワークから切断し始めます。
安全要件のためにネットワーク内の単相故障の排除が必要な場合は例外となります。この場合、地絡保護が動作して変圧器を完全に切断するか、その巻線の 1 つを切断することができます。
変圧器サージ保護
変圧器を過電圧から保護するために、変圧器の両側のバスに避雷器または避雷器 (SPD) が取り付けられます。
変圧器が 110 kV 高電圧側の接地中性モードで動作する場合、中性点は避雷器または避雷器を介してアースに接続され、電圧が許容値を超えた場合に巻線が損傷しないようにします。供給ネットワーク。
変圧器の追加保護
電源トランスを保護するために、小さな欠陥の発生や、より大きな緊急事態における通常の動作からの逸脱を防ぐために、多数の追加の保護が提供されています。
過負荷保護 — 信号に作用して、トランスの負荷を即座に軽減します。
温度制御リレーは、上部油層の温度が設定（許容）値を超えて上昇すると信号を送ります。この保護には、追加の変圧器冷却システムがあれば自動的に含まれます。例えば、ブローバイファンやクーラー内のオイルを強制循環させるポンプなどが挙げられます。油の温度がさらに高くなると、リレーが作動して変圧器を系統から切り離します。
過電圧保護は、電圧が許容できない値まで低下した場合に、トランスの二次巻線ブレーカーをオフにします。
電力変圧器 110 kV の自動化
変電所に 2 つの変圧器がある場合、電圧が許容できない値に低下するか、変圧器が切断されると、不足電圧保護が影響します。 自動転送スイッチ (ATS)… このデバイスには、バックアップ電源 (電源変圧器) から消費者に電力を供給するセクション スイッチまたはバスバー スイッチが含まれています。
変圧器の中電圧および低電圧入力スイッチを実装可能 自動サーキットブレーカー再投入 (AR)、何らかの保護動作から切断された場合に、変圧器の電源を1回だけ回復します。
電源トランスが正常であれば 負荷時電圧レギュレータ (OLTC)の場合は、自動電圧レギュレータ (AVR) を取り付けることができます。このデバイスは、変圧器の巻線の電圧を監視し、負荷時にタップ切替器を自動切り替えして、必要な巻線の電圧レベルを確保します。