Газовая защита. 
Разработка релейной защиты элементов подстанции 110/35/10 кВ

Газовая защита устанавливается на трансформаторах, автотрансформаторах и реакторах с масляным охлаждением, имеющих расширители.

Применение газовой защиты является обязательным:

• — на трансформаторах (АТ) мощностью 6300 кВА и более;
• — на трансформаторах (АТ) мощностью 1000 — 4000 кВА, не имеющих дифференциальной защиты или отсечки и если МТЗ имеет выдержку времени 1с и более.
• — на внутрицеховых трансформаторах (АТ) мощностью 630 кВА и более независимо от наличия других быстродействующих защит.

На трансформаторах (АТ) мощностью 1000 — 4000 кВА применение газовой защиты при наличии другой быстродействующей защиты допускается, но не является обязательным.

Принцип действия газовой защиты основан на том, что всякие, даже незначительные, повреждения, а также повышенные нагревы внутри бака трансформатора (АТ) вызывают разложение масла и органической изоляции, что сопровождается выделением газа.

Интенсивность газообразования и химический состав газа зависят от характера и размеров повреждения. Поэтому защита выполняется так, чтобы при медленном газообразовании подавался предупредительный сигнал, а при бурном газообразовании, что имеет место при коротких замыканиях, происходило отключение поврежденного трансформатора (АТ). Кроме того, газовая защита действует на сигнал или отключение или только на сигнал при опасном понижении уровня масла в баке трансформатора или автотрансформатора.

Газовая защита является универсальной и наиболее чувствительной защитой трансформаторов (АТ) от внутренних повреждений. Она реагирует на такие опасные повреждения, как замыкания между витками обмоток, на которые не реагируют другие виды защит из-за недостаточного значения тока при этом виде повреждения.

Газовая защита осуществляется с помощью специальных газовых реле, которые подразделяются на поплавковые, лопастные и чашечные.

При рассмотрении всех трёх видов газовых реле, в процессе эксплуатации выявлено, что поплавковые реле с герконами являются самыми надежными по конструкции и удобными в эксплуатации.

Наиболее распространенный тип поплавковых реле используемый для запуска защит новых масляных трансформаторов РГТ-50 (рисунок 1).

Рисунок 1 — Газовое реле РГТ-50.

Поплавки газовых реле с встроенными в них управляющими магнитами выполнены сплошными (цельнолитые), без механических связей с другими элементами реле. В процессе изготовлении поплавки испытываются избыточным давлением масла 100 кПа, поэтому при последующей эксплуатации они не подвергаются испытаниям.

В реле РГТ-50 применяются герконы повышенной электрической прочности, которые вместе с соединительными проводами размещаются в корпусе контактного узла. Они неподвижны, полностью изолированы от масла и имеют усиленную защиту от механических воздействий и атмосферной влаги. Конструкция реле позволяет производить осмотр и замену контактного узла на месте установки реле без спуска масла и вскрытия реле.

Основные технические характеристики газового реле РГТ-50:

Срабатывание сигнальных контактов в газовых реле происходит при снижении уровня масла в реле, соответствующем уменьшению объема масла на 100−250 см3.

Срабатывание отключающих контактов происходит раньше достижения границей уровня масла нижнего края отверстия фланца реле.

Время срабатывания реле при скорости потока масла, превышающей значение уставки в 1,25 раза — не более 0,1с. Реле поставляются с заданной заказчиком уставкой. При отсутствии в заказе значения уставки реле РГТ-50 поставляются с уставкой 1 м/с.

Реле РГТ-50 позволяют выполнять по две независимых отключаемых и сигнальных цепи. Кнопкой опробования можно проверить работу реле при опускании поплавков и отдельно — при действии напорной пластины. Винт регулирования уставок по скорости потока масла выведен на крышку корпуса и позволяет отрегулировать уставку без вскрытия реле.

Реле РГТ-50 устойчивы к вибрациям в трех взаимно перпендикулярных направлениях с ускорением 5g при частотах 5−150 Гц, к одиночным ударам в вертикальном направлении с ускорением 5g, к землетрясению с амплитудой ускорения 0,5g. Установочные и присоединительные размеры новых реле позволяют использовать их для замены находящихся в эксплуатации реле BF 50/10 и РЗТ-50 (BF 80/10, РЗТ-80, РГЧЗ-66) без каких-либо переделок. Штуцер для ввода кабеля предусматривает возможность крепления металлорукава.

Преимущества Реле РГТ-50:

Отсутствие механических связей поплавков с другими элементами реле.

Наличие единственного (кроме поплавков) подвижного элемента напорной пластины, реагирующей на поток масла.

Магнитоуправляемые контакты (герконы) повышенной электрической прочности размещены вместе с соединительными проводами в корпусе контактного узла и полностью изолированы от масла.

Конструкция реле позволяет произвести осмотр и замену контактного узла без спуска масла и вскрытия реле.

Кнопка опробования обеспечивает проверку работы реле при действии поплавков и отдельно — при действии напорной пластины.

Реле обеспечивают возможность выполнения двух независимых отключающих и двух независимых сигнальных цепей.

Установочные и присоединительные размеры реле позволяют использовать их для замены реле, находящихся в эксплуатации.

Аналогами реле РГТ-50 являются реле РЗТ-50 (РЗТ-80) и реле BF-50 (BF-80).

Изучив особенности реле, его достоинства и сравнительно небольшую стоимость по сравнению с другими типами реле выбираем газовое реле РГТ-50.

Защита от перегрузки

В жаркое время года, или при повышенных нагрузках на трансформатор, что бывает при выводе из работы одного параллельно работающего трансформатора, или при срабатывании АВР на секциях низкого напряжения, нагрузка на трансформатор увеличивается и он перегружается.

Согласно ПУЭ п. 32.69 на трансформаторах мощностью 0,4 МВА и более в зависимости от вероятности и значения возможной перегрузки следует предусматривать максимальную токовую защиту от токов обусловленных перегрузкой, с действием на сигнал.

Перегрузка трансформаторов обычно бывает симметричной. Поэтому защита от перегрузки выполняется с помощью максимальной токовой защиты, включенной на ток одной фазы. Защита действует с выдержкой времени на сигнал, а на необслуживаемых подстанциях — на разгрузку или на отключение трансформаторов.

На двухобмоточных трансформаторах защита от перегрузки устанавливается со стороны основного питания. На трехобмоточных при двухстороннем питании — со стороны основного питания и со стороны обмотки, где питание отсутствует, а при трёхстороннем питании — со всех трех сторон.