Protecția Autotransformatoarelor și Transformatoarelor de Putere din Sistemele Electroenergetice

1.1 DEFECTE POSIBILE, REGIMURI ANORMALE DE FUNCŢIONARE ŞI PROTECŢII PREVĂZUTE LA TRANSFORMATOR

Transformatoarele trebuie echipate cu protecţii împotriva defectelor interioare şi regimurilor de funcţionare, cauzate de defecte exterioare din reţea. Trebuie prevăzute protecţii pentru următoarele deranjamente:

• Împotriva scăderii nivelului uleiului şi degajării de gaze provocate de defecte interioare (scurtcircuite între spirele aceleiaşi faze, scurtcircuite polifazate în înfăşurări). Se protejează prin protecţii cu relee de gaze (sau mai simplu prin “protecţii de gaze”) toate transformatoarele cu ulei cu puteri S  1000 kVA.

• Împotriva defectelor ce apar ca urmare a scurtcircuitelor interne şi la bornele transformatorului pot fi protejate prin protecţia diferenţială longitudinală trifazată (ca o completare a protecţiei de gaze) în cazul transformatoarelor de putere mare sau medie (S  6,3 MVA) sau prin secţionări de curent montate pe partea alimentării în cazul transformatoarelor de puteri mici (S  6,3 MVA). La transformatoarele cu puteri S > 100 MVA, la care pentru reglajul raportului de transformare sub sarcină există o unitate separată de reglaj, se va prevedea câte o protecţie diferenţială pentru fiecare unitate componentă. Se utilizează şi o protecţie diferenţială homopolară.

• Împotriva defectelor interne însoţite de puteri la pământ se protejează prin protecţia de cuvă, care este o protecţie simplă maximală de curent, numită şi protecţia Chevalier.

• Împotriva supracurenţilor provocaţi de scurtcircuite polifazate exterioare se folosesc protecţii maximale de curent temporizate cu sau fără blocaj de tensiune minimă, şi protecţii de distanţă, iar împotriva scurtcircuitelor exterioare cu punere la pământ se prevăd protecţii maximale de curent sau de tensiune homopolare temporizate. Protecţiile de distanţă se prevăd la transformatoare având tensiunea superioară U 220 kV.

• Împotriva suprasarcinilor (de exemplu în perioada de vârf sau autopornire a motoarelor pot apărea suprasarcini inadmisibile) se prevede o protecţie specială sau o

protecţie maximală de curent fără blocaj minimal de tensiune temporizată, care se execută pentru a comanda semnalizarea şi se prevede de obicei pe o singură fază.

• Împotriva supratemperaturii se prevede, la transformatoarele S  10 MVA, o protecţie care comandă numai semnalizarea.

Protecţia care acţionează la defecte interioare şi exterioare se execută pentru a comanda declanşarea tuturor întreruptoarelor transformatorului, cu sensibilitate cât mai mare şi cu acţiune cât mai rapidă, prin aceasta reducându-se proporţiile defectării transformatorului şi asigurându-se o funcţionare stabilă a sistemului energetic, în caz de scurtcircuit.

Protecţiile menţionate împotriva defectelor şi a regimurilor anormale de funcţionare se folosesc toate sau în parte, în funcţie de puterea transformatorului, de importanţa şi de tipul lui, conform normativului.

La circuitele de comandă ale declanşărilor şi semnalizărilor protecţiilor prin relee, menţionate, vor fi racordate şi acţionările de la protecţiile tehnologice (ale instalaţiei de răcire, de supraveghere a temperaturilor ş.a.) prescrise de fabrica constructoare a transformatorului.

1.2 Protecţia transformatorului împotriva defectelor interioare

1.2.1 Protecţia cu relee de gaze

Această protecţie, folosită contra defectelor interne, poate fi aplicată numai la transformatoare cu ulei şi cu conservator de ulei, ea acţionând numai în cazul defectelor din interiorul cuvei.

Arcul electric sau căldura dezvoltată de scurtcircuitul din interiorul cuvei au ca urmare descompunerea uleiului şi a materialelor organice ale pieselor izolante şi formarea de gaze. Acestea fiind mai uşoare decât uleiul, se ridică spre conservator. În cazul defectelor mai grave, formarea gazelor poate fi atât de violentă, încât presiunea interioară care ia naştere poate imprima şi uleiului o deplasare spre conservator.

Aparatul care sesizează formarea gazelor sau a curentului de ulei este releul de gaze 1, cunoscut sub numele de releu Buchholz, care se montează pe conducta de legătură dintre cuvă şi conservator.

La instalarea transformatorului, cuva acestuia trebuie înclinată cu (1 – 1,5) % prin introducerea penelor 2 sub două dintre roţi, astfel încât conducta spre conservator să aibă o pantă de (2 - 4) %, pentru a se uşura trecerea eventuală a gazelor sau uleiului spre conservator.

Fig. 1. Montarea releului de gaze

Releul de gaze este format dintr-un mic rezervor prevăzut pe două laturi opuse, cu orificii pentru racordarea la conducta de ulei. În interiorul rezervorului este un flotor (un plutitor) sau două flotoare (după tipul releului).

Flotoarele sunt piese mobile aflate în circuitul de ulei, de care sunt fixate contactele de forma unor întreruptoare basculante cu mercur, capsulate.