VI. ЛИКВИДАЦИЯ АВАРИИ В ГЛАВНЫХ СХЕМАХ ПОДСТАНЦИЙ
18. автоматическое отключение силовых трансформаторов
Отключения силовых трансформаторов (автотрансформаторов) могут быть вызваны внутренними повреждениями, т. е. повреждениями изоляции, токоведущих частей и магнитопроводов, находящихся внутри кожуха трансформатора, внешними повреждениями и перекрытиями изоляции наружных вводов трансформатора. Повреждения изоляционных конструкций и токоведущих частей обычно приводят к междувитковым замыканиям в обмотках, замыканиям фазы на землю и даже замыканиям между фазами. Характерными являются повреждения магнитопроводов, приводящие к появлению местных нагревов стали, разложению масла и выделению газов.
В качестве основных защит, реагирующих на указанные виды повреждений трансформаторов, применяются токовые отсечки, дифференциальные и газовые защиты.
Токовая отсечка устанавливается с питающей стороны трансформатора. Она настраивается на большие токи к. з., и поэтому в зону ее действия входит лишь часть трансформатора. Отсечка не действует при к. з. за трансформатором.
Дифференциальная защита обеспечивает быстрое и селективное отключение при повреждениях как внутри самого трансформатора, так и на его вводах, а также на всех токоведущих частях, входящих в зону действия защиты.
Газовая защита является чувствительной защитой от повреждений, возникающих внутри кожуха трансформатора и сопровождающихся выделением газов и движением масла в сторону расширителя. Она реагирует также на понижение уровня масла в трансформаторе.
Ненормальные режимы работы трансформаторов, связанные с прохождением по их обмоткам токов, значительно превышающих номинальные, также могут быть причинами повреждений и аварийных отключений. Одним из таких режимов считают режим работы трансформатора на неотключенное к. з. во внешней цепи. Это может случиться при отказе в действии защит или выключателя во время к. з. на сборных шинах или отходящем от шин присоединении. По трансформатору в этом случае будет проходить ТОК К. 3.
Защита от внешних к. з. осуществляется при помощи максимальной токовой защиты, или более чувствительной максимальной токовой защиты с блокировкой минимального напряжения, или токовой защиты обратной последовательности. В зону действия этих защит входят сборные шины и подключенные к ним присоединения. Кроме того, они являются резервными защитами от повреждений в трансформаторах.
Автотрансформаторы защищаются при внешних к. з. токовой защитой нулевой последовательности. Защиты устанавливаются со стороны каждой из обмоток ВН и СН. Для обеспечения селективности действия эти защиты выполняются направленными, с тем чтобы каждая из них действовала только при к. з. в сети своего напряжения.
Действия персонала при автоматических отключениях трансформаторов.
От понижающих трансформаторов питаются различные потребители, в том числе механизмы с. н. станций и подстанций. Автоматическое отключение одного из трансформаторов при раздельной работе их на стороне НН приводит к прекращению электроснабжения всех потребителей, получавших питание от отключившегося трансформатора.
При отсутствии или отказе в действии устройства АВР задачей персонала в данной ситуации является быстрое восстановление питания потребителей, а также обеспечение сохранности трансформатора. Решение задачи зависит от анализа полученной информации и прежде всего от анализа работы устройств релейной защиты и автоматики.
Отключение трансформатора максимальной токовой зашитой. На рис. 15 показаны характерные точки внешних коротких замыканий (К1, К2) и в цепи трансформатора (КЗ, К4, К5). Короткое замыкание в точке К1 должно отключаться селективно выключателем ВЗ. Однако возможен отказ в отключении выключателя ВЗ, и тогда максимальная токовая защита трансформатора подействует на отключение выключателя В2. Заметим, что отключение выключателя В2 произойдет также при к. з. в точке К2, но это отключение в отличие от указанного выше будет селективным. В обоих случаях персонал получит информацию об отключении выключателя В2 действием максимальной токовой защиты, исчезновении напряжения на шинах 1-й секции и отсутствии повреждений в трансформаторе, так как он остался включенным со стороны ВН.
Рис. 15. Характерные точки внешних коротких замыканий (К1, К2) и в цепи трансформатора (КЗ — К5). Секционный выключатель СВ отключен
Если при этом напряжение на секцию шин не подавалось действием автоматических устройств (АПВТ, АВР), то полученной информации достаточно для того, чтобы предпринять попытку подачи напряжения на секцию шин от отключившегося трансформатора без осмотра самого трансформатора и его оборудования или от трансформатора, находящегося в ручном или автоматическом резерве, если устройство АВР последнего было отключено или отказало в действии. Подача напряжения осуществляется персоналом самостоятельно при включенном положении выключателей всех электрических цепей, которые питались от шин секции и в момент исчезновения на ней напряжения не отключались автоматически.
В случае неуспешного включения выключателя действием автоматических устройств повторная подача напряжения на шины секции, оставшиеся без напряжения, без осмотра оборудования РУ, как правило, не производится. Опыт Мосэнерго показывает, что после неуспешного включения трансформатора действием устройства АПВТ или секционного выключателя действием устройства АВР подача напряжения на шины дистанционным включением выключателя источника питания бывает успешной лишь в РУ стационарного исполнения и неуспешной в КРУ и КРУН. Более того, повторная подача напряжения на шины КРУ без их осмотра часто сопровождается развитием аварии с повреждением оборудования большого числа ячеек. Поэтому подачу напряжения рекомендуется производить лишь после осмотра оборудования, обнаружения и отделения места повреждения. При осмотре обращается внимание на положение указателей срабатывания защит присоединений, так как причиной отключения трансформатора мог быть отказ в отключении выключателя одного из присоединений при к. з. на нем. Поврежденное оборудование выводится из схемы, после чего трансформатор включается в работу.
В случае отключения максимальной защитой трехобмоточного трансформатора, связывающего собой сети разных классов напряжений, включение его в работу производится только для восстановления электроснабжения потребителей по схеме тупикового питания. Включение трансформатора в транзит возможно лишь после проверки синхронности напряжений связываемых участков сетей. Проверка производится по схеме прилегающей сети или по синхроноскопу.
Отключение трансформатора защитами от внутренних повреждений. Повреждения внутри трансформатора (точка К4 на рис. 15), как правило, носят устойчивый характер. На возникающее при этом к. з. могут реагировать все его защиты от внутренних повреждений (токовая отсечка, дифференциальная и газовая защиты) независимо одна от другой. Подавать напряжение на трансформатор без его осмотра в этом случае не следует, так как это может привести к еще большему увеличению уже имеющегося повреждения. При автоматическом отключении трансформатора действием двух или трех его защит все оборудование присоединения трансформатора осматривается, отбирается проба газа из газового реле для анализа, выявляются и устраняются повреждение (обычно со вскрытием трансформатора) и причина, приведшая к аварии.
При отключении трансформатора действием защит от внутренних повреждений подача напряжения на шины секции, оставшиеся без напряжения, осуществляется автоматически действием устройства АВР резервного источника питания, а при отказе устройства АВР — персоналом вручную без предварительного осмотра оборудования РУ. Если при этом резервным источником питания является единственный на подстанции трансформатор, питающий потребителей другой секции шин, необходимо проверить его нагрузку и в случае превышения номинального значения ограничить или отключить часть аварийной перегрузки (см. § 5).
Автоматическое отключение трансформатора может произойти также в результате действия всего лишь одной из защит от внутренних повреждений, например дифференциальной или даже газовой защиты (в эксплуатации отмечены случаи ложного срабатывания газовой защиты при сквозных к. з.). Часто это связано не с повреждением внутри самого трансформатора, а с нарушениями внешней изоляции и возникновением к. з. в зоне действия дифференциальной защиты (точки КЗ и К5 на рис. 15). Такие нарушения изоляции, как правило, неустойчивы и самоустраняются при отключении трансформатора.
Отключившийся действием одной из защит от внутренних повреждений трансформатор осматривается персоналом, проверяется заполнение маслом газового реле и в случае отсутствия явных признаков повреждения включается в работу. При обнаружении каких-либо неисправностей принимаются меры по их устранению, после чего трансформатор включается под нагрузку и восстанавливается нормальный режим его работы.
На время осмотра отключившегося трансформатора электроснабжение потребителей обеспечивается от резервного источника питания.
19. автоматическое отключение синхронного компенсатора
Синхронные компенсаторы на подстанциях генерируют реактивную (индуктивную) мощность, необходимую потребителям.
Автоматическое отключение синхронных компенсаторов от сети происходит при междуфазных к. з., замыкании обмотки статора на корпус, замыкании между витками одной фазы обмотки статора. Ненормальными режимами работы считаются глубокие снижения напряжения (ниже 0,4 Uном) и полное исчезновение напряжения на питающих шинах. Защита от внутренних повреждений обычно осуществляется дифференциальной токовой защитой и защитой от замыканий на землю, а от ненормальных режимов применяется защита минимального напряжения. При отключении синхронного компенсатора гасится его магнитное поле отключением автомата гашения поля АГП.
При автоматическом отключении синхронного компенсатора защитой от внутренних повреждений включение его в сеть возможно лишь после всестороннего осмотра, проведения испытаний изоляции, выявления и устранения причины отключения.
Синхронные компенсаторы, отключившиеся защитой минимального напряжения при глубоком понижении напряжения во время аварии на подстанции или в энергосистеме, когда это не связано с повреждениями самих синхронных компенсаторов или оборудования в их цепи, включаются в сеть персоналом самостоятельно и по возможности быстро. Осмотр их, как правило, производится после включения в сеть и набора нагрузки.
