Статья NEC 450 // Трансформаторные хранилища
Защита трансформатора состоит из защиты от перегрузки и защиты от короткого замыкания. Защита от перегрузки обычно осуществляется путем надлежащего выбора дополнительного устройства защиты от перегрузки по току.
Пример перегрузки трансформатора и защиты от короткого замыкания (фото: ABB; Mariano Berrogain)
В статье 450 NEC приведены конкретные первичные и вторичные значения максимального тока, которые не могут быть превышены. Они варьируются в зависимости от доступности трансформатора для неквалифицированных лиц и импеданса трансформатора.
Наименьшее защитное устройство, которое обеспечивает номинальный ток полной нагрузки трансформатора, обеспечивает наилучшую практическую максимальную токовую защиту.
Увеличение размера вторичного сверхтока за пределами этого может потребоваться для кратковременных перегрузок или для координации с нижестоящими устройствами, но в любом случае должны соблюдаться требования статьи 450 NEC!
Защита от короткого замыкания предполагает сравнение кривой повреждения трансформатора на IEEE Std. C57.109-1993 с характеристикой времени-тока первичного токового устройства. В общем случае кривая повреждения должна быть вправо и выше характеристики основного сверхтока.
Другим ограничением для устройства первичного сверхтока является то, что он должен быть способен выдерживать бросок трансформатора без отключения (и без повреждения для предохранителей, ограничивающих ток).
Пример //
Примерная временная характеристика, показывающая защиту для дельта 1000 кВА 13, 2 кВ:
480 Y / 277 V, трансформатор сухого типа 5.75% Z показан на рисунке 1. Трансформатор защищен первичными предохранителями, ограничивающими ток 65E, и вторичным автоматическим выключателем с электронным отключением 1200 A. Как видно из рисунка, предохранители выдерживают бросок без повреждений, так как точка броска находится слева и ниже минимальной кривой расплава плавкого предохранителя.
Рисунок 1 - Пример защиты для 1000 кВА, 13, 2 кВ Delta: 480 Y / 277V, 5, 75% Z сухого трансформатора
Трансформатор защищен от коротких замыканий первичными предохранителями. Вторичный выключатель обеспечивает защиту от перегрузки при токе полной нагрузки трансформатора. Обратите внимание, что характеристики первичного предохранителя и вторичного выключателя перекрываются для больших токов повреждения; это неизбежно и считается приемлемым. Отметим также, что кривая предохранителя и кривая повреждения трансформатора перекрываются; это неизбежно, но они должны перекрываться с минимальным текущим возможным.
Для токов ниже кривой повреждения предохранителя / трансформатора перекрытия вторичный выключатель должен защитить трансформатор.
Чем ниже точка перекрытия, тем вероятнее, что неисправность является внешней неисправностью на стороне нагрузки вторичного автоматического выключателя, и, следовательно, вероятность того, что вторичный автоматический выключатель эффективно защитит трансформатор от ошибок в этой области.
Также обратите внимание, что характеристика повреждения трансформатора показана дважды. Поскольку трансформатор является трансформатором треугольника, замыкание на землю на вторичной стороне трансформатора приведет только к 57, 7% от максимального трехфазного тока первичной неисправности, тогда как одна вторичная обмотка испытывает полный ток повреждения.
Это показано на рисунке 2, а также следствие для дельта-дельта-трансформаторов.
Рисунок 2 - Ток утечки для дельта-зейных трансформаторов LN и дельта-дельта-трансформатор LL-ошибки
Таким образом, характеристика ущерба была перенесена на 57, 7% от ее опубликованной величины для учета вторичных ошибок «земля-земля». Кроме того, сдвинутая кривая имеет другую, более консервативную кривую; это кривая частых ошибок и применима только к устройству вторичного сверхтока, так как неисправности между вторичной вторичной обмоткой трансформатора и вторичным защитным устройством максимальной токовой защиты не должны быть частыми.
Для защиты трансформаторов также доступны дополнительные устройства, такие как аварийные сигналы / реле тепловой перегрузки и реле внезапного давления. Они обычно задаются самим трансформатором и могут обеспечить очень хорошую защиту. Однако, даже если эти устройства установлены, первичные и вторичные устройства сверхтока должны быть согласованы с трансформатором, как описано выше.
Дифференциальная защита трансформаторов очень эффективна для внутренних неисправностей трансформатора.
Если используется дифференциальная защита, она является основной защитой внутренних неисправностей и будет работать до первичного сверхтокового устройства. В этом случае основное устройство перегрузки по току служит резервным защитным устройством для внутренних неисправностей.
Ссылка: Защита системы - Билл Браун, PE, Square D Engineering Services