Схемы АВР трансформаторов

На распределительных подстанциях 6-10 кВ устанавливается, как правило, два и более понижающих трансформатора. Схема электроснабжения с одним трансформатором применяется редко.

Рассмотрим подстанцию с двумя трансформаторами (рис. 1.7, а). Как правило, группы соединений и аппаратура на стороне 0,4 кВ допускают параллельную работу этих трансформаторов.

Обычно на параллельную работу устанавливают трансформаторы одинаковой мощности. В таком случае суммарная нагрузка потребителей распределяется между трансформаторами поровну- При большой нагрузке потребителей, когда трансформаторы загружены на 70% номинала и выше, совместная работа трансформаторов оправдана.

В случае небольшой нагрузки может оказаться выгодно отключить один из трансформаторов – суммарные потери в обмотках трансформатора и потери холостого хода при этом будут снижены в сравнении с параллельной работой двух трансформаторов. Выбор моментов включения и отключения второго трансформатора на параллельную работу определяется графиком нагрузки потребителей и производится на основе соответствующих расчетов.

Проблема надежности заключается в обеспечении автоматического введения в работу отключенного трансформатора при выходе из строя работающего.

Возможен другой вариант построения схемы питания потребитетей. когда в нормальном режиме секционный выключатель отключен, и каждый трансформатор питает свою нагрузку (рис. 1.7, б).

Если в одном из трансформаторов, например Т1, произойдет короткое замыкание и он будет отключен действием ретейной защиты, то после отключения выключателей В1 и В2 необходимо включить секционный выключатель В5. Потребители левой секции получат питание от трансформатора Т2. Конечно, это возможно, если трансформатор Т2 имеет достаточную мощность для питания потребителей двух секций.

Автоматический ввод резерва широко применяется в схемах питания собственных нужд электростанции. Для повышения надежности трансформаторы собственных нужд резервируются. Каждый трансформатор собственных нужд может резервировать любой другой трансформатор, если это позволяет схема электрических соединений. Однако при таком подходе схема автоматики получается более сложной и менее надежной. Более простой является схема явного резервирования, когда функции резервирования закреплены за одним, не работающим в нормальном режиме трансформатором (рис. 1.7, в).

Рассмотренные примеры свидетельствуют о многообразии вариантов резервирования, что должно учитываться при разработке схем автоматики.

Схема питания двух секций с резервным трансформатором показана на рис. 1.8. Общая идеология резервирования здесь аналогична той. которая рассмотрена на примере резервирования линии. В случае выхода из строя рабочего трансформатора, например Т1. последний отключается с двух сторон, а питание потребителей первой секции переводится на резервный трансформатор ТЗ. Отключение поврежденного трансформатора двумя выключателями устраняет возможность включения резервного трансформатора на поврежденный рабочий трансформатор.

В нормальном режиме трансформатор ТЗ отключен и находится в явном резерве. Его включение в работу осуществляется выключателями В5 и В7 при резервировании трансформатора Т1 или выключателями В6 и В7 при резервировании трансформатора Т2.

Напомним, что резервная линия находилась в резерве под напряжением и включалась в работу одним выключателем на приемном коше. Такое решение оправдано, так как потери электроэнергии в линии на холостом ходу невелики. К тому же хтя управления выключателем на питающем конпе линии необходимо иметь контрольный кабель от схемы АВР, что экономически невыгодно.

В нормальном режиме резервный трансформатор отключается с двух сторон – со стороны потребителей и дополнительно со стороны источника питания. Поэтому в режиме резерва трансформатор не находится под напряжением, что дает экономию на потерях холостого хода. Выключатели с низкой и высокой стороны трансформатора находятся на территории одной подстанции, поэтому особых проблем с контрольным кабетем не возникает.

Пуск схемы АВР трансформатора можно осуществить по-разному. Возможен вариант пуска от релейной защиты рабочего трансформатора. При срабатывании газовой или дифференциальной защиты трансформатор отключается от сети, например, выключателями В1 и В2 в случае повреждения трансформатора Т1. Эта же защита запускает схему АВР для включения резервного трансформатора ТЗ.

Возможен пуск схемы с помощью реле минимального напряжения, как это осуществлено в схеме АВР линии. Выбор варианта определяется дополнительными обстоятельствами.

Схема АВР трансформатора для подстанции с двумя рабочими трансформаторами показана на рис. 1.9. Для упрощения показана схема резервирования одного трансформатора Т1. Для трансформатора Т2 схема АВР аналогична.

Пуск схемы осуществляется с помощью реле минимального напряжения KV1 и KV2. По истечении выдержки времени реле времени КТ подается сигнал на промежуточное реле KL1 и далее через контакты KL1.1 и KL1.2 на отключающие катушки У ATI и УАТ2.

Вспомогательные контакты выключателя В2.3 снимают напряжение с промежуточного реле KLT. Это реле имеет задержку на отпускание якоря, что обеспечивает однократность включения резервного трансформатора. При отключении выключателя В2 его контакты В2.4 запускают реле KL2. которое в свою очередь подает сигналы на катушки включения УАС5 и УАС7. После выдержки времени, достаточной для однократного включения выключателей В5 и В7. контакты реле KLT размыкаются и разрывают цепь реле KL2.

Если резервный трансформатор включился на устойчивое к.з. на сборных шинах секции I, то действием релейной зашиты он отключится. Повторного включения резервного трансформатора не произойдет, так как к этому времени контакты реле KLT разомкнутся и сигнал на катушки включения УАС5 и УАС7 не поступит.

В случае неявного резерва до цикла АВР каждый трансформатор работает на нагрузку своих потребителей, подключенных к секции (рис. 1.10). Секционный выключатель В5 нормально отключен. В аварийном режиме оба трансформатора взаимно резервируют друг друга.

На рис. 1.11 показана упрошенная схема АВР. При отключении одного из трансформаторов, например первого, вспомогательные контакты выключателя В2.3 размыкают цепь рете KLT. Контакты В2.4 замыкаются н подают напряжение на промежуточное реле KL1. которое срабатывает и своими контактами замыкает цепь питания катушек включения выключателей УАСЗ. УАС4 и УАС5

Если трансформатор Т2 был включен, то включается только секционный выключатель В5. При отключенном трансформаторе Т2 будут включаться три выключателя. Для устранения перегрузки аккумуляторной батареи за счет одновременного включения трех выключателей предусматривается блокировка с помощью дополнительных контактов выключателя ВЗ. Выключатель В4 включается только после того, как выключатель ВЗ уже включен.

В рассмотренных случаях после действия схемы АВР на первую секцию подается напряжение от трансформатора Т2. Аналогичным образом трансформатор Т2 резервируется трансформатором Т1.

Следует иметь в виду, что в случае неявного резерва трансформаторы оказываются перегруженными. В целях устранения перегрузки остающегося в работе трансформатора часть менее ответственных потребителей должна быть отключена. Величина мощности отключенных потребителей должна быть обоснована расчетом.

Читайте о выработке электроэнергии на ТЭЦ.