Protection contre les surintensités des transformateurs

Les transformateurs de puissance sont structurellement suffisamment fiables en raison de l'absence de pièces rotatives. Pendant le fonctionnement, cependant, des dommages et des perturbations du fonctionnement normal sont possibles et se produisent. Défaillance des transformateurs de puissance : rotation des circuits, court-circuit du boîtier, court-circuit des enroulements, court-circuit des entrées, etc., modes anormaux : surcharges inadmissibles, baisse du niveau d'huile, sa décomposition en cas de surchauffe, passage d'un court-circuit externe courants composés.

Les transformateurs de puissance de puissance relativement faible sont généralement protégés par des fusibles du côté haute tension et des fusibles ou des disjoncteurs du côté des lignes de sortie basse tension. Le courant de fusible du fusible haute tension est sélectionné en tenant compte du réglage des surtensions de magnétisation lorsque le transformateur de puissance est allumé sous la tension de fonctionnement. Dans cette optique, le courant nominal du fusible

où Azhs-courant du fusible haute tension, A, Azn.tr. — courant nominal du transformateur, A.

La correspondance des fusibles haute tension avec les transformateurs de puissance protégés par eux avec une tension de 6 - 10 kV est donnée dans les ouvrages de référence. La protection au moyen de fusibles est réalisée structurellement de la manière la plus simple, mais présente des inconvénients - instabilité des paramètres de protection, pouvant entraîner une augmentation inacceptable du temps de réponse de la protection pour certains types de dommages internes des transformateurs de puissance. Avec la protection par fusibles, des difficultés surviennent dans la coordination de la protection des sections de réseau adjacentes. Protection contre les surintensités de relais plus avancée des transformateurs (Fig. 1).

Figue. 1. Le schéma de protection contre les surintensités contre les surcharges d'un transformateur abaisseur à deux enroulements avec alimentation directe

Transformateurs de courant Les TC sont alimentés du côté haute tension (alimentation). S'ils ont été installés du côté basse tension (comme indiqué sur le schéma avec une ligne pointillée), alors la protection ne fonctionnera qu'en cas de défauts dans les jeux de barres 6,6 kV et les charges associées, car dans ce cas il y a un court-circuit les courants de circuit ne passeront pas par les transformateurs de courant...

Si l'une des trois phases du transformateur est endommagée, le courant de court-circuit traversera le transformateur de courant correspondant, fermera les contacts du relais de fonctionnement T, qui actionnera le relais temporisé B, et à travers lui le relais intermédiaire P, le courant de fonctionnement activera la bobine de déclenchement KO-1 qui déclenchera le disjoncteur B1 en déconnectant le transformateur de protection.

Riz. 2. Schéma de protection contre les surintensités du transformateur

En figue. 2 montre un schéma d'un poste de transformation qui alimente deux groupes de charges côté basse tension.Ici, le transformateur est protégé des deux côtés avec une tension supérieure et inférieure. Les deux sections sont alimentées par des interrupteurs séparés. Pour un fonctionnement normal, le circuit fournit trois ensembles de protection contre les surintensités : deux d'entre eux du côté de la tension inférieure et un du côté de la tension supérieure.

Le courant de fonctionnement de la protection installée côté basse tension est choisi en fonction de la charge de son circuit, en tenant compte des courants de démarrage des moteurs desservis par cette partie du circuit. Le retard est choisi en fonction des conditions de sélectivité avec protection des éléments connectés à cette partie du circuit.Le courant de fonctionnement de la protection installée côté haute tension est déterminé par la charge totale des deux sections, en tenant compte de la courants de démarrage des moteurs électriques, et la vitesse d'obturation est supérieure d'un pas à la vitesse d'obturation côté basse tension.

Pour la protection contre les surintensités de trois transformateurs d'enroulement, un ensemble de dispositifs de protection n'est pas suffisant. Pour déconnecter un seul enroulement en cas de défaillance du système monotension et maintenir le transformateur en fonctionnement avec deux autres enroulements, il est nécessaire d'alimenter chaque enroulement du transformateur avec un ensemble indépendant de protection contre les surintensités... Le courant de fonctionnement est sélectionné en fonction de la charge de chaque enroulement. Le retard est réglé en fonction de la condition de sélectivité avec la protection des autres éléments du réseau avec une tension donnée.

Les transformateurs de puissance permettent généralement des surcharges importantes. Ainsi, un transformateur de conception normale permet une double surcharge en 10 minutes. Ce temps est largement suffisant pour que le personnel de service décharge le transformateur.Par conséquent, une protection contre les surcharges est installée sur les transformateurs d'une capacité de 560 kVA et plus. Dans les sous-stations avec personnel permanent en service, la protection fonctionne sur le signal, et dans les sous-stations sans personnel permanent en service, la protection éteint le transformateur surchargé ou une partie de sa charge.

La protection instantanée contre les surintensités avec une zone de fonctionnement limitée est appelée surintensité... Pour assurer la sélectivité dans la zone de couverture, l'interruption de courant est définie par les courants de court-circuit du côté basse tension du transformateur, par les courants de démarrage des moteurs électriques, par le courant de court-circuit (SC) en bout de ligne ou en début de tronçon suivant. La nature de la variation du courant de court-circuit lorsque le point de court-circuit est retiré de la source d'alimentation est illustrée à la Fig.

Riz. 3. Schéma de protection actuelle

Le courant de coupure de fonctionnement est choisi de manière à ne pas déclencher en cas de défaut sur la ligne adjacente. Pour cela, le courant de service doit être supérieur au courant de court-circuit maximum du jeu de barres basse tension.

La zone de couverture est définie graphiquement comme le montre la figure 3. Les courants circulant pendant le court-circuit au début (point 1) et à la fin de la ligne (point 5) ainsi qu'aux points 2 à 4 sont calculés. la courbe de variation du courant de court-circuit de l'alimentation est tirée de la distance (courbe 1). Le courant de déclenchement est déterminé et on trace sur le même graphique la ligne 2 du courant de déclenchement Le point d'intersection de la courbe 1 avec la ligne 2 définit la fin de la zone de déclenchement (partie grisée).

Le courant de coupure peut protéger une ligne entière sur laquelle un seul transformateur est raccordé, si le courant de coupure de fonctionnement est choisi pour qu'il ne fonctionne pas en cas de défaut basse tension sortant du transformateur à protéger. Pour ce faire, le calcul doit prendre en compte le courant de court-circuit maximal constaté sur les bus basse tension. Dans ce cas, l'interruption de courant protégera de manière fiable la ligne, les jeux de barres et une partie de l'enroulement haute tension du transformateur.

Les schémas de déclenchement diffèrent des schémas de protection contre les surintensités en l'absence de relais temporisés, au lieu desquels des relais intermédiaires sont installés. La protection contre les surcharges ne protège qu'une partie de la ligne, elle est donc utilisée comme protection supplémentaire. L'utilisation de la coupure de courant permet d'accélérer le déclenchement des défauts accompagnés des valeurs les plus élevées de courants de court-circuit et de réduire la temporisation de la protection contre les surintensités. Lorsque l'interruption de courant est associée à une protection contre les surintensités, on obtient une protection de courant à pas de temps : le premier étage (interruption) fonctionne immédiatement, et les suivants avec une temporisation.