Doğru seçimi boşluqda işləyən avtomatik vuruçlar transformatorun qorunması üçün seçim mühəndislik sahəsində əsas qərarlardan biridir və bu, sistemlərin etibarlılığına, təhlükəsizliyinə və işləmə müddətinə birbaşa təsir göstərir. Transformatorlar böyük kapital investisiyalarını təmsil edir və elektrik qısa qapanmalarına qarşı qorunmaları dəqiqlik və texniki başa düşmə tələb edir. Bir çox mühəndis bu texniki xüsusiyyətlərin təyin edilməsi prosesinə aydın metodologiya olmadan yanaşır ki, bu da kəsicilərin yetərsiz ölçülü seçilmesinə, uyğunsuz rele parametrlərinə və ya ümumi sistem performansını zədələyən transformator qorunması strategiyalarının uyğunsuzluğuna səbəb olur.

Vakuum dövrü kəsici cihazları, üstün qövs söndürmə qabiliyyətləri, minimal texniki xidmət tələbləri və ekoloji üstünlükləri səbəbindən orta gərginlikli transformatorların qorunması üçün ən çox seçilən həll yolu halına gəlib. Yağla doldurulmuş və ya SF6 istifadə edən kəsicilərdən fərqli olaraq, vakuumla kəsmə texnologiyası zədə şəraitinin daha geniş spektrində sabit kəsmə performansı təmin edir və zəhərli mayelərin atılması ilə bağlı nəzarət problemlərini aradan qaldırır. Bu təlimat, yük hesablamalarını, qısa qapanma analizini, kəsicinin nominal qiymətinin seçilməsini və rele koordinasiyasını əhatə edən əsas spesifikasiya prosesini izah edir; beləliklə, transformatorunuzun qorunma sistemi sənaye standartlarına və iş tələblərinə uyğun olur.
Anlayış Transformator Qorunma Tələbləri və Kəsicilərin Seçilməsinin Əsasları
Transformator Sistemləri Üçün Əsas Qorunma Prinsipləri
Transformatorun qorunması daxili qısaqapanmalar, xarici dövrə qısaqapanmaları və yüklənmə şəraitləri kimi bir neçə arıza ssenarisinə qarşı müdafiəni əhatə edir. Vakuumlu açar cihazı əsas ayırıcı cihaz və arıza kəsici mexanizm kimi çıxış edir və anormal şəraitləri hiss edən və açarı işə salan qoruyucu relelərlə birlikdə işləyir. Açarın nominal qiyməti transformatorun tam yük cərəyanını təmin etməli və eyni zamanda kifayət qədər arıza aradan qaldırma qabiliyyətinə malik olmalıdır. Bu tələblərin başa düşülməsi transformatorun lövhəcik məlumatlarının toplanması ilə başlayır: birincil və ikincil gərginlik reytinqləri, MVA tutumu, impendans, soyutma növü və istehsalçı spesifikasiyaları.
Vakuumlu səyyar açarların transformatorların qorunmasındakı əsas funksiyası, zərərin artırılmasından əvvəl sürətli arıza izolyasiyasıdır. Transformatorları enerjiyə qoşarkən təbii olaraq yaranan normal daxilolma cərəyanları zamanı çox aşağı qiymətləndirilmiş açarlar yanlış işə düşə bilər. Çox yüksək qiymətləndirilmiş açarlar isə təhlükəsiz vaxt həddində arıza cərəyanlarını kəsməkdə uğursuz ola bilər və bu da transformatorun zədələnməsinə və ya aşağı səviyyədəki ikincil arızalara səbəb ola bilər. Bu balans, sabit vəziyyət əməliyyat şəraitinin və açma-qapama və arıza hadisələri zamanı dinamik keçid davranışının diqqətlə təhlili tələb edir.
Tələb olunan açar spesifikasiyalarının hesablanması
Əvvəlcə transformatorun birincil tərəfinin tam yüklənmə cərəyanını standart düsturdan istifadə edərək müəyyən edin: FLC, MVA dəyərinin 1000-ə vurulması, sonra kilovoltda birincil gərginlikə bölünməsi və nəhayət, üçfazalı sistemlər üçün 1,732-yə bölünməsi ilə hesablanır. Bu hesablama vakuum səviyyəli açarın istilik gərginliyinə məruz qalmadan davamlı olaraq keçirə biləcəyi minimum cərəyan dəyərini müəyyən edir. 10 MVA, 69 kV-dən 13,8 kV-a olan transformator üçün birincil tərəfdəki FLC təxminən 84 amperdir. Seçilən açarın dəyəri bu hesablanmış dəyərə bərabər və ya bir qədər yüksək olan standart ölçülü olmalıdır.
Sonra, transformatorun enerji sistemi daxilində yerləşməsinə əsaslanaraq, açarın qısa qapanma kəsilmə reytinqini müəyyən edin. Bunun üçün açarın yerləşdiyi nöqtədə üçfazalı qısa qapanma cərəyanının təyini tələb olunur; bu isə sistemin qısa qapanma səviyyəsindən, transformatorun impendansından və yuxarı istiqamətdəki qoruyucu koordinasiyasından asılıdır. Vakuum açarının kəsilmə reytinqi bu hesablanmış qısa qapanma cərəyanını keçməlidir. Məsələn, sistem analizi transformatorun birinci dərəcəli tərəfində 15 kA üçfazalı qısa qapanma olduğunu göstərdikdə, açarın kəsilmə qabiliyyəti 15 kA və ya daha yüksək olmalıdır. Bu hesablama açarın arxadan davam edən yaylanma və ya mexaniki pozulma olmadan qısa qapanmaları təhlükəsiz şəkildə kəsməsini təmin edir.
Röle koordinasiyası və qoruyucu sxemlərin inteqrasiyası
Qoruyucu rölelərin seçilməsi və nizamlanması
Müasir transformator qorunması, yalnızca arızalı elementi izolyasiya edən seçici, vaxt gecikməli qorunma əldə etmək üçün koordinasiyalı rele funksiyasına və vakuumlu açarlarla əsaslanır. Rele qorunma sisteminin 'beyni' kimi çıxış edir və cərəyanı və gərginliyi davamlı olaraq nəzarət edərək anormal şəraitləri aşkar edir. Yayğın rele funksiyaları arasında artıq cərəyan, diferensial və istilik yükü qorunması var. Rele transformatorun ölçüsünə, sistem gərginlik sinfinə və qəbul edilən qorunma fəlsəfəsinə əsasən seçilməlidir — ya müstəqil mikroprosessorlu relelər, ya da inteqrasiya olunmuş çoxfunksiyalı qorunma qurğuları.
Releynin quraşdırılması prosesi birbaşa açarın effektivliyinə təsir edir. Cərəyanın artması elementləri normal enerqiləndirmə zamanı girişi cərəyanına icazə vermək üçün kalibr edilməlidir, lakin davamlı qısa qapanma cərəyanlarına sürətlə cavab verməlidir. Girişi cərəyanı adətən transformatorun işə salınmasının ilk dövründə tam yüklü cərəyanın beşdən on dəfəsinə qədər artır, lakin 100–200 millisaniyə ərzində sürətlə azalır. Releynin anlık aşırı cərəyan həddi bu girişi zirvəsindən yuxarı qurulmalıdır ki, yalancı aktivləşmələr baş verməsin; eyni zamanda, vaxt gecikməli elementlər uzunmüddətli yük artımını və ya davamlı qısa qapanma şəraitini müəyyən edir. Bu, rele funksiyası ilə vakuumlu açarın cavabı arasındakı koordinasiya bütün enerji sistemi iyerarxiyası üzrə seçici qorunmanı təmin edir.
Vaxt–Cərəyan Koordinasiyası Analizi
Effektiv transformator qorunması üçün rele və açar birləşmənizin arızaları yuxarı axın cihazlarından daha sürətli, lakin aşağı axın qorunmasından daha yavaş aradan qaldırması tələb olunur. Bu ardıcıl vaxt koordinasiyası sağlam dövrə hissələrinin lazım olmayan kəsilməsini qarşısını alır və arıza kəsilməsini müəyyən pozulmuş komponentə yönəldir. Relelərin iş xarakteristikalarını tipik arıza senariyalarına qarşı qrafik şəkildə təsvir edən vaxt-cərəyan koordinasiya əyrisi yaradın. Bu əyri müxtəlif arıza böyüklükləri üçün minimal və maksimal arıza aradan qaldırma vaxtlarını müəyyən edir və vakuum dövrə açarının transformatorun qəbul edilə bilən termal həddində kəsilməsini təmin edir.
Transformatorun istilik tutumu maksimum icazə verilən qısa qapanma müddətini müəyyən edir. Transformatorlar, izolyasiya sinifinə və soyutma qabiliyyətinə görə, daimi sarım zədəsi olmadan 2–5 saniyə davam edən qısa qapanmalara davam gətirə bilər. Qoruyucu releləriniz bu istilik həddlərini aşmadan əvvəl qısa qapanmaları aradan qaldırmaq üçün kalibr edilməlidir. Sistem qısa qapanma səviyyələri çox yüksək olduqda vakuumlu açar birinci mexaniki dövründə işə düşə bilər və demək olar ki, anlıq qoruma təmin edə bilər. Əksinə, aşağı qısa qapanma sistemlərində relelərin zaman gecikməli elementləri aradan qaldırma ardıcıllığını idarə edir və digər qoruyucu cihazlarla koordinasiyanı təmin edir.
Praktiki tətbiq və spesifikasiya üzrə ən yaxşı təcrübələr
Yükləmə axını və qısa qapanma analizinin aparılması
Vakuum dövrə açarı seçimi yekunlaşdırılmazdan əvvəl sənayedə qəbul olunmuş enerji sistemi proqram təminatından istifadə edərək ətraflı yük axını və qısa qapanma analizləri aparın. Yük axını analizi transformatorun normal iş rejimində gözlənilən sabit cərəyanını müəyyən edir və dövrə açarının yüklənməsini təsir edən mövsümi və ya iş rejimi dəyişikliklərini aşkar edir. Qısa qapanma analizi müxtəlif təsadüfi hallarda sistem boyu qısa qapanma cərəyanlarını hesablayır və beləliklə, dövrə açarının kəsmə qiymətinin dizayn əsasını təyin edir. Bu tədqiqatlar sonrakı bütün dövrə açarı və rele qərarlarının texniki əsasını təmin edir.
Saytə aid amillər spesifikasiya qərarlarını əhəmiyyətli dərəcədə təsir edir. Transformatorun şəbəkədəki yerləşməsi, generasiya mənbələrinə yaxınlığı, kabel trassası və sistemin torpaqlanma üsulları hamısı qısa qapanma cərəyanının qiymətini təsir edir. Böyük sinkron generatora yaxın yerləşdirilmiş transformator, zəif radial paylayıcı veriliş xəttində yerləşdirilmiş transformatorla müqayisədə çox daha yüksək qısa qapanma cərəyanlarına məruz qalır. Eyni şəkildə, sistemin torpaqlanma üsulları — bərk torpaqlanma, impendansla torpaqlanma və rezonansla torpaqlanma — həm qısa qapanma cərəyanlarının qiymətini, həm də xarakterini dəyişdirir. Bu amillər ayırıcı seçilməsi zamanı onun gərginlik sinfi, cərəyan reytinqi və kəsici qabiliyyəti müəyyən edilərkən nəzərə alınmalıdır.
Standartlara uyğunluq və avadanlığın doğrulanması
Vakuum dövrə açarlarını, nominal cərəyan və kəsici qabiliyyəti təsnifatı üçün IEEE C37.04 və üstünlük verilən gərginlik qiymətləri üçün IEEE C37.06 standartları daxil olmaqla müvafiq sənaye standartlarına uyğun göstərin. Bu standartlar avadanlığın bir-biri ilə işləmə qabiliyyətini təmin edir və sabit performans gözləntilərini müəyyən edir. Transformatorun qorunması sxemi IEEE C37.91-ə uyğun olmalıdır; bu standart transformatorlarla istifadə olunan qoruyucu relelər üçün tətbiq tövsiyələri verir. Bundan əlavə, seçilmiş avadanlığın uyğun sertifikatları olması və quraşdırma yerinizdə gözlənilən xüsusi qısa qapanma şəraitində sınanması təmin edilməlidir.
Sənədləşdirmə və sınaq son spesifikasiya addımlarıdır. Vakuum dövrə açarı yerləşməsini, gərginlik sinfini, cərəyan nominal dəyərini və kəsmə qabiliyyətini göstərən ətraflı bir xəttli diaqramlar hazırlayın. Xüsusi tutma cərəyanları, vaxt çoxaldıcıları və anlıq həddi qiymətləri ilə rele ayarları sənədləşdirilməsini daxil edin. Sistemin istismara verilməsindən əvvəl vakuum dövrə açarının mexaniki işləməsi və elektrik performansı təsdiq olunması üçün fabrik qəbul sınaqları aparın. Sahə qəbul sınaqları rele reaksiyasını və quraşdırma yerində vaxtlandırmayı yoxlamalıdır; bu, tam mühafizə sisteminin layihəyə uyğun işlədiyini təsdiq edir.
Tez-tez verilən suallar
138 kV-də 25 MVA transformator üçün hansı dövrə açarı nominal dəyərini göstərməliyəm?
138 kV birincil gərginlikdə 25 MVA transformator üçün tam yüklü cərəyan təqribən 105 amperdir. Adətən, mövcud standart ölçülərə və sistem iş rejiminə görə davamlı cərəyan reytinqi 120 və ya 150 amper olan vakuum səyyar açarı seçirsiniz. Açarın reytinqi həmçinin transformator qoruyucu relelərinin maksimum aktivləşmə parametrlərini ödəməlidir və eyni zamanda normal tam yüklü iş rejimində açarın istilik limitindən aşağı qalmalıdır.
Rele qısa qapanma zamanı vakuum səyyar açarı ilə necə koordinasiya olunur?
Avariyaya səbəb olan hadisə zamanı qoruyucu rele transformatorun birincil tərəfinə qoşulmuş cərəyan transformatorlarını davamlı nəzarət edir. Avariyaya səbəb olan cərəyan rele-nin aktivləşmə həddini keçdikdə, rele proqramlaşdırılmış xüsusiyyətlərinə əsasən vaxt sayma ardıcıllığını başladır. Vaxt sayğacı bitdikdə, rele vakuumlu açarın elektromaqnit açma sarğısına açma siqnalı göndərir; bu da mexaniki olaraq açar kontaktlarını açır və vakuumda arxı söndürür. Bu rele-açar koordinasiyası yalnız avariyaya məruz qalan komponenti izolyasiya edən seçici, vaxt gecikməli cavab verməni təmin edir.
Sistemimdəki bütün transformator ölçüləri üçün eyni açar spesifikasiyasından istifadə edə bilərəm?
Xeyr, hər bir transformatorun ad lövhəsi qiymətləri, sistemdəki yerləşməsi və qısa qapanma mühiti əsasında ayrı-ayrı avtomatik açarlar tələb edir. Kiçik transformatora çox böyük avtomatik açar qoşulması, başlanğıc zolağı cərəyanına həssaslığı aşağı salır və transformatorun düzgün qorunmasını maneə törədə bilər. Əksinə, çox kiçik avtomatik açar seçilməsi isə tez-tez qeyri-lazımi söndürmələrə və işləmə qeyri-sabitliyinə səbəb olur. Hər bir transformator üçün onun xüsusi elektrik xarakteristikaları və sistemdəki rolu nəzərə alınmaqla ətraflı hesablama və spesifikasiya prosesi aparılmalıdır.