СПОСОБ ЗАЩИТЫ ТРАНСФОРМАТОРА С РПН ОТ ПЕРЕГРЕВА
METHOD FOR TRANSFORMER PROTECTION WITH OLTC AGAINST OVERHEATING

Предложение относится к электротехнике и используется в распределительных электросетях. Известна газовая защита трансформатора /1/, фиксирующая выделение газов из масла вследствие перегрева. Недостаток такой защиты состоит в ограниченной области применения - только для масляных трансформаторов и относительно низкой надежности. На настоящем уровне техники широко известен /2/ и применяется способ защиты трансформатора с РПН от перегрева, состоящий в измерении напряжения и температуры, сопоставлении их с уставками, выработке действующего сигнала при превышении температуры над ее уставкой, и при снижении температуры ниже уставки - выработке сигнала «Больше», »Меньше» при отклонении напряжения при ниже и выше уставки. Недостаток такого устройства состоит в относительно низкой надежностью, так как не исключает отключение трансформатора в условиях плохого охлаждения и отключает потребителей.
Технический результат предложения - повышение надежности.
Технический результат достигается за счет того, что уставку температуры устанавливают на 5-10° ниже максимально допустимой температуры в месте измерения, запоминают измеренное значение температуры, по упомянутому сигналу превышения температуры над уставкой блокируют работу РПН по каналу отклонения напряжения, переключают на снижение РПН на одну ступень, с выдержкой времени вторично запоминают измеренное значение температуры, которое сравнивают с первым запомненным и в случае превышения второго над первым - переключают на снижение РПН еще на одну ступень, в случае стабилизации температуры не предпринимают никаких действий, а при снижении температуры ниже уставки деблокируют канал регулирования напряжения. Фактически предложено вместо отключения трансформатора использовать его разгрузку и за счет этого снизить дальнейший его перегрев. Хотя качество (величина) напряжения потребителей при этом снизится, но все таки это лучше, чем отсутствие сети вследствие отключения или пожара трансформатора. Укажем при этом, что большинство потребителей электроэнергии способны функционировать (хотя и с меньшей эффективность) при снижении напряжения до величины 80%. Напомним, что трансформаторы с РПН позволяют регулировать напряжение в пределах 5-16% в обе стороны от номинала ступенями по 1,5-2,5%.
На чертеже приведен пример схемы для реализации способа. Трансформатор 1 служит для передачи энергии из сети 2 потребителям 3 и снабжен переключателем РПН 4 отпаек обмоток трансформатора 1 на высокой стороне и блоком 5 переключения отпаек, а также датчиком 6 температуры. К входу блока 5 подключен трансформатор напряжения (измерительный) 7. Имеется дополнительный микропроцессорный блок 8 ограничения температуры. Способ реализуется следующим образом. При работе в условиях хорошего (нормального) охлаждения (например низкая температура воздуха, небольшая загрузка, нет частичного отказа вентиляторов) датчик 6 показывает температуру значительно меньше предельно допустимой для трансформатора 1. В работе находится блок 5, который по измерителю напряжения 7 поддерживает выходное напряжение на номинальном уровне, известным образом /2/ устанавливая необходимое для этого положение переключателя 4 РПН. Воздействуя на его положения в направлении «Больше» (Увеличить) или «Меньше»(Снизить). В неблагоприятных условиях: жара, перегрузка и т.п. температура трансформатора 1 повышается до уровня на 5-10 градусов ниже предельно допустимой. В этом случае вступает в действие блок 8. Он фиксирует достижение температурой этого уровня уставки и блокирует работу блока 5 в направлении «Больше», запоминает значение температуры и дает команду блоку 5 на снижение на одну позицию РПН. При этом напряжение на нагрузке 3 снижается. Снижается и потребляемый ток, а следовательно и потери и нагрев трансформатора 1. Как известно потери трансформатора пропорциональны квадратам напряжения и тока. По происшествии нескольких минут блок 8 запоминает текущую температуру и сравнивает ее с предыдущей. Если температура существенно повысилась (например, на 1-2 гр.), то аналогичным образом дается команда на снижение напряжение на еще одну позицию. Если изменение не значительно или оно отрицательно изменение положения РПН не производят. Следующее сравнение температур будет произведено через аналогичное время. Очевидно, что при нахождении РПН4 в крайне нижнем положении никакого воздействия блок 8 не окажет, температура будет повышаться до максимального допустимого уровня, что вызовет отключение трансформатора другими видами температурной защиты, которые на чертеже не показаны. Если же произошло существенное снижение температуры до уровня ниже уставки температуры, то через несколько минут разблокируется канал регулирования напряжения блок 5. Таким образом способ позволяет удержать трансформатор в предаварийном состоянии, обеспечивая при этом непрерывное электроснабжение потребителей.
Источники информации:
1. Патент РФ на изобретение №2399909.
2. rzasystemems.ru. Блок автоматического управления РПН трансформаторов. Техническое описание.
3. Патент РФ на изобретение по заявке №2016124321, БИ №36, 2017.