22
Март
–
апрель
2015
www.tdworld.com, www.tdwr.ru
Техник
готовится
подключить
защитное
устройство
(
в
руке
)
к
трансформатору
тока
.
ПОДСТАНЦИИ
ПОДСТАНЦИИ
Энергетическое предприятие
снижает риск взрыва
IEC разрабатывает схему защиты для исключения
взрывов трансформаторов рабочего тока.
Анатолий Школьник (Anatoly Shkolnik), Владимир Гуревич (Vladimir Gurevich),
Israel Electric Corp.
В
зрыв
трансформатора
тока
(
ТТ
)
может
нане
-
сти
серьёзные
повреждения
оборудованию
,
находящемуся
поблизости
,
но
потенциальная
угроза
человеческой
жизни
в
течение
взрыва
и
его
последствий
является
ещё
большим
поводом
для
беспокойства
.
При
взрыве
,
обусловленном
,
к
примеру
,
перенапряжениями
в
диэлектрике
или
образованием
водорода
под
действием
частичных
разрядов
,
керами
-
ческие
части
внешней
изоляции
разрываются
на
куски
,
которые
разлетаются
в
радиусе
200
метров
.
Хотя
число
взрывов
ТТ
невелико
,
ущерб
от
взрывов
может
быть
колоссальным
,
особенно
когда
под
угрозой
находятся
человеческие
жизни
. Israel Electric Corp. (IEC)
учредила
исследовательский
проект
для
нахождения
простых
и
эффективных
средств
предотвращения
этого
явления
.
Действие
частичного
разряда
В
нормальном
режиме
вторичная
обмотка
ТТ
долж
-
на
оставаться
замкнутой
накоротко
.
Выходы
вторичной
обмотки
могут
быть
открыты
только
во
время
теста
по
-
вышенного
междувиткового
напряжения
.
Тестовый
ток
на
частоте
системы
в
первичной
обмотке
должен
быть
не
выше
,
чем
номинальный
,
и
пиковое
наведённое
на
-
пряжение
между
выходами
вторичной
обмотки
не
долж
-
но
быть
больше
4,5
кВ
/
мин
.
Напряжение
может
быть
из
-
мерено
и
зарегистрировано
измерительным
прибором
с
большим
сопротивлением
,
подключённым
к
выходам
вторичной
обмотки
.
В
случае
размыкания
цепи
вторичной
обмотки
ТТ
из
-
за
отказа
защитного
реле
или
по
любой
другой
причине
в
цепи
вторичной
обмотки
возникает
режим
холостого
хода
.
В
результате
ТТ
ведёт
себя
как
генератор
тока
,
подключённый
к
нагрузке
большого
сопротивления
,
или
разомкнутая
цепь
.
Следовательно
,
ТТ
действует
как
ка
-
тушка
зажигания
,
выдавая
чрезмерно
высокое
напряже
-
ние
.
Это
опасность
,
которая
в
редких
обстоятельствах
приводила
к
фатальным
последствиям
.
Наиболее
часто
частичный
разряд
может
возник
-
нуть
в
масляной
изоляции
между
витками
вторичной
обмотки
,
между
этими
витками
и
оболочкой
и
в
одной
из
втулок
между
витками
обмотки
.
Уровень
частичного
разряда
зависит
от
амплитуды
наведённого
напряже
-
ния
.
Газообразование
в
ТТ
Случаи
газообразования
в
ТТ
являются
следствием
следующих
процессов
:
•
избыточный
перегрев
током
бумажной
изоляции
;
•
слабое
подключение
выходов
,
перегревающее
мас
-
ло
;
23
Март
–
апрель
2015
www.tdworld.com, www.tdwr.ru
ПОДСТАНЦИИ
ПОДСТАНЦИИ
На
фото
видно
,
что
осталось
от
трансформатора
тока
после
взрыва
в
первом
случае
.
Схема
показывает
,
где
в
масляном
кон
-
серваторе
ТТ
собирался
водород
.
Рекомендуемые
пределы
концентрации
растворённых
газов
Газ
Предел
,
м
.
д
.
H
2
500
CH
4
100
C
2
H
2
10
C
2
H
4
30
C
2
H
6
30
CO
500
CO
2
3000
Результаты
ДАГ
для
случая
1
Газ
Предел
,
м
.
д
.
H
2
637
CH
4
571
C
2
H
2
0
C
2
H
4
4
C
2
H
6
8
CO
14
CO
2
58
•
замена
или
повреждение
изоляции
,
вызывающее
частичный
разряд
;
•
разомкнутая
цепь
во
вторичной
обмотке
.
SUBSTATIONFacilities.
Дисперсный
анализ
газа
(
ДАГ
)
позволяет
выявить
зарождающиеся
дефекты
,
развивающиеся
в
изоля
-
ции
ТТ
.
Анализ
первого
случая
Цепь
одной
из
первичных
обмоток
каждой
фазы
170
кВ
, 1000
А
трансформатора
тока
,
бывшего
в
эксплу
-
атации
два
года
,
была
разомкнута
на
протяжении
не
-
известного
периода
времени
.
Герметично
закрытый
ТТ
взорвался
из
-
за
пробоя
одной
из
трёх
его
фаз
.
Взрыв
привёл
к
разрушению
керамического
изолятора
.
Компания
провела
ДАГ
образцов
масла
с
оставших
-
ся
двух
фаз
.
Результаты
ДАГ
подтвердили
,
что
причи
-
ной
взрыва
было
образование
водорода
в
масле
.
Анализ
второго
случая
Трансформатор
170
кВ
, 1000
А
был
в
эксплуатации
20
лет
.
Одна
из
трёх
обмоток
каждой
фазы
была
разом
-
кнута
перед
взрывом
.
В
конструкции
этого
ТТ
сердеч
-
ники
были
расположены
в
верхней
части
,
а
масляный
резервуар
со
смолой
—
в
виде
гармошки
.
Взрыв
слу
-
чился
через
пять
часов
после
восстановления
питания
и
нанёс
повреждения
ТТ
резервуарами
двух
фаз
,
пол
-
ными
газа
.
Процесс
взрыва
Возможным
процессом
,
ответственным
за
катастро
-
фический
исход
в
первом
и
втором
случаях
,
является
то
,
что
активный
частичный
разряд
в
масле
приводит
к
увеличению
концентрации
водорода
в
объёме
мас
-
ла
.
Растворимость
водорода
в
масле
трансформато
-
ра
наименьшая
среди
всех
газов
.
Кроме
того
,
раство
-
римость
водорода
зависит
от
температуры
масла
.
Концентрация
газа
в
верхней
части
резервуара
из
-
меняется
обратно
пропорционально
температуре
окружающей
среды
.
Таким
образом
,
концентрация
водорода
в
цилиндре
будет
наивысшей
в
наиболее
холодный
период
дня
.
Климатические
условия
мо
-
гут
не
оказывать
прямого
влияния
на
проблему
,
но
снижение
температуры
окружающей
среды
может
увеличивать
концентрацию
водорода
в
расшири
-
тельном
баке
ТТ
.
Водяной
пар
и
водород
из
масла
и
воздуха
на
-
капливаются
из
-
за
небольших
протечек
на
протя
-
жении
периода
эксплуатации
.
Таким
образом
,
де
-
тонация
—
самопроизвольный
процесс
.
Во
время
колебаний
температуры
цилиндр
с
маслом
расши
-
ряется
в
результате
выделения
водорода
из
мас
-
ла
.
Во
время
процесса
расширения
увеличиваются
возможные
протечки
цилиндра
,
позволяя
воздуху
поступать
внутрь
.
Если
смесь
газов
достигнет
дето
-
национной
или
взрывной
концентрации
,
будет
по
-
вреждён
весь
ТТ
.
Защита
разомкнутой
вторичной
обмотки
Чтобы
предотвратить
возникновение
опасных
напряжений
при
отклоняющихся
от
нормы
услови
-
ях
разомкнутости
цепи
вторичной
обмотки
ТТ
, IEC
разработало
экономичный
и
долговечный
защит
-
ный
прибор
.
Это
устройство
даёт
твёрдотельным
нелинейным
элементам
зависящую
от
напряжения
проводимость
,
будучи
подключено
параллельно
со
вто
-
ричной
обмоткой
ТТ
вкупе
с
нормально
разомкнутым
главным
термореле
.
Защитное
устройство
может
в
дальнейшем
акти
-
вировать
,
если
необходимо
,
аварийную
цепь
,
чтобы
предупредить
оператора
о
возникновении
опасных
24
Март
–
апрель
2015
www.tdworld.com, www.tdwr.ru
Эти
фото
показывают
взрыв
и
последствия
во
втором
случае
.
На
схеме
видна
веро
-
ятная
зона
накопления
водорода
,
предшествовавшая
взрыву
.
Пределы
огне
-
и
взрывоопасности
трёх
компонентов
,
вклю
-
чающих
водород
,
воздух
и
водяной
пар
.
ПОДСТАНЦИИ
ПОДСТАНЦИИ
напряжений
в
результате
аномально
открытой
цепи
во
вторичной
обмотке
ТТ
.
Дополнительное
терморе
-
ле
—
сигнальный
контакт
—
смонтировано
с
хорошим
термоконтактом
на
вторичной
стороне
твёрдотельных
нелинейных
элементов
.
Эксплуатационная
температу
-
ра
дополнительного
термореле
устанавливается
выше
,
чем
температура
окружающей
среды
,
и
ниже
,
чем
экс
-
плуатационная
температура
главной
термопары
.
Защитное
устройство
со
-
стоит
из
двойного
диода
1 (
или
двух
инверсно
подключённых
диодов
)
с
обычным
электродом
отсечки
,
подключённого
парал
-
лельно
ко
вторичной
обмотке
ТТ
вкупе
с
нормально
разомкну
-
тым
термореле
2.
Напряжение
пробоя
p-n
перехода
двойного
диода
1
должно
быть
больше
,
чем
максимальное
эксплуата
-
ционное
напряжение
,
обычно
вырабатываемое
на
вторичных
выходных
клеммах
,
и
меньше
,
чем
напряжение
,
которое
может
быть
опасным
.
Эксплуатационная
темпера
-
тура
нормально
разомкнутого
термореле
2 (
при
включении
)
задано
так
,
чтобы
быть
боль
-
ше
максимальной
температуры
окружающей
среды
,
а
темпера
-
тура
сброса
(
при
выключении
) —
так
,
чтобы
быть
меньше
мини
-
мальной
температуры
окружающей
среды
в
заданном
районе
.
Термореле
2
расположено
с
хорошим
термо
-
контактом
на
диоде
1.
Полевые
испытания
IEC
подвергло
вторичный
прибор
холостого
хода
полевым
испытаниям
на
трансформаторе
тока
170
кВ
,
1200/5
А
.
Когда
вторичная
цепь
была
разомкнута
,
на
выходных
клеммах
вторичной
обмотки
было
зафикси
-
ровано
среднеквадратичное
напряжение
в
3,8
кВ
.
Это
высокое
напряжение
было
подано
на
диод
1.
Диод
по
достижении
максимального
запирающего
напряжения
(50
В
для
измерителя
или
200
В
для
защитного
реле
)
мгновенно
вышел
из
строя
и
начал
интенсивно
нагре
-
ваться
.
Сопротивление
диода
в
таких
условиях
очень
низко
(1—3
Ом
),
поэтому
напряжение
на
клеммах
ТТ
мгновенно
упало
с
1380
до
5—10
В
.
В
течение
секунды
диод
нагрел
сигнальное
термо
-
реле
до
температуры
замыкания
и
замкнул
сигнальную
цепь
.
В
течение
двух
-
трех
секунд
диод
нагрел
главное
термореле
до
температуры
замыкания
и
замкнул
диод
накоротко
на
вторичную
обмотку
.
Термореле
остава
-
Результаты
ДАГ
для
случая
2
Газ
Газ
в
свободном
пространстве
, %
Газ
в
масле
, %
H
2
70,00
12000
CH
4
18,00
20
C
2
H
2
0,30
0
C
2
H
4
0,00
0
C
2
H
6
0,00
40
CO
0,02
100
CO
2
0,10
200
Растворимость
газов
в
трансформаторном
масле
Газ
Количество
, %
H
2
7
N
2
8,6
CO
9,0
O
2
16
CH
4
30
CO
2
120
C
2
H
6
280
C
2
H
4
280
C
2
H
2
400
25
Март
–
апрель
2015
www.tdworld.com, www.tdwr.ru
На
схеме
устройства
защиты
трансформатора
тока
виден
двойной
силовой
диод
(
или
два
подключённых
инверсно
диода
) 1
и
нормально
разомкнутое
термореле
2.
ПОДСТАНЦИИ
ПОДСТАНЦИИ
лось
замкнутым
на
протяжении
долгого
времени
,
пока
не
охлаждалось
воздухом
до
-10°C
либо
не
было
разом
-
кнуто
вручную
,
в
зависимости
от
типа
термореле
.
Успешное
тестирование
Долговечный
защитный
прибор
был
успешно
проте
-
стирован
в
лаборатории
и
на
полевых
испытаниях
при
размыкании
вторичной
обмотки
при
протекании
тока
по
первичной
обмотке
.
На
прибор
заявлен
патент
,
в
то
время
как
IEC
ищет
сотрудничества
с
производителя
-
ми
для
конструирования
прибора
.
Долгосрочная
задача
IEC —
привязать
прибор
к
стандартам
использования
,
и
при
массовом
производстве
он
будет
доступен
на
гло
-
бальном
рынке
.
Инновационный подход к финансированию
исследований в области энергетики
Энергия
возобновляемых
источников
и
энергети
-
ческая
эффективность
лежат
в
основе
расширенного
подхода
к
предоставлению
денежных
средств
на
фи
-
нансирование
прикладных
исследований
,
заявленных
министерством
экономических
отношений
и
энергетики
Германии
согласно
6-
й
программе
исследований
в
об
-
ласти
энергетики
федерального
правительства
.
В
первый
раз
финансирование
«
поиска
экологи
-
чески
приемлемого
,
надёжного
и
недорогого
способа
энергоснабжения
»
производилось
в
каждом
звене
энер
-
гетической
цепи
—
от
получения
энергии
,
её
преобразо
-
вания
,
передачи
,
распределения
и
хранения
вплоть
до
использования
этой
энергии
,
к
примеру
,
в
промышлен
-
ности
и
зданиях
.
Согласно
подробному
плану
,
проекты
прикладных
исследований
,
выполненные
предприятиями
всех
тех
-
нологических
сфер
,
имеющих
отношение
к
энергетике
(
кроме
биомассы
),
а
также
системная
интеграция
и
про
-
екты
анализа
энергосистемы
могут
получить
оплату
до
50%
своих
расходов
.
Малые
и
средние
предприятия
мо
-
гут
иметь
право
на
повышенные
процентные
ставки
,
в
то
время
как
проекты
,
реализованные
университетами
и
исследовательскими
институтами
,
в
порядке
исклю
-
чения
могут
быть
профинансированы
вплоть
до
100%.
Всеобъемлющий
подход
создаёт
новые
возможно
-
сти
для
междисциплинарных
исследований
и
направ
-
лен
на
повышение
международной
конкурентоспособ
-
ности
компаний
в
Германии
,
а
также
на
создание
новых
высокооплачиваемых
рабочих
мест
.
Подробнее
сайт
www.gtai.com
Landis+Gyr и Powel начинают сотрудничество в сфере
использования системы управления данными для
интеллектуального учёта
Landis+Gyr
и
Powel
объявили
о
начале
стратегиче
-
ского
сотрудничества
.
В
связи
с
таким
развитием
со
-
бытий
обе
компании
намереваются
объединить
усилия
для
предложения
высококачественных
решений
для
«
умного
»
учёта
первоначально
в
Дании
,
Норвегии
и
Швеции
.
В
рамках
этого
сотрудничества
обе
стороны
примут
участие
в
процессе
сбора
данных
.
Например
, Powel
будет
обеспечивать
управление
измерениями
и
предо
-
ставит
систему
управления
данными
измерений
(Powel
ELIN)
для
чтения
«
умных
»
счётчиков
Landis+Gyr
по
всей
сети
G3 PLC
и
системе
головного
узла
Landis+Gyr’s
Gridstream.
Передача
данных
по
всей
системе
основана
на
протоколе
IPV6.
Подробнее
на
www.powel.com
и
www.landisgyr.com
НОВОСТИ
НОВОСТИ
Оригинал статьи: Энергетическое предприятие снижает риск взрыва
IEC разрабатывает схему защиты для исключения взрывов трансформаторов рабочего тока.
