Трансформаторы и автотрансформаторы конструктивно весьма надежны благодаря отсутствию у них движущихся или вращающихся частей. Несмотря на это, в процессе эксплуатации возможны и практически имеют место их повреждения и нарушения нормальных режимов работы. Поэтому трансформаторы и автотрансформаторы должны оснащаться соответствующей релейной защитой.

В обмотках трансформаторов и автотрансформаторов могут возникать короткие замыкания между фазами, одной или двух фаз на землю, между витками одной фазы и замыкания между обмотками разных напряжений. На вводах трансформаторов и автотрансформаторов, ошиновке и в кабелях также могут возникать короткие замыкания между фазами и на землю.

а) Область применения и принцип действия

Дифференциальная защита применяется в качестве основной быстродействующей защиты трансформаторов и автотрансформаторов. Ввиду ее сравнительной сложности дифференциальная защита устанавливается не на всех трансформаторах (автотрансформаторах), а лишь в следующих случаях [Л. 41]:

1) на одиночно работающих трансформаторах (автотрансформаторах) мощностью 6300 кВ *А и выше;

2) на параллельно работающих трансформаторах (автотрансформаторах) мощностью 4 000 кВ *А и выше;

3) на трансформаторах мощностью 1 000 кВ*А и выше, если токовая отсечка не обеспечивает необходимой чувствительности а максимальная токовая защита имеет выдержку времени более 1 с.

При параллельной работе трансформаторов (автотрансформаторов) дифференциальная защита обеспечивает не только быстрое, но и селективное отключение поврежденного трансформатора (автотрансформатора), что поясняется на рис. 9-1.

Как правило, на трансформаторах (автотрансформаторах) мощностью ниже 6 300 кВ-А, работающих одиночно, и трансформаторах (автотрансформаторах) мощностью ниже 4 000 кВ-А, работающих параллельно, вместо сложной дифференциальной защиты устанавливается токовая отсечка.

Действие токовой отсечки трансформатора (автотрансформатора) основано на том же принципе, что и токовой отсечки линий, рассмотренной в § 7-9.

а) Область применения, принцип действия и устройство газовых реле

Газовая защита устанавливается на трансформаторах, автотрансформаторах и реакторах с масляным охлаждением, имеющих расширители.

Применение газовой защиты является обязательным на трансформаторах (автотрансформаторах) мощностью 6 300 кВ-А и более, а также на трансформаторах (автотрансформаторах) мощностью 1 000—4 000 кВ-А, не имеющих дифференциальной защиты или отсечки, и если максимальная токовая защита имеет выдержку времени 1 с и более. На трансформаторах мощностью 1 000—4 000 кВ-А применение газовой защиты при наличии другой быстродействующей защиты допускается, но не является обязательным. Применение газовой защиты является обязательным также на внутрицеховых трансформаторах (автотрансформаторах) мощностью 630 кВ-А и выше независимо от наличия других быстродействующих защит [Л. 41].

а) Назначение, виды и размещение защиты

Защита трансформаторов и автотрансформаторов от сверхтоков является резервной защитой, предназначенной для отключения их от источников питания как в случаях повреждений самих трансформаторов (автотрансформаторов) и отказа основных защит, так и при повреждениях смежного оборудования и отказах его защиты или выключателей. При отсутствии специальной защиты шин защита трансформаторов (автотрансформаторов) от сверхтоков осуществляет также защиту этих шин.

Перегрузка трансформаторов (автотрансформаторов) обычно бывает симметричной. Поэтому защита от перегрузки выполняется с помощью максимальной токовой защиты, включенной на ток одной фазы. Защита действует с выдержкой времени на сигнал, а на необслуживаемых подстанциях — на разгрузку или отключение трансформаторов (автотрансформаторов).

На двухобмоточных трансформаторах защита от перегрузки устанавливается со стороны основного питания. На трехобмоточных трансформаторах при двустороннем питании — со стороны основного питания и со стороны обмотки, где питание отсутствует, а при трехстороннем питании — со всех трех сторон.

Для выполнения защиты от замыканий на корпус в заземляющую шину между корпусом трансформатора (автотрансформатора) и контуром заземления подстанции врезается трансформатор тока ТТ, к вторичной обмотке которого подключается токовое реле Т (рис. 9-19).