変圧器保護装置とは何ですか？

1.変圧器保護装置とは何ですか？

• 変圧器の保護装置は統合されたオートメーション システムで、変圧器の作動状態を絶えず監視し、内部欠陥または外的な異常（短絡、積み過ぎ、過熱のような）の検出で、装置への損傷を防ぐために、変圧器の電源供給を迅速かつ正確に送り出すか、または自動的に断ち切ることができるように設計され、電力網および人員の安全の安定性を保護します。それは変圧器の「神経の中心」および「保護者」と同等、電力システムの信頼できる操作を保障することですキー リンクに不可欠です。

2.変圧器保護装置の構成要素

• センサー素子変圧器の運転データを収集するための装置。

  • カレント・トランス（CT）トランス巻線を流れる電流の測定。

  • 変圧器（PT）トランスの電圧を測定する。

  • ガスリレータンク内のガスや異常な油の流れを検知します。

  • 温度センサー巻線と変圧器の油温の監視。

  • 圧力センサー／リリースバルブタンク内圧を監視する。

• コアアクチュエータ（保護リレー）センシングされたデータを分析し、意思決定を行う。

  • マイクロコンピュータ保護装置（MPPD）複数の保護機能を統合したデジタルユニットで、最新の保護システムの中核。

• アクチュエータ保護継電器から指令を受け、物理的な動作を行う装置。

  • サーキットブレーカー：最後の "トリップ "コマンドを実行し、回路を遮断する。

• サブシステム:

  • DC電源保護装置やサーキットブレーカーの動作に信頼性の高い電力を供給します。

  • 制御・信号回路データ、アラーム、トリップコマンドを伝送するためのケーブルネットワーク。

3.変圧器保護装置の特徴

• 選択性保護領域内の故障にのみ対応し、正常に動作している他の機器に影響を与えない。

• はやさ:: 機器の損傷やシステムへの衝撃を最小限に抑えるため、故障はできるだけ早く取り除いてください。

• 感性保護範囲内の小さな故障にも確実に反応します。

• 信頼性必要なときに確実に作動し、必要でないときに誤った方向に誘導してはならない。

4.炉心保護装置の動作原理

• ディファレンシャルプロテクション変圧器の一次側と二次側の電流の大きさと位相を正確に比較することで、内部短絡故障の有無を判断します。内部故障が発生すると、両側の電流のバランスが崩れて差動電流が発生し、この電流が設定値を超えると、直ちに保護が作動してトリップする。

• ガス保護内部変圧器の故障が絶縁油を分解してガスを発生させる原理を利用。少量のガスがゆっくりと集まれば軽いガス警報が作動し、深刻な故障では大量のガスが瞬間的に発生し、油の流れに影響が出れば重いガス警報が作動する。

• 過電流/過負荷保護トランスを流れる電流を監視します。電流が通常の負荷を超えたが短絡レベルには達せず、一定時間継続した場合（過負荷）、アラームまたは遅延トリップが発生する。外部短絡により電流が急激に増加した場合、瞬時トリップ。

• 温度保護内蔵温度センサーにより巻線温度とトップオイル温度をリアルタイムで監視します。温度がアラーム設定値を超えると、冷却システムが作動するか、アラームが発せられます。温度がトリップ設定値まで上昇し続けると、変圧器への電力供給が遮断され、過熱による絶縁体の永久的な損傷を防ぎます。

5.変圧器保護装置の使用

• メインアプリケーション: : 電力系統のあらゆるタイプの電力変圧器（油浸式および乾式）を電気的または機械的な故障による損傷から保護し、送電網全体への故障の影響を最小限に抑えるために使用される。

• アプリケーションシナリオ発電所、あらゆるレベルの変電所、産業企業、データセンター、鉄道輸送など、大型・中型変圧器が使用されるあらゆる場所で広く使用されています。

6.変圧器保護装置の役割

• 故障の分離故障した変圧器を最短時間で系統から切り離し、故障の拡大を防ぐ。

• 保護装置変圧器自体の損傷を回避または軽減し、メンテナンスコストとダウンタイムを削減します。

• システムの安定性の維持変圧器の故障が連鎖反応を引き起こし、広範な停電につながるのを防ぐ。

• 人員の安全確保変圧器の爆発や火災などの大事故による現場作業員の負傷を防ぐ。

7.変圧器保護装置の機能

• 主な保護機能:: 変圧器内の重大な故障（差動保護、重ガス保護など）に迅速かつ敏感に反応します。

• バックアップ保護機能主保護または隣接する機器の保護（過電流保護など）が故障した場合に、第二の防御線として機能します。

• モニタリングとアラーム機能緊急でない異常状態（過負荷、わずかな温度過昇、軽いガスなど）に対する早期警告信号により、オペレーターに点検を促す。

• イベント録画機能故障発生前後の電流、電圧、その他のデータを自動的に記録し（故障記録）、事故解析の基礎とする。

8.変圧器保護装置の種類

• 保護原則による:

  • 電気量保護電流や電圧などの電気的パラメータの変化に基づく保護（差動保護、過電流保護、過励磁保護など）。

  • 非電気量保護: 温度、圧力、ガスなどの非電気的パラメータの変化に基づく保護（ガス保護、温度保護、圧力リリーフ保護など）。

• 役割別:

  • プライマリープロテクション差動保護など、ゾーン内の故障に対応する一次保護。

  • バックアップ保護過電流保護など、故障時の主保護を補完するもの。

9.変圧器保護装置の安全レベルと規格

• 変圧器保護装置の設計、製造、アプリケーションは、性能と信頼性を確保するために、厳格な国際規格と国家規格に従う必要があります。

  • 国際規格として IEC 60255 シリーズ（測定リレーおよび保護装置の一般要件）。

  • 業界標準として IEEE C37.91(電源トランス保護リレー・アプリケーション・ガイド）。

  • これらの規格は、保護装置の精度、動作時間、電磁干渉への耐性、環境適応性について明確に規定している。

10.最適な変圧器保護スキームの選択方法

• 変圧器のパラメータ評価変圧器の容量、電圧クラス、配線、タイプ（油入/乾式）を考慮する。変圧器の容量が大きく、電圧が高いほど、より包括的で信頼性の高い保護が必要になります。

• 事業環境の分析：送電網における変圧器の重要性を評価する。ハブ変電所または重要なユーザーの変圧器については、冗長（二重）一次保護を設けるべきである。

• 経済性と信頼性のバランスを考える安全運転のための基本要件を満たしつつ、最も費用対効果の高い保護構成オプションを選択します。

• コンサルティング・プロフェッショナル・エンジニア:: 専門のリレー保護エンジニアと協力して、特定の状況に最も合理的な保護プログラムを設計する。

11.結論

• 適切に構成された高性能の変圧器保護装置は、高価で重要な資産である変圧器に必要な投資です。変圧器の寿命を効果的に延ばすだけでなく、電力系統全体の安全性、信頼性、および効率的な運用を保証する礎石となります。適切な保護方式を選択することは、資産、送電網、および安全に対する責任を選択することです。