Защита трансформатора . Следующие шаги.
Автор: Вальтер Шоссиг (W Schossig) >> подробнее об авторе
Статья была опубликована в зимнем номере журнала
Перевод с английского: Перевертов Валерий Юрьевич
Трансформаторы и их защита
Согласно патентов Кароля Зиперновски (Károly Zipernowski), Микса Дери ( Miksa Déri) и Отто Блата (Ottó Bláth), первые трансформаторы были выпущены в 1885 г компанией Ganz & Co. Это были небольшие трансформаторы переменного тока кольцевого и броневого типов. Магнитная система была цельная. Впервые в патентах использовалось слово «трансформатор».
Через пять лет Доливо-Добровольский (Dolivo-Dobrowolsky) изобрел 3-х фазный трансформатор. Новая, улучшенная система с параллельными стержнями, расположенными в одной плоскости, была его изобретением. В статье, опубликованной в немецком журнале ETZ в 1891 г "Передача мощности с помощью переменного тока различных фаз [вращающийся ток]" впервые использовалось немецкое слово "Drehstrom" -3-х фазный ток , как синоним «вращающегося». Эта статья была переведена на многие языки и термин «вращающийся» ток стал общеупотребительным. Применение масла для изоляции было предложено Швинберном (Schwinburne) в1889. Компания "Maschinenfabrik Oerlikon" (Швейцария) поставила в 1889 г первые такие трансформаторы в энергокомпанию EW Reichenhall (Германия). В следующем веке несколько компаний начали выпуск высоковольтных трансформаторов большой мощности.
Трансформаторы фирмы Siemens- Schuckertwerke мощностью 12500 кВА (броневого типа) и трансформаторы фирмы Westinghouse напряжением 100 кВ были на то время лидирующими.С изобретением трансформаторов началось развитие и рост энергосистем. К 20-м годам прошлого века резкое увеличение потребности в энергии ускорило этот процесс . Были соединены мощные передающие системы, значительно увеличилась амплитуда токов КЗ, произошло несколько повреждений в обмотках. Из-за динамического воздействия начальных симметричных токов КЗ повреждались обмотки, разрядники и ввода трансформаторов. Позднее были разработаны конструкции обмоток, стойких к воздействию токов КЗ.
Первые устройства защиты трансформаторов
Отсутствие или нехватка устройств защиты приводила к пожарам и погашениям подачи электроэнергии. Предохранитель, изобретенный Блати (Blathy,O.T.), (Германия) и американцем Вуртсом (Wurts, A.), в 1890 г ("ячеистый предохранитель") позволил быстро отключать КЗ. Сначала такая «плавкая вставка» была достаточной для защиты линий, генераторов и трансформаторов. Она начинала работать, когда ток в месте повреждения был выше номинального. Такое решение хорошо работает в случае малых номинальных величин. С увеличением номинальных величин мощности это уже неэффективно, что и привело к разработке устройств отключения и реле. На первых распредустройствах применялись выключатели с воздушным разрывом и «ртутные» выключатели трубочного типа.
Первые масляные выключатели в комбинации с предохранителями появились в 1895 г. Браун (Brown,C.E.L.), компания BBC, предложил в центральном офисе Порта-Вольта ("Porta Volta") в Милане в 1897 г установить 5 кВ силовой выключатель прямо в цилиндр с маслом. Этот тест прошел успешно и в том же году для ПС Падерно (Paderno) был изготовлен новый 16 кВ выключатель.
В обзоре Каламазу (Kalamazoo) в 1901 г было показано превосходство масляных выключателей. Первые 2кВ выключатели (50 A) прямого действия были выпущены в 1902 компанией S & H. Brown, C.E.L.,BBC, на основе патента 1902 г по реле времени с зависимой от тока характеристикой (D.R.P. Nr. 143556). Нагрев трансформатора контролировался тепловыми реле, и это было хорошей идеей.Этот тест прошел успешно и в том же году для ПС Падерно (Paderno) был изготовлен новый 16 кВ выключатель. В обзоре Каламазу (Kalamazoo) в 1901 г было показано превосходство масляных выключателей. Первые 2 кВ выключатели (50 A) прямого действия были выпущены в 1902 компанией S & H. Brown, C.E.L.,BBC, на основе патента 1902 г по реле времени с зависимой от тока характеристикой (D.R.P. Nr. 143556). Нагрев трансформатора контролировался тепловыми реле, и это было хорошей идеей.