2
UVOD
Svi tehnički sistemi funkcionišu s izvesnim nivoom pouzdanosti. Mala pouzdanost
uslovljava kvarove i zastoje u eksploataciji što povećava troškove eksploatacije. Velika
pouzdanost povećava cenu, odnosno investicione troškove. Težnje da tehnički sistem bude
pouzdan i jeftin su protivurečne. Nivo tehnološkog razvoja diktira ekonomski prihvatljiv nivo
pouzdanosti. Verovatnoća pojave kvara uvek je veća od nule.
Za ekonomičan i pouzdan prenos električne energije na daljinu potreban je visoki
napon, utoliko viši ukoliko su daljine prenosa i prenete snage značajnijih vrednosti. Danas su
standardni nazivni naponi prenosa 123kV, 245kV, 420kV i 765kV. Proizvodnja električne
energije u sinhronim generatorima tehnički je najefikasnija kada je napon reda 10-20kV, a
njena upotreba je, prvenstveno zbog bezbednosti osoblja i problema izolovanosti, većinom na
naponu ispod 1kV. Različite naponske nivoe i međusobnu izolovanost elektrčnih kola koja se
na njima nalaze rešava primena transformatora.
Transformator je statički aparat koji pomoću elektromagnetne indukcije pretvara jedan
sistem naizmeničnih struja u jedan ili više sistema naizmeničnih struja iste učestanosti i
obično različitih vrednosti napona i struja. Pri svakoj transformaciji energije javljaju se
gubitci. Stepen iskorišćenja energije kod energetskih transformatora je vrlo visok (kod većih
jedinica čak do 99,5%), što s jedne strane omogućava tehnički opravdan prenos električne
energije, a sa druge strane ih uvrštava u klasu najbrojnijih električnih mašina u
elektroenergetskom sistemu.
4
trebalo bi da odnos nominalnih struja glavnih strujnih transformatora bude
m
T
. Kako su
primarne struje strujnih transformatora standardizovane ovaj uslov praktično nije moguće
ispuniti.
- Ako je sprega energetskog transformatora različita od
Y
yo
, struje primara i sekundara
nisu u fazi.
1.2 STRUJNI MEĐUTRANSFORMATORI DIFERENCIJALNE ZAŠTITE
TRANSFORMATORA
Da bi se primenila diferencijalna zaštita na transformatoru, neophodno je izvršiti
prilagođavanje sekundarnih struja glavnih strujnih transformatora pre njihovog uvođenja u
diferencijalni relej. Ovo prilagođavanje vrši se pomoću pomoćnih strujnih transformatora
(takozvanih strujnih međutransformatora). Strujni transformatori se u principu grade kao
monofazne jedinice te se trofazni međutransformatori formiraju od tri monofazna
transformatora. Ako je trofazni međutransformator sprege
Y
y
njegov prenosni odnos jednak
je prenosnom odnosu monofaznog strujnog transformatora, što se u skladu sa oznakama sa
slike 1. može izraziti na sledeći način:
m
3
fazno
=
I
pn
I
sn
=
m
1
fazno
=
I
1
pn
I
1
sn
.
Slika 1.
Formiranje trofaznog strujnog međutransformatora: a) sprege
Y
y
, b) sprege
Y
d
od tri
monofazna strujna transformatora.
Ako je trofazni međutransformator sprege
Y
d
, njegov prenosni odnos je za koren iz tri
manji od prenosnog odnosa jednofaznog strujnog transformatora, što se prema oznakama sa
slike 1. može izraziti na sledeći način:
m
3
fazno
=
I
pn
I
sn
=
I
1
pn
√
3
I
1
sn
=
m
1
fazno
√
3
.
U evropskim zemljama, osim u SSSR-u i Engleskoj, sekundari glavnih strujnih
5
transformatora se isključivo sprežu u zvezdu. Da bi se omogućilo uzemljenje sekundarnih
kola glavnih strujnih transformatora i zatvaranje nulte komponente struje u sekundarnom
kolu, primari strujnih međutransformatora se sprežu, takođe, u zvezdu. Pored usaglašavanja
sekundarnih struja glavnih strujnih transformatora po modulu i fazi, strujni
međutransformatori moraju da obave još jednu ulogu koja je vezana za pojavu nejednakih
struja u napojnim vodovima energetskog transformatora, sprege Yd, pri jednofaznom
kratkom spoju u mreži. Ta situacija prikazana je na slici 2. Pretpostavljeno je da su prenosni
odnosi energetskog transformatora, glavnih strujnih transformatora i strujnog
međutransformatora (M) jednaki jedinici (radi lakše analize). Pri kvaru K struja
I
k
sadrži
direktnu, inverznu i nultu komponentu. Nulta komponenta struje kvara ne može se preneti u
mrežu vezanu za namotaj energetskog transformatora spregnut u trougao. Zbog toga je struja
u napojnim vodovima trougla manja koren iz tri puta u odnosu na struju u napojnim
vodovima zvezde. Pošto su sekundari glavnih strujnih transformatora uvek spregnuti u
zvezdu, sekundarne struje glavnih strujnih transformatora će pri kvaru K koji je izvan
transformatora biti različite, što bi izazvalo nepotrebno reagovanje diferencijalnog releja. Da
bi se sekundarne struje glavnih strujnih transformatora usaglasile, neophodno je da strujni
međutransformator (M) bude sprege Yd čime se sprečava prenošenje nulte komponente struje
u diferencijalni relej i omogućava pravilan rad diferencijalnog releja.
Slika 2.
Uloga strujnog međutransformatora pri jednofaznom kratkom spoju u mreži koju
napaja namotaj energetskog transformatora spregnut u zvezdu
1.3 ODREĐIVANJE SPREGE I PRENOSNOG ODNOSA STRUJNIH
MEĐUTRANSFORMATORA
Na slici 3. prikazana je diferencijalna zaštita energetskog tronamotajnog
