Защита масляного трансформатора
Защита силового трансформатора реализуется двумя различными типами устройств, а именно устройствами, которые измеряют электрические величины, влияющие на трансформатор, через измерительные трансформаторы и устройства, которые указывают состояние физических величин на самом трансформаторе.
4 Устройства защиты силового трансформатора - подробно объяснено (на фото: Трансформатор подстанции Bayer 69KV, кредит: ietc-team.com)
Примером первой может быть дифференциальная защита на основе тока и последний мониторинг температуры масла.
Устройства защиты //
Далее рассматриваются защитные устройства, обычно поставляемые в составе поставки силового трансформатора.
- Реле Бухгольца (газ)
- Реле давления
- Устройство контроля уровня масла
- Термометр для намотки
Защита силового трансформатора в целом и использование нижеприведенных защитных устройств здесь не обсуждаются.
1. Реле Бухгольца (газ)
Защита Buchholz является механическим дефектоскопом для электрических неисправностей в масляных трансформаторах. Реле Бухгольца (газ) размещается в трубопроводе между основным резервуаром трансформатора и масляным ресивером. Труба консерватора должна быть слегка наклонена для надежной работы.
Часто существует обходная труба, которая позволяет вывести реле Бухгольца из эксплуатации.
Установленное газовое реле Бухгольца
Защита Buchholz - это быстрый и чувствительный детектор неисправностей. Он работает независимо от количества обмоток трансформатора, положения переключателя и измерительных трансформаторов. Если устройство РПН имеет тип резервуара (контейнера), имеющего собственный масляный корпус с масляным регулятором, имеется специальное реле Buchholz для переключателя ответвлений.
Типичная защита Buchholz включает в себя поворотный поплавок (F) и поворотную лопасть (V), как показано на рисунке 1. Поплавок содержит один ртутный выключатель, а лопасть также содержит другой ртутный выключатель. Обычно корпус заполняется маслом, а ртутные выключатели открыты.
Рисунок 1 - Основная конструкция реле Бухгольца
При возникновении незначительной ошибки
,Здесь предполагается, что в трансформаторе возникает небольшая ошибка. Газы, вызванные незначительными неисправностями, поднимаются от места повреждения до верхней части трансформатора. Затем газовые пузырьки пропускают трубопровод к консерватору. Газовые пузырьки будут забиты в кожухе защиты Бухгольца.
Это означает, что газ заменяет масло в корпусе. По мере падения уровня масла поплавок (F) будет следовать, а ртутный выключатель наклоняется и замыкает цепь аварийной сигнализации.
Когда происходит большая ошибка
,Также предполагается, что в трансформаторе возникает основная ошибка, будь то земля между фазами или обмотками. Такие разломы быстро производят большие объемы газа (более 50 см3 / (кВт) и паров масла, которые не могут вытечь.
Поэтому они производят резкое нарастание давления и вытесняют масло. Это создает быстрый поток от трансформатора к консерватору. Фланец (V) реагирует на высокий поток нефти и газа в трубе к консерватору. В этом случае ртутный выключатель замыкает цепь отключения. Время срабатывания контактного контакта зависит от места неисправности и величины тока повреждения.
Испытания, проведенные с имитируемыми рабочими условиями, показали, что возможна работа в диапазоне времени 0, 050-0, 10 секунд. Время работы не должно превышать 0, 3 секунды.
Реле газового аккумулятора также обеспечивает долговременное накопление газов, связанных с перегревом различных частей трансформаторного проводника и систем изоляции. Это позволит обнаружить источники неисправностей на ранних стадиях и предотвратить значительный урон.
Рисунок 2 - Типичный прогноз реле Бухгольца с фланцами с обеих сторон для соединений труб
Когда трансформатор сначала вводится в эксплуатацию, воздух, запертый в обмотках, может вызывать ненужные сигналы тревоги. Обычно для удаления воздуха в силовых трансформаторах используется вакуумная обработка при наполнении трансформаторного бака маслом.
Газ, накопленный без этой обработки, будет, конечно, воздухом, что можно подтвердить, увидев, что оно не горючее.
Кроме того, реле Бухгольца может определить, падает ли уровень масла ниже уровня реле в результате утечки из трансформаторного бака.
Другие технические статьи, связанные с реле Бухгольца //
- Защита трансформатора масляного типа с реле Buchholz
- Цель трансформации газового реле
Вернуться к индексу ↑
2. Реле давления
Многие силовые трансформаторы с переключателем РПН на цистерне имеют защиту от давления для отдельного маслоотделителя. Эта защита обнаруживает внезапную скорость повышения давления внутри масляного отсека сменного переключателя.
На рисунке 3 показан принцип реле давления.
Рисунок 3 - Реле давления
Когда давление перед поршнем превышает сопротивление пружины, поршень будет перемещать рабочие контакты переключателя. Микропереключатель внутри коммутационного блока герметично герметизирован и герметизирован газообразным азотом.
Внутренняя неисправность в маслонаполненном трансформаторе обычно сопровождается избыточным давлением в трансформаторном резервуаре.
Простейшей формой устройства для сброса давления является широко используемый хрупкий диск. Вспышка масла, вызванная тяжелой внутренней неисправностью, разрывает диск и позволяет быстро разряжать масло. Сброс и ограничение повышения давления предотвращают взрывной разрыв резервуара и последующий пожар.
Кроме того, при использовании в масляной оболочке отдельного переключателя передач может быть установлено устройство для сброса давления.
Рисунок 4 - Принципиальная конструкция устройства для сброса давления
Устройство для сброса давления может быть оснащено контактным блоком (узлами) для подачи сигнала на цепи отключения автоматического выключателя (ов).
Рисунок 5 - Устройство сброса давления с контактными блоками
Недостатком хрупкого диска является то, что оставшееся в баке масло остается открытым в атмосфере после разрыва. Этого избегают в более эффективном устройстве, предохранительном клапане, который открывается, чтобы обеспечить выпуск масла, если давление превышает предварительно скорректированный предел.
Предоставляя трансформатору предохранительный клапан, избыточное давление может быть ограничено величиной, безвредной для трансформатора.
Если аномальное давление относительно высокое, этот клапан с пружинным управлением может работать в течение нескольких миллисекунд и обеспечивать быстрое отключение при установке подходящих контактов. Клапан автоматически закрывается, когда внутреннее давление падает ниже критического уровня.
Вернуться к индексу ↑
3. Устройство контроля уровня масла
Трансформаторы с масляным ресивером (-ами) (расширительный бак) часто имеют монитор уровня масла. Обычно монитор имеет два контакта для сигнализации. Один контакт предназначен для сигнализации максимального уровня масла, а другой - для минимального аварийного сигнала уровня масла.
Рисунок 6 - Типичный вид устройства контроля уровня масла
Верхний масляный термометр имеет лампу жидкого термометра в кармане в верхней части трансформатора. Термометр измеряет температуру топ-масла трансформатора. Верхний масляный термометр может иметь от одного до четырех контактов, которые последовательно закрываются при более высокой температуре.
С четырьмя установленными контактами два самых низких уровня обычно используются для запуска вентиляторов или насосов для принудительного охлаждения, третий уровень - для инициирования аварийного сигнала, а четвертый - для отключения выключателей нагрузки или обесточивания трансформатора или обоих.
На рисунке ниже показана конструкция капиллярного топ-масляного термометра, где лампа расположена в «кармане», окруженном маслом поверх трансформатора. Лампа подключается к измерительному сильфону внутри основного блока через капиллярную трубку. Нижний ремень перемещает индикатор через механические соединения, что приводит к работе контактов при заданных температурах.
Рисунок 7 - Капиллярный тип устройства измерения температуры топ-масла
Температура топ-масла может быть значительно ниже температуры обмотки, особенно вскоре после резкого увеличения нагрузки. Это означает, что верхний масляный термометр не является эффективной защитой от перегрева.
Однако в тех случаях, когда допускается политика, связанная с потерей жизни трансформаторов, отключение при температуре топ-масла может быть удовлетворительным. Это дает дополнительное преимущество непосредственно контролировать температуру масла, чтобы гарантировать, что он не достигнет температуры вспышки.
Вернуться к индексу ↑
4. Термометр для намотки
Намоточный термометр, показанный на рисунке ниже, реагирует как на температуру топ-масла, так и на эффект нагрева тока нагрузки.
Рисунок 8 - Капиллярный тип намоточного термометра
Намоточный термометр создает изображение самой горячей части обмотки. Температура топ-масла измеряется аналогичным способом, как описано выше. Измерение дополнительно расширяется сигналом тока, пропорциональным току нагрузки в обмотке.
Этот токовый сигнал берется из трансформатора тока, расположенного внутри втулки этой конкретной обмотки. Этот ток подается на резисторный элемент в основном блоке. Этот резистор нагревается, и в результате протекающего через него тока он, в свою очередь, нагревает измерительный ремень, что приводит к увеличению движения индикатора.
Рисунок 9 - Верхние масляные термометры и основные намоточные термометры, установленные на стороне силового трансформатора
Температурное смещение пропорционально сопротивлению элемента электрического нагрева (резистора).
Результат теплового запуска дает данные для регулировки сопротивления и, следовательно, смещения температуры. Уклон должен соответствовать разнице между температурой горячей точки и температурой топ-масла. Постоянная времени нагрева кармана должна соответствовать постоянной времени нагрева обмотки.
Затем датчик температуры измеряет температуру, равную температуре обмотки, если смещение равно разнице температур и постоянные времени равны.
Намоточный термометр может иметь от одного до четырех контактов, которые последовательно закрываются при более высокой температуре.
С четырьмя установленными контактами два самых низких уровня обычно используются для запуска вентиляторов или насосов для принудительного охлаждения, третий уровень - для инициирования аварийного сигнала, а четвертый - для отключения выключателей нагрузки или обесточивания трансформатора или обоих.
В случае, если силовой трансформатор оснащен термометром верхнего уровня и намоточным термометром, последний обычно заботится о принудительном охлаждении.
Вернуться к индексу ↑
Ссылка // Справочник по автоматизации распространения - ABB