La differenza tra il principio di funzionamento della principale variabile di protezione contro i gas leggeri e pesanti

Per i guasti da cortocircuito dei conduttori, delle boccole e delle parti interne del trasformatore devono essere installati dispositivi di protezione corrispondenti, che soddisfino i seguenti requisiti:

1) I trasformatori a funzionamento singolo da 10 MVA e superiori e i trasformatori a funzionamento in parallelo da 6,3 MVA e superiori devono essere dotati di protezione differenziale longitudinale. Anche i trasformatori di potenza pari o inferiore a 6,3 MVA che operano in modo indipendente possono essere dotati di protezione differenziale longitudinale.

2) I trasformatori di potenza inferiore a 10 MVA possono essere dotati di protezione contro le sovracorrenti e di protezione contro le sovracorrenti. Per i trasformatori di potenza pari o superiore a 2 MVA, qualora il coefficiente di sensibilità alla sovracorrente non soddisfi i requisiti, è necessario installare una protezione differenziale longitudinale.

3) 0,4 MVA e superiori, la tensione primaria è pari o inferiore a 10 kV e l'avvolgimento è un trasformatore con collegamento triangolo-stella e può essere utilizzata una protezione da sovracorrente bifase a tre relè.

4) I vari dispositivi di protezione specificati nel presente articolo devono intervenire per disconnettere gli interruttori automatici su ciascun lato del trasformatore.

Durante il funzionamento del trasformatore, a causa di guasti interni, a volte non riusciamo a identificarli e ad intervenire tempestivamente, il che può facilmente causare incidenti. Grazie alla protezione offerta dal relè del gas, il verificarsi di tali incidenti può essere evitato in una certa misura.

■ Introduzione alla protezione dai gas

Durante il funzionamento del trasformatore, a causa di guasti interni, a volte non riusciamo a identificarli e ad intervenire tempestivamente, il che può facilmente causare incidenti. Grazie alla protezione offerta dal relè del gas, il verificarsi di tali incidenti può essere evitato in una certa misura.

La protezione contro i gas si divide in protezione contro i gas leggeri e protezione contro i gas pesanti. Il principio di funzionamento è diverso per i due tipi di protezione. Nel caso di gas leggeri, il gas si accumula nella coppa aperta rivolta verso il basso, facendola galleggiare per effetto della spinta di Archimede dell'olio del trasformatore, attivando il relè e generando un allarme. Questo indica un guasto lieve nel trasformatore, causato dalla decomposizione termica dell'olio e dalla conseguente produzione di gas. Nel caso di gas pesanti, invece, si verifica un guasto grave nel trasformatore: quando l'olio si riscalda, si espande rapidamente e si riversa nel cuscinetto d'olio, il gas pesante viene spinto verso l'alto dal deflettore interno, raggiungendo una certa angolazione e attivando il relè che genera un segnale. La posizione di intervento normale è quella di un interruttore di sicurezza, a meno che non siano in corso operazioni di filtraggio o rabbocco dell'olio. In generale, la protezione non elettrica dei grandi trasformatori immersi in olio comprende: sfiato di pressione, variazione di pressione, ecc.

La protezione contro i gas è una delle principali protezioni dei trasformatori e rientra nella categoria delle protezioni non elettriche. La differenza principale tra la cosiddetta protezione contro i gas leggeri e quella contro i gas pesanti risiede nel valore di intervento del relè gas. La protezione contro i gas leggeri invia solo un segnale di allarme, senza intervenire, mentre la protezione contro i gas pesanti interviene. La tensione di sequenza zero è pari alla somma fasoriale delle tensioni trifase. Il metodo di calcolo della corrente di sequenza zero è analogo.

■ Qual è il principio di protezione dai gas pesanti?

Si dice che la protezione contro il gas del trasformatore si basi sul principio del relè a lamella a galleggiante. La coppa dell'olio è collegata alla camera del trasformatore. Quando il trasformatore è sovraccarico, la sovracorrente genera gas che fa scendere il galleggiante in una certa posizione. Il primo relè è collegato alla luce. L'allarme gas, il gas continua a scendere quando il galleggiante sale, e il secondo relè è collegato al gas pesante per far scattare l'interruttore.

■ La differenza tra il principio di funzionamento della protezione contro i gas leggeri e quello della protezione contro i gas pesanti

La protezione contro i gas è la principale protezione del trasformatore, in grado di rilevare efficacemente i guasti interni. Il relè per gas leggeri è composto da una coppa aperta, un contatto reed asciutto, ecc., e interviene in seguito alla ricezione di un segnale. I relè per gas pesanti sono composti da deflettori, molle, contatti reed, ecc., e intervengono in seguito all'intervento del dispositivo di protezione.

Durante il normale funzionamento, il relè a gas è riempito d'olio, la coppa aperta è immersa nell'olio, si trova in posizione di galleggiamento e i contatti reed sono scollegati. Quando si verifica un guasto interno del trasformatore, si verifica un surriscaldamento locale nel punto di guasto, che provoca l'espansione dell'olio del trasformatore nelle vicinanze e l'espulsione dell'aria disciolta nell'olio, con formazione di bolle che risalgono. Se il guasto è lieve, il gas espulso risale lentamente ed entra nel relè a gas, causando un abbassamento del livello dell'olio. Il fulcro generato dalla coppa aperta è la rotazione antioraria dell'albero, che fa sì che il contatto reed si chiuda e invii un segnale.

Quando il guasto interno del trasformatore è grave, si genera un forte gas che provoca un improvviso aumento della pressione interna del trasformatore e un grande flusso d'olio che colpisce la direzione del cuscinetto d'olio. Poiché il flusso d'olio colpisce il deflettore, quest'ultimo vince la resistenza della molla e spinge il magnete verso l'esterno. La direzione del contatto reed si sposta, in modo che il contatto reed si attivi e intervenga azionando l'interruttore.

La caratteristica di relè si riferisce alla relazione tra la grandezza di ingresso e la grandezza di uscita del relè durante l'intero processo di commutazione. Sia in fase di attuazione che di ritorno, il relè passa dalla posizione iniziale a quella finale, senza mai rimanere in una determinata posizione intermedia. Questa caratteristica è detta caratteristica di relè del relè.