Transformatorinių dujų apsaugos principas, struktūra, veikimas ir priežiūra

1. Kas yra dujos?

Dujos susidaro skaidantis celiuliozei ir organinėms medžiagoms, veikiant anaerobinėms bakterijoms ankstyvoje senovės augalų anglies kaupimosi stadijoje. Aukštos temperatūros ir aukšto slėgio aplinkoje dujos toliau susidaro dėl fizinio ir cheminio poveikio, kol susidaro anglis. Dujos yra bespalvės, bekvapės dujos, tačiau kartais galima užuosti obuolių aromatą, atsirandantį dėl aromatinių angliavandenilių ir dujų trykštimo vienu metu. Santykinis dujų tankis ore yra 0,554, o standartinės būsenos dujų tankis yra 0,716 kg/m³. Dujų pralaidumas yra 1,6 karto didesnis nei oro. Jos netirpsta vandenyje, nepalaiko degimo ir negali palaikyti kvėpavimo. Dėl deguonies trūkumo jos gali uždusti, nudegti ar sprogti.

Pagrindiniai dujų komponentai yra alkanai, kurių didžiąją dalį sudaro metanas, ir nedidelis kiekis etano, propano bei butano. Be to, jose paprastai yra vandenilio sulfido, anglies dioksido, azoto ir drėgmės, taip pat inertinių dujų, tokių kaip helis ir argonas, pėdsakų. Palaukite. Įprastomis sąlygomis metanas ir butanas yra dujinėje būsenoje, o pentanas ir aukštesnės būsenos yra skystos. Atviros ugnies atveju jos gali užsidegti ir įvykti „dujų“ sprogimas, kuris kelia tiesioginę grėsmę kalnakasių saugumui.

2. Dujų apsaugos apibrėžimas

Dujų apsaugos relėje viršutinė dalis yra sandari plūdė, apatinė – metalinė pertvara, ir abi jos turi sandarius gyvsidabrio kontaktus. Pontonai ir pertvaros sukasi apie atitinkamas ašis. Įprasto veikimo metu relė pripildyta alyvos, plūduras panardintas į alyvą, plūduriuojančioje padėtyje, o gyvsidabrio kontaktas atjungtas; pertvara dėl savo svorio nusvirsta, o jos gyvsidabrio kontaktas taip pat atjungtas. Kai transformatoriaus viduje yra nedidelis gedimas, dujos lėtai susidaro ir pirmiausia kaupiasi viršutinėje dujų relės erdvėje pakeliui į alyvos konservatorių, dėl ko sumažėja alyvos lygis, o plūduras nusileidžia, kad uždarytų gyvsidabrio kontaktą, ir įjungimo laiko uždelsimo signalas, tai vadinamosios „lengvosios dujos“; Kai transformatoriaus viduje įvyksta rimtas gedimas, susidaro stiprios dujos, o slėgis alyvos bake akimirksniu padidėja, todėl didelis alyvos srautas veikia alyvos pagalvės kryptį, nes alyvos srautas veikia pertvarą. Pertvara įveikia spyruoklės pasipriešinimą, priverčia magnetą judėti spyruoklės kontakto kryptimi, uždaro gyvsidabrio kontaktą, įjungia išjungimo grandinę ir išjungia grandinės pertraukiklį. Tai vadinamosios „sunkiosios dujos“. Dėl stiprių dujų poveikio nedelsiant nutraukiama visa prie transformatoriaus prijungta energija, kad būtų išvengta gedimo plitimo ir transformatorius būtų apsaugotas.

Yra įvairių tipų dujų relės, tokios kaip plūdės, pertvaros ir atviro tipo. Daugumoje jų naudojamos QJ-80 relės, signalo grandinė prijungta prie atviro tipo, o išjungimo grandinė – prie pertvaros. Vadinamasis dujų apsaugos signalo veiksmas reiškia, kad dėl įvairių priežasčių relėje esančio viršutinio atidarymo tipo puodelio signalo grandinės kontaktas yra uždarytas, o šviesos plokštelės lemputė dega.

Reglamentai numato: alyvos transformatoriams, kurių galia yra 800 kVA ir didesnė, ir alyvos transformatoriams, kurių galia yra 400 kVA ir didesnė, turi būti įrengta dujų apsauga.

3. Dujų apsaugos klasifikacija

Apsauga nuo dujų paprastai skirstoma į dvi kategorijas: lengvąsias ir sunkiąsias.

1. Apsauga nuo lengvųjų dujų: transformatorius perkaitina arba iš dalies išsikrauna, todėl pakyla transformatoriaus alyvos temperatūra, susidaro tam tikras dujų kiekis, kuris surenkamas relėje, o pasiekus tam tikrą kiekį, relė suveikia ir siunčiamas signalas.

2. Apsauga nuo sunkiųjų dujų: įvykus rimtam trumpajam jungimui transformatoriuje, jis paveiks transformatoriaus alyvą, todėl tam tikras alyvos srautas pasklis į relės pertvarą ir suveiks.

4. Dujų apsaugos apimtis

Dujų apsauga yra pagrindinė transformatoriaus apsauga, ji gali atspindėti visus bako gedimus. Įskaitant: daugiafazį trumpąjį jungimą degalų bake, trumpąjį jungimą tarp apvijų vijų, trumpąjį jungimą tarp apvijos ir geležies šerdies arba korpuso, geležies šerdies gedimą, alyvos lygio kritimą arba alyvos nuotėkį, prastą atšakų keitiklio kontaktą arba prastą vielos suvirinimą ir kt. Dujų apsauga veikia greitai, jautriai ir patikimai, o konstrukcija paprasta. Tačiau ji negali atspindėti alyvos bako išorinės grandinės (pvz., išvado) gedimų, todėl negali būti naudojama kaip vienintelis apsaugos įtaisas, apsaugantis transformatoriaus vidinius gedimus. Be to, dujų apsauga taip pat yra linkusi sugesti dėl kai kurių išorinių veiksnių (pvz., žemės drebėjimų).

Transformatoriaus apkrovos įtampos reguliavimo jungiklio Buchholco relė atlieka tą pačią funkciją kaip ir pagrindinio transformatoriaus Buchholco relė, tik su skirtingomis montavimo padėtimis ir skirtingais modeliais.

Penkta, apsaugos įrengimo būdas

Buchholco relė montuojama ant jungiamojo vamzdyno nuo transformatoriaus iki alyvos konservatoriaus. Montuojant reikia atkreipti dėmesį į:

1. Pirmiausia sandariai uždarykite dujų relės vamzdyno droselio vožtuvą. Jei droselio vožtuvas nėra sandariai uždarytas arba yra kitų sąlygų, prireikus galima išleisti alyvą iš alyvos pagalvės, kad darbo metu nepersipiltų didelis alyvos kiekis.

2. Prieš montuodami naują dujų relę, patikrinkite, ar yra patikrinimo sertifikatas, ar kalibras ir srauto greitis yra teisingi, ar nepažeistos vidinės ir išorinės dalys, ar viduje yra laikinų įtempimų, ar relė turi būti išardyta, ir galiausiai patikrinkite plūduro, pertvaros, signalo ir išjungimo kontakto veikimą. Ar jis patikimas, ir uždarykite išleidimo vožtuvą.

3. Dujų relė turi būti montuojama horizontaliai, rodyklės kryptis, pažymėta ant viršutinio dangtelio, turi būti nukreipta į alyvos pagalvę. Projekte leidžiama, kad relės linijos ašies kryptis alyvos pagalvės gale būtų šiek tiek aukštesnė, tačiau nuolydis nuo horizontalios plokštumos neturėtų viršyti 4 %.

4. Atidarykite droselio vožtuvą, kad užpildytumėte dujų relę alyva, ir po to, kai užpildysite alyva, išleiskite orą per oro išleidimo vožtuvą. Jei alyvos pagalvė turi kapsulę, reikia atkreipti dėmesį į alyvos užpildymo ir išleidimo būdą, kad sumažintumėte dujų patekimą į alyvos pagalvę.

5. Atliekant apsauginius laidus, būtina užkirsti kelią neteisingam prijungimui ir trumpajam jungimui, vengti veikimo esant įtampai ir tuo pačiu metu neleisti laidžiajam strypui suktis ir mažai porcelianinei galvutei netekėti alyvos.

6. Prieš pradedant eksploatuoti, reikia atlikti izoliacijos drebėjimo bandymą ir perdavimo bandymą.

6. Dujų relių bandymo elementai

Prieš įrengiant ir naudojant dujų relę, reikia atlikti šiuos patikrinimo ir bandymo veiksmus:

1. Bendrieji patikrinimo elementai:

Stiklinis langas, oro išleidimo vožtuvas, valdymo adata ir išleidimo gnybtas yra visiškai be alyvos nuotėkio, o plūdė, atviras puodelis, stiklinis langas ir kt. yra visiškai be įtrūkimų.

2. Bandymo elementai

2.1. Sandarumo bandymas: atliekamas bendro alyvos slėgio (slėgis – 20 mPa, trukmė – 1 val.) nuotėkio bandymas, nuotėkio neturėtų būti.

2.2. Gnybtų izoliacijos stiprumo bandymas: maitinimo dažnio įtampa tarp išėjimo gnybto ir išėjimo gnybto yra 2000 V 1 min. Izoliacijos varžą taip pat galima išmatuoti 2500 V megommetru. Izoliacijos varža turi būti didesnė nei 300 mΩ.

2.3. Lengvųjų dujų veikimo tūrio bandymas: kai korpuse susikaupia 250–300 cm3 oro, lengvosios dujos turėtų veikti patikimai.

2.4. Sunkiųjų dujų srauto greičio bandymas.

7. Kasdienis patikrinimas

Galios transformatorių eksploatavimo taisyklės DL/T572-95 (toliau – taisyklės) numato, kad atliekant kasdienę transformatorių apžiūrą pirmiausia reikia patikrinti, ar dujų relėje yra dujų, o tikrinant dujas reikia atkreipti dėmesį į šiuos dalykus:

1. Dujų relės jungiamojo vamzdžio vožtuvas turi būti atidarytas.

2. Transformatoriaus respiratorius turi būti normalios darbinės būklės.

3. Dujų apsaugos jungiamoji dalis turi būti tinkamai įdėta.

4. Alyvos lygis alyvos pagalvėje turi būti tinkamas, o relė pilna alyvos.

5. Dujų relės vandeniui atsparus dangtis turi būti tvirtas.

6. Relės gnybtai neturi tekėti alyvos ir turi būti apsaugoti nuo lietaus, sniego ir dulkių. Maitinimo šaltinis ir jo antrinė grandinė turi būti atsparūs vandeniui, alyvai ir užšalimui, o pavasarį ir rudenį turi būti atsparūs vandeniui ir alyvai bei patikrinti, ar nėra užšalimo.

Aštuoni, dujų apsaugos veikimas

Kai transformatorius veikia normaliai, Buchholco relė veikia be jokių sutrikimų. Dėl Buchholco relės veikimo būsenos taisyklėse yra šios nuostatos:

1. Kai transformatorius veikia, dujų apsauga turi būti prijungta prie signalo ir atjungimo įtaiso, o apkrovos metu veikiančio atšakų keitiklio dujų apsauga – prie atjungimo įtaiso.

2. Kai transformatorius eksploatacijos metu atlieka šiuos darbus, sunkiųjų dujų apsauga turėtų būti vėl prijungta prie signalo:

2.1. Naudojant vieną jungiklį dviem transformatoriams valdyti, kai vienas iš jų perjungiamas į budėjimo režimą, budėjimo transformatorius turėtų būti vėl prijungtas prie signalo.

2.2. Filtruojant alyvą, papildant alyvą, keičiant panardinamąjį alyvos siurblį arba alyvos valytuvo adsorbentą ir atidarant bei uždarant dujų relės jungiamojo vamzdžio vožtuvą.

2.3. Dirbant su dujų apsauga ir jos antrine grandine.

2.4. Išskyrus alyvos mėginio ir oro išleidimo vožtuvo, esančio viršutinėje Buchholco relės dalyje, visose kitose vietose atidarykite oro išleidimo, alyvos išleidimo ir alyvos įleidimo vožtuvus.

2.5. Kai alyvos lygis matuoklyje pakyla neįprastai arba siurbimo ir siurbimo sistemoje yra neįprastų reiškinių, būtina atidaryti oro išleidimo arba alyvos išleidimo vožtuvą.

3. Žemės drebėjimų prognozavimo laikotarpiu sunkiųjų dujų apsaugos veikimo režimas turėtų būti nustatomas atsižvelgiant į konkrečias transformatoriaus sąlygas ir dujų relės seisminį veikimą. Transformatoriai, kurie neveikia dėl žemės drebėjimų sukelto sunkiųjų dujų apsaugos veikimo, turėtų būti patikrinti ir išbandyti prieš juos pradedant eksploatuoti, ir juos galima pradėti eksploatuoti tik patvirtinus, kad nėra jokių anomalijų.

9. Dujų apsaugos veiksmų priežastys

1. Lengvųjų dujų veikimo priežastys

1.1. Oras patenka į transformatorių dėl prasto alyvos filtro, degalų papildymo ar aušinimo sistemos.

1.2. Dėl temperatūros kritimo arba alyvos nuotėkio alyvos lygis yra žemesnis nei dujų relės šviesos plūduro lygis

1.3. Dėl transformatoriaus gedimo išsiskiria nedidelis kiekis dujų.

1.4. Transformatoriuje yra skersinis trumpasis jungimas. Veikiant prasiskverbiančiai trumpojo jungimo srovei, alyvos tekėjimo greitis tarp alyvos tarpų padidėja. Kai slėgio skirtumas tarp alyvos tarpo ir apvijos išorės labai pasikeičia, dujų relė gali sugesti. Skersinė trumpojo jungimo srovė įkaitina apviją. Kai trumpojo jungimo srovės kartotinis yra didelis, apvijos temperatūra greitai pakyla, todėl alyvos tūris plečiasi ir dujų relė sugenda.

1.5, dujų relės arba antrinės grandinės gedimas.

Dėl šių veiksnių gali suveikti dujų apsaugos signalas.

10. Apdorojimas po dujų apsaugos veiksmų

1. Įjungus transformatoriaus dujų apsaugos įtaisą, jį reikia atidžiai patikrinti, atidžiai išanalizuoti ir teisingai įvertinti, o priemones reikia nedelsiant imtis.

A. Kai suveikia dujų apsaugos signalas, nedelsdami patikrinkite transformatorių, kad išsiaiškintumėte gedimo priežastį – oro susikaupimą, alyvos lygio sumažėjimą, antrinės grandinės gedimą ar viršutinio transformatoriaus vidinį gedimą. Jei dujų relėje yra dujų, užregistruokite dujų kiekį, stebėkite dujų spalvą ir patikrinkite, ar jos degios, ir paimkite dujų bei alyvos mėginius chromatografinei analizei. Transformatoriaus gedimo pobūdį galima nustatyti pagal atitinkamus reglamentus ir gaires. Chromatografinė analizė – tai kokybinė ir kiekybinė vandenilio, deguonies, anglies monoksido, anglies dioksido, metano, etano, etileno, acetileno ir kitų surinktose dujose esančių dujų analizė naudojant chromatografą. Tiksliai nustatykite gedimų pobūdį, vystymosi tendencijas ir sunkumą.

B. Jei dujų relėje esančios dujos yra bespalvės, bekvapės ir nedegios, o chromatografinė analizė nustato, kad tai oras, transformatorius gali toliau veikti ir laiku pašalinti oro įsiurbimo defektą.

Jei dujų relėje esančios dujos yra degios, o alyvoje ištirpusių dujų chromatografinės analizės rezultatas yra nenormalus, reikia atlikti išsamų vertinimą, siekiant nustatyti, ar transformatorius neveikia.

2. Suveikus Buchholco relei, transformatoriaus negalima įjungti, kol nebus nustatyta gedimo priežastis ir pašalintas gedimas. Norint išsiaiškinti priežastis, daugiausia reikėtų atsižvelgti į šiuos veiksnius ir priimti išsamų sprendimą.

a. Ar kvėpavimas sunkus arba išsekęs;

b. Ar antrinės grandinės, tokios kaip apsauga ir nuolatinė srovė, yra normalios;

c) Ar transformatoriaus išvaizda turi kokių nors nenormalių reiškinių, kurie aiškiai atspindėtų gedimo pobūdį;

d. Ar dujų relėje susikaupusios dujos yra degios;

e. Dujų relėje ir alyvoje ištirpusių dujų chromatografinės analizės rezultatai;

f. Būtini elektros bandymų rezultatai;

g. Kitų transformatoriaus relinės apsaugos įtaisų veikimas.

11. Su dujų apsauga susijusios saugos priemonės

Apsaugos nuo dujų veiksmas, lengvas veiksmas siunčia apsaugos veiksmo signalą, primindamas techninės priežiūros personalui nedelsiant imtis transformatoriaus remonto; rimtesnis veiksmas išjungia transformatoriaus jungiklį, dėl kurio transformatorius nedelsiant sustoja, o tai negali garantuoti elektros energijos tiekimo patikimumo. Pateikiamos apsaugos nuo nelaimingų atsitikimų dujų priemonės:

1. Pakeiskite dujų relės apatinį plūdurą į pertvarinio tipo, o kontaktą – į vertikalaus tipo, kad padidintumėte sunkiųjų dujų veikimo patikimumą.

2. Siekiant išvengti dujų relės trumpojo jungimo dėl vandens nuotėkio, jos gnybtuose ir kabelių laidų gnybtų dėžutėse reikia imtis priemonių, kad jos neliptų.

3. Dujų relės išvadinis laidas turi būti alyvai atsparus.

4. Dujų relės laidai ir kabeliai turi būti prijungti prie atitinkamų kabelių laidų gnybtų dėžutės gnybtų.