Zasada, budowa, działanie i konserwacja zabezpieczenia gazowego transformatora

1. Czym jest gaz?

Gaz powstaje w wyniku rozkładu celulozy i materii organicznej przez bakterie beztlenowe we wczesnym stadium akumulacji węgla przez pradawne rośliny. W środowisku o wysokiej temperaturze i wysokim ciśnieniu, gaz nadal jest wytwarzany z powodu efektów fizycznych i chemicznych podczas formowania się węgla. Gaz jest bezbarwnym, bezwonnym gazem, ale czasami można wyczuć zapach przypominający jabłka, który jest spowodowany jednoczesnym wytryskiwaniem węglowodorów aromatycznych i gazu. Gęstość względna gazu do powietrza wynosi 0,554, a gęstość gazu w stanie standardowym wynosi 0,716 kg/m³. Przepuszczalność gazu jest 1,6 razy większa niż powietrza. Jest nierozpuszczalny w wodzie, nie podtrzymuje spalania i nie może podtrzymywać oddychania. Może powodować uduszenie z powodu braku tlenu, a także oparzenia lub wybuch.

Głównymi składnikami gazu są alkany, z których zdecydowaną większość stanowi metan, oraz niewielkie ilości etanu, propanu i butanu. Ponadto zawiera on zazwyczaj siarkowodór, dwutlenek węgla, azot i wilgoć, a także śladowe ilości gazów obojętnych, takich jak hel i argon. Chwila. W standardowych warunkach metan i butan występują w stanie gazowym, a pentan i wyższe w stanie ciekłym. W przypadku otwartego ognia może dojść do zapłonu, a w efekcie do wybuchu „gazu”, co bezpośrednio zagraża bezpieczeństwu górników.

2. Definicja ochrony gazowej

W przekaźniku zabezpieczenia gazowego górna część to uszczelniony pływak, dolna część to metalowa przegroda, a obie są wyposażone w uszczelnione styki rtęciowe. Pontony i przegrody obracają się wokół swoich osi. Podczas normalnej pracy przekaźnik jest wypełniony olejem, boja jest zanurzona w oleju, w pozycji pływającej, a styk rtęciowy jest rozłączony; przegroda ugina się pod własnym ciężarem, a jej styk rtęciowy jest również rozłączony. Gdy występuje niewielkie uszkodzenie wewnątrz transformatora, gaz jest generowany powoli i najpierw gromadzi się w górnej przestrzeni przekaźnika gazowego w drodze do konserwatora oleju, powodując spadek poziomu oleju i opadnięcie boi, aby zamknąć styk rtęciowy i sygnał opóźnienia czasowego, jest to tzw. „lekki gaz”; Gdy wewnątrz transformatora wystąpi poważna awaria, powstaje silny gaz, a ciśnienie w zbiorniku oleju natychmiast wzrasta, co powoduje duży przepływ oleju, który wpływa na kierunek przepływu oleju. Olej uderza w przegrodę. Przegroda pokonuje opór sprężyny, napędza magnes, aby przesunął się w kierunku styku sprężyny, zamyka styk rtęciowy, włącza obwód wyzwalający i wyzwala wyłącznik. Jest to tzw. „ciężki gaz”. Działanie silnego gazu natychmiast odcina zasilanie transformatora, aby zapobiec rozszerzaniu się awarii i pełni funkcję ochronną transformatora.

Istnieją różne typy przekaźników gazowych, takie jak przekaźniki pływakowe, z przegrodą i z otwartą obudową. Większość z nich wykorzystuje przekaźniki QJ-80, gdzie obwód sygnałowy jest podłączony do otwartej obudowy, a obwód wyzwalający do przegrody. Tak zwana akcja sygnalizacyjna zabezpieczenia gazowego oznacza, że ​​styk obwodu sygnałowego górnego otworu w obudowie przekaźnika jest zwarty z różnych powodów, a światło płytki świetlnej jest włączone.

Przepisy stanowią: W przypadku transformatorów olejowych o mocy 800 kVA i większej oraz transformatorów olejowych o mocy 400 kVA i większej należy zainstalować zabezpieczenie gazowe.

3. Klasyfikacja ochrony gazowej

Ochronę gazową dzielimy generalnie na dwie kategorie: gaz lekki i gaz ciężki.

1. Zabezpieczenie przed gazem: Transformator jest przegrzany lub częściowo rozładowany, co powoduje wzrost temperatury oleju w transformatorze i wytwarza pewną ilość gazu, który zbiera się w przekaźniku. Po osiągnięciu określonej ilości gazu przekaźnik zostaje wyzwolony i wysłany zostaje sygnał.

2. Zabezpieczenie przed silnym gazem: Po wystąpieniu poważnego zwarcia w transformatorze, wpłynie to na olej transformatorowy, powodując gwałtowny przepływ oleju do przegrody przekaźnika i jego wyłączenie.

4. Zakres ochrony gazowej

Zabezpieczenie gazowe jest głównym zabezpieczeniem transformatora, które może odzwierciedlać wszelkie usterki w zbiorniku. W tym: zwarcie wielofazowe w zbiorniku paliwa, zwarcie między zwojami uzwojenia, zwarcie między uzwojeniem a rdzeniem żelaznym lub obudową, awarię rdzenia żelaznego, spadek poziomu oleju lub wyciek oleju, słaby styk przełącznika zaczepów lub słabe spawanie przewodów itp. Zabezpieczenie gazowe działa szybko, jest czułe i niezawodne, a jego konstrukcja jest prosta. Nie może ono jednak odzwierciedlać usterek w zewnętrznym obwodzie zbiornika oleju (takim jak przewód), dlatego nie może być stosowane jako jedyne zabezpieczenie chroniące przed awariami wewnętrznymi transformatora. Ponadto zabezpieczenie gazowe jest również podatne na awarie pod wpływem niektórych czynników zewnętrznych (takich jak trzęsienia ziemi).

Przekaźnik Buchholza regulujący napięcie przełącznika obciążenia transformatora pełni tę samą funkcję co przekaźnik Buchholza transformatora głównego, przy czym różni się sposobem montażu i modelem.

Pięć, metoda instalacji zabezpieczenia

Przekaźnik Buchholza montuje się na rurociągu łączącym transformator z konserwatorem oleju. Podczas montażu należy zwrócić uwagę na:

1. Najpierw należy szczelnie zamknąć zawór motylkowy na rurociągu gazowym. Jeśli zawór motylkowy nie jest szczelnie zamknięty lub występują inne warunki, w razie potrzeby można spuścić olej z poduszki olejowej, aby zapobiec wyciekaniu dużej ilości oleju podczas pracy.

2. Przed zainstalowaniem nowego przekaźnika gazowego należy sprawdzić, czy posiada on certyfikat kontroli, czy kaliber i natężenie przepływu są prawidłowe, czy części wewnętrzne i zewnętrzne nie są uszkodzone, a jeśli wewnątrz występuje tymczasowe zacięcie, należy go zdemontować. Na koniec należy sprawdzić działanie boi, przegrody, styku sygnalizacyjnego i wyzwalacza. Czy są one niezawodne, i zamknąć zawór odpowietrzający.

3. Przekaźnik gazowy należy zamontować poziomo, a kierunek strzałki na górnej pokrywie powinien wskazywać poduszkę olejową. W projekcie dopuszcza się, aby oś przekaźnika była nieco wyżej na końcu poduszki olejowej, ale odchylenie od płaszczyzny poziomej nie przekraczało 4%.

4. Otwórz zawór motylkowy, aby napełnić przekaźnik gazowy olejem, a następnie po napełnieniu olejem wypuść powietrze przez zawór odpowietrzający. Jeśli poduszka olejowa ma kapsułę, należy zwrócić uwagę na metodę napełniania i spuszczania oleju, aby zminimalizować i zapobiec przedostawaniu się gazu do poduszki olejowej.

5. Podczas wykonywania okablowania ochronnego należy zapobiegać nieprawidłowemu podłączeniu i zwarciom, unikać pracy pod napięciem, a także zapobiegać obracaniu się pręta przewodzącego i wyciekaniu oleju z małej głowicy porcelanowej.

6. Przed uruchomieniem należy wykonać test wstrząsów izolacji oraz test transmisji.

6. Elementy testowe przekaźników gazowych

Przed zainstalowaniem i użyciem przekaźnika gazowego należy wykonać następujące czynności kontrolne i testowe:

1. Ogólne elementy kontroli:

Szklane okienko, zawór odpowietrzający, igła kontrolna i zacisk wyprowadzeniowy są całkowicie szczelne, a pływak, otwarty kubek, szklane okienko itp. są całkowicie wolne od pęknięć.

2. Elementy testowe

2.1. Test szczelności: test szczelności przy ciśnieniu całkowitym oleju (ciśnienie wynosi 20 mPa, czas trwania 1 godz.) – nie powinno być żadnych wycieków.

2.2. Test wytrzymałości izolacji zacisku: Napięcie o częstotliwości sieciowej między zaciskiem wyjściowym a zaciskiem wyjściowym wynosi 2000 V przez 1 minutę. Rezystancję izolacji można również zmierzyć megaomomierzem 2500 V. Rezystancja izolacji powinna przekraczać 300 mΩ.

2.3. Badanie objętości działania gazu lekkiego: gdy w powłoce zgromadzi się 250–300 cm3 powietrza, gaz lekki powinien działać niezawodnie.

2.4. Badanie prędkości przepływu przy działaniu silnego gazu.

7. Codzienna kontrola

Przepisy dotyczące eksploatacji transformatorów mocy DL/T572-95 (zwane dalej „przepisami”) stanowią, że podczas codziennej kontroli transformatorów, pierwszą rzeczą, którą należy sprawdzić, jest obecność gazu w przekaźniku gazowym, a podczas kontroli gazu należy zwrócić uwagę na następujące kwestie:

1. Zawór na rurze łączącej przekaźnik gazowy powinien znajdować się w pozycji otwartej.

2. Respirator transformatora powinien być w normalnym stanie roboczym.

3. Należy prawidłowo zamontować element przyłączeniowy osłony gazowej.

4. Poziom oleju w poduszce olejowej powinien znajdować się we właściwej pozycji, a przekaźnik powinien być napełniony olejem.

5. Wodoodporna osłona przekaźnika gazowego musi być solidna.

6. Zaciski przekaźnika nie powinny być narażone na wyciek oleju i powinny być odporne na działanie deszczu, śniegu i kurzu. Zasilacz i jego obwód wtórny powinny być wodoodporne, olejoodporne i przeciwzamarzaniowe, a także zabezpieczone przed zamarzaniem wiosną i jesienią.

Osiem, działanie ochrony gazowej

Podczas normalnej pracy transformatora przekaźnik Buchholza działa bez żadnych nieprawidłowości. Przepisy dotyczące stanu pracy przekaźnika Buchholza zawierają następujące postanowienia:

1. Podczas pracy transformatora zabezpieczenie gazowe powinno być podłączone do sygnału i wyzwalacza, a zabezpieczenie gazowe przełącznika zaczepów pod obciążeniem powinno być podłączone do wyzwalacza.

2. Jeżeli transformator podczas pracy wykonuje poniższe prace, należy ponownie załączyć do sygnału zabezpieczenie przeciwgazowe:

2.1. W przypadku stosowania jednego wyłącznika do sterowania dwoma transformatorami, po przełączeniu jednego z nich w tryb rezerwowy, transformator rezerwowy należy ponownie załączyć do sygnału.

2.2. Podczas filtrowania oleju, uzupełniania oleju, wymiany pompy zanurzeniowej oleju lub wymiany adsorbentu oczyszczacza oleju oraz otwierania i zamykania zaworu na rurze łączącej przekaźnik gazowy.

2.3. Podczas prac przy zabezpieczeniu gazowym i jego obwodzie wtórnym.

2.4. Z wyjątkiem zaworu odpowietrzającego w górnej części przekaźnika Buchholza i zaworu spustowego oleju, otwórz zawory odpowietrzające, spustowe oleju i wlotowe oleju we wszystkich pozostałych miejscach.

2.5. Jeżeli poziom oleju na wskaźniku poziomu oleju wzrasta nienormalnie lub w układzie ssącym i zasysającym występują nienormalne zjawiska, należy otworzyć zawór odpowietrzający lub spustowy oleju.

3. W okresie prognozowania trzęsień ziemi, tryb pracy zabezpieczenia gazowego powinien zostać określony w oparciu o specyficzne warunki transformatora i charakterystykę sejsmiczną przekaźnika gazowego. Transformatory wyłączone z eksploatacji z powodu silnego działania zabezpieczenia gazowego spowodowanego trzęsieniami ziemi powinny zostać sprawdzone i przetestowane przed oddaniem do eksploatacji. Można je uruchomić dopiero po potwierdzeniu braku nieprawidłowości.

9. Powody działania w celu ochrony gazowej

1. Powody lekkiego działania gazu

1.1. Do transformatora dostaje się powietrze z powodu złego filtra oleju, układu tankowania lub chłodzenia.

1.2. Poziom oleju jest niższy niż poziom sygnalizatora gazowego ze względu na spadek temperatury lub wyciek oleju.

1.3. W wyniku awarii transformatora powstaje niewielka ilość gazu

1.4. Transformator ma zwarcie przepływowe. Pod wpływem przenikającego prądu zwarciowego prędkość przepływu oleju między szczelinami olejowymi ulega przyspieszeniu. Gdy różnica ciśnień między szczeliną olejową a zewnętrzną powierzchnią uzwojenia ulegnie znacznej zmianie, przekaźnik gazowy może ulec awarii. Przepływający prąd zwarciowy powoduje nagrzewanie się uzwojenia. Gdy wielokrotność prądu zwarciowego jest duża, temperatura uzwojenia gwałtownie rośnie, co powoduje zwiększenie objętości oleju i awarię przekaźnika gazowego.

1.5, awaria przekaźnika gazowego lub obwodu wtórnego.

Powyższe czynniki mogą spowodować zadziałanie sygnału ochrony gazowej.

10. Postępowanie po zastosowaniu ochrony gazowej

1. Po zadziałaniu zabezpieczenia gazowego transformatora należy je dokładnie sprawdzić, dokładnie przeanalizować i prawidłowo ocenić, a następnie niezwłocznie podjąć odpowiednie działania.

A. W przypadku aktywacji sygnału zabezpieczenia gazowego należy natychmiast sprawdzić transformator, aby ustalić przyczynę awarii, czy jest ona spowodowana nagromadzeniem powietrza, obniżeniem poziomu oleju, usterką obwodu wtórnego, czy też wewnętrzną usterką górnego transformatora. Jeśli w przekaźniku gazowym znajduje się gaz, należy zanotować jego ilość, obserwować jego kolor i sprawdzić, czy jest łatwopalny, a następnie pobrać próbki gazu i oleju do analizy chromatograficznej. Charakter usterki transformatora można określić zgodnie z odpowiednimi przepisami i wytycznymi. Analiza chromatograficzna odnosi się do jakościowej i ilościowej analizy wodoru, tlenu, tlenku węgla, dwutlenku węgla, metanu, etanu, etylenu, acetylenu i innych gazów zawartych w zebranym gazie za pomocą chromatografu. Dokładnie określić charakter, trend rozwoju i stopień awarii.

B. Jeżeli gaz w przekaźniku gazowym jest bezbarwny, bezwonny i niepalny, a analiza chromatograficzna wykaże, że jest to powietrze, transformator może kontynuować pracę i na czas wyeliminować wadę wlotu powietrza.

Jeżeli gaz w przekaźniku gazowym jest łatwopalny, a wynik analizy chromatograficznej rozpuszczonego gazu w oleju jest nieprawidłowy, należy przeprowadzić kompleksową ocenę w celu ustalenia, czy transformator należy wyłączyć z eksploatacji.

2. W przypadku zadziałania przekaźnika Buchholza, transformatora nie należy uruchamiać do czasu zidentyfikowania przyczyny i usunięcia usterki. Aby ustalić przyczyny, należy wziąć pod uwagę przede wszystkim poniższe czynniki i dokonać kompleksowej oceny.

a. Czy oddychanie jest utrudnione lub wyczerpujące;

b. Czy obwody wtórne, takie jak zabezpieczenia i prąd stały, są normalne;

c. Czy wygląd transformatora wskazuje na jakieś nietypowe zjawisko, które wyraźnie odzwierciedla charakter usterki;

d. Czy gaz zgromadzony w przekaźniku gazowym jest łatwopalny;

e. Wyniki analizy chromatograficznej gazu w przekaźniku gazowym i gazu rozpuszczonego w oleju;

f. Niezbędne wyniki badań elektrycznych;

g. Działanie innych zabezpieczeń przekaźnikowych transformatora.

11. Środki bezpieczeństwa związane z ochroną gazową

Akcja zabezpieczenia gazowego – słabsza – wysyła sygnał alarmowy, aby przypomnieć personelowi konserwacyjnemu o konieczności natychmiastowego zajęcia się transformatorem; silniejsza – wyzwala wyłącznik transformatora, co powoduje jego natychmiastowe zatrzymanie, co nie gwarantuje niezawodności zasilania. Przedstawiono środki zapobiegawcze w zakresie zabezpieczenia gazowego.

1. Zmień dolną boję przekaźnika gazowego na typ z przegrodą i styk na typ pionowy, aby poprawić niezawodność działania silnego gazu.

2. Aby zapobiec zwarciu przekaźnika gazowego na skutek przecieku wody, należy zastosować zabezpieczenia przeciwdeszczowe na jego zaciskach oraz skrzynkach zaciskowych przewodów.

3. Przewód doprowadzający przekaźnik gazowy powinien być przewodem odpornym na olej.

4. Przewody i kable przekaźnika gazowego należy podłączyć odpowiednio do zacisków w skrzynce zaciskowej.