Scheme de protecție a transformatoarelor: o prezentare generală

Transformatorul este o componentă esențială a unui sistem de alimentare și este esențial să se implementeze scheme de protecție pentru a asigura funcționarea sa sigură și fiabilă. Schemele de protecție a transformatoarelor sunt concepute pentru a detecta și a răspunde la condiții anormale de funcționare, cum ar fi supraîncărcare, scurtcircuite și defecțiuni ale izolației, pentru a preveni deteriorarea echipamentului și timpul de nefuncționare a sistemului de alimentare. În acest articol, vom oferi o prezentare generală a diferitelor scheme de protecție a transformatoarelor utilizate în industrie, inclusiv principiile, dispozitivele și aplicațiile acestora.

Protecție diferențială

Protecția diferențială este una dintre cele mai comune și utilizate pe scară largă scheme pentru protecția transformatorului. Funcționează pe principiul comparării curentului care intră și iese din înfășurările transformatorului. Dacă există o defecțiune în zona protejată, curentul va fi dezechilibrat, iar releul diferențial va funcționa pentru a declanșa transformatorul. Protecția diferențială oferă o sensibilitate ridicată la defecțiunile interne și este imună la defecțiuni directe și perturbații externe. Se aplică în mod obișnuit la transformatoarele de putere mari și este eficient în detectarea defecțiunilor incipiente și a defecțiunilor de izolație.

Protectie Buchholz

Releul Buchholz este un dispozitiv de protecție specializat instalat în conducta dintre rezervorul transformatorului și conservator. Este conceput pentru a detecta defecțiuni incipiente, cum ar fi defectarea izolației, supraîncălzirea și prezența aerului sau a gazului în uleiul transformatorului. Releul funcționează pe principiul fluxului de gaz și ulei din cauza defecțiunii interne. Când apare o defecțiune, în rezervorul transformatorului se generează gaz, determinând fluxul de ulei să miște flotorul din releu, care la rândul său declanșează transformatorul. Protecția Buchholz este deosebit de eficientă pentru detectarea defecțiunilor la transformatoarele scufundate în ulei și este un mijloc rentabil de prevenire a defecțiunilor catastrofale ale transformatorului.

Protecție la supracurent

Protecția la supracurent este o schemă fundamentală folosită pentru a proteja transformatoarele de suprasarcini și scurtcircuite. Funcționează prin monitorizarea curentului care curge prin înfășurările transformatorului și declanșarea întreruptorului dacă curentul depășește un prag predefinit. Protecția la supracurent poate fi implementată folosind diverse dispozitive, cum ar fi relee de supracurent, relee electronice și sisteme de protecție digitală. Este esențial pentru protejarea transformatoarelor împotriva daunelor termice cauzate de suprasarcini prelungite și defecțiuni de scurtcircuit.

Monitorizarea gazelor și temperaturii

Monitorizarea gazului și a temperaturii este un aspect esențial al protecției transformatorului, deoarece oferă avertizare timpurie a defecțiunilor interne și a degradarii izolației. Monitorizarea gazelor implică detectarea și analiza gazelor generate în uleiul transformatorului din cauza arcului electric, supraîncălzirii și defectării izolației. Gazele de defect obișnuite includ metanul, etilena și hidrogenul, care indică anumite tipuri de defecte. Monitorizarea temperaturii, pe de altă parte, implică utilizarea senzorilor pentru măsurarea temperaturii înfășurărilor transformatorului și a uleiului. Creșterea anormală a temperaturii poate indica o defecțiune internă sau o stare de suprasarcină și poate fi utilizată pentru a iniția acțiuni de protecție, cum ar fi anunțarea alarmei sau declanșarea.

Protecție la suprafluxare

Protecția la suprafluxare este concepută pentru a proteja transformatoarele de niveluri excesive de flux magnetic care pot duce la saturarea miezului și supraîncălzirea. Suprafluxarea poate apărea în timpul perturbărilor sistemului, alimentării transformatoarelor fără sarcină sau în condiții de factor de putere scăzut. Schema de protecție implică de obicei utilizarea unui releu de supraflux dedicat care măsoară formele de undă de tensiune și curent la bornele transformatorului și declanșează transformatorul dacă nivelurile de flux depășesc limitele admise. Protecția la supraflux este vitală pentru a preveni deteriorarea miezului și pentru a asigura fiabilitatea pe termen lung a transformatorului.

Pe scurt, schemele de protecție a transformatoarelor joacă un rol critic în asigurarea funcționării sigure și eficiente a transformatoarelor de putere. Protecția diferențială, protecția Buchholz, protecția la supracurent, monitorizarea gazului și a temperaturii și protecția la supraflux sunt doar câteva exemple din gama variată de scheme disponibile pentru protecția transformatorului. Fiecare schemă are principiile, dispozitivele și aplicațiile sale unice și lucrează împreună pentru a oferi o protecție completă împotriva diferitelor condiții de defecțiune. Prin implementarea unor scheme de protecție adecvate, utilitățile și instalațiile industriale pot minimiza riscul defecțiunilor transformatorului și pot îmbunătăți rezistența sistemelor lor de alimentare.