Principiul, structura, funcționarea și întreținerea protecției gazelor transformatoarelor

1. Ce este gazul?

Gazul se formează prin descompunerea celulozei și a materiei organice prin acțiunea bacteriilor anaerobe în stadiul incipient al acumulării cărbunelui de către plantele antice. Într-un mediu cu temperatură ridicată și presiune ridicată, gazul continuă să fie generat din cauza efectelor fizice și chimice în timp ce se formează cărbunele. Gazul este un gaz incolor și inodor, dar uneori se poate simți o aromă asemănătoare mărului, care se datorează țâșnirii simultane a hidrocarburilor aromatice și a gazului. Densitatea relativă a gazului față de aer este de 0,554, iar densitatea gazului în stare standard este de 0,716 kg/m³. Permeabilitatea gazului este de 1,6 ori mai mare decât cea a aerului. Este insolubil în apă, nu susține combustia și nu poate menține respirația. Poate provoca sufocarea oamenilor din cauza lipsei de oxigen și poate arde sau exploda.

Principalele componente ale gazului sunt alcanii, dintre care metanul reprezintă marea majoritate, și o cantitate mică de etan, propan și butan. În plus, acesta conține, în general, hidrogen sulfurat, dioxid de carbon, azot și umiditate, precum și urme de gaze inerte, cum ar fi heliul și argonul. Stai puțin. În condiții standard, metanul până la butan există în stare gazoasă, iar pentanul și cele superioare sunt lichide. În cazul unui foc deschis, acesta poate arde și va produce o explozie de „gaz”, care amenință direct siguranța minerilor.

2. Definiția protecției împotriva gazelor

În releul de protecție la gaz, partea superioară este un flotor etanș, partea inferioară este un deflector metalic, ambele fiind echipate cu contacte cu mercur etanșe. Pontoanele și deflectoarele sunt rotative în jurul axelor lor respective. În timpul funcționării normale, releul este umplut cu ulei, geamandul este scufundat în ulei, în poziție de plutire, iar contactul cu mercur este deconectat; deflectorul se lasă din cauza propriei greutăți, iar contactul său cu mercur este, de asemenea, deconectat. Când există o mică defecțiune în interiorul transformatorului, gazul este generat lent, iar gazul se acumulează mai întâi în spațiul superior al releului de gaz în drum spre conservatorul de ulei, provocând scăderea nivelului de ulei, iar geamandul coboară pentru a închide contactul cu mercur și semnalul de întârziere la activare, acesta fiind așa-numitul „gaz ușor”; Când apare o defecțiune gravă în interiorul transformatorului, se generează un gaz puternic, iar presiunea din rezervorul de ulei crește instantaneu, rezultând un flux mare de ulei care afectează direcția pernei de ulei, deoarece fluxul de ulei afectează deflectorul. Deflectorul depășește rezistența arcului, acționează magnetul să se deplaseze în direcția contactului arcului, închide contactul cu mercur, activează circuitul de declanșare și declanșează întrerupătorul. Acesta este așa-numitul „gaz greu”. Acțiunea gazului greu întrerupe imediat toată alimentarea conectată la transformator, pentru a evita extinderea accidentului și joacă rolul de a proteja transformatorul.

Există diferite tipuri de relee de gaz, cum ar fi cele cu flotor, cele cu deflector și cele cu cupă deschisă. Majoritatea utilizează relee QJ-80, circuitul de semnalizare fiind conectat la cupa deschisă, iar circuitul de declanșare fiind conectat la deflector. Așa-numita acțiune de semnalizare a protecției gazului înseamnă că contactul circuitului de semnalizare al cupei superioare de deschidere din releu este închis din diverse motive, iar lumina plăcii luminoase este aprinsă.

Regulamentul prevede: Pentru transformatoarele imersate în ulei cu o capacitate de 800 kVA și mai mare și transformatoarele imersate în ulei cu o capacitate de 400 kVA și mai mare, trebuie instalată protecție împotriva gazelor.

3. Clasificarea protecției împotriva gazelor

Protecția împotriva gazelor este în general împărțită în două categorii: gaze ușoare și gaze grele.

1. Protecție la gaz ușor: Transformatorul este supraîncălzit sau parțial descărcat, provocând creșterea temperaturii uleiului transformatorului, generând o anumită cantitate de gaz, care este colectată în releu, iar când se atinge o anumită cantitate, releul este declanșat și este trimis un semnal.

2. Protecție împotriva gazelor puternice: După ce apare un scurtcircuit grav în transformator, acesta va avea un impact asupra uleiului de transformator, provocând un anumit debit de ulei care se revarsă în deflectorul releului și declanșarea acestuia.

4. Domeniul de aplicare al protecției gazelor

Protecția la gaz este principala protecție a transformatorului, putând reflecta toate defecțiunile din rezervor. Inclusiv: scurtcircuit multifazic în rezervorul de combustibil, scurtcircuit între spirele înfășurărilor, scurtcircuit între înfășurare și miezul de fier sau carcasă, defectarea miezului de fier, scăderea nivelului de ulei sau scurgeri de ulei, contactul slab al comutatorului de prize sau sudarea slabă a firelor etc. Acțiunea de protecție la gaz este rapidă, sensibilă și fiabilă, iar structura este simplă. Cu toate acestea, nu poate reflecta defectul circuitului extern al rezervorului de ulei (cum ar fi firul de conectare), deci nu poate fi utilizată ca unic dispozitiv de protecție pentru a proteja de defecțiunile interne ale transformatorului. În plus, protecția la gaz este, de asemenea, predispusă la defecțiuni sub influența unor factori externi (cum ar fi cutremurele).

Releul Buchholz al comutatorului de reglare a tensiunii în sarcină al transformatorului are aceeași funcție ca și releul Buchholz al transformatorului principal, cu poziții de instalare diferite și modele diferite.

Cinci, metoda de instalare a protecției

Releul Buchholz este instalat pe conducta de legătură de la transformator la conservatorul de ulei. În timpul instalării, trebuie acordată atenție:

1. Mai întâi, închideți ermetic robinetul fluture de pe conducta releului de gaz. Dacă robinetul fluture nu este închis ermetic sau există alte condiții, uleiul din perna de ulei poate fi golit, dacă este necesar, pentru a preveni revărsarea unei cantități mari de ulei în timpul lucrului.

2. Înainte de a instala noul releu de gaz, verificați dacă există un certificat de inspecție, dacă calibrul și debitul sunt corecte, dacă piesele interne și externe sunt deteriorate, dacă există blocări temporare în interior, acesta trebuie dezasamblat și, în final, verificați funcționarea geamandurii, deflectorului, semnalului și contactului de declanșare. Dacă este fiabil și închideți supapa de aerisire.

3. Releul de gaz trebuie instalat orizontal, iar direcția săgeții marcate pe capacul superior trebuie să indice spre perna de ulei. În cadrul proiectului, direcția axei liniare a releului este permisă să fie puțin mai mare la capătul pernei de ulei, dar înclinarea față de planul orizontal nu trebuie să depășească 4%.

4. Deschideți valva fluture pentru a umple releul de gaz cu ulei, apoi eliberați aerul din valva de eliberare a aerului după umplerea cu ulei. Dacă perna de ulei are o capsulă, trebuie acordată atenție metodei de umplere și dezumflare a uleiului pentru a reduce la minimum și a evita pătrunderea gazului în perna de ulei.

5. La efectuarea cablajului de protecție, este necesar să se prevină conectarea greșită și scurtcircuitul, să se evite funcționarea sub tensiune și, în același timp, să se prevină rotirea tijei conductoare și scurgerea de ulei din capul mic de porțelan.

6. Înainte de punerea în funcțiune, trebuie efectuat un test de vibrații al izolației și un test de transmisie.

6. Elemente de testare ale releelor ​​de gaz

Următoarele elemente de inspecție și testare trebuie efectuate înainte de instalarea și utilizarea releului de gaz:

1. Elemente de inspecție generală:

Geamul de sticlă, supapa de eliberare a aerului, acul de control și terminalul de ieșire sunt complet lipsite de scurgeri de ulei, iar flotorul, cupa deschisă, geamul de sticlă etc. sunt complet lipsite de crăpături.

2. Elemente de testare

2.1. Test de etanșare: testul de etanșare la presiunea totală a uleiului (presiunea este de 20 mPa, durata este de 1 oră), nu trebuie să existe scurgeri.

2.2. Testarea rezistenței izolației terminalelor: Tensiunea de frecvență industrială dintre terminalul de ieșire și terminalul de ieșire este de 2000 V timp de 1 minut. Rezistența izolației poate fi măsurată și cu un megaohmmetru de 2500 V. Rezistența izolației trebuie să fie peste 300 mΩ.

2.3. Testul volumului de acțiune al gazului ușor: când în înveliș se acumulează 250∽300 cm³ de aer, gazul ușor ar trebui să acționeze în mod fiabil.

2.4. Testul vitezei de curgere a acțiunii gazelor grele.

7. Inspecție zilnică

Regulamentul de funcționare a transformatoarelor de putere DL/T572-95 (denumit în continuare „reglementări”) prevede că, la inspecția zilnică a transformatoarelor, primul lucru de verificat este dacă există gaz în releul de gaz, iar la inspecția gazului trebuie să se acorde atenție următoarelor aspecte:

1. Supapa de pe conducta de conectare a releului de gaz trebuie să fie în poziția deschisă.

2. Respiratorul transformatorului trebuie să fie în stare normală de funcționare.

3. Piesa de conectare a protecției cu gaz trebuie montată corect.

4. Nivelul de ulei al pernei de ulei trebuie să fie în poziția corectă, iar releul este plin cu ulei.

5. Capacul impermeabil al releului de gaz trebuie să fie ferm.

6. Bornele releului nu trebuie să pătrundă ulei și trebuie să prevină pătrunderea ploii, zăpezii și prafului. Sursa de alimentare și circuitul secundar al acesteia trebuie să aibă măsuri de impermeabilitate, etanșeitate la ulei și antigel și trebuie să fie impermeabile și etanșe la ulei primăvara și toamna, precum și verificări antigel.

Opt, funcționarea protecției gazelor

Când transformatorul este în stare normală de funcționare, releul Buchholz funcționează fără nicio anomalie. În ceea ce privește starea de funcționare a releului Buchholz, reglementările au următoarele prevederi:

1. Când transformatorul funcționează, protecția la gaz trebuie conectată la semnal și declanșator, iar protecția la gaz a comutatorului de reglaj sub sarcină trebuie conectată la declanșator.

2. Când transformatorul efectuează următoarele lucrări în timpul funcționării, protecția împotriva gazelor grele trebuie reconectată la semnal:

2.1. Când se utilizează un întrerupător automat pentru a controla două transformatoare, iar unul dintre ele este trecut în stare de rezervă, transformatorul de rezervă trebuie reconectat la semnal.

2.2. La filtrarea uleiului, la completarea cu ulei, la înlocuirea pompei submersibile de ulei sau a adsorbantului purificatorului de ulei și la deschiderea și închiderea supapei de pe conducta de conectare a releului de gaz.

2.3. Când se lucrează la protecția gazului și la circuitul secundar al acestuia.

2.4. Cu excepția probei de ulei și a supapei de eliberare a aerului din partea superioară a releului Buchholz, deschideți supapele de eliberare a aerului, de scurgere a uleiului și de admisie a uleiului în toate celelalte locuri.

2.5. Când nivelul uleiului indicatorului crește anormal sau sistemul de aspirație prezintă fenomene anormale, este necesar să deschideți supapa de eliberare a aerului sau de evacuare a uleiului.

3. În perioada de prognoză a cutremurelor, modul de funcționare al protecției împotriva gazelor grele trebuie determinat în funcție de condițiile specifice ale transformatorului și de performanța seismică a releului de gaz. Transformatoarele care sunt scoase din funcțiune din cauza acțiunii de protecție împotriva gazelor grele cauzate de cutremure trebuie verificate și testate înainte de a fi puse în funcțiune și pot fi puse în funcțiune numai după confirmarea faptului că nu există nicio anomalie.

9. Motive de acțiune pentru protecția împotriva gazelor

1. Motive pentru acțiunea gazelor ușoare

1.1. Aerul pătrunde în transformator din cauza unui filtru de ulei, a unui sistem de alimentare cu combustibil sau a unui sistem de răcire defectuos.

1.2. Nivelul uleiului este mai mic decât cel al indicatorului de gaz al releului de gaz din cauza scăderii temperaturii sau a scurgerilor de ulei.

1.3. O cantitate mică de gaz este produsă de defectarea transformatorului

1.4. Transformatorul are un defect de scurtcircuit la traversare. Sub acțiunea curentului de defect penetrant, viteza de curgere a uleiului între fantele de ulei este accelerată. Când diferența de presiune dintre fanta de ulei și exteriorul înfășurării se modifică semnificativ, releul de gaz se poate defecta. Curentul de defect la traversare provoacă încălzirea înfășurării. Când multiplul curentului de defect este mare, temperatura înfășurării crește rapid, ceea ce determină dilatarea volumului de ulei, provocând funcționarea defectuoasă a releului de gaz.

1.5, releu de gaz sau defect al circuitului secundar.

Factorii de mai sus pot determina activarea semnalului de protecție împotriva gazelor.

10. Tratament după acțiunea de protecție împotriva gazelor

1. După ce dispozitivul de protecție a gazelor transformatorului funcționează, acesta trebuie verificat cu atenție, analizat cu atenție și evaluat corect, iar măsurile trebuie luate imediat.

A. Când semnalul de protecție împotriva gazului este activat, verificați imediat transformatorul pentru a afla cauza acțiunii, indiferent dacă este cauzată de acumularea de aer, reducerea nivelului de ulei, de o defecțiune a circuitului secundar sau de o defecțiune internă a transformatorului superior. Dacă există gaz în releul de gaz, înregistrați cantitatea de gaz, observați culoarea gazului și testați dacă este inflamabil și prelevați probe de gaz și ulei pentru analiza cromatografică. Natura defecțiunii transformatorului poate fi determinată conform reglementărilor și instrucțiunilor relevante. Analiza cromatografică se referă la analiza calitativă și cantitativă a hidrogenului, oxigenului, monoxidului de carbon, dioxidului de carbon, metanului, etanului, etilenei, acetilenei și a altor gaze conținute în gazul colectat folosind un cromatograf. Determinați cu precizie natura, tendința de dezvoltare și severitatea defecțiunilor.

B. Dacă gazul din releul de gaz este incolor, inodor și neinflamabil, iar analiza cromatografică determină că este aer, transformatorul poate continua să funcționeze și să elimine defectul de admisie a aerului în timp util.

Dacă gazul din releul de gaz este inflamabil și rezultatul analizei cromatografice a gazului dizolvat în ulei este anormal, trebuie făcută o evaluare completă pentru a determina dacă transformatorul este scos din funcțiune.

2. Când releul Buchholz se declanșează, transformatorul nu trebuie pus în funcțiune până când nu este identificată cauza și defectul nu este eliminat. Pentru a afla cauzele, trebuie luați în considerare în principal următorii factori și trebuie făcută o judecată completă.

a. Indiferent dacă respirația este deficitară sau epuizată;

b. Dacă circuitele secundare, cum ar fi protecția și curentul continuu, sunt normale;

c. Dacă aspectul transformatorului prezintă vreun fenomen anormal care reflectă în mod clar natura defectului;

d. Dacă gazul acumulat în releul de gaz este inflamabil;

e. Rezultatele analizei cromatografice a gazului din releul de gaz și a gazului dizolvat în ulei;

f. Rezultatele testelor electrice necesare;

g. Acțiunea altor dispozitive de protecție cu relee ale transformatorului.

11. Măsuri de siguranță legate de protecția împotriva gazelor

Acțiunea de protecție împotriva gazelor, cea ușoară trimite un semnal de acțiune de protecție pentru a reaminti personalului de întreținere să se ocupe imediat de transformator; cea gravă declanșează comutatorul transformatorului, ceea ce face ca acesta să se oprească imediat, ceea ce nu poate garanta fiabilitatea alimentării cu energie electrică. Sunt propuse măsuri anti-accident pentru protecția împotriva gazelor. :

1. Schimbați geamandul inferior al releului de gaz la tipul cu deflector și contactul la tipul vertical pentru a îmbunătăți fiabilitatea acțiunii cu gaze grele.

2. Pentru a preveni scurtcircuitarea releului de gaz din cauza scurgerilor de apă, trebuie luate măsuri de etanșare la bornele acestuia și la cutiile de borne ale cablurilor.

3. Firul conductor al releului de gaz trebuie să fie un fir etanș la ulei.

4. Firurile și cablurile releului de gaz trebuie conectate la bornele din cutia de borne a cablului.