Načelo, struktura, delovanje in vzdrževanje zaščite transformatorskega plina

1. Kaj je plin?

Plin nastane z razgradnjo celuloze in organskih snovi zaradi delovanja anaerobnih bakterij v zgodnji fazi kopičenja premoga v starodavnih rastlinah. V okolju z visoko temperaturo in visokim tlakom se plin zaradi fizikalnih in kemičnih učinkov še naprej proizvaja med nastajanjem premoga. Plin je brezbarven plin brez vonja, včasih pa lahko zavohamo vonj po jabolku, ki je posledica hkratnega izbruha aromatskih ogljikovodikov in plina. Relativna gostota plina glede na zrak je 0,554, gostota plina v standardnem stanju pa je 0,716 kg/m³. Prepustnost plina je 1,6-krat večja od prepustnosti zraka. Ni topen v vodi, ne podpira gorenja in ne more vzdrževati dihanja. Zaradi pomanjkanja kisika lahko povzroči zadušitev, lahko pa tudi opekline ali eksplozijo.

Glavne sestavine plina so alkani, od katerih metan predstavlja veliko večino, ter majhna količina etana, propana in butana. Poleg tega običajno vsebuje vodikov sulfid, ogljikov dioksid, dušik in vlago ter sledi inertnih plinov, kot sta helij in argon. Počakajte. V standardnih pogojih metan in butan obstajata v plinastem stanju, pentan in višje pa v tekočem. V primeru odprtega ognja lahko gori in pride do eksplozije "plina", kar neposredno ogroža varnost rudarjev.

2. Opredelitev zaščite pred plinom

V plinskem zaščitnem releju je zgornji del zatesnjen plovec, spodnji del pa kovinska pregrada, oba pa sta opremljena z zatesnjenimi živosrebrnimi kontakti. Pontoni in pregrade se lahko vrtijo okoli svojih osi. Med normalnim delovanjem je rele napolnjen z oljem, boja je potopljena v olje, v plavajočem položaju, živosrebrni kontakt pa je odklopljen; pregrada se zaradi lastne teže upogne, njen živosrebrni kontakt pa je prav tako odklopljen. Ko pride do manjše napake v transformatorju, se plin počasi proizvaja in se najprej nabira v zgornjem prostoru plinskega releja na poti do oljnega konzervatorja, zaradi česar se nivo olja spusti, boja pa se spusti, da zapre živosrebrni kontakt in sproži se signal zakasnitve vklopa, to je tako imenovani "lahki plin"; Ko pride do resne napake v transformatorju, se ustvari močan plin, tlak v rezervoarju za olje pa se v trenutku poveča, kar povzroči velik pretok olja, ki vpliva na smer oljne blazine. Pretok olja namreč vpliva na pregrado. Pregrada premaga upor vzmeti in požene magnet v smeri vzmetnega kontakta, zapre živosrebrni kontakt, vklopi izklopno vezje in sproži odklopnik. To se imenuje "težki plin". Močan plin takoj prekine vso napajanje transformatorja, da se prepreči širjenje okvare in deluje kot zaščita transformatorja.

Obstajajo različne vrste plinskih relejev, kot so plovni, pregradni in odprtokodni releji. Večina uporablja releje QJ-80, pri katerih je signalno vezje priključeno na odprtokodno skodelico, izklopno vezje pa na pregrado. Tako imenovano delovanje signala zaščite pred plinom pomeni, da se kontakt signalnega vezja zgornje odprtinske skodelice v releju zaradi različnih razlogov zapre in lučka na kontrolni plošči sveti.

Predpisi določajo: Za oljne transformatorje z močjo 800 kVA in več ter oljne transformatorje z močjo 400 kVA in več je treba namestiti plinsko zaščito.

3. Klasifikacija zaščite pred plinom

Zaščita pred plinom je običajno razdeljena v dve kategoriji: lahki plin in težki plin.

1. Zaščita pred lahkim plinom: Transformator se pregreje ali delno izprazni, zaradi česar se temperatura olja v transformatorju dvigne, kar ustvari določeno količino plina, ki se zbere v releju, in ko je dosežena določena količina, se rele sproži in pošlje signal.

2. Zaščita pred težkim plinom: Po resnem kratkem stiku v transformatorju bo to vplivalo na transformatorsko olje, zaradi česar bo določen pretok olja stekel v pregrado releja in se sprožil.

4. Obseg zaščite plinske zaščite

Plinska zaščita je glavna zaščita transformatorja in lahko odraža vse napake v rezervoarju. Vključno z: večfaznim kratkim stikom v rezervoarju za gorivo, kratkim stikom med navitji, kratkim stikom med navitjem in železnim jedrom ali ohišjem, okvaro železnega jedra, padcem nivoja olja ali puščanjem olja, slabim stikom stikala odcepa ali slabim varjenjem žice itd. Dejanje plinske zaščite je hitro, občutljivo in zanesljivo, struktura pa je preprosta. Vendar pa ne more odražati napake zunanjega tokokroga rezervoarja za olje (kot je na primer priključna žica), zato je ni mogoče uporabiti kot edino zaščitno napravo za zaščito notranje napake transformatorja. Poleg tega je plinska zaščita nagnjena k okvaram tudi zaradi motenj nekaterih zunanjih dejavnikov (kot so potresi).

Buchholzov rele stikala za regulacijo napetosti pod obremenitvijo transformatorja ima enako funkcijo kot Buchholzov rele glavnega transformatorja, z različnimi položaji vgradnje in različnimi modeli.

Pet, način namestitve zaščite

Buchholzov rele je nameščen na povezovalnem cevovodu od transformatorja do oljnega konzervatorja. Med namestitvijo je treba biti pozoren na:

1. Najprej tesno zaprite metuljasti ventil na plinovodu. Če metuljasti ventil ni tesno zaprt ali obstajajo drugi pogoji, lahko olje v oljni blazini po potrebi izpraznite, da preprečite prelivanje večje količine olja med delom.

2. Pred namestitvijo novega plinskega releja preverite, ali obstaja potrdilo o pregledu, ali sta kaliber in pretok pravilna, ali so notranji in zunanji deli poškodovani, če je v notranjosti začasno zagozdeno, ga je treba razstaviti in na koncu preverite delovanje boje, pregrade, signala in izklopnega kontakta. Ali je zanesljiv, in zaprite odzračevalni ventil.

3. Plinski rele mora biti nameščen vodoravno, smer puščice, označene na zgornjem pokrovu, pa mora biti usmerjena proti oljni blazini. V projektu je dovoljeno, da je os releja na koncu oljne blazine nekoliko višja, vendar naklon od vodoravne ravnine ne sme presegati 4 %.

4. Odprite metuljasti ventil, da napolnite plinski rele z oljem, nato pa po polnjenju z oljem izpustite zrak iz ventila za izpust zraka. Če ima oljna blazina kapsulo, je treba biti pozoren na način polnjenja in izpraznjevanja olja, da se čim bolj zmanjša in prepreči vdor plina v oljno blazino.

5. Pri izvajanju zaščitnega ožičenja je treba preprečiti napačno priključitev in kratek stik, se izogibati delovanju pod napetostjo in hkrati preprečiti vrtenje prevodne palice ter puščanje olja iz majhne porcelanaste glave.

6. Pred zagonom je treba izvesti preizkus tresenja izolacije in preizkus prenosa.

6. Preskusni elementi plinskih relejev

Pred namestitvijo in uporabo plinskega releja je treba opraviti naslednje preglede in preizkuse:

1. Splošni pregledni elementi:

Stekleno okno, ventil za izpust zraka, krmilna igla in izhodni priključek so popolnoma brez puščanja olja, plovec, odprta skodelica, stekleno okno itd. pa so popolnoma brez razpok.

2. Testne postavke

2.1. Preizkus tesnjenja: preizkus tesnjenja s skupnim tlakom olja (tlak je 20 mPa, trajanje je 1 ura), ne sme biti puščanja.

2.2. Preizkus izolacijske trdnosti priključkov: Napetost omrežne frekvence med izhodnim priključkom in izhodnim priključkom je 2000 V za 1 minuto. Izolacijska upornost se lahko izmeri tudi z megaohmmetrom 2500 V. Izolacijska upornost mora biti nad 300 mΩ.

2.3. Preskus volumna delovanja lahkega plina: ko se v lupini nabere 250∽300 cm3 zraka, bi moral lahki plin delovati zanesljivo.

2.4 Preskus hitrosti pretoka pri delovanju težkih plinov.

7. Dnevni pregled

Predpisi DL/T572-95 o delovanju energetskih transformatorjev (v nadaljnjem besedilu "predpisi") določajo, da je pri dnevnem pregledu transformatorjev treba najprej preveriti, ali je v plinskem releju plin, pri pregledu plina pa je treba biti pozoren na naslednje točke:

1. Ventil na povezovalni cevi plinskega releja mora biti v odprtem položaju.

2. Respirator transformatorja mora biti v normalnem delovnem stanju.

3. Priključni del za zaščito plina mora biti pravilno nameščen.

4. Nivo olja v oljni blazini mora biti v pravilnem položaju, rele pa mora biti poln olja.

5. Vodoodporni pokrov plinskega releja mora biti trden.

6. Priključki releja ne smejo pronicati v olje in morajo biti odporni na vdor dežja, snega in prahu. Napajalnik in njegov sekundarni tokokrog morata imeti vodoodporne, oljeodporne in protizmrzovalne ukrepe ter morata biti spomladi in jeseni vodoodporna in oljeodporna ter preverjena protizmrzovalna zaščita.

Osem, delovanje plinske zaščite

Ko transformator deluje normalno, Buchholzov rele deluje brez kakršnih koli nepravilnosti. Glede obratovalnega stanja Buchholzovega releja predpisi določajo naslednje:

1. Ko transformator deluje, mora biti plinska zaščita priključena na signal in izklop, plinska zaščita regulatorja odtočnih napetosti pa mora biti priključena na izklop.

2. Ko transformator med delovanjem opravlja naslednja dela, je treba zaščito pred težkim plinom ponovno priključiti na signal:

2.1. Pri uporabi enega odklopnika za krmiljenje dveh transformatorjev je treba, ko eden od njiju preklopi v stanje pripravljenosti, rezervni transformator ponovno priključiti na signal.

2.2. Pri filtriranju olja, dolivanju olja, zamenjavi potopne oljne črpalke ali zamenjavi adsorbenta čistilnika olja ter odpiranju in zapiranju ventila na povezovalni cevi plinskega releja.

2.3 Pri delu na plinski zaščiti in njenem sekundarnem tokokrogu.

2.4. Razen za vzorec olja in ventil za izpust zraka na zgornjem delu Buchholzovega releja odprite ventile za izpust zraka, izpust olja in dovod olja na vseh drugih mestih.

2.5. Ko se nivo olja na merilniku nivoja olja nenormalno dvigne ali ko pride do nenormalnih pojavov v sesalnem in izpustnem sistemu, je treba odpreti ventil za izpust zraka ali olja.

3. V obdobju potresne napovedi je treba način delovanja zaščite pred težkim plinom določiti glede na specifične pogoje transformatorja in potresno delovanje plinskega releja. Transformatorje, ki so zaradi zaščite pred težkim plinom zaradi potresov izven obratovanja, je treba pred zagonom preveriti in preizkusiti, v obratovanje pa jih je mogoče zagnati šele po potrditvi, da ni nepravilnosti.

9. Razlogi za ukrepanje pri zaščiti pred plinom

1. Razlogi za delovanje lahkega plina

1.1. Zrak vstopi v transformator zaradi slabega oljnega filtra, dolivanja goriva ali hladilnega sistema.

1.2. Nivo olja je nižji od nivoja plinske boje na plinskem releju zaradi padca temperature ali puščanja olja.

1.3 Zaradi okvare transformatorja nastane majhna količina plina

1.4. Transformator ima kratkostično napako v prehodu. Pod vplivom prodornega kratkostičnega toka se hitrost pretoka olja med oljnima režama poveča. Ko se tlačna razlika med oljno režo in zunanjim delom navitja močno spremeni, lahko pride do okvare plinskega releja. Prehodni kratkostični tok povzroči segrevanje navitja. Ko je večkratnik kratkostičnega toka velik, se temperatura navitja hitro dvigne, kar povzroči širjenje volumna olja in okvaro plinskega releja.

1,5, okvara plinskega releja ali sekundarnega tokokroga.

Zgornji dejavniki lahko povzročijo delovanje signala za zaščito pred plinom.

10. Obdelava po ukrepih za zaščito pred plinom

1. Po delovanju naprave za zaščito transformatorskega plina jo je treba skrbno preveriti, skrbno analizirati in pravilno oceniti ter nemudoma sprejeti ukrepe.

A. Ko se aktivira signal plinske zaščite, takoj preverite transformator, da ugotovite vzrok delovanja, ne glede na to, ali je vzrok kopičenje zraka, znižanje nivoja olja, napaka sekundarnega tokokroga ali notranja napaka zgornjega transformatorja. Če je v plinskem releju plin, zabeležite količino plina, opazujte barvo plina in preverite, ali je vnetljiv, ter vzemite vzorce plina in olja za kromatografsko analizo. Naravo napake transformatorja je mogoče določiti v skladu z ustreznimi predpisi in smernicami. Kromatografska analiza se nanaša na kvalitativno in kvantitativno analizo vodika, kisika, ogljikovega monoksida, ogljikovega dioksida, metana, etana, etilena, acetilena in drugih plinov, ki jih vsebuje zbrani plin, z uporabo kromatografa. Natančno določite naravo, trend razvoja in resnost napak.

B. Če je plin v plinskem releju brezbarven, brez vonja in negorljiv, kromatografska analiza pa ugotovi, da gre za zrak, lahko transformator nadaljuje z delovanjem in pravočasno odpravi napako dovoda zraka.

Če je plin v plinskem releju vnetljiv in je rezultat kromatografske analize raztopljenega plina v olju nenormalen, je treba opraviti celovito presojo, da se ugotovi, ali je transformator izven uporabe.

2. Ko se sproži Buchholzov rele, transformatorja ne smete zagnati, dokler se ne ugotovi vzrok in napaka ne odpravi. Za ugotavljanje vzrokov je treba upoštevati predvsem naslednje dejavnike in opraviti celovito presojo.

a. Ali je dihanje slabo ali izčrpano;

b. Ali so sekundarni tokokrogi, kot sta zaščita in enosmerni tok, normalni;

c. Ali ima videz transformatorja kakršne koli nenormalne pojave, ki jasno odražajo naravo napake;

d. Ali je plin, ki se je nabral v plinskem releju, vnetljiv;

e. Rezultati kromatografske analize plina v plinskem releju in plina, raztopljenega v olju;

f. Potrebni rezultati električnih preizkusov;

g. Delovanje drugih relejnih zaščitnih naprav transformatorja.

11. Varnostni ukrepi v zvezi z zaščito pred plinom

Pri lahkem zaščitnem ukrepu se sproži signal zaščitnega ukrepa, ki vzdrževalno osebje opomni, naj nemudoma ukrepa glede transformatorja; pri resnem pa se sproži stikalo transformatorja, zaradi česar se transformator takoj ustavi, kar pa ne more zagotoviti zanesljivosti napajanja. Predlagani so ukrepi za zaščito pred plinom:

1. Za izboljšanje zanesljivosti delovanja težkih plinov spremenite spodnjo bojo plinskega releja v pregradno, kontakt pa v navpično.

2. Da preprečite kratek stik plinskega releja zaradi puščanja vode, je treba na njegovih priključkih in priključnih omaricah kabelskih vodnikov sprejeti ukrepe za zaščito pred dežjem.

3. Priključna žica plinskega releja mora biti oljeodporna.

4. Priključne žice in kable plinskega releja je treba priključiti na priključke v priključni omarici za kabelske vodnike.