Принцип, структура, робота та обслуговування газового захисту трансформатора

1. Що таке газ?

Газ утворюється внаслідок розкладання целюлози та органічних речовин під дією анаеробних бактерій на ранній стадії накопичення вугілля стародавніми рослинами. У середовищі високої температури та високого тиску газ продовжує утворюватися внаслідок фізичних та хімічних ефектів під час утворення вугілля. Газ — це безбарвний газ без запаху, але іноді можна відчути запах яблука, що зумовлений одночасним виділенням ароматичних вуглеводнів та газу. Відносна густина газу відносно повітря становить 0,554, а густина газу в стандартному стані — 0,716 кг/м³. Проникність газу в 1,6 раза вища, ніж у повітря. Він нерозчинний у воді, не підтримує горіння та не може підтримувати дихання. Він може призвести до задухи через брак кисню, а також може призвести до опіків або вибухів.

Основними компонентами газу є алкани, переважну більшість яких становить метан, та невелика кількість етану, пропану та бутану. Крім того, він зазвичай містить сірководень, вуглекислий газ, азот та вологу, а також слідові кількості інертних газів, таких як гелій та аргон. Зачекайте. За стандартних умов метан та бутан існують у газоподібному стані, а пентан та вище – у рідкому. У разі відкритого вогню він може горіти, і станеться «газовий» вибух, що безпосередньо загрожує безпеці шахтарів.

2. Визначення газового захисту

У газовому захисному реле верхня частина являє собою герметичний поплавок, нижня частина – металеву перегородку, і обидві частини оснащені герметичними ртутними контактами. Понтони та перегородки обертаються навколо відповідних осей. Під час нормальної роботи реле заповнене маслом, буй занурений в масло, знаходиться у плаваючому положенні, а ртутний контакт відключений; перегородка провисає під дією власної ваги, і її ртутний контакт також відключений. При незначному пошкодженні всередині трансформатора газ утворюється повільно, і спочатку він накопичується у верхньому просторі газового реле на шляху до маслорозширювача, що призводить до зниження рівня масла, опускання буя, замикання ртутного контакту та сигналу затримки ввімкнення, це так званий «легкий газ»; Коли всередині трансформатора виникає серйозна несправність, утворюється сильний газ, і тиск у масляному баку миттєво зростає, що призводить до великого потоку оливи, який впливає на напрямок масляної подушки, оскільки потік оливи впливає на перегородку. Перегородка долає опір пружини, змушує магніт рухатися в напрямку пружинного контакту, замикає ртутний контакт, вмикає ланцюг розмикання та вимикає автоматичний вимикач. Це так званий "важкий газ". Дія важкого газу негайно відключає всю потужність, підключену до трансформатора, щоб уникнути розширення аварії та відігравати роль захисту трансформатора.

Існують різні типи газових реле, такі як поплавкові, дефлекторні та відкритого типу. Більшість з них використовують реле QJ-80, сигнальне коло яких підключено до відкритого контакту, а коло розмикання – до дефлектора. Так звана сигнальна дія газового захисту означає, що контакт сигнального кола верхнього відкритого контакту реле замкнутий з різних причин, і лампочка світлової таблички ввімкнена.

Нормативи визначають: для масляних трансформаторів потужністю 800 кВА і вище, а також масляних трансформаторів потужністю 400 кВА і вище слід встановити газовий захист.

3. Класифікація газового захисту

Захист від газу зазвичай поділяється на дві категорії: легкий газ і важкий газ.

1. Захист від легкого газу: Трансформатор перегрівається або частково розряджається, що призводить до підвищення температури оливи в трансформаторі, утворюючи певну кількість газу, який накопичується в реле, і коли досягається певна кількість, реле спрацьовує та надсилається сигнал.

2. Захист від важких газів: Після серйозного короткого замикання в трансформаторі це вплине на трансформаторну оливу, що призведе до того, що певний потік оливи потрапить до перегородки реле та спрацює.

4. Обсяг захисту газового захисту

Газовий захист є основним захистом трансформатора, він може відображати всі несправності в баку. Включаючи: багатофазне коротке замикання в паливному баку, коротке замикання між витками обмотки, коротке замикання між обмоткою та залізним осердям або корпусом, пошкодження залізного осердя, падіння рівня оливи або витік оливи, поганий контакт перемикача відгалужень або погане зварювання дроту тощо. Газовий захист є швидким, чутливим та надійним, а структура проста. Однак він не може відображати несправність зовнішнього кола масляного бака (наприклад, підвідного дроту), тому його не можна використовувати як єдиний захисний пристрій для захисту від внутрішніх несправностей трансформатора. Крім того, газовий захист також схильний до несправностей під впливом деяких зовнішніх факторів (таких як землетруси).

Реле Бухгольца регулятора напруги під навантаженням трансформатора виконує ту саму функцію, що й реле Бухгольца головного трансформатора, з різними монтажними положеннями та різними моделями.

П'ять, спосіб встановлення захисту

Реле Бухгольца встановлюється на з'єднувальному трубопроводі від трансформатора до маслорозширювача. Під час встановлення слід звернути увагу на:

1. Спочатку щільно закрийте дросельний клапан на газовому релейному трубопроводі. Якщо дросельний клапан нещільно закритий або є інші обставини, за потреби можна злити оливу з масляної подушки, щоб запобігти переливанню великої кількості оливи під час роботи.

2. Перед встановленням нового газового реле перевірте наявність сертифіката перевірки, правильність калібру та витрати, чи не пошкоджені внутрішні та зовнішні деталі, якщо є тимчасове заклинювання всередині, його слід розібрати, і, нарешті, перевірте дію буя, дефлектора, сигнального та роз'єднувального контактів. Чи надійно вони працюють, та закрийте випускний клапан.

3. Газове реле слід встановлювати горизонтально, а напрямок стрілки, позначеної на верхній кришці, вказує на масляну подушку. У проекті напрямок осі ліній реле допускається трохи вище на кінці масляної подушки, але нахил від горизонтальної площини не повинен перевищувати 4%.

4. Відкрийте дросельний клапан, щоб заповнити газове реле маслом, а потім після заповнення маслом випустіть повітря з повітряного клапана. Якщо масляна подушка має капсулу, слід звернути увагу на спосіб заповнення та здування масла, щоб мінімізувати та уникнути потрапляння газу в масляну подушку.

5. Під час виконання захисної проводки необхідно уникати неправильного підключення та короткого замикання, уникати роботи під напругою, а також запобігати обертанню струмопровідного стрижня та витоку оливи з маленької порцелянової головки.

6. Перед введенням в експлуатацію слід провести випробування на струшування ізоляції та випробування на передачу.

6. Випробувальні вироби газових реле

Перед встановленням та використанням газового реле слід виконати такі перевірки та випробування:

1. Загальні пункти перевірки:

Скляне вікно, клапан випуску повітря, керуюча голка та вихідний клемний з'єднувач повністю без витоків оливи, а поплавок, відкрита чашка, скляне вікно тощо повністю без тріщин.

2. Тестові завдання

2.1. Випробування на герметичність: загальний тиск оливи (тиск 20 мПа, тривалість 1 год), випробування на герметичність, витоків бути не повинно.

2.2. Випробування міцності ізоляції клем: Напруга промислової частоти між вихідним клемою та вихідним клемою становить 2000 В протягом 1 хвилини. Опір ізоляції також можна виміряти мегаомметром на 2500 В. Опір ізоляції повинен бути вище 300 мОм.

2.3. Випробування на об'єм дії легкого газу: коли в оболонці накопичується 250∽300 см³ повітря, легкий газ повинен діяти надійно.

2.4. Випробування швидкості потоку за дії важкого газу.

7. Щоденний огляд

Правила експлуатації силових трансформаторів DL/T572-95 (далі - "правила") передбачають, що під час щоденної перевірки трансформаторів перш за все необхідно перевірити наявність газу в газовому реле, і під час перевірки газу слід звернути увагу на такі моменти:

1. Клапан на з'єднувальній трубі газового реле повинен бути у відкритому положенні.

2. Респіратор трансформатора повинен бути в нормальному робочому стані.

3. З'єднувальний елемент газового захисту слід встановити правильно.

4. Рівень оливи в масляній подушці повинен бути в належному положенні, а реле заповнене оливою.

5. Водонепроникний чохол газового реле повинен бути міцним.

6. Клеми реле не повинні просочуватися маслом і повинні бути захищені від проникнення дощу, снігу та пилу. Блок живлення та його вторинне коло повинні мати водонепроникні, маслонепроникні та антифризні заходи, а також повинні бути водонепроникними та маслонепроникними навесні та восени, а також проводити перевірки на наявність антифризу.

Вісім, робота газового захисту

Коли трансформатор працює нормально, реле Бухгольца працює без жодних відхилень. Щодо робочого стану реле Бухгольца, нормативні акти містять такі положення:

1. Під час роботи трансформатора газовий захист слід підключити до сигнального пристрою та вимикача, а газовий захист перемикача відводів під навантаженням – до вимикача.

2. Коли трансформатор виконує наступну роботу під час роботи, захист від важкого газу слід знову підключити до сигналу:

2.1. Під час використання одного автоматичного вимикача для керування двома трансформаторами, коли один з них переводиться в резервний режим, резервний трансформатор слід знову підключити до сигналу.

2.2. Під час фільтрації оливи, поповнення запасів оливи, заміни занурювального масляного насоса або заміни адсорбенту очищувача оливи, а також відкриття та закриття клапана на з'єднувальній трубі газового реле.

2.3. Під час роботи на газовому захисті та його вторинному контурі.

2.4. За винятком зразка оливи та клапана випуску повітря у верхній частині реле Бухгольца, відкрийте клапани випуску повітря, зливу оливи та впуску оливи у всіх інших місцях.

2.5. Коли рівень оливи на покажчику рівня оливи аномально підвищується або у системі всмоктування та відсмоктування виникають аномальні явища, необхідно відкрити клапан випуску повітря або випуску оливи.

3. Протягом прогнозованого періоду землетрусів режим роботи захисту від важких газів слід визначати відповідно до конкретних умов трансформатора та сейсмічних характеристик газового реле. Трансформатори, які вийшли з ладу через дії захисту від важких газів, спричинені землетрусами, слід перевірити та випробувати перед введенням в експлуатацію, і їх можна вводити в експлуатацію лише після підтвердження відсутності аномалій.

9. Причини дії для газового захисту

1. Причини дії легкого газу

1.1. Повітря потрапляє в трансформатор через поганий масляний фільтр, заправку паливом або систему охолодження.

1.2. Рівень оливи нижчий за рівень газового буя індикатора газового реле через падіння температури або витік оливи

1.3. Внаслідок виходу з ладу трансформатора утворюється невелика кількість газу

1.4. Трансформатор має коротке замикання внаслідок прохідного струму короткого замикання. Під дією прохідного струму короткого замикання швидкість потоку оливи між масляними зазорами збільшується. Коли різниця тисків між масляним зазором та зовнішньою частиною обмотки значно змінюється, газове реле може вийти з ладу. Прохідний струм короткого замикання призводить до нагрівання обмотки. Коли кратність струму короткого замикання велика, температура обмотки швидко підвищується, що призводить до розширення об'єму оливи та несправності газового реле.

1.5, несправність газового реле або вторинного кола.

Вищезазначені фактори можуть призвести до спрацювання сигналу газового захисту.

10. Обробка після газозахисних заходів

1. Після спрацювання пристрою захисту трансформатора від газового забруднення його слід ретельно перевірити, ретельно проаналізувати та правильно оцінити, а також негайно вжити заходів.

A. Коли спрацьовує сигнал газового захисту, негайно перевірте трансформатор, щоб з'ясувати причину його дії, чи то накопичення повітря, зниження рівня оливи, несправність вторинного кола чи внутрішня несправність верхнього трансформатора. Якщо в газовому реле є газ, запишіть його кількість, перевірте колір газу та перевірте його горючість, а потім візьміть проби газу та оливи для хроматографічного аналізу. Характер несправності трансформатора можна визначити відповідно до відповідних норм та інструкцій. Хроматографічний аналіз – це якісний та кількісний аналіз водню, кисню, чадного газу, вуглекислого газу, метану, етану, етилену, ацетилену та інших газів, що містяться в зібраному газі, за допомогою хроматографа. Точно визначте характер, тенденцію розвитку та тяжкість несправностей.

B. Якщо газ у газовому реле безбарвний, без запаху та негорючий, а хроматографічний аналіз визначає, що це повітря, трансформатор може продовжувати роботу та вчасно усунути дефект впуску повітря.

Якщо газ у газовому реле є легкозаймистим, а результат хроматографічного аналізу розчиненого газу в оливі є аномальним, слід провести комплексне дослідження, щоб визначити, чи трансформатор вийшов з ладу.

2. У разі спрацьовування реле Бухгольца трансформатор не можна вводити в експлуатацію, доки не буде виявлено причину та усунено несправність. Для з'ясування причин слід враховувати наступні фактори та провести комплексне обґрунтування.

а. Чи є дихання утрудненим або виснаженим;

b. Чи є вторинні кола, такі як захист та постійний струм, нормальними;

c. Чи має зовнішній вигляд трансформатора якісь аномальні явища, що чітко відображають характер несправності;

d. Чи є газ, що накопичився в газовому реле, легкозаймистим;

e. Результати хроматографічного аналізу газу в газовому реле та газу, розчиненого в олії;

f. Необхідні результати електричних випробувань;

г. Дія інших пристроїв релейного захисту трансформатора.

11. Заходи безпеки, пов'язані з газовим захистом

Захист від газу: легкий сигнал спрацьовує, щоб нагадати обслуговуючому персоналу про необхідність негайного усунення несправностей трансформатора; серйозний сигнал спрацьовує, що призводить до негайної зупинки трансформатора, що не гарантує надійності електропостачання. Запропоновано протиаварійні заходи для захисту від газу:

1. Змініть нижній буй газового реле на перегородковий, а контакт — на вертикальний, щоб підвищити надійність роботи з важким газом.

2. Щоб запобігти короткому замиканню газового реле через витік води, слід вжити заходів захисту від дощу на його клемах та клемних коробках кабельних підводів.

3. Підвідний провід газового реле повинен бути маслостійким.

4. Провідні дроти та кабелі газового реле слід підключити до клем у клемній коробці кабельних вводів відповідно.