Schutzgeräte für Transformatoren

Transformatoren spielen eine entscheidende Rolle in Energiesystemen, und die Gewährleistung ihrer Zuverlässigkeit und Sicherheit erfordert die Implementierung verschiedener Schutzvorrichtungen. Diese Geräte überwachen nicht nur die Transformatorbedingungen, sondern handeln auch schnell, um potenzielle Störungen zu verhindern, die zu Betriebsunterbrechungen oder Schäden führen könnten.

Thermometer

In der Regel wird das am Transformator installierte Thermometer zur Temperaturmessung und zur Kontrolle der Temperatur-Signalverarbeitung verwendet. Es gibt zwei Arten der Messung: lokale Messung und Fernmessung; der Steuerungstyp dient dazu, den Start und Stopp der Kühlequipment und die Temperaturwarnung zu steuern. Einige Transformatoren sind auch mit analogen Wickelthermometern ausgestattet, die auf dem Transformatorlaststrom basieren (gemessen durch einen Isolatorstromtransformator) und dem vorab eingestellten Verhältnis entsprechen, um die durchschnittliche Temperatur oder die Temperatur eines heissen Punktes der Wickelung indirekt widerzuspiegeln. Wenn die Temperatur des heissen Punktes der Wickelung gemessen wird, ist die Differenz zwischen dem Temperaturanstieg des heissen Punktes und dem Temperaturanstieg des Durchschnitts in der Regel der Entwurfsberechnungswert.

Es gibt auch ein faseroptisches Thermometer, das selten direkt am Transformator verwendet wird. Es wird eingesetzt, um die faseroptische Temperatursonde direkt an dem erwarteten heissen Punkt der Wickelung zu vergraben, um die Temperatur des heissen Punktes der Wickelung zu messen. Diese Art von faseroptischem Thermometer wird oft nur in experimentellen Forschungsanlagen von Herstellern oder Forschungsabteilungen eingesetzt, um Computerprogramme usw. zu testen.

Ölpolster

Dieses Gerät verhindert den direkten Kontakt zwischen Isolieröl und Luft, indem es eine Kammer aus synthetischem Gummi auf der Oberfläche des inneren Isolieröls anordnet. Die Gummikammer besteht aus Nylon mit guter Öl- und Regenbeständigkeit. Die Luft in der Gummikammer ist durch einen mit Silikagel ausgestatteten Atemventilator mit der Außenluft verbunden, wodurch die Verschlechterung des Gummis verhindert wird. Das Gerät zur Anzeige des Ölstands im Ölkissen ist ein elektromagnetisches Ölstandmessgerät, und die maximale und minimale Verschiebung der Ölstandschwimmerposition ist in 10 Skalen unterteilt und auf dem Ziffernblatt markiert, anstatt das Ölvolumen in gleichmäßige Skalen zu unterteilen. Wenn der Ölstand im Ölkissen aus irgendeinem Grund auf 0 sinkt, schließen die Kontakte im Ölstandsmessgerät und ein Alarm wird ausgelöst.

Ölkonservator und Trockenmittel

Große und mittelgroße Transformatoren sind mit Ölbehältern ausgestattet. Einerseits dient der Ölbehälter zur Anpassung der Volumenänderung des Transformatoröls, die durch Temperaturänderungen verursacht wird; andererseits verringert er die Fläche des Kontakts zwischen Transformatoröl und Atmosphäre, reduziert den Grad der Feuchtigkeit (Wasser) und des Sauerstoffs, die in das Transformatoröl gelangen, und verlangsamt so die Verschlechterung des Öls. Im Falle eines Fehlers wird die Wärme das Transformatoröl verdampfen, was das Gasrelais dazu anregt, ein Alarmsignal zu senden oder die Stromversorgung abzuschalten. Bei einem schwerwiegenden Unfall wird das Transformatoröl in großen Mengen verdampfen, und das Öl und Gas brechen durch das versiegelte Glas des Sicherheitsluftrohrs und strömen aus dem Transformatorölbehälter, um ein Platzen des Ölbehälters zu verhindern.

Das Trockenmittel hält die Atmosphäre, die in den Öl-Lagerschrank eintritt, trocken, wenn das Öl im Transformator sein Volumen mit der Temperatur ändert. Wenn das Trockenmittel farbwechselndes Silikagel verwendet, um Feuchtigkeit aufzunehmen, sollte das Silikagel rechtzeitig ersetzt oder getrocknet werden, um es wieder blau zu machen, wenn sich die Farbe des Silikagels von blau zu rot ändert. Die Feuchtigkeitsaufnahmefähigkeit des Silikagels hängt von der Trockenheit des Silikagels, der Luftfeuchtigkeit, der Umgebungstemperatur usw. ab.

Kapsel- und Membranöl-Lagerungsschränke können den direkten Kontakt zwischen Öl und Luft verhindern und das Eindringen von äußerer Feuchtigkeit und Sauerstoff in das trockene Transformatoröl verhindern. Allerdings ist, unabhängig davon, dass die Gummimembran noch eine geringe Luftdurchlässigkeit aufweist, die Lebensdauer oft ein Anliegen für die Menschen. Um die Luftdurchlässigkeit und die Bedenken der Menschen hinsichtlich der Lebensdauer der Kapsel zu beseitigen, ist ein gewellter Ausdehnungsöl-Lagerungsschrank aus Edelstahlblech aufgetaucht. Der gewellte Ausdehnungsöl-Lagerungsschrank löst nicht nur das Problem der Lebensdauer der Kapsel, sondern eliminiert auch vollständig die Möglichkeit, dass äußere Feuchtigkeit und Sauerstoff während des Betriebs des Transformators durch den Öl-Lagerungsschrank in das Transformatoröl eindringen.

Um zu verhindern, dass die Kapsel oder der externe Öltyp gewellter Expander während des Langzeitbetriebs Feuchtigkeit im Inneren speichert, sollte die Luft, die in diese Öl-Lagerungsschränke eindringt, ebenfalls durch einen Luftentfeuchter getrocknet werden.

Gasrelais

Das Buehholz-Gasrelais ist an dem Verbindungsrohr zwischen dem Hochspannungsanschluss Steigrohr des Haupttransformators und dem Ölpolster installiert. Es handelt sich um einen Schwimmertyp. Wenn das durch den Transformatorfehler erzeugte Gas sich an der Oberseite des Gasrelays sammelt und 450 erreicht.±Der 10cc, der Schwimmer F1 des Gasrelais sinkt, um den Alarmkreis zu verbinden; wenn ein großer Fehler im Transformator auftritt, aufgrund der großen Menge an erzeugtem Gas, steigt der Ölfluss an. Wenn die Ölflussgeschwindigkeit 100 cm/s erreicht, wirkt der Schwimmer F2, um den Auslösekreis zu verbinden. Der offene Becherblenden-Gasrelais, dessen Hauptstruktur aus zwei oberen und unteren offenen Bechern und einem Ausgleichshammer besteht. Wenn der Transformator normal arbeitet, sind die oberen und unteren offenen Becher in Öl eingetaucht. Das Drehmoment, das durch die Schwerkraft des offenen Bechers im Öl erzeugt wird, ist geringer als das vom Ausgleichshammer erzeugte Drehmoment, sodass der offene Becher nach oben kippt und der Relaiskontakt nicht reagiert. Wenn ein kleiner Fehler im Öltank auftritt, steigt eine kleine Menge Gas auf und sammelt sich allmählich im oberen Teil des Relais, wodurch der Ölstand sinkt. Der obere offene Becher tritt aus der Öloberfläche aus. Zu diesem Zeitpunkt, aufgrund der Verringerung des Schwimmers, ist das durch die Schwerkraft des offenen Bechers plus das Gewicht des Öls im Becher erzeugte Drehmoment größer als das durch den Ausgleichshammer erzeugte Drehmoment, sodass die Kontakte des oberen offenen Bechers aktiviert werden und das Signal für die Schutzmaßnahme bei leichtem Gas gesendet wird. Wenn ein schwerwiegender Fehler im Transformator-Öltank auftritt, haben große Mengen Gas und Öl direkten Einfluss auf die Blende des unteren offenen Bechers, wodurch die Kontakte des unteren offenen Bechers betrieben werden, wodurch die schwere Gas-Schutzmaßnahme ausgelöst wird.

Druckentlastungsgerät

Das Druckentlastungsgerät des Transformators verwendet ein Druckentlastungsventil, das eine hohe Empfindlichkeit aufweist und den erhöhten Druck im Transformator innerhalb von 2 ms sofort ablassen kann. Das Gerät leitet das freigesetzte Isolieröl über ein Rohr in den unteren Öltank des Transformators ab.

Druckablasser

Der Druckentlastungsmechanismus ist tatsächlich ein durch eine Feder komprimiertes Ventil. Das Ventil hat die Funktion einer sofortigen Verstärkung der Anfangskraft. Es wird verwendet, um den sofortigen Druckanstieg im Transformatoröltank zu entlasten, um den Transformatoröltank zu schützen und Schäden am Öltank zu vermeiden. Wenn der Innendruck des Öltanks auf einen Wert unter dem Federdruck entlastet wird, schließt der Druck der Feder automatisch das Ventil, um ein Überlaufen des Transformatoröls zu verhindern. Wenn der Druckentlastungsmechanismus aktiviert wird, wird ein Alarmsignal ausgesendet. Der Signalleitungsbox sollte trocken gehalten werden, um falsche Alarm_signale zu vermeiden, wenn sie nass ist. Gleichzeitig sollte auf die Zeitnähe der Feder geachtet werden, und wenn nötig, sollten regelmäßige Inspektionen durchgeführt werden.

Der Druckentlastungsmechanismus ist normalerweise oben auf dem Öltank installiert, um den statischen Druck während des normalen Betriebs zu reduzieren. Um zu verhindern, dass heißes Öl beim Aktivieren auf Geräte und Personal spritzt, kann das Öl-Leitungsrohr verwendet werden, um das gespritzte Öl im Rohr zu begrenzen und in das Ölbecken am Fundament fließen zu lassen.

Große Transformatoren mit einem Ölvorkommen, das eine bestimmte Menge überschreitet, sollten mit zwei Druckentlastungsmechanismen ausgestattet sein.

Online aufgelöster Gasanalysator im Öl

Derzeit werden in Stromversorgungssystemen zwei Haupttypen von online gelösten Gasanalysatoren verwendet. Der eine besteht darin, eine Gas-semi-permeable Membran-Sonde zu verwenden, die mit dem Transformatoröl in Kontakt kommt und das Gas im Transformatoröl sammelt. Die Detektoren sind gasempfindliche Halbleiter und Brennstoffzellen; der andere verwendet Gas- oder Flüssigkeitschromatographie-Analysetechnologie für die online Analyse von gelösten Gasen in Öl.

Produkte, die Gas-semi-permeable Membran-Sonden verwenden, haben im Allgemeinen eine geringe Analysegenauigkeit. Insbesondere bei Verwendung von gasempfindlichen Halbleiterdetektoren kann in der Regel nur auf Wasserstoff reagiert werden; und bei Verwendung von Brennstoffzellen als Detektoren können neben Wasserstoff auch andere Gase nur teilweise erkannt werden. Beispielsweise kann in der Regel die Gesamtmenge einer Mischung aus vier Gasen, Wasserstoff (100%), Kohlenmonoxid (18%), Ethylen (1.5%) und Acetylen (8%), erkannt werden. Mit anderen Worten, die insgesamt detektierte Gasmenge besteht hauptsächlich aus Wasserstoff.

Zum Beispiel, wenn der tatsächliche Gehalt an gelösten Gasen im Transformatoröl ist:

H₂——300*10^-6 CO——500*10^-6

C₂H₄——100*10^-6C₂H₂——5*10^-6

Dann: Instrumentenanzeigewert=（300*1+500*0.18+100*0.015+5*0.08）*10^-6

H201R und H201i, die Brennstoffzellen als Detektoren verwenden, sind analog und digital. Das Online-Analysegerät für gelöste Gase, das eine gassemipermeable Membran-Sonde verwendet, kann als einfach ein “Hund” betrachtet werden, der die gelösten Gase im Transformatorenöl bewacht. Wenn die im Öl angezeigten gelösten Gase abnormal sind, sollten Proben im Labor entnommen werden, um eine genauere Analyse der gelösten Gase im Öl durchzuführen.

Eine andere Art von Analyzer für im Öl gelöste Gase ist ein echter Analyzer für im Öl gelöste Gase. Er kann 6 oder 8 Arten von im Öl gelösten Gasen analysieren, und seine Analysegenauigkeit ist in der Regel in. Da er sehr teuer ist, wird er selten an Transformatoren verwendet.

Wasserlecküberwachung

Jeder Transformator-Kühler ist mit einem Wasseraustrittsdetektor ausgestattet. Da die Transformator-Kühlerleitung ein Doppelrohr ist, wird das Gerät ein Alarmsignal ausgeben, wenn das Innenrohr des Kühlerwärmetauschers leckt. Während des Patrouillenprozesses können Sie das Inspektionsfenster am Wasseraustrittsdetektor beobachten, um zu prüfen, ob es zu einem Austritt kommt.

Ölpuffer und Ölstandsanzeiger

Das Ölpolster ist hauptsächlich für die Ölauffüllung und Ölbevorratung des Transformators verantwortlich. Es ist an der höchsten Stelle des Transformatorenölstands installiert. Es umfasst hauptsächlich den Ölpolsterkörper, den Gummiluftpolster, die Ölstandsanzeige, den Ölpolsterkörper und den Gummiluftpolster durch Rohre usw. Der Ölpolsterkörper beinhaltet das Ölfüllventil, das Ölablassventil, das Entlüftungsventil, das Probenahmeventil; wenn die Last zunimmt, steigt die Temperatur des Transformators, das Isolieröl dehnt sich aus, und ein Teil des Isolieröls im Öltank fließt in das Ölpolster. Die Luft, die den Raum des Ölpolsters einnimmt, wird über das Luftrohr und den Atemluftfilter abgeführt. Wenn die Last abnimmt, sinkt die Temperatur des Transformators, die Dichte des Isolieröls steigt, und ein Teil des Isolieröls aus dem Ölpolster fließt in den Öltank zur Auffüllung.

Die Ölstandsanzeige ist eine scheibenförmige Ölstandsanzeige, die hauptsächlich den Ölhorizont im Ölpolster widerspiegelt. Wenn sich das Öl im Ölpolster ändert, bewegt sich der Schwimmer im Ölpolster mit der Änderung des Ölstands auf und ab. Die Verbindung des Schwimmers wird das Getriebe antreiben, um die Drehung des Rotors der Ölstandsanzeige außerhalb des Ölpolsters zu übertragen. Der mit dem Stator-Magneten (Permanentmagnet) verbundene Zeiger dreht den entsprechenden Winkel durch die Drehung des Rotor-Magneten und gibt das niedrige Ölstandalarmsignal über den elektrischen Kontakt weiter. Die Ölstandsanzeige hat insgesamt 10 Skalen, um den Ölstand im Ölpolster widerzuspiegeln. Wenn der Ölstandzeiger 0 anzeigt, wird ein Haupttransformator-Niedrigölstandalarmsignal ausgegeben.

Fazit

Die Schutzgeräte für Transformatoren sind unerlässlich, um eine unterbrechungsfreie Stromversorgung zu gewährleisten und die Lebensdauer des Transformators zu verlängern. Durch die Überwachung der Temperatur, das Management der Ölqualität, die Erkennung von Gasanomalien und die Kontrolle der Feuchtigkeit reduzieren diese Geräte Risiken und verbessern die betriebliche Zuverlässigkeit in verschiedenen Industrie- und Gewerbeanwendungen.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die wirksame Integration von Schutzgeräten für Transformatoren nicht nur die betriebliche Zuverlässigkeit erhöht, sondern auch die Wartungskosten senkt und die Sicherheit in Stromverteilungsnetzen gewährleistet.

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