Urządzenia ochronne transformatora

Transformatory odgrywają kluczową rolę w systemach energetycznych, a zapewnienie ich niezawodności i bezpieczeństwa wymaga wdrożenia różnych urządzeń ochronnych. Urządzenia te nie tylko monitorują stan transformatorów, ale także szybko reagują, aby zapobiec potencjalnym awariom, które mogą prowadzić do zakłóceń w działaniu lub uszkodzeń.

Termometr

Zwykle termometr zainstalowany na transformatorze służy do pomiaru temperatury oraz kontroli zbierania sygnałów temperatury. Istnieją dwa typy pomiaru: pomiar lokalny i pomiar zdalny; typ kontrolny polega na kontrolowaniu włączenia i wyłączenia sprzętu chłodniczego oraz alarmu temperatury. Niektóre transformatory są też wyposażone w analogowe termometry zwojowe, które opierają się na prądzie obciążenia transformatora (mierzonego przez transformator prądowy przekładnika) oraz wcześniej ustawionym współczynniku w celu pośredniego odzwierciedlenia średniej temperatury lub temperatury punktu gorącego uzwojenia. Jeśli mierzona jest temperatura punktu gorącego uzwojenia, różnica między wzrostem temperatury punktu gorącego a wzrostem temperatury średniej jest zazwyczaj wartością obliczeniową projektu.

Istnieje również termometr światłowodowy, który rzadko jest używany bezpośrednio na transformatorze. Jego celem jest pochowanie sondy pomiarowej światłowodowej bezpośrednio w oczekiwanym punkcie gorącym uzwojenia w celu pomiaru temperatury punktu gorącego uzwojenia. Ten typ termometru światłowodowego jest często wykorzystywany tylko w badaniach eksperymentalnych w zakładach produkcyjnych lub działach badawczo-rozwojowych do testowania programów komputerowych itp.

Poduszka olejowa

To urządzenie zapobiega bezpośredniemu kontaktowi między olejem izolacyjnym a powietrzem, umieszczając syntetyczną gumową komorę na powierzchni wewnętrznego oleju izolacyjnego. Komora gumowa wykonana jest z nylonu, który ma dobrą odporność na olej i deszcz. Powietrze w komorze gumowej jest połączone z powietrzem zewnętrznym przez respirator wyposażony w żel krzemionkowy, co zapobiega pogorszeniu się jakości gumy. Urządzenie wskazujące poziom oleju w poduszce olejowej to elektromagnetyczny wskaźnik poziomu oleju, a maksymalne i minimalne przemieszczenie pozycji pływaka poziomu oleju jest podzielone na 10 skal i oznaczone na tarczy, zamiast dzielić objętość oleju na jednostajne skale. Kiedy poziom oleju w poduszce olejowej spadnie do 0 z jakiegoś powodu, styki w wskaźniku poziomu oleju zamykają się i uruchamiają alarm.

Zbiornik olejowy i osuszacz

Duże i średniej wielkości transformatory są wyposażone w konserwatory oleju. Z jednej strony konserwator oleju służy do regulacji zmian objętości oleju transformatorowego spowodowanych zmianami temperatury; z drugiej strony, zmniejsza powierzchnię ​​kontaktu między olejem transformatorowym a atmosferą, zmniejsza stopień wnikania wilgoci (wody) i tlenu do oleju transformatorowego, tym samym spowalniając degradację oleju. W przypadku awarii ciepło odparuje olej transformatorowy, co spowoduje uruchomienie przekaźnika gazowego, który wyśle sygnał alarmowy lub odetnie zasilanie. Jeśli wystąpi poważny wypadek, olej transformatorowy odparuje w dużych ilościach, a olej i gaz przenikną przez uszczelnione szkło rury bezpieczeństwa i wyjdą z zbiornika oleju transformatorowego, aby zapobiec pęknięciu zbiornika oleju.

Środek osuszający utrzymuje atmosferę wchodzącą do szafki do przechowywania oleju w suchym stanie, gdy olej w transformatorze zmienia objętość w zależności od temperatury. Jeśli środek osuszający wykorzystuje żel krzemionkowy zmieniający kolor do absorbowania wilgoci, żel krzemionkowy należy wymienić na czas lub wysuszyć, aby przywrócić mu niebieski kolor, gdy kolor żelu krzemionkowego zmienia się z niebieskiego na czerwony. Efektywność absorpcji wilgoci przez żel krzemionkowy zależy od jego suchości, wilgotności powietrza, temperatury otoczenia itp.

Kabiny do przechowywania oleju typu kapsułowego i membranowego mogą zapobiegać bezpośredniemu kontaktowi oleju z powietrzem oraz chronić przed zewnętrzną wilgocią i tlenem, które mogą przedostać się do suchego oleju transformatorowego. Jednak oprócz faktu, że membrana gumowa wciąż ma niewielką przepuszczalność powietrza, żywotność urządzenia często budzi obawy ludzi. Aby wyeliminować przepuszczalność powietrza i obawy dotyczące żywotności kapsuły, pojawiła się kabina do przechowywania oleju z falowaną rozprężką wykonana ze stali nierdzewnej. Falowana kabina do przechowywania oleju nie tylko rozwiązuje problem żywotności kapsuły, ale także całkowicie eliminuje możliwość dostania się zewnętrznej wilgoci i tlenu do oleju transformatorowego przez kabinę do przechowywania oleju podczas pracy transformatora.

Aby zapobiec gromadzeniu się wilgoci wewnątrz kapsuły lub zewnętrznego olejowego ekspandera falistego podczas długoterminowej pracy, powietrze dostające się do tych szafek do przechowywania oleju powinno być również osuszane przez osuszacz powietrza.

Przekaźnik gazowy

Przekaźnik gazowy Buehholz jest zainstalowany na rurze łączącej wysokotensionowy przewód wyjściowy transformatora i poduszkę olejową. Jest to typ pływakowy. Gdy gaz generowany przez awarię transformatora gromadzi się na szczycie przekaźnika gazowego i osiąga 450±10cc, pływak F1 przekaźnika gazowego opada, aby połączyć styk obwodu alarmowego; gdy wystąpi poważna awaria transformatora, z powodu dużej ilości wytworzonego gazu, przepływ oleju wzrasta. Gdy prędkość przepływu oleju osiągnie 100 cm/s, pływak F2 działa, aby połączyć obwód odłączenia. Przekaźnik gazowy typu otwartego kielicha, jego główna struktura składa się z dwóch otwartych kielichów górnego i dolnego oraz młota równoważącego. Gdy transformator działa normalnie, górny i dolny otwarty kielich są zanurzone w oleju. Moment obrotowy generowany przez grawitację otwartego kielicha w oleju jest mniejszy niż moment obrotowy generowany przez młot równoważący, dzięki czemu otwarty kielich odchyla się ku górze i styk przekaźnika nie działa. Gdy wystąpi niewielka awaria wewnątrz zbiornika olejowego, mała ilość gazu unosi się i stopniowo gromadzi w górnej części przekaźnika, powodując spadek poziomu oleju. Górny otwarty kielich wycieka z powierzchni oleju. W tym momencie, z powodu obniżenia się pływaka, moment obrotowy generowany przez grawitację otwartego kielicha oraz ciężar oleju w kielichu jest większy niż moment obrotowy generowany przez młot równoważący, dzięki czemu styki górnego otwartego kielicha są aktywowane, a sygnał ochrony lekkiego gazu jest wysyłany. Gdy wystąpi poważna awaria wewnątrz zbiornika oleju transformatora, duża ilość gazu i oleju bezpośrednio uderza w przegrodę dolnego otwartego kielicha, powodując działanie styków dolnego otwartego kielicha, a tym samym odłączenie ochrony przed ciężkim gazem.

Urządzenie do zwalniania ciśnienia

Urządzenie zaworu bezpieczeństwa transformatora wykorzystuje zawór bezpieczeństwa, który ma wysoką czułość i może natychmiastowo uwolnić zwiększone ciśnienie w transformatorze w ciągu 2 ms. Urządzenie odprowadza uwolniony olej izolacyjny do dolnego basenu olejowego transformatora przez przewód.

Zwalniacz ciśnienia

Zawór odciążający to tak naprawdę zawór sprężynowy. Zawór ma funkcję natychmiastowego wzmocnienia siły rozruchowej. Służy do uwalniania nagłego wzrostu ciśnienia w zbiorniku oleju transformatorowego, aby chronić zbiornik oleju transformatorowego i unikać uszkodzeń zbiornika oleju. Gdy ciśnienie wewnętrzne zbiornika oleju zostanie obniżone do wartości niższej niż ciśnienie sprężyny, ciśnienie sprężyny automatycznie zamknie zawór, aby zapobiec przelewaniu się nadmiaru oleju transformatorowego. Gdy zawór odciążający jest aktywowany, wydawany jest sygnał alarmowy. Skrzynka sygnałowa powinna być trzymana w suchym miejscu, aby uniknąć fałszywych sygnałów alarmowych, gdy jest wilgotna. W tym samym czasie należy zwrócić uwagę na terminowość sprężyny i przeprowadzać regularne inspekcje, jeśli to konieczne.

Zawór odciążający jest zazwyczaj instalowany na górze zbiornika oleju w celu zmniejszenia ciśnienia statycznego podczas normalnej pracy. Aby zapobiec spryskiwaniu gorącego oleju na urządzenia i pracowników podczas jego aktywacji, można użyć rury prowadzącej olej, aby ograniczyć spryskiwanie oleju w rurze i skierować go do basenu olejowego na fundamencie.

Duże transformatory o objętości oleju przekraczającej określoną ilość powinny być wyposażone w dwa zawory odciążające.

Online analizator gazu rozpuszczonego w oleju

Istnieją dwa główne typy analizatorów gazów rozpuszczonych online, które są obecnie używane w systemach energetycznych. Jeden wykorzystuje sondę z półprzepuszczalną membraną gazową do kontaktu z olejem transformatorowym i zbierania gazu w oleju transformatorowym. Detektory są półprzewodnikami wrażliwymi na gaz i ogniwami paliwowymi; drugi wykorzystuje technologię analizy chromatografii gazowej lub cieczy do analizy gazów rozpuszczonych w oleju w trybie online.

Produkty wykorzystujące sondy z półprzepuszczalnymi membranami gazowymi zazwyczaj mają niską dokładność analizy. W szczególności, gdy używane są detektory półprzewodnikowe wrażliwe na gaz, zazwyczaj reagują tylko na wodór; a gdy stosuje się ogniwa paliwowe jako detektory, oprócz wodoru inne gazy mogą być wykrywane tylko częściowo. Na przykład całkowita ilość mieszaniny czterech gazów: wodoru (100%), dwutlenku węgla (18%), etylenu (1.5%) i acetylenu (8%) zazwyczaj może być wykrywana. Innymi słowy, całkowita ilość wykrywanego gazu to głównie wodór.

Na przykład, jeśli rzeczywista zawartość gazu rozpuszczonego w oleju transformatorowym wynosi:

H₂——300*10^-6               CO——500*10^-6 

C₂H₄——100*10^-6             C₂H₂——5*10^-6

A więc: Wartość wskazania instrumentu=（300*1+500*0.18+100*0.015+5*0.08）*10^-6

H201R i H201i, które wykorzystują ogniwa paliwowe jako detektory, są analogowe i cyfrowe. Instrument do analizy gazów rozpuszczonych w oleju, wykorzystujący sondę z półprzepuszczalną membraną gazową, można uznać za “psa”, który strzeże gazów rozpuszczonych w oleju transformatorowym. Jeśli gaz rozpuszczony w oleju, wskazywany przez ten instrument, jest nieprawidłowy, należy pobrać próbki w laboratorium, aby dokładniej przeanalizować gazy rozpuszczone w oleju.

Inny typ analizatora gazów rozpuszczonych w oleju to prawdziwy analizator gazów rozpuszczonych w oleju. Może analizować 6 lub 8 typów gazów rozpuszczonych w oleju, a jego dokładność analizy jest zazwyczaj wysoka. Ponieważ jest bardzo drogi, rzadko stosuje się go w transformatorach.

Monitoring wycieków wody

Każda chłodnica transformatora jest wyposażona w detektor wycieku wody. Ponieważ rura chłodnicy transformatora jest podwójną rurą, gdy wewnętrzna rura wymiennika ciepła chłodnicy przecieka, urządzenie wyśle sygnał alarmowy. W trakcie patrolu można obserwować okno inspekcyjne na detektorze wycieku wody, aby sprawdzić, czy występuje jakiekolwiek wyciek.

Poduszka olejowa i wskaźnik poziomu oleju

Poduszka olejowa jest głównie odpowiedzialna za uzupełnianie i przechowywanie oleju transformatorowego. Jest zainstalowana na najwyższym poziomie oleju transformatorowego. Składa się głównie z korpusu poduszki olejowej, poduszki powietrznej z gumy, wskaźnika poziomu oleju oraz korpusu poduszki olejowej i poduszki powietrznej przez rury itp. Korpus poduszki olejowej zawiera zawór napełniający olej, zawór odpływowy oleju, zawór odpowietrzający, zawór pobierania próbek; gdy obciążenie wzrasta, temperatura transformatora rośnie, olej izolacyjny się rozszerza, a część oleju izolacyjnego w zbiorniku olejowym przepływa do poduszki olejowej. Powietrze zajmujące przestrzeń poduszki olejowej zostanie usunięte przez rurę powietrzną i respirator. Gdy obciążenie maleje, temperatura transformatora maleje, gęstość oleju izolacyjnego rośnie, a część oleju izolacyjnego w poduszce olejowej przepływa z powrotem do zbiornika olejowego w celu uzupełnienia.

Wskaźnik poziomu oleju to wskaźnik w kształcie dysku, który głównie odzwierciedla poziom oleju w poduszce olejowej. Gdy olej w poduszce olejowej się zmienia, pływak w poduszce olejowej będzie poruszać się w górę i w dół w zależności od zmiany poziomu oleju. Łącznik pływaka napędza zębatkę, aby przekształcić obrót rotora wskaźnika poziomu oleju znajdującego się na zewnątrz poduszki olejowej. Wskazówka przymocowana do magnesu stojana (magnes trwały) obraca się pod odpowiednim kątem w wyniku obrotu magnesu rotora i odzwierciedla alarm o niskim poziomie oleju poprzez styk elektryczny. Wskaźnik poziomu oleju ma łącznie 10 skal, które odzwierciedlają poziom oleju w poduszce olejowej. Gdy wskaźnik poziomu oleju wskazuje 0, zostanie wydany sygnał alarmowy o niskim poziomie oleju transformatora głównego.

Wnioski

Urządzenia ochrony transformatora są niezbędne do zapewnienia nieprzerwanego zasilania oraz wydłużenia żywotności transformatora. Monitorując temperaturę, zarządzając jakością oleju, wykrywając anomalia gazu i kontrolując wilgoć, te urządzenia zmniejszają ryzyko i zwiększają niezawodność operacyjną w różnych zastosowaniach przemysłowych i komercyjnych.

Podsumowując, skuteczna integracja urządzeń ochrony transformatora nie tylko zwiększa niezawodność operacyjną, ale także obniża koszty konserwacji i zapewnia bezpieczeństwo w sieciach dystrybucji energii.

Daelim Transformer oferuje zaawansowane rozwiązania w zakresie ochrony transformatorów zaprojektowane w celu zapewnienia bezpiecznej i efektywnej pracy twojego sprzętu w różnych warunkach. Dzięki Daelim Transformer, możesz skorzystać z szerokiej gamy funkcji ochronnych, które zwiększają niezawodność na długą metę i optymalizują wydajność sprzętu.