Jako dostawca trójfazowych transformatorów mocy zanurzonych w oleju często jestem pytany o to, jak działają urządzenia zabezpieczające tych transformatorów. W tym poście na blogu zagłębię się w różne urządzenia zabezpieczające stosowane w trójfazowych transformatorach mocy zanurzonych w oleju i wyjaśnię ich zasadę działania.
Zabezpieczenie nadprądowe
Zabezpieczenie nadprądowe jest jednym z najbardziej podstawowych mechanizmów ochronnych w trójfazowym transformatorze zanurzonym w oleju. Gdy prąd przepływający przez transformator przekroczy wartość znamionową, może to spowodować przegrzanie i uszkodzenie uzwojeń.
Istnieją dwa główne typy zabezpieczeń nadprądowych: natychmiastowe zabezpieczenie nadprądowe i zabezpieczenie nadprądowe opóźnione czasowo.
Natychmiastowe zabezpieczenie nadprądowe
To urządzenie zabezpieczające działa natychmiast, gdy prąd przekroczy ustawiony próg. Został zaprojektowany w celu szybkiego odizolowania transformatora od systemu elektroenergetycznego w przypadku poważnego zwarcia. Natychmiastowy przekaźnik nadprądowy wykrywa prąd płynący przez przekładniki prądowe (CT) zainstalowane w obwodach pierwotnym i wtórnym transformatora. Kiedy prąd osiągnie wartość wystarczająco wysoką, aby uruchomić przekaźnik, wysyła sygnał do wyłącznika, który następnie wyłącza się i odłącza transformator od zasilania.
Czas - Opóźnienie - Ochrona prądowa
Opóźnione zabezpieczenie nadprądowe czasowe służy do radzenia sobie z mniej poważnymi sytuacjami nadprądowymi. Zamiast natychmiastowego wyłączania, pozwala transformatorowi przenosić przetężenie przez określony czas. Dzieje się tak, ponieważ niektóre krótkotrwałe przetężenia mogą być zjawiskiem normalnym, na przykład podczas uruchamiania silnika. Opóźnienie czasowe ustawia się na podstawie pojemności cieplnej transformatora i przewidywanego czasu trwania przetężenia. Podobnie jak w przypadku natychmiastowego zabezpieczenia nadprądowego, wykorzystuje ono również przekładniki prądowe do wykrywania prądu i przekaźnik do wysyłania sygnału wyłączenia do wyłącznika, gdy nadmierne natężenie prądu utrzymuje się powyżej ustawionego limitu czasu.
Zabezpieczenie przed nadmiernym i zbyt niskim napięciem
Zabezpieczenie przed przepięciem
Nadmierne napięcie może spowodować uszkodzenie izolacji w uzwojeniach transformatora, co prowadzi do zwarcia. Urządzenia zabezpieczające przed przepięciem monitorują napięcie na zaciskach transformatora. Transformatory potencjałowe (PT) służą do obniżania wysokiego napięcia do poziomu, który może zostać zmierzony przez przekaźnik ochronny. Gdy napięcie przekroczy wcześniej ustaloną bezpieczną granicę, zostaje aktywowany przekaźnik przepięciowy. Następnie wysyła sygnał do wyłącznika automatycznego, aby odłączyć transformator od systemu elektroenergetycznego.
Zabezpieczenie podnapięciowe
Zbyt niskie napięcie może mieć również negatywny wpływ na transformator i podłączone obciążenia. Może to spowodować zgaśnięcie silników i zmniejszenie wydajności urządzeń elektrycznych. Zabezpieczenie podnapięciowe działa w podobny sposób jak zabezpieczenie nadnapięciowe. PT mierzą napięcie, a kiedy napięcie spadnie poniżej ustawionej wartości, przekaźnik podnapięciowy wysyła sygnał do wyłącznika, który może wyłączyć transformator lub podjąć inne odpowiednie działania w celu ochrony systemu.
Zabezpieczenie różnicowe
Zabezpieczenie różnicowe jest bardzo czułą metodą ochrony trójfazowych transformatorów mocy zanurzonych w oleju. Porównuje prąd wpływający i wypływający z transformatora. Przekładniki prądowe są instalowane zarówno po stronie pierwotnej, jak i wtórnej transformatora.
Zasada działania opiera się na obowiązującym prawie Kirchhoffa, które stanowi, że suma prądów wpływających do węzła jest równa sumie prądów opuszczających węzeł. W zdrowym transformatorze prąd wchodzący i wychodzący powinien być zrównoważony. Jednakże w przypadku błędu wewnętrznego, takiego jak zwarcie w uzwojeniach, równowaga zostaje zakłócona.
Przekaźnik różnicowy w sposób ciągły oblicza różnicę pomiędzy prądem pierwotnym i wtórnym. Jeśli różnica ta przekracza ustawioną wartość, oznacza to błąd wewnętrzny, a przekaźnik wysyła sygnał do wyłącznika w celu wyłączenia transformatora. Ta metoda ochrony umożliwia szybkie wykrywanie i izolowanie usterek wewnętrznych, minimalizując uszkodzenia transformatora.
Ochrona temperaturowa
Temperatura jest krytycznym parametrem dla bezpiecznej pracy trójfazowego transformatora mocy zanurzonego w oleju. Wysokie temperatury mogą przyspieszyć starzenie się materiału izolacyjnego i skrócić żywotność transformatora.
Ochrona temperatury oleju
Olej w transformatorze służy zarówno jako czynnik chłodzący, jak i środek izolujący. Czujniki temperatury są instalowane w oleju w celu monitorowania jego temperatury. Gdy temperatura oleju wzrośnie powyżej pewnego limitu, może to wskazywać na problem, taki jak przeciążenie lub usterka wewnętrzna. Przekaźnik temperaturowy wysyła sygnał alarmujący operatora lub wyłączający transformator, w zależności od intensywności wzrostu temperatury.
Ochrona przed temperaturą uzwojenia
Oprócz temperatury oleju monitorowana jest również temperatura uzwojeń transformatora. Temperaturę uzwojenia szacuje się mierząc temperaturę oleju i biorąc pod uwagę prąd obciążenia. Ponieważ ciepło wytwarzane w uzwojeniach jest proporcjonalne do kwadratu prądu, temperaturę uzwojenia można obliczyć dokładniej. Podobnie jak w przypadku zabezpieczenia temperatury oleju, gdy temperatura uzwojenia przekroczy bezpieczny limit, podejmowane są odpowiednie działania w celu zabezpieczenia transformatora.
Ochrona gazowa (przekaźnik Buchholza)
Przekaźnik Buchholza jest bardzo ważnym urządzeniem zabezpieczającym transformatory zanurzone w oleju. Montuje się go w rurociągu pomiędzy kadzią transformatora a konserwatorem.
Gdy w transformatorze wystąpi usterka wewnętrzna, taka jak zwarcie w uzwojeniach, wytwarza się ciepło, które powoduje rozkład oleju i wytwarzanie gazu. Przekaźnik Buchholza ma dwie komory: dolną i górną.
W przypadku drobnej usterki, takiej jak wolno postępujące przebicie izolacji, powstający gaz gromadzi się w dolnej komorze. Gromadzący się gaz wypiera olej, powodując uniesienie się pływaka w dolnej komorze. Gdy pływak osiągnie określoną pozycję, aktywuje styk, który może zostać użyty do wysłania sygnału alarmowego do sterowni.
W przypadku poważnej awarii, takiej jak poważne zwarcie, duża ilość gazu i oleju szybko przepływa w kierunku konserwatora. Powoduje to ruch przegrody w górnej komorze, co aktywuje kolejny styk. Styk ten służy do wyłączania transformatora i odłączania go od systemu elektroenergetycznego, aby zapobiec dalszym uszkodzeniom.
Wniosek
Urządzenia zabezpieczające trójfazowych transformatorów elektroenergetycznych zanurzonych w oleju odgrywają kluczową rolę w zapewnieniu bezpiecznej i niezawodnej pracy systemu elektroenergetycznego. Każde urządzenie zabezpieczające ma swoją unikalną funkcję i zasadę działania i współpracują ze sobą, aby wykrywać i reagować na różne usterki i nietypowe stany.
Jako dostawcaTrójfazowy transformator mocy zanurzony w olejujesteśmy zaangażowani w dostarczanie wysokiej jakości transformatorów z zaawansowanymi systemami zabezpieczeń. Nasze transformatory, takie jakTransformator rozdzielczy 11kvITransformator rozdzielczy zanurzony w oleju 20 kvzostały zaprojektowane tak, aby spełniać najwyższe standardy branżowe i zapewniać niezawodne działanie.
Jeśli są Państwo zainteresowani naszymi produktami lub mają Państwo jakiekolwiek pytania dotyczące zabezpieczeń trójfazowych transformatorów mocy zanurzonych w oleju, prosimy o kontakt w celu dalszej dyskusji i negocjacji w sprawie zamówienia.
Referencje
- Blackburn, JL (1998). Przekaźniki ochronne: zasady i zastosowania. Marcela Dekkera.
- Gross, Kalifornia (1986). Wytwarzanie, działanie i sterowanie energią elektryczną. Johna Wileya i synów.
- Stevenson, WD (1982). Elementy analizy systemu elektroenergetycznego. McGraw-Wzgórze.