Jaké ochranné přístroje jsou zabudovány do moderních transformátorů?

Jaké ochranné zařízení jsou vestavěny do moderních transformátorů?

Moderní transformátory jsou vybaveny řadou vestavěných ochranných zařízení navržených k zajištění bezpečného provozu, prodloužení životnosti a prevenci eskalace poruch. Níže je přehled některých běžných interních ochranných zařízení a jejich funkcí:

1. Diferenciální ochrana

• Funkce: Diferenciální ochrana je hlavní ochranou proti vnitřním poruchám transformátoru. Funguje tím, že porovnává proudy na obou stranách transformátoru. Pokud dojde k nesouladu proudů, rychle spustí a izoluje poruchu, aby se zabránilo dalším poškozením.

• Použití: Je vhodná pro transformátory s velkou kapacitou nebo ty, které jsou součástí klíčových elektrických systémů.

2. Plynová (Buchholzova) relé ochrana

• Funkce: Plynová ochrana detekuje plyny generované uvnitř olejové nádrže transformátoru. Když dojde k poruše (např. prolomení izolace, krátké spojení vinutí), olej se rozloží a produkuje plyn. Plynové relé aktivuje poplach (lehký plyn) nebo signál k odpojení (těžký plyn) k odpojení zdroje energie a prevenci zhoršení poruchy.

• Použití: Široce používána v olejových transformátorech, zejména v velkých a středních jednotkách.

3. Ochrana před přetokem

• Funkce: Ochrana před přetokem detekuje neobvyklé zvýšení proudu způsobené externími nebo interními krátkými spojeními. Pokud proud překročí stanovenou hranici, ochranné zařízení spustí po určité prodlevě, aby se zabránilo poškození transformátoru způsobenému přetokem.

• Použití: Používá se jako záložní ochrana proti externím krátkým spojením v transformátorech.

4. Ochrana před přetížením

• Funkce: Ochrana před přetížením sleduje dlouhodobé přetížení transformátoru. Pokud transformátor pracuje pod přetížením po delší dobu, ochranné zařízení vydá poplach, upozorní operátory, aby podnikli opatření a zabránili poškození způsobenému přehřátím.

• Použití: Je vhodná pro všechny typy transformátorů, zejména ty, které pracují blízko plného zatížení po delší dobu.

5. Teplotní ochrana

• Funkce: Teplotní ochrana neustále sleduje teplotu oleje a vinutí transformátoru. Pokud teplota překročí stanovenou hranici, ochranné zařízení spustí poplach a může aktivovat chladicí systémy k snížení teploty. V těžkých případech odpojí zdroj energie.

• Použití: Používá se v olejových a suchých transformátorech, zejména v jednotkách s velkou kapacitou.

6. Ochrana před nulovým sekvencovým proudem

• Funkce: Ochrana před nulovým sekvencovým proudem detekuje zemní poruchy v transformátoru. Když dojde k zemní poruše v vinutí nebo jádru, ochranné zařízení detekuje neobvyklé zvýšení zemního proudu a po určité prodlevě odpojí, aby izolovalo poruchu.

• Použití: Je vhodná pro transformátory v systémech s zemnou neutrálem.

7. Klapek pro uvolňování tlaku

• Funkce: Klapka pro uvolňování tlaku brání nadměrnému narůstání tlaku uvnitř olejové nádrže transformátoru. Pokud porucha (např. krátké spojení) způsobí rychlé roztažení oleje a plynu, klapka pro uvolňování tlaku automaticky otevře, aby uvolnila nadbytečný tlak a zabránila prasknutí nádrže.

• Použití: Používá se v olejových transformátorech, zejména v situacích, kde je možné rychlé zvýšení tlaku.

8. Oddechové zařízení (sušicí oddechové zařízení)

• Funkce: Oddechové zařízení odstraňuje nepožadované látky a vlhkost z vzduchu vstupujícího do nádrže konzervátora kvůli změnám teploty v transformátoru. Obsahuje sušidlo (např. sílicagel), které absorbuje vlhkost a brání kontaminaci transformátorového oleje.

• Použití: Používá se v olejových transformátorech, zejména těch, které vyžadují časté dýchání.

9. Čistič oleje (nádrž pro tepelné roztažení oleje)

• Funkce: Čistič oleje neustále čistí transformátorový olej. Obsahuje adsorbaty, které odstraňují vodu, volné kyseliny a jiné produkty stárnutí z oleje, když tento prochází čističem, což prodlužuje životnost oleje.

• Použití: Používá se v velkých a středních olejových transformátorech, zejména těch, které vyžadují dlouhodobý stabilní provoz.

10. Systém monitoringu a řízení

• Funkce: Systémy monitoringu a řízení neustále sledují provozní parametry transformátoru, jako jsou napětí, proud, teplota a hladina oleje. Pokud jsou detekovány jakékoli neobvyklé hodnoty, systém může vydávat poplachy a podnikat příslušná ochranná opatření na základě předdefinované logiky, aby zajistil bezpečný provoz.

• Použití: Je vhodný pro všechny typy transformátorů, zejména ty, které jsou součástí inteligentních sítí.

11. Neelektrická ochrana

Funkce: Neelektrická ochranná zařízení detekují neelektrické poruchy uvnitř transformátoru, jako jsou plyny, teplota oleje a tlak. Běžné neelektrické ochrany zahrnují:

• Ochrana před těžkým plynným obsahem: Spustí, když se uvnitř transformátoru vyrobí velké množství plynu.

• Ochrana před lehkým plynným obsahem: Vydá poplach, když se detekuje malé množství plynu.

• Ochrana před vysokou teplotou oleje: Spustí nebo vydá poplach, když teplota oleje překročí stanovenou hranici.

• Ochrana před uvolněním tlaku: Spustí nebo vydá poplach, když tlak uvnitř olejové nádrže překročí bezpečnou hranici.

• Použití: Používá se v olejových transformátorech, zejména v velkých a středních jednotkách.

12. Ochrana před nedostatkem napětí

• Funkce: Ochrana před nedostatkem napětí detekuje, když napětí přes transformátor klesne pod stanovenou hranici. Pokud je napětí příliš nízké, ochranné zařízení spustí a izoluje transformátor, aby zabránilo poškození způsobenému nedostatkem napětí.

• Použití: Je vhodná pro všechny typy transformátorů, zejména ty, které jsou připojeny k citlivému zařízení.

13. Ochrana před přetížením napětím

• Funkce: Ochrana před přetížením napětím detekuje, když napětí přes transformátor překročí stanovenou hranici. Pokud je napětí příliš vysoké, ochranné zařízení spustí a izoluje transformátor, aby zabránilo poškození způsobenému přetížením napětím.

• Použití: Je vhodná pro všechny typy transformátorů, zejména ty, které jsou vystaveny bleskovým úderům nebo přechodným přetížením napětím.

14. Řízení vypínače

• Funkce: Zařízení pro řízení vypínače fungují ve spolupráci s ochrannými zařízeními, aby rychle odpojila transformátor od zdroje energie, když je detekována porucha, a zabránila eskalaci poruchy.

• Použití: Je vhodná pro všechny typy transformátorů, zejména v situacích, kde je potřeba rychlé izolace.

15. Komunikační funkce

• Funkce: Moderní ochranná zařízení transformátorů často mají komunikační schopnosti, což umožňuje výměnu dat s vyššími řídícími systémy nebo jinými ochrannými zařízeními. To umožňuje vzdálený monitoring, diagnostiku poruch a analýzu dat.

• Použití: Používá se v transformátorech v rámci inteligentních sítí pro centralizované správu a údržbu.

Shrnutí

Moderní transformátory jsou vybaveny širokou škálou ochranných zařízení, které pokrývají jak elektrické, tak neelektrické ochrany. Tyto zařízení společně zajišťují bezpečný a spolehlivý provoz transformátoru v různých podmínkách. Výběr vhodných ochranných zařízení a konfigurací lze optimalizovat na základě specifického aplikace prostředí a požadavků transformátoru, což zlepšuje celkovou bezpečnost systému.