Jakie urządzenia ochronne są wbudowane w nowoczesne transformatory?

Jakie urządzenia ochronne są wbudowane w nowoczesne transformatory?

Nowoczesne transformatory wyposażone są w wiele wbudowanych urządzeń ochronnych zaprojektowanych do zapewnienia bezpiecznej pracy, przedłużenia ich żywotności i zapobiegania eskalacji uszkodzeń. Poniżej znajduje się przegląd niektórych typowych wewnętrznym urządzeń ochronnych oraz ich funkcji:

1. Ochrona różnicowa

• Funkcja: Ochrona różnicowa jest podstawową ochroną przed wewnętrznymi uszkodzeniami transformatora. Działa poprzez porównanie prądów po obu stronach transformatora. W przypadku niezgodności prądów szybko odłącza uszkodzenie, zapobiegając dalszym uszkodzeniom.

• Zastosowanie: Nadaje się dla transformatorów o dużej mocy lub tych z kluczowych systemów energetycznych.

2. Ochrona gazowa (Relay Buchholza)

• Funkcja: Ochrona gazowa wykrywa gazy powstające wewnątrz zbiornika oleju transformatora. Gdy wystąpi uszkodzenie (np. przepalenie izolacji, zwarcie wirowe), olej rozkładają się i powstają gazy. Relay gazowy wywołuje alarm (lekki gaz) lub sygnał odcięcia (ciężki gaz) do odcięcia zasilania i zapobieżenia pogorszeniu uszkodzenia.

• Zastosowanie: Szeroko stosowana w transformatorach zanurzonych w oleju, szczególnie dużych i średnich jednostek.

3. Ochrona przeciwprądowa

• Funkcja: Ochrona przeciwprądowa wykrywa nieprawidłowe zwiększenie prądu spowodowane zewnętrznymi lub wewnętrznymi zwarciami. Gdy prąd przekracza ustawiony próg, urządzenie ochronne odłącza po określonym opóźnieniu, aby zapobiec uszkodzeniu transformatora przez nadmierny prąd.

• Zastosowanie: Używana jako ochrona zapasowa dla zewnętrznych zwarcia w transformatorach.

4. Ochrona przeciwprzeciążeniowa

• Funkcja: Ochrona przeciwprzeciążeniowa monitoruje długotrwałe przeciążenie transformatora. Jeśli transformator działa w stanie przeciążenia przez dłuższy czas, urządzenie ochronne wywołuje alarm, ostrzegając operatorów, aby podjęli działania i zapobiegli uszkodzeniu przez przegrzewanie.

• Zastosowanie: Nadaje się dla wszystkich rodzajów transformatorów, szczególnie tych działających blisko pełnego obciążenia przez dłuższy czas.

5. Ochrona temperatury

• Funkcja: Ochrona temperatury ciągle monitoruje temperaturę oleju i cewek transformatora. Jeśli temperatura przekracza ustawiony limit, urządzenie ochronne wywołuje alarm i może aktywować systemy chłodzące, aby zmniejszyć temperaturę. W ciężkich przypadkach odłącza zasilanie.

• Zastosowanie: Używana w transformatorach zanurzonych w oleju i suchych, szczególnie dużych jednostek.

6. Ochrona prądu zerowego

• Funkcja: Ochrona prądu zerowego wykrywa zwarcia z ziemią w transformatorze. Gdy wystąpi zwarcie z ziemią w cewkach lub rdzeniu, urządzenie ochronne wykrywa nieprawidłowe zwiększenie prądu ziemnego i odłącza po określonym opóźnieniu, aby izolować uszkodzenie.

• Zastosowanie: Nadaje się dla transformatorów w systemach z ziemioną neutralą.

7. Wentyl bezpieczeństwa

• Funkcja: Wentyl bezpieczeństwa zapobiega nadmiernemu wzrostowi ciśnienia w zbiorniku oleju transformatora. Gdy uszkodzenie (np. zwarcie) powoduje szybkie rozszerzenie oleju i gazów, wentyl bezpieczeństwa automatycznie otwiera się, aby uwolnić nadmiar ciśnienia, zapobiegając pęknięciu zbiornika.

• Zastosowanie: Używany w transformatorach zanurzonych w oleju, szczególnie w sytuacjach, gdzie możliwe są szybkie wzrosty ciśnienia.

8. Oddechacz (Oddechacz z adsorbentem)

• Funkcja: Oddechacz usuwa zanieczyszczenia i wilgoć z powietrza wchodzącego do zbiornika konsersacyjnego z powodu zmian temperatury w transformatorze. Zawiera adsorbenty (np. żel silikaglowy), które absorbują wilgoć, zapobiegając zanieczyszczeniu oleju transformatora.

• Zastosowanie: Używany w transformatorach zanurzonych w oleju, szczególnie tych, które wymagają częstego oddychania.

9. Czyszczarka oleju (Zbiornik ekspansyjny oleju)

• Funkcja: Czyszczarka oleju ciągle czyszczy olej transformatora. Zawiera adsorbenty, które usuwają wodę, wolne kwasy i inne produkty starzenia z oleju, gdy przepływa przez czyszczarkę, przedłużając żywotność oleju.

• Zastosowanie: Używana w dużych i średnich transformatorach zanurzonych w oleju, szczególnie tych wymagających długoterminowej stabilnej pracy.

10. System monitorowania i sterowania

• Funkcja: Systemy monitorowania i sterowania ciągle śledzą parametry pracy transformatora, takie jak napięcie, prąd, temperatura i poziom oleju. W przypadku wykrycia jakichkolwiek anomalii, system może wywoływać alerty i podejmować odpowiednie działania ochronne na podstawie zdefiniowanej logiki, aby zapewnić bezpieczną pracę.

• Zastosowanie: Nadaje się dla wszystkich rodzajów transformatorów, szczególnie tych w inteligentnych sieciach.

11. Ochrona nieelektryczna

Funkcja: Urządzenia ochrony nieelektrycznej wykrywają nieelektryczne uszkodzenia wewnątrz transformatora, takie jak gaz, temperatura oleju i ciśnienie. Wspólne ochrony nieelektryczne obejmują:

• Ochrona ciężkiego gazu: Odłącza, gdy powstaje duża ilość gazu wewnątrz transformatora.

• Ochrona lekkiego gazu: Wywołuje alarm, gdy wykryta jest mała ilość gazu.

• Ochrona wysokiej temperatury oleju: Odłącza lub wywołuje alarm, gdy temperatura oleju przekracza ustawiony limit.

• Ochrona przeciwciśnieniowa: Odłącza lub wywołuje alarm, gdy ciśnienie w zbiorniku oleju przekracza bezpieczny limit.

• Zastosowanie: Używane w transformatorach zanurzonych w oleju, szczególnie dużych i średnich jednostek.

12. Ochrona przeciwzbytnie niskiego napięcia

• Funkcja: Ochrona przeciwzbytnie niskiego napięcia wykrywa, gdy napięcie na transformatorze spada poniżej ustawionego progu. Gdy napięcie jest zbyt niskie, urządzenie ochronne odłącza, aby izolować transformator, zapobiegając uszkodzeniu przez niskie napięcie.

• Zastosowanie: Nadaje się dla wszystkich rodzajów transformatorów, szczególnie tych podłączonych do wrażliwego sprzętu.

13. Ochrona przeciwzbytnie wysokiego napięcia

• Funkcja: Ochrona przeciwzbytnie wysokiego napięcia wykrywa, gdy napięcie na transformatorze przekracza ustawiony próg. Gdy napięcie jest zbyt wysokie, urządzenie ochronne odłącza, aby izolować transformator, zapobiegając uszkodzeniu przez wysokie napięcie.

• Zastosowanie: Nadaje się dla wszystkich rodzajów transformatorów, szczególnie tych narażonych na uderzenia piorunów lub przejściowe przepięcia.

14. Sterowanie przekaźnikami

• Funkcja: Urządzenia sterujące przekaźnikami działają wraz z urządzeniami ochronnymi, aby szybko odłączyć transformator od źródła zasilania, gdy wykryte zostanie uszkodzenie, zapobiegając eskalacji uszkodzenia.

• Zastosowanie: Nadaje się dla wszystkich rodzajów transformatorów, zwłaszcza w sytuacjach wymagających szybkiego izolowania.

15. Funkcja komunikacyjna

• Funkcja: Nowoczesne urządzenia ochronne transformatorów często mają możliwości komunikacji, umożliwiające wymianę danych z wyższymi systemami sterującymi lub innymi urządzeniami ochronnymi. Pozwala to na zdalne monitorowanie, diagnozę uszkodzeń i analizę danych.

• Zastosowanie: Używane w transformatorach w inteligentnych sieciach do centralizowanego zarządzania i konserwacji.

Podsumowanie

Nowoczesne transformatory wyposażone są w szeroki zakres urządzeń ochronnych, obejmujących zarówno ochrony elektryczne, jak i nieelektryczne. Te urządzenia działają razem, aby zapewnić bezpieczną i niezawodną pracę transformatora w różnych warunkach. Wybór odpowiednich urządzeń ochronnych i konfiguracji może być zoptymalizowany na podstawie specyficznych warunków środowiska i wymagań transformatora, zwiększając ogólną bezpieczeństwo systemu.