Какие защитные устройства встроены в современные трансформаторы
Какие защитные устройства встроены в современные трансформаторы?
Современные трансформаторы оснащены различными встроенными защитными устройствами, предназначенными для обеспечения безопасной работы, увеличения срока службы и предотвращения развития неисправностей. Ниже приведен обзор некоторых распространенных внутренних защитных устройств и их функций:
1. Дифференциальная защита
• Функция: Дифференциальная защита является основной защитой от внутренних неисправностей трансформатора. Она работает путем сравнения токов на обеих сторонах трансформатора. Если есть расхождение в токах, она быстро срабатывает, изолируя неисправность, чтобы предотвратить дальнейшие повреждения.
• Применение: Подходит для трансформаторов большой мощности или тех, что находятся в критически важных энергетических системах.
2. Газовая (Бухольц) реле-защита
• Функция: Газовая защита обнаруживает газы, образующиеся внутри масляного бака трансформатора. При возникновении неисправности (например, пробой изоляции, короткое замыкание обмотки) масло разлагается и выделяет газ. Реле газа срабатывает, подавая сигнал тревоги (легкий газ) или сигнал отключения (тяжелый газ), чтобы отключить питание и предотвратить ухудшение неисправности.
• Применение: Широко используется в масляных трансформаторах, особенно в крупных и средних единицах.
3. Защита от перегрузки по току
• Функция: Защита от перегрузки по току обнаруживает аномальное увеличение тока, вызванное внешними или внутренними короткими замыканиями. Когда ток превышает установленный порог, защитное устройство сработает через определенную задержку, чтобы предотвратить повреждение трансформатора из-за перегрузки по току.
• Применение: Используется как резервная защита от внешних коротких замыканий в трансформаторах.
4. Защита от перегрузки
• Функция: Защита от перегрузки контролирует длительную работу трансформатора в условиях перегрузки. Если трансформатор работает в условиях перегрузки продолжительное время, защитное устройство подаст сигнал тревоги, предупреждая операторов о необходимости принять меры и предотвратить повреждения из-за перегрева.
• Применение: Подходит для всех типов трансформаторов, особенно тех, которые работают при полной нагрузке длительное время.
5. Температурная защита
• Функция: Температурная защита непрерывно контролирует температуру масла и обмоток трансформатора. Если температура превышает установленный предел, защитное устройство подаст сигнал тревоги и может активировать системы охлаждения, чтобы снизить температуру. В серьезных случаях оно отключит питание.
• Применение: Используется в масляных и сухих трансформаторах, особенно в крупных единицах.
6. Защита от нулевой последовательности тока
• Функция: Защита от нулевой последовательности тока обнаруживает заземляющие неисправности в трансформаторе. При возникновении заземления в обмотках или сердечнике, устройство защиты от нулевой последовательности тока обнаруживает аномальное увеличение тока заземления и отключает питание через определенную задержку, чтобы изолировать неисправность.
• Применение: Подходит для трансформаторов в системах с заземленным нейтральным проводом.
7. Клапан сброса давления
• Функция: Клапан сброса давления предотвращает чрезмерное повышение давления внутри масляного бака трансформатора. Если неисправность (например, короткое замыкание) вызывает быстрое расширение масла и газа, клапан сброса давления автоматически открывается, чтобы выпустить избыточное давление, предотвращая разрыв бака.
• Применение: Используется в масляных трансформаторах, особенно в ситуациях, где возможны быстрые повышения давления.
8. Дыхательное устройство (осушитель)
• Функция: Дыхательное устройство удаляет загрязнения и влагу из воздуха, входящего в расширительный бак из-за изменения температуры трансформатора. Оно содержит осушители (например, силикагель), которые поглощают влагу, предотвращая загрязнение масла трансформатора.
• Применение: Используется в масляных трансформаторах, особенно тех, которые требуют частого дыхания.
9. Устройство очистки масла (расширительный бак горячего масла)
• Функция: Устройство очистки масла непрерывно очищает масло трансформатора. Оно содержит адсорбенты, которые удаляют воду, свободные кислоты и другие продукты старения из масла, продлевая срок его службы.
• Применение: Используется в крупных и средних масляных трансформаторах, особенно тех, которые требуют длительной стабильной работы.
10. Система мониторинга и управления
• Функция: Системы мониторинга и управления непрерывно отслеживают параметры работы трансформатора, такие как напряжение, ток, температура и уровень масла. Если обнаруживаются какие-либо аномалии, система может подать сигнал тревоги и принять соответствующие защитные действия на основе предопределенной логики, чтобы обеспечить безопасную работу.
• Применение: Подходит для всех типов трансформаторов, особенно тех, которые используются в умных сетях.
11. Неелектрическая защита
Функция: Неелектрические защитные устройства обнаруживают неэлектрические неисправности внутри трансформатора, такие как газ, температура масла и давление. Общие неэлектрические защиты включают:
Защита от тяжелого газа: Отключает питание, когда внутри трансформатора образуется большое количество газа.
Защита от легкого газа: Подает сигнал тревоги, когда обнаруживается небольшое количество газа.
Защита от высокой температуры масла: Отключает питание или подает сигнал тревоги, когда температура масла превышает установленный предел.
Защита от сброса давления: Отключает питание или подает сигнал тревоги, когда давление внутри масляного бака превышает безопасный предел.
Применение: Используется в масляных трансформаторах, особенно в крупных и средних единицах.
12. Защита от пониженного напряжения
• Функция: Защита от пониженного напряжения обнаруживает, когда напряжение на трансформаторе падает ниже установленного порога. Если напряжение слишком низкое, защитное устройство отключит питание, изолируя трансформатор, чтобы предотвратить повреждения из-за пониженного напряжения.
• Применение: Подходит для всех типов трансформаторов, особенно тех, которые подключены к чувствительным устройствам.
13. Защита от повышенного напряжения
• Функция: Защита от повышенного напряжения обнаруживает, когда напряжение на трансформаторе превышает установленный порог. Если напряжение слишком высокое, защитное устройство отключит питание, изолируя трансформатор, чтобы предотвратить повреждения из-за повышенного напряжения.
• Применение: Подходит для всех типов трансформаторов, особенно тех, которые подвергаются воздействию ударов молнии или переходных перенапряжений.
14. Управление выключателями
• Функция: Устройства управления выключателями работают совместно с защитными устройствами, быстро отключая трансформатор от источника питания при обнаружении неисправности, чтобы предотвратить ее развитие.
• Применение: Подходит для всех типов трансформаторов, особенно в ситуациях, требующих быстрого изолирования.
15. Коммуникационная функция
• Функция: Современные устройства защиты трансформаторов часто имеют коммуникационные возможности, позволяющие обмениваться данными с верхнеуровневыми системами управления или другими защитными устройствами. Это позволяет осуществлять удаленный мониторинг, диагностику неисправностей и анализ данных.
• Применение: Используется в трансформаторах, входящих в состав умных сетей, для централизованного управления и обслуживания.
Заключение
Современные трансформаторы оснащены широким спектром защитных устройств, охватывающих как электрическую, так и неэлектрическую защиту. Эти устройства работают вместе, обеспечивая безопасную и надежную работу трансформатора в различных условиях. Выбор подходящих защитных устройств и конфигураций можно оптимизировать на основе конкретной среды применения и требований к трансформатору, повышая общую безопасность системы.
