Tranzformátorvédelmi rendszerek: Gázvédelem, túlramenet-védelem és differenciális relék tervezése

A transzformátor vezetékei, ceruza és belső komponensek rövidzárlati hibái esetén megfelelő védelmi eszközöknek kell telepítve lenniük, és a következő előírásoknak kell megfelelniük:

• Egyedül álló, 10 MVA vagy annál nagyobb kapacitású transzformátorok, valamint párhuzamosan működő 6,3 MVA vagy annál nagyobb kapacitású transzformátorok pilot differenciális védelemmel kell legyenek felszerelve. Fontos, 6,3 MVA vagy annál kisebb kapacitású egyedül álló transzformátorok is pilot differenciális védelemmel lehetnek ellátva.

• 10 MVA alatti kapacitású transzformátorok azonnali áramtúlmeneti védelemmel és áramtúlmeneti védelemmel lehetnek ellátva. 2 MVA és annál nagyobb kapacitású transzformátorok esetén, ha az azonnali áramtúlmeneti védelem érzékenységi tényezője nem felel meg a követelményeknek, javasolt a pilot differenciális védelem használata.

• 0,4 MVA és annál nagyobb kapacitású, 10 kV vagy annál alacsonyabb elsődleges feszültségű, delta-csillag csomóponti kapcsolattal rendelkező transzformátoroknál használható a kétfázisú háromrelével működő áramtúlmeneti védelem.

• A fentiakban meghatározott összes védelmi eszköz a transzformátor minden oldalán lévő átkapcsolók kiindulását eredményezi.

A transzformátor működése során a belső hibák néha nehéz felismerésre és gyors kezelésre méltóak, amelyek potenciálisan balesetekhez vezethetnek. A gázrelé védelmének telepítése bizonyos mértékben segíthet ezen incidensek elkerülésében.

Gázvédelem bemutatása

A gázvédelem az egyik fő transzformátorvédelem, és nem-elektromos védelemhez tartozik. Két típusa van: könnyű gázvédelem és súlyos gázvédelem. Az üzemeltetési elvek eltérőek: a könnyű gázvédelem akkor működik, amikor apró belső hibák miatt a izoláló olaj felbomlik és gázt termel, amely felhalmozódik a relé felső részében, ami a nyílt poharat úszóképességét elveszítve lehajtja, így a reéles kapcsot zárja, és riasztási jelet küld. A súlyos gázvédelem akkor működik, amikor súlyos belső hiba miatt a forró olaj gyorsan kiterjed, vagy íves, ami nagy mennyiségű gázt és gyors olajáramot generál az olajtartály felé. Ez az áram befolyásolja a relé bennfoglalt falát, ami átveszi a rugó ellenállását, és a mágnes mozgatja a reéles kapcsot, ami utasítást ad a kikapcsolásra. Általában trip módban kell beállítani. A nagy olajmértékű, merülő transzformátorok nem-elektromos védelmei általában magukban foglalják a nyomáslejtési és a hirtelen változó nyomás védelmét is.

A könnyű és súlyos gázvédelem közötti fő különbség a relé beállítási értékeiben rejlik: a könnyű gázvédelem csak riasztási jelet küld, anélkül hogy kikapcsolna, míg a súlyos gázvédelem közvetlenül kikapcsol.

A nullrendszámú feszültség a három fázisbeli feszültség vektorszumma. A nullrendszámú áram számítási módja hasonló.

A súlyos gázvédelem működési elve egy úszó és reéles relé alapján van. A relé olajtartálya csatlakoztatva van a transzformátor tárcahoz. Amikor a hiba gázt termel, a gáz felhalmozódása az úszót bizonyos helyzetbe hozza, zárva az első szintű kapcsot, amivel riasztási jelet küld a könnyű gáz. Ahogy a gáz tovább halmozódik, az úszó tovább lemegy, aktiválva a második szintű kapcsot, zárva a súlyos gáz áramkört, és kikapcsolja az átkapcsolót.

Könnyű és súlyos gázvédelem működési elvi különbségei

A könnyű gázrelé nyílt pohár és reéles kapcsokból áll, és jelzést küld. A súlyos gázrelé falat, rugót és reéles kapcsokat tartalmaz, és kikapcsol.

Normál működés közben a relé tele van olajjal, és a nyílt pohár úszóképességével nyitva tartja a reéles kapcsokat. Apró belső hiba esetén lassan emelkedő gáz belép a relébe, csökkentve az olajszintet. A nyílt pohár forgástengelye körüli ellen óramutatóval járva fordul, zárva a reéles kapcsot, és riasztási jelet küld. Súlyos belső hiba esetén gyorsan nagy mennyiségű gáz keletkezik, ami hirtelen növeli a tárca nyomását, és gyors olajáramot generál az olajtartály felé. Ez az áram befolyásolja a relé falát, ami átveszi a rugó ellenállását, mozgatja a mágneset a reéles kapcs felé, zárja a kapcsot, és kikapcsol.

A relé relé jellemzője a teljes működési folyamatban az input és output mennyiségek közötti kapcsolatot jelenti. Bár működik-e vagy visszatér, a relé közvetlenül az eredeti pozíciójától a végső pozícióig mozdul, anélkül hogy megállna bármely köztes pozícióban. Ez a "lépcsős" jellemzőt mutatja, amit relé jellemzőnek nevezünk.