Sistemi za zaščito transformatorjev: Zaščita z plinom zamenjave snovi transformatorja preko mehurčkov, prekomerna tokovna zaščita in diferencialni spremnik

Za kratkoročne kvarne stanje na izvodom transformatorja, izolatorjih in notranjih komponentah je treba namestiti ustrezna zaščitna naprava, ki morajo biti v skladu z naslednjimi določili:

• Transformatorji z kapaciteto 10 MVA ali več, ki delujejo samostojno, in transformatorji z kapaciteto 6,3 MVA ali več, ki delujejo vzporedno, morajo biti opremljeni s pilotnimi diferencialnimi zaščitami. Pomembni transformatorji z kapaciteto 6,3 MVA ali manj, ki delujejo samostojno, lahko tudi oni niso opremljeni s pilotnimi diferencialnimi zaščitami.

• Transformatorji pod 10 MVA lahko imajo hitro delujočo prekomerno tokovno zaščito in prekomerno tokovno zaščito. Za transformatorje od 2 MVA navzgor, če koeficient občutljivosti hitro delujoče prekomerne tokovne zaščite ne ustreza zahtevam, se priporoča uporaba pilotnih diferencialnih zaščit.

• Za transformatorje z kapaciteto 0,4 MVA in več, primarnim napetostjo 10 kV ali manj in vezanostjo trikotnik-zvezda, se lahko uporabi dvofazna trorelativna prekomerna tokovna zaščita.

• Vse zgornje navedene zaščitne naprave morajo delovati tako, da prekinejo stikala na vseh straneh transformatorja.

Med delovanjem transformatorja so notranji kvari pogosto težko odkriti in hitro rešiti, kar lahko vodi do nesreč. Namestitev zaščite s plinskim relejem lahko pomaga preprečiti take incidente do določene mere.

Pregled plinske zaščite

Plinska zaščita je ena izmed glavnih zaščit za transformatorje in spada med neelektrične zaščite. Razdelena je na blago plinsko zaščito in močno plinsko zaščito. Načela delovanja se razlikujeta: Blago plinsko zaščito aktivira, ko manjše notranje kvarne stanje povzročijo, da se izolacijsko olje razloči in proizvede plin zaradi seganja. Nastali plin, ki se nakopiči v zgornjem delu releja, povzroči, da otvorena šoljica izgubi plavilnost in se utopi, zato se kontaktni reed zapre in pošlje alarmni signal. Močna plinska zaščita se aktivira, ko hujši notranji kvar povzroči, da se olje hitro razteže zaradi seganja ali električnega loka, kar proizvede veliko količino plina in hitro pretok olja proti oljnemu rezervoarju. Ta pretok udari brenico znotraj releja, premagava upor pruge in premakne magnet, ki zapre reed kontakt, kar povzroči ukaz za prekinitveno dejanje. Običajno bi moralo biti nastavljeno na način prekinitev. Poleg plinske zaščite običajno vključujejo neelektrične zaščite za velike mazne transformatorje tudi zaščito pred pritiskom in nenadnimi spremembami pritiska.

Glavna razlika med blago in močno plinsko zaščito leži v nastavitvenih vrednostih releja: blago plinsko zaščito posreduje samo alarmni signal brez prekinitve, medtem ko močna plinska zaščita neposredno sproži prekinitveno dejanje.

Neničelna napetost je enaka vektorski vsoti fazijskih napetosti. Metoda računanja neničelnega toka je podobna.

Načelo močne plinske zaščite temelji na dizajnu z plavilo in reed relejem. Oljna komora releja je povezana z rezervoarjem transformatorja. Ko kvar generira plin, se plin nakopiči in spusti plavilo na določeno lego, kar zapre prvi stopnji kontakt in sproži alarm blago plinskega kvara. Ko se plin nadaljeva nakopičevati, se plavilo spusti še globlje, aktivira drugi stopnji kontakt, zapre močno plinski krog in prekine stikalo.

Razlika v načelih delovanja med blago in močno plinsko zaščito

Blago plinske releje sestavljajo odprta šoljica in reed kontakti, ki delujejo za pošiljanje signala. Močne plinske releje sestavljajo brenica, pruga in reed kontakti, ki delujejo za prekinitveno dejanje.

Pri normalnem delovanju je relej poln olja, odprta šoljica plavi zaradi plavilnosti in reed kontakti ostanejo odprti. Ko se pojavi manjši notranji kvar, se počasno višanje plina vstopi v relej, kar spusti raven olja. Odprta šoljica se obrne nazaj okoli svoje osi, zapre reed kontakt in pošlje alarmni signal. Ko se pojavi hujši notranji kvar, se hitro generira velika količina plina, kar povzroči nenadno povečanje tlaka v rezervoarju in hitri pretok olja proti oljnemu rezervoarju. Ta pretok udari brenico znotraj releja, ki premagava upor pruge, premakne magnet proti reed kontaktu, zapre kontakt in sproži prekinitveno dejanje.

Relativna karakteristika releja se nanaša na odnos med vhodnimi in izhodnimi količinami skozi celoten postopek delovanja. Če deluje ali se vrača, se relej neposredno premakne iz začetne v končno lego brez zaustavljanja na kakšni posredni legi. Ta "korak" karakteristika se imenuje karakteristika releja.