Jaké jsou ochranné systémy používané v transformátorech?

Transformátory jsou klíčové komponenty v elektrických systémech. Pro zajištění jejich bezpečného a spolehlivého provozu jsou obvykle vybaveny různými ochrannými systémy. Tyto systémy mohou detekovat a reagovat na různé typy poruch a neobvyklých stavů, okamžitě přerušují dodávku elektrické energie, aby se zabránilo eskalaci poruchy. Níže jsou uvedeny některé běžné ochranné systémy transformátorů:

1. Přetoková ochrana

1.1 Okamžitá přetoková ochrana

• Funkce: Detekuje a rychle reaguje na krátkozavodné poruchy, okamžitě přeruší dodávku elektrické energie.

• Aplikace: Je vhodná pro rychlé izolování krátkozavodných poruch, aby se zabránilo přehřátí a poškození transformátoru.

1.2 Přetoková ochrana s časovou prodlevou

• Funkce: Detekuje trvalý přetok a po určitém časovém odstupu přeruší dodávku elektrické energie.

• Aplikace: Je vhodná pro řešení přetížení, aby se zabránilo přehřátí transformátoru za delší dobu.

2. Diferenční ochrana

2.1 Diferenční ochrana transformátoru

• Funkce: Porovnává proudy na obou stranách transformátoru, aby detekovala vnitřní poruchy.

• Princip: Za normálních podmínek by měly být proudy na obou stranách transformátoru stejné a protisměrné. Jakákoli rozdílnost naznačuje potenciální vnitřní poruchu.

• Aplikace: Je vhodná pro velké transformátory, schopná rychlé detekce a izolace vnitřních poruch.

3. Plynová ochrana (Buchholzova relé)

3.1 Lehká plynová ochrana

• Funkce: Detekuje malé množství plynu vytvořeného uvnitř transformátoru a aktivuje alarm.

• Aplikace: Používá se k ranému varování, které vede k provedení kontrol servisními pracovníky.

3.2 Těžká plynová ochrana

• Funkce: Detekuje velké množství plynu vytvořeného uvnitř transformátoru a okamžitě přeruší dodávku elektrické energie.

• Aplikace: Používá se k rychlé izolaci závažných vnitřních poruch, aby se zabránilo požárům a výbuchům.

4. Teplotní ochrana

4.1 Ochrana teploty cívek

• Funkce: Sleduje teplotu civek transformátoru a aktivuje alarm nebo přeruší dodávku elektrické energie, pokud teplota překročí stanovenou hodnotu.

• Aplikace: Zabraňuje přehřátí transformátoru a prodlužuje jeho životnost.

4.2 Ochrana teploty oleje

• Funkce: Sleduje teplotu transformátorového oleje a aktivuje alarm nebo přeruší dodávku elektrické energie, pokud teplota překročí stanovenou hodnotu.

• Aplikace: Zabraňuje přehřátí oleje, což může způsobit degradaci a selhání izolačních materiálů.

5. Tlaková ochrana

5.1 Ochrana proti tlaku

• Funkce: Sleduje vnitřní tlak transformátoru a uvolňuje tlak, pokud překročí stanovenou hodnotu, aby se zabránilo výbuchu.

• Aplikace: Je vhodná pro olejové transformátory, zajišťuje bezpečné uvolnění tlaku, když je vnitřní tlak příliš vysoký.

6. Monitorování izolace

6.1 Monitorování odporu izolace

• Funkce: Sleduje odpor izolace civek transformátoru a aktivuje alarm, pokud klesne pod stanovenou hodnotu.

• Aplikace: Raná detekce stárnutí nebo poškození izolace, prevence poruch.

7. Ochrana nulové posloupnosti proudu

7.1 Ochrana nulové posloupnosti proudu

• Funkce: Detekuje nulové posloupnosti proudu v třífázovém systému, aby identifikovala jednofázové zemnící poruchy.

• Aplikace: Je vhodná pro systémy s uzemněnými neutrály, prevence poškození zařízení způsobeného jednofázovými zemnícími poruchami.

8. Napěťová ochrana

8.1 Ochrana před přetížením napětím

• Funkce: Sleduje napětí systému a aktivuje alarm nebo přeruší dodávku elektrické energie, pokud napětí překročí stanovenou hodnotu.

• Aplikace: Zabraňuje průrazu izolace a poškození zařízení způsobeného přetížením napětím.

8.2 Ochrana před nedotížením napětím

• Funkce: Sleduje napětí systému a aktivuje alarm nebo přeruší dodávku elektrické energie, pokud napětí klesne pod stanovenou hodnotu.

• Aplikace: Zabraňuje nefunkčnosti zařízení způsobené nedotížením napětím.

9. Neelektrická ochrana

9.1 Ochrana hladiny oleje

• Funkce: Sleduje hladinu oleje v transformátoru a aktivuje alarm, pokud klesne pod stanovenou hodnotu.

• Aplikace: Zabraňuje snížení efektivity chlazení a poškození zařízení způsobeného nízkou hladinou oleje.

9.2 Chromatografická analýza oleje

• Funkce: Pravidelně analyzuje obsah plynu v transformátorovém oleji, aby detekovala vnitřní poruchy.

• Aplikace: Používá se k rané detekci vnitřních poruch, směrování údržby a oprav.

10. Digitální ochrana

10.1 Ochrana založená na mikroprocesoru

• Funkce: Využívá mikroprocesorů a inteligentních algoritmů k integraci více ochranných funkcí, což zvyšuje přesnost a spolehlivost ochrany.

• Aplikace: Je vhodná pro moderní inteligentní sítě, umožňuje vzdálené monitorování a automatizovanou ochranu.

Souhrn

Ochranné systémy transformátorů používají různé metody k detekci a reakci na různé typy poruch a neobvyklých stavů, aby zajistily bezpečný a spolehlivý provoz transformátorů. Tyto ochranné systémy zahrnují přetokovou ochranu, diferenční ochranu, plynovou ochranu, teplotní ochranu, tlakovou ochranu, monitorování izolace, ochranu nulové posloupnosti proudu, napěťovou ochranu a neelektrickou ochranu. Volba ochranného systému závisí na typu, kapacitě a aplikovaném prostředí transformátoru. Přes tyto ochranné opatření lze efektivně prevadět a minimalizovat poruchy transformátorů, prodloužit životnost zařízení a zajistit stabilní provoz elektrického systému.