Welke beschermingssystemen worden gebruikt in transformatoren?
Transformators zijn cruciale componenten in elektriciteitsnetwerken. Om hun veilige en betrouwbare werking te waarborgen, worden ze meestal uitgerust met verschillende beschermingssystemen. Deze systemen kunnen verschillende soorten storingen en afwijkende omstandigheden detecteren en erop reageren, waardoor de stroomvoorziening snel wordt afgesneden om te voorkomen dat de storing verergert. Hieronder staan enkele veelvoorkomende transformatorbeschermingssystemen:
1. Overstroombescherming
1.1 Instantane overstroombescherming
Functie: Detecteert en reageert snel op kortsluitingen, waardoor de stroomvoorziening onmiddellijk wordt afgesneden.
Toepassing: Geschikt voor het snel isoleren van kortsluitingen om oververhitting en schade aan de transformator te voorkomen.
1.2 Tijdvertragende overstroombescherming
Functie: Detecteert aanhoudende overstroming en snijdt de stroomvoorziening na een bepaalde vertraging af.
Toepassing: Geschikt voor het afhandelen van overbelastingsituaties, waardoor oververhitting van de transformator over langere periodes wordt voorkomen.
2. Differentieel bescherming
2.1 Transformator differentieel bescherming
Functie: Vergelijkt de stromen aan beide zijden van de transformator om interne fouten te detecteren.
Principe: Onder normale omstandigheden moeten de stromen aan beide zijden van de transformator gelijk en tegengesteld zijn. Elk verschil duidt op een mogelijke interne fout.
Toepassing: Geschikt voor grote transformators, in staat om interne fouten snel te detecteren en te isoleren.
3. Gasbescherming (Buchholz Relais)
3.1 Licht gasbescherming
Functie: Detecteert kleine hoeveelheden gas die binnen de transformator worden geproduceerd en activeert een alarm.
Toepassing: Gebruikt voor vroeg waarschuwing, waarmee onderhoudspersoneel wordt geïnstrueerd om inspecties uit te voeren.
3.2 Zwaar gasbescherming
Functie: Detecteert grote hoeveelheden gas die binnen de transformator worden geproduceerd en snijdt onmiddellijk de stroomvoorziening af.
Toepassing: Gebruikt om ernstige interne fouten snel te isoleren, branden en explosies te voorkomen.
4. Temperatuurbescherming
4.1 Winding temperatuurbescherming
Functie: Monitort de temperatuur van de transformatorwindingen en activeert een alarm of snijdt de stroomvoorziening af als de temperatuur een ingestelde waarde overschrijdt.
Toepassing: Voorkomt oververhitting van de transformator, waardoor de levensduur wordt verlengd.
4.2 Olietemperatuurbescherming
Functie: Monitort de temperatuur van de transformatorolie en activeert een alarm of snijdt de stroomvoorziening af als de temperatuur een ingestelde waarde overschrijdt.
Toepassing: Voorkomt oververhitting van de olie, wat kan leiden tot degradatie en falen van isolatiematerialen.
5. Drukbescherming
5.1 Drukaflossingsbescherming
Functie: Monitort de interne druk van de transformator en laat de druk vrij als deze een ingestelde waarde overschrijdt om explosies te voorkomen.
Toepassing: Geschikt voor oliegedrenkte transformators, zorgt voor veilige drukaflossing wanneer de interne druk te hoog is.
6. Isolatiebewaking
6.1 Isolatieweerstandsbewaking
Functie: Monitort de isolatieweerstand van de transformatorwindingen en activeert een alarm als deze onder een ingestelde waarde valt.
Toepassing: Vroege detectie van isolatieveroudering of -schade, voorkomt fouten.
7. Nulreeksstroombescherming
7.1 Nulreeksstroombescherming
Functie: Detecteert nulreeksstroom in een driedraadsysteem om eenfaseaardingfouten te identificeren.
Toepassing: Geschikt voor systemen met aangesloten neutraal, voorkomt apparatuurschade door eenfaseaardingfouten.
8. Spanningsbescherming
8.1 Overspanningsbescherming
Functie: Monitort het systeemspanning en activeert een alarm of snijdt de stroomvoorziening af als de spanning een ingestelde waarde overschrijdt.
Toepassing: Voorkomt isolatiebreuk en apparatuurschade door overspanning.
8.2 Onderspanningsbescherming
Functie: Monitort het systeemspanning en activeert een alarm of snijdt de stroomvoorziening af als de spanning onder een ingestelde waarde valt.
Toepassing: Voorkomt dat apparatuur defect raakt door onderspanning.
9. Niet-elektrische bescherming
9.1 Oliveau bescherming
Functie: Monitort het oliveau in de transformator en activeert een alarm als dit onder een ingestelde waarde valt.
Toepassing: Voorkomt verminderde koelrendement en apparatuurschade door lage oliepeilingen.
9.2 Oliechromatografieanalyse
Functie: Analyseert periodiek de gasinhoud in de transformatorolie om interne fouten te detecteren.
Toepassing: Gebruikt voor vroege detectie van interne fouten, richting geeft voor onderhoud en reparaties.
10. Digitale bescherming
10.1 Microprocessor-gebaseerde bescherming
Functie: Maakt gebruik van microprocessoren en intelligente algoritmen om meerdere beschermingsfuncties te integreren, waardoor de nauwkeurigheid en betrouwbaarheid van de bescherming worden verbeterd.
Toepassing: Geschikt voor moderne slimme netwerken, mogelijkheden voor afstandsbediening en automatische bescherming.
Samenvatting
Transformatorbeschermingssystemen gebruiken verschillende methoden om verschillende soorten fouten en afwijkende omstandigheden te detecteren en erop te reageren, waardoor de veilige en betrouwbare werking van transformators wordt gewaarborgd. Deze beschermingssystemen omvatten overstroombescherming, differentieel bescherming, gasbescherming, temperatuurbescherming, drukbescherming, isolatiebewaking, nulreeksstroombescherming, spanningsbescherming en niet-elektrische bescherming. De keuze van het beschermingssysteem hangt af van het type, de capaciteit en de toepassingsomgeving van de transformator. Door deze beschermingsmaatregelen kunnen transformatorfouten effectief worden voorkomen en geminimaliseerd, waardoor de levensduur van de apparatuur wordt verlengd en de stabiele werking van het elektriciteitsnetwerk wordt gewaarborgd.
