Jakie są systemy ochronne stosowane w transformatorach

Transformatory są kluczowymi elementami systemów energetycznych. Aby zapewnić ich bezpieczne i niezawodne działanie, są zazwyczaj wyposażone w różne systemy ochronne. Te systemy mogą wykrywać i reagować na różne rodzaje uszkodzeń i nietypowych stanów, szybko odłączając zasilanie, aby zapobiec eskalacji awarii. Poniżej przedstawiamy niektóre powszechnie stosowane systemy ochrony transformatorów:

1. Ochrona przeciw nadprądowi

1.1 Natychmiastowa ochrona przeciw nadprądowi

• Funkcja: Wykrywa i szybko reaguje na uszkodzenia przepustowe, natychmiast odłączając zasilanie.

• Zastosowanie: Jest odpowiednia do szybkiego izolowania uszkodzeń przepustowych, aby zapobiec przegrzaniu i uszkodzeniu transformatora.

1.2 Opóźniona ochrona przeciw nadprądowi

• Funkcja: Wykrywa trwały nadprąd i odłącza zasilanie po określonym opóźnieniu.

• Zastosowanie: Jest odpowiednia do obsługi stanów przeciążenia, zapobiegając przegrzaniu transformatora w długim okresie.

2. Ochrona różnicowa

2.1 Różnicowa ochrona transformatora

• Funkcja: Porównuje prądy po obu stronach transformatora, aby wykryć wewnętrzne uszkodzenia.

• Zasada: W normalnych warunkach prądy po obu stronach transformatora powinny być równe i skierowane w przeciwnych kierunkach. Jakiekolwiek różnice wskazują na potencjalne wewnętrzne uszkodzenie.

• Zastosowanie: Jest odpowiednia dla dużych transformatorów, umożliwiając szybkie wykrycie i izolację wewnętrznych uszkodzeń.

3. Ochrona gazowa (Relay Buchholza)

3.1 Lekka ochrona gazowa

• Funkcja: Wykrywa małe ilości gazu generowanego wewnątrz transformatora i wyzwala alarm.

• Zastosowanie: Służy jako wczesne ostrzeżenie, zachęcając personel serwisowy do wykonania inspekcji.

3.2 Ciężka ochrona gazowa

• Funkcja: Wykrywa duże ilości gazu generowanego wewnątrz transformatora i natychmiast odłącza zasilanie.

• Zastosowanie: Służy do szybkiego izolowania ciężkich wewnętrznych uszkodzeń, zapobiegając pożarom i eksplozjom.

4. Ochrona temperatury

4.1 Ochrona temperatury cewek

• Funkcja: Monitoruje temperaturę cewek transformatora i wyzwala alarm lub odłącza zasilanie, jeśli temperatura przekroczy ustawioną wartość.

• Zastosowanie: Zapobiega przegrzaniu transformatora, prolongując jego żywotność.

4.2 Ochrona temperatury oleju

• Funkcja: Monitoruje temperaturę oleju transformatora i wyzwala alarm lub odłącza zasilanie, jeśli temperatura przekroczy ustawioną wartość.

• Zastosowanie: Zapobiega przegrzaniu oleju, które może spowodować degradację i uszkodzenie materiałów izolacyjnych.

5. Ochrona ciśnienia

5.1 Ochrona przeciwciśnieniowa

• Funkcja: Monitoruje wewnętrzne ciśnienie transformatora i uwalnia ciśnienie, jeśli przekroczy ustawioną wartość, aby zapobiec eksplozji.

• Zastosowanie: Jest odpowiednia dla transformatorów zanurzonych w oleju, zapewniając bezpieczne uwalnianie ciśnienia, gdy wewnętrzne ciśnienie jest zbyt wysokie.

6. Monitorowanie izolacji

6.1 Monitorowanie oporu izolacji

• Funkcja: Monitoruje opór izolacji cewek transformatora i wyzwala alarm, jeśli spadnie poniżej ustawionej wartości.

• Zastosowanie: Wczesne wykrywanie starzenia się lub uszkodzenia izolacji, zapobiegając awariom.

7. Ochrona zerowego prądu sekwencyjnego

7.1 Ochrona zerowego prądu sekwencyjnego

• Funkcja: Wykrywa prądy zerowe w systemie trójfazowym, aby zidentyfikować uszkodzenia przewodnika jednofazowego do ziemi.

• Zastosowanie: Jest odpowiednia dla systemów z uziemioną neutralą, zapobiegając uszkodzeniom sprzętu z powodu uszkodzeń przewodnika jednofazowego do ziemi.

8. Ochrona napięcia

8.1 Ochrona przeciw nadnapięciu

• Funkcja: Monitoruje napięcie systemu i wyzwala alarm lub odłącza zasilanie, jeśli napięcie przekroczy ustawioną wartość.

• Zastosowanie: Zapobiega przepalaniu izolacji i uszkodzeniu sprzętu z powodu nadnapięcia.

8.2 Ochrona przeciw niedonapięciu

• Funkcja: Monitoruje napięcie systemu i wyzwala alarm lub odłącza zasilanie, jeśli napięcie spadnie poniżej ustawionej wartości.

• Zastosowanie: Zapobiega nieprawidłowemu działaniu sprzętu z powodu niedonapięcia.

9. Nieelektryczna ochrona

9.1 Ochrona poziomu oleju

• Funkcja: Monitoruje poziom oleju w transformatorze i wyzwala alarm, jeśli spadnie poniżej ustawionej wartości.

• Zastosowanie: Zapobiega obniżeniu efektywności chłodzenia i uszkodzeniu sprzętu z powodu niskiego poziomu oleju.

9.2 Analiza chromatograficzna oleju

• Funkcja: Okresowo analizuje zawartość gazu w oleju transformatora, aby wykryć wewnętrzne uszkodzenia.

• Zastosowanie: Służy do wczesnego wykrywania wewnętrznych uszkodzeń, kierując utrzymanie i naprawy.

10. Cyfrowa ochrona

10.1 Ochrona oparta na mikroprocesorach

• Funkcja: Wykorzystuje mikroprocesory i inteligentne algorytmy do integracji wielu funkcji ochronnych, zwiększając dokładność i niezawodność ochrony.

• Zastosowanie: Jest odpowiednia dla nowoczesnych inteligentnych sieci, umożliwiając zdalne monitorowanie i automatyczną ochronę.

Podsumowanie

Systemy ochrony transformatorów wykorzystują różne metody do wykrywania i reagowania na różne typy uszkodzeń i nietypowych stanów, zapewniając bezpieczne i niezawodne działanie transformatorów. Te systemy ochronne obejmują ochronę przeciw nadprądowi, ochronę różnicową, ochronę gazową, ochronę temperatury, ochronę ciśnienia, monitorowanie izolacji, ochronę zerowego prądu sekwencyjnego, ochronę napięcia i nieelektryczną ochronę. Wybór systemu ochronnego zależy od typu, mocy i środowiska zastosowania transformatora. Dzięki tym metodom ochronnym można skutecznie zapobiegać i minimalizować uszkodzenia transformatorów, prolongując żywotność sprzętu i zapewniając stabilne działanie systemu energetycznego.