Transformator bosimini kamaytirish va nosozliklarni aniqlash tizimlari

​​​​​​​

1. Kirish

Yog '{0}}transformatorlarida ichki bosimning o'zgarishi ishning oddiy qismidir. Yuklash davrlarida transformator moyi isishi va sovishi natijasida tank ichidagi muhrlangan gaz maydoni kengayadi va qisqaradi, bu esa transformator korpusida asta-sekin bosim o'zgarishiga olib keladi. Oddiy ish sharoitida bu bosim o'zgarishlari sekin sodir bo'ladi va asosan atrof-muhit haroratining o'zgarishi va transformator yuklanishi bilan bog'liq.

Biroq, ichki elektr nosozliklari butunlay boshqacha bosim harakati yaratadi. O'rashning buzilishi yoki ichki kamon kabi hodisalar izolyatsion moyni tezda gazga aylantirishi mumkin, bu esa tank ichida to'satdan bosim to'lqinini keltirib chiqarishi mumkin. Ushbu nosozliklar natijasida hosil bo'lgan bosimning ko'tarilishi-millisekundlar ichida sodir bo'lganligi sababli transformatorlar nafaqat bosim o'chirish moslamalarini, balki tankning halokatli ishdan chiqishidan oldin g'ayritabiiy bosim harakatlarini aniqlashga qodir bo'lgan maxsus nosozliklarni aniqlash tizimlarini ham talab qiladi.

Shu sababli, zamonaviy transformatorlarni himoya qilish tizimlari odatda ikkita asosiy toifaga bo'linadi:

• Bosimlarni kamaytirish tizimlari
• Xatolarni aniqlash tizimlari

Ushbu qatlamli himoya falsafasi IEEE C57 standartlari va IEC 60076 transformatorni loyihalash amaliyotida keng aks ettirilgan.

2. Bosimni kamaytirish va nosozliklarni aniqlash

Transformator sanoatida "bosimni kamaytirish" va "nosozlikni aniqlash" atamalari ba'zan bir-birining o'rnida ishlatilsa-da, ular tubdan farq qiladi.

Transformator bosimini tushirish moslamasi transformator tankining mexanik deformatsiyasi yoki yorilishining oldini olish uchun tankdagi ortiqcha bosimni jismoniy ravishda bo'shatish uchun mo'ljallangan. Ushbu qurilmalar birinchi navbatda bosim kattaligiga javob beradi va transformator bosimini himoya qilish tizimlarining asosini tashkil qiladi.

Boshqa tomondan, nosozliklarni aniqlash qurilmalari ichki elektr nosozliklari bilan bog'liq bosim o'zgarishining tezligini yoki xususiyatlarini nazorat qiladi. Ular bosimni bo'shatish o'rniga, transformatorni quvvat tizimidan ajratish uchun signal yoki qo'zg'alish signallarini ishlab chiqaradilar.

Transformator o'lchami va nosozlik energiyasi darajasi oshishi bilan bu farq tobora muhim ahamiyat kasb etadi.

1-jadval - Bosimni kamaytirish va nosozlikni aniqlash o'rtasidagi farq

3. Transformator bosimini tushirish moslamalari

3.1 Bosim o'chirish valfi (PRV)​​​​​​​

Bir fazali qutbga o'rnatilgan transformator

Qutbga o'rnatilgan transformator PRV

PRV

Uch fazali padga o'rnatilgan transformator

Uch fazali prokladkaga o'rnatilgan transformator PRV

Bir fazali prokladkaga o'rnatilgan transformator PRV

 

 

Bosim chiqarish valfi transformator idishini ichidagi ortiqcha bosimdan himoya qilish uchun mo'ljallangan. Tankdagi bosim bo'shatish bosimiga yetgandan so'ng, bosim xavfsiz bosimga tushguncha valf gazni chiqarish uchun avtomatik ravishda ochiladi. Bundan tashqari, kerak bo'lganda foydalanuvchilarga ichki bosimni pasaytirish uchun operatsion halqani tortib, transformator ilovalarida bosim o'chirish valfini qo'lda ishlatishga ruxsat beriladi.

IEEE amaliyotiga ko'ra, PRV transformatorining dizayni uchun odatiy yorilish bosimi taxminan 10 PSIG ± 2 PSIG ni tashkil qiladi, CSA ilovalari ko'pincha past bosim sozlamalaridan foydalanadi. Bosim tushirilgandan so'ng, transformator tizimlaridagi bosim o'chirish valfi transformator tankining yaxlitligini saqlab qolish uchun avtomatik ravishda qayta yopiladi.

Oddiy qurilishi va ishonchli ishlashi tufayli PRV quyidagilarda keng qo'llaniladi:

• Ustunga o'rnatilgan-transformatorlar
• Yotoq{0}}oʻrnatilgan transformatorlar
• Moyga botirilgan{0}}tarqatish transformatorlari
• Kichik birlik podstansiyalari

Kattaroq transformator PRD tizimlari bilan solishtirganda, PRVlar odatda bosim ko'tarilishi nisbatan o'rtacha va prognoz qilinadigan past kVA transformatorlari uchun afzallik beriladi. Ko'pgina tarqatish transformatorlari ilovalarida transformator tanklaridagi PRV valfi asosiy mexanik bosimdan himoya qilishning eng keng tarqalgan shakli bo'lib qolmoqda.

3.2 Bosim o'chirish moslamasi (PRD)

Uch fazali prokladkaga o'rnatilgan transformator PRD

PRD

133 MVA gsu transformator PRD

PRD

Bosim o'chirish moslamalari (PRD) asosan bosim o'chirish klapanlari (PRV) bilan bir xil maqsadga xizmat qiladi: ular transformator idishini ortiqcha ichki bosimdan himoya qiladi. Amalda, PRDlar ko'pincha katta quvvat ko'rsatkichlari bilan bog'liq. Siz odatda 1500 kVA dan past bo'lgan transformatorlarda o'rnatilgan PRDni ko'rmaysiz, garchi dastur talab qilsa, kichikroq bloklarda ulardan foydalanishda texnik jihatdan hech qanday yomon narsa yo'q.

Aksariyat PRDlar transformator tankining yuqori qismiga o'rnatiladi, bu erda nosozlik holatida ichki gaz yoki bosim paydo bo'lishi tezda chiqariladi.

Terminologiya chalkash bo'lishi mumkin, chunki "bosimni kamaytirish moslamasi" ko'pincha PRV va PRD uchun umumiy sanoat atamasi sifatida ishlatiladi. Ko'pgina hollarda, PRVlar kichikroq taqsimlovchi transformatorlarda qo'llaniladi, PRD esa tezroq bosim javobini va nosozlikni ko'rsatishni talab qiladigan kattaroq qurilmalarda yoki ilovalarda keng tarqalgan.

Transformator bosimini o'chirish moslamasi PRV - haddan tashqari ichki bosimni - bo'shatish bilan bir xil asosiy funktsiyani bajaradi, lekin odatda yuqori oqim qobiliyati, tez javob berish vaqti, ishonchli qayta yopish ishlashi va ixtiyoriy signal yoki monitoring funksiyalari bilan ishlab chiqilgan. Murakkab PRD dizaynlari aniq ochilish bosimi, qisqa ish vaqti, ishonchli uzoq{3}}ko‘chada ishlash va namlik, chang va havo kirishiga qarshi samarali muhrlanishni ta’minlaydi, bu esa bakning ijobiy bosimini saqlashga va transformatorning ishlash ishonchliligini oshirishga yordam beradi.

Qopqoq oʻrnatilgan PRD-yozuvlarning asosiy afzalliklaridan biri bu monitoring qobiliyatidir. Ko'pgina transformator bosim o'chirish moslamalari tarkibiga quyidagilar kiradi:

• Vizual semaforlar yoki operatsiya ko'rsatkichlari
• Masofaviy signal kontaktlari
• SCADA{0}}mos keladigan monitoring natijalari

Bu PRDlarni, ayniqsa, masofaviy monitoring zarur bo'lgan kommunal podstansiyalar va sanoat energiya tizimlari uchun mos qiladi.

PRDlar odatda quyidagilarda qo'llaniladi:

• Birlik podstansiya transformatorlari
• O'rtacha quvvat transformatorlari
• Katta quvvat transformatorlari
• Foydali podstansiya transformatorlari

Kattaroq foydali dasturlar uchun muhandislar ko'pincha ichki nosozlik energiyasi va yog 'miqdori yuqori bo'lganligi sababli kichikroq PRV o'rniga bosim o'tkazuvchi qurilma transformatori tartibini tanlaydilar.

3.3 Diskning yorilishi

Yirilish disklari odatda yuqori energiyali transformator ilovalarida favqulodda vaziyatlarda bosimni kamaytirish qurilmalari sifatida ishlatiladi.

PRV yoki standart PRD dan farqli o'laroq, yorilish disklari{0}}qayta o'rnatilmaydigan qurilmalar bo'lib, ichki bosim kritik chegaraga yetganda darhol portlash uchun mo'ljallangan. Ularning asosiy maqsadi halokatli ichki nosozliklar paytida-hududni tezda to'liq ventilyatsiya qilishni ta'minlashdir.

Ishlashdan keyin yorilish disklari almashtirilishi kerakligi sababli ular odatda quyidagilar uchun ajratiladi:

• Katta quvvat transformatorlari
• Pech transformatorlari
• Traktsion transformatorlar
• Yuqori nosozliklar{0}}darajali sanoat tizimlari

Muhandislik amaliyotida yorilish disklari mexanik bosimdan himoya qilishning eng yuqori darajasini ifodalaydi.

4. Transformator nosozliklarini aniqlash qurilmalari

4.1 Ichki nosozlik detektori (IFD)

Bir fazali qutbga o'rnatilgan transformator IFD

IFD

Ichki nosozlik detektorlari (IFD) oddiy, ammo yuqori samarali dala xavfsizligi qurilmasi sifatida ustunga{0}}oʻrnatilgan va taglikka{1}}oʻrnatilgan transformatorlarda keng qoʻllaniladi.

IFD transformator idishidagi yoy nosozliklari natijasida yuzaga kelgan ichki bosimning keskin ko'tarilishini aniqlaydi. Faollashtirilganda yorqin rangli vizual indikator paydo bo'ladi, bu kommunal xizmat xodimlariga transformatorda ichki nosozlik borligini va uni qayta quvvatlanmaslik-kerakligini darhol aniqlash imkonini beradi.

Zamonaviy IFD tizimlarining asosiy afzalliklaridan biri shundaki, ko'plab dizaynlar transformator agregatlarida standart IEEE yoki CSA-ga mos keladigan PRV-ni bir xil qurilmaga birlashtirib, quyidagilarni birlashtiradi:

• Bosimning pasayishi
• Xato belgisi

yagona ixcham tuzilishga aylanadi.

IFDlar odatda quyidagilarda qo'llaniladi:

• Bir fazali{0}}qutbli-o‘rnatilgan transformatorlar
• Uch fazali{0}}qutbli-oʻrnatilgan transformatorlar
• Yotoq{0}}oʻrnatilgan transformatorlar
• Kichik podstansiya transformatorlari

SPR tizimlari bilan solishtirganda, IFDlar sodda, tejamkor va ayniqsa tarqatish darajasidagi ilovalar uchun mos-.

4.2 To'satdan bosim rölesi (SPR / RPR)

To'satdan bosim o'rni (SPR)Tez bosim o'rni (RPR) yoki tez bosim ko'taruvchi o'rni tizimlari sifatida ham tanilgan, yuqori tezlikdagi nosozliklarni aniqlash qurilmalari bo'lib, ular asosan katta quvvat transformatorlarida qo'llaniladi.

Asosan vizual nosozliklarni ko'rsatadigan IFDlardan farqli o'laroq, to'satdan bosim rölesi tizimlari transformatorni himoya qilish davrlariga birlashtirilgan va signal va o'chirish funktsiyalarini ta'minlaydi.

SPR qurilmalari transformator idishidagi bosimning ko'tarilish tezligini kuzatib boradi va an'anaviy elektr himoya rölesini darhol ishga tushirmasligi mumkin bo'lgan ichki yoy hodisalariga juda tez javob beradi.

Ushbu tizimlar odatda quyidagilarda qo'llaniladi:

• O'rtacha quvvat transformatorlari
• Katta quvvat transformatorlari
• Rektifikator transformatorlari
• Pech transformatorlari
• Traktsion transformatorlar

IFD bilan solishtirganda, tez bosim ko'tarilishi o'rni himoya qilish tizimlari tezroq elektr integratsiyasini ta'minlaydi va muhim kommunal va sanoat ilovalari uchun ko'proq mos keladi.

4.3 Buxgolts estafetasi

100MVA 132-22kV quvvatli transformator Buchholz relesi

20(22)MVA 33-11kV quvvat transformatori Buchholz relesi

20MVA 33-6,65KV quvvat transformatori Buchholz o'rni

Buxgolts relesi gaz- va moy{1}}oqimlari-da ishlaydigan konservatorlar{3}}turi transformatorlarda ishlatiladigan nosozliklarni aniqlash qurilmasi.

Asosan bosim o'zgarishiga javob beradigan SPR va IFD tizimlaridan farqli o'laroq, Buchholz o'rni ichki nosozliklarni quyidagi yo'llar bilan aniqlaydi:

• Gaz to'planishi
• Yog 'ko'tarilish harakati

O'rni odatda ikki bosqichda ishlaydi:

• Boshlanayotgan nosozliklar uchun signal
• Jiddiy ichki nosozliklar uchun sayohat

Buchholz o'rni quyidagilarda keng qo'llaniladi:

• Konservator{0}}tipli podstansiyalar
• O'rtacha quvvat transformatorlari
• Katta quvvat transformatorlari

Sekin-asta rivojlanayotgan izolyatsion nosozliklarni aniqlash qobiliyati tufayli Buchholz relelari katta yog '{0}}to'ldirilgan transformatorlarda nosozliklarni aniqlashning eng muhim qurilmalaridan biri bo'lib qolmoqda.

5​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​. Muhandislik amaliyotida himoya ierarxiyasi

Haqiqiy transformator ilovalarida bu qurilmalar barcha transformator sinflarida teng ravishda ishlatilmaydi. Buning o'rniga, himoya tizimlari transformator hajmi va nosozlik energiyasi ortib borishi bilan tobora takomillashtiriladi.

2-jadval - Transformator sinfi bo'yicha odatiy himoya qurilmasi qo'llanilishi

Ushbu qatlamli konfiguratsiya transformatorni himoya qilishning asosiy mexanik bosimni kamaytirishdan integratsiyalashgan mexanik va elektr nosozliklarni himoya qilish tizimlariga o'tishi haqidagi muhandislik printsipini aks ettiradi.

6. Xulosa

Zamonaviy transformator xavfsizligi dizayni bitta qurilmaga tayanishdan ko'ra, bosimni kamaytirish va nosozliklarni aniqlash tizimlarini muvofiqlashtirishga asoslangan.

PRV va PRD normal va g'ayritabiiy ish sharoitida boshqariladigan mexanik bosimni kamaytirishni ta'minlaydi. Yirtilish disklari halokatli nosozliklar paytida eng yuqori favqulodda himoyani ta'minlaydi. IFD va to'satdan bosim rölesi tizimlari ichki elektr nosozliklari tufayli bosimning keskin ko'tarilishini aniqlaydi, Buchholz relesi esa gaz hosil bo'lishini va izolyatsiyadagi nosozliklar bilan bog'liq neft harakatini kuzatadi.

Bu qurilmalar birgalikda koʻp qatlamli transformator himoyasi arxitekturasini tashkil etadi, bu esa tarqatish, sanoat va kommunal energiya tizimlarida ishlash ishonchliligi, xodimlar xavfsizligi va nosozliklarni izolyatsiya qilish qobiliyatini yaxshilaydi.