Zabezpieczenia gazowe transformatorów
Zabezpieczenia gazowe transformatorów to najbardziej czułe i uniwersalne zabezpieczenie przed uszkodzeniami wewnętrznymi. Montowane na transformatorach chłodzonych olejem z konserwatorem oleju.
Zabezpieczenie to polega na tym, że każde uszkodzenie transformatora, w tym zwiększone nagrzewanie się oleju, prowadzi do chemicznego rozkładu oleju transformatorowego, jak również substancji organicznych z izolacji uzwojeń, w wyniku czego wydzielają się gazy. wewnątrz transformatora. Gaz ten działa na specjalne urządzenia zabezpieczające przed gazem, które dają sygnał ostrzegawczy lub wyłączają transformator.
Zabezpieczenie gazowe reaguje na uszkodzenia typu zwarcie w uzwojeniach transformatora, na które nie reagują zabezpieczenia różnicowe i nadprądowe; ponieważ w takich przypadkach wielkość prądu zwarciowego jest niewystarczająca do zadziałania zabezpieczenia.
Charakter usterki w transformatorze i zakres usterki wpływają na szybkość generowania gazu. Jeśli usterka rozwija się powoli, odpowiadając powolnemu gazowaniu, to zabezpieczenie daje sygnał ostrzegawczy, ale nie odłącza transformatora.
Intensywne, a nawet gwałtowne tworzenie się gazu, które wskazuje na zwarcie, tworzy sygnał w systemie ochrony gazowej o takiej wielkości, że oprócz ostrzeżenia powoduje wyzwolenie uszkodzonego transformatora. Zabezpieczenie gazowe transformatorów uruchamia sygnał ostrzegawczy nawet w przypadku spadku poziomu oleju w zbiorniku.
Zabezpieczenie gazowe transformatorów realizowane za pomocą specjalnych przekaźników gazowych, montowanych w metalowej obudowie, wbudowanej w rurociąg naftowy pomiędzy zbiornikiem a ekspanderem.
Ryż. 1. Przekaźnik gazowy typu pływakowego: 1 — korpus, 2,5 — styki, 3 — pręt, 4 — izolacja zacisków, 6 — pokrywa, 7 — rama, 8 — oś, 9 — pływak górny, 10 — pływak dolny.
Przekaźnik jest zwykle wypełniony olejem. Obudowa przekaźnika posiada szkło lustrzane ze skalą pokazującą ilość zgromadzonego gazu oraz przekaźnik. W górnej części przekaźnika znajduje się zawór spustowy gazu oraz zaciski do podłączenia przewodów do styków znajdujących się wewnątrz przekaźnika.
Projekt i instalację najczęstszego przekaźnika gazowego typu PG-22 pokazano na ryc. 1. W przekaźnikach gazowych tego typu na zawiasach wewnątrz obudowy zamontowane są dwa pływaki, które są wydrążonymi metalowymi cylindrami, a na nich znajdują się styki rtęciowe połączone giętkimi przewodami z zaciskami zaciskowymi osłony przekaźnika. Górny pływak jest chronionym elementem sygnalizacyjnym.
W normalnych warunkach, gdy przekaźnik jest całkowicie wypełniony olejem, pływak pływa, a jego styk otwiera się. Podczas powolnego gazowania gazy unoszące się do ekspandera stopniowo wypełniają przekaźnik i wypierają olej. Gdy poziom oleju spada, opadający pływak obraca się wokół własnej osi, podczas gdy styki rtęci zamykają się i wysyłany jest sygnał ostrzegawczy.
Przy dalszym powolnym tworzeniu się gazu przekaźnik nie może działać na wyłączenie, ponieważ jest wypełniony gazem tylko do górnej krawędzi otworu, po czym gazy przejdą do ekspandera.
Dolny pływak, znajdujący się naprzeciwko otworu rurociągu naftowego, jest elementem odcinającym.Jeśli tworzenie się gazu następuje gwałtownie, następuje silny przepływ gazów z transformatora do ekspandera przez przekaźnik gazu, podczas gdy dolny pływak obraca się , zamyka styki rtęciowe, co aktywuje urządzenie, które wyłącza transformator.
Ponieważ podczas zwarcia w zbiorniku transformatora natychmiast następuje gwałtowne tworzenie się gazu, transformator wyłącza się szybko po 0,1-0,3 s. Nieco później, po wyłączeniu transformatora, włącza się alarm.
W przypadku transformatorów o mocy 6,3 tys. KVA i większej instalacja ochrony gazowej jest obowiązkowa. Dla transformatorów o mocy od 1000 do 4000 kVA jest to obowiązkowe tylko w przypadku braku zabezpieczenia różnicowoprądowego lub nadprądowego z opóźnieniem 0,5-1 s. W przypadku transformatorów o mocy 400 kVA i większej zainstalowanych wewnątrz warsztatu ochrona gazowa jest obowiązkowa.