10. ГАЗОВАЯ ЗАЩИТА

Категория: М.А. Шабад "Релейная защита трансформаторов"

Принцип действия и область применения. Газовая защита предназначена для защиты силовых транс­форматоров с масляным заполнением, снабженных расширителями, от всех видов внутренних поврежде­ний, сопровождающихся выделением газа, ускорен­ным перетеканием масла из бака в расширитель, а также от утечки масла из бака трансформатора.

Измерительным органом газовой защиты является газовое реле. Газовое реле представляет собой метал­лический сосуд с двумя поплавками   (элементами), который врезается в наклонный трубопровод, связы­вающий бак трансформатора с расширителем.   При нормальной работе трансформатора газовое реле за­полнено трансформаторным маслом, поплавки нахо­дятся в поднятом положении и связанные с ними элек­трические контакты разомкнуты. При незначительном повреждении в трансформаторе   (например, витковое замыкание)   под   воздействием   местного   нагрева   из масла выделяются газы, которые поднимаются вверх, к крышке бака, а затем скапливаются в верхней части газового   реле,   вытесняя   из   него   масло.   При   этом верхний из двух поплавков (элементов) опускается вместе с уровнем масла, что вызывает замыкание его контакта, а следовательно, предупредительный сиг­нал. При серьезном повреждении внутри трансформа­тора происходит бурное газообразование и под воз­действием выделившихся газов масло быстро вытес­няется из бака в расширитель. Поток масла проходит через газовое реле и заставляет сработать нижний поплавок (элемент), который дает команду на отклю­чение поврежденного трансформатора. Этот элемент срабатывает также и в том случае, если в баке транс­форматора сильно понизился уровень масла, напри­мер при повреждении бака и утечке масла.

Газовая защита является очень чувствительной и весьма часто позволяет обнаружить повреждение в трансформаторе в самой начальной стадии. При серьезных повреждениях трансформатора газовая за­щита действует достаточно быстро: 0,1—0,2 с (при скорости потока масла не менее чем на 25 % выше уставки). Благодаря этим достоинствам газовые реле обязательно устанавливаются на трансформаторах мощностью 1 MB-Л и более (ГОСТ 11677—85). Для внутрицеховых трансформаторов газовая защита должна выполняться при мощности трансформатора 0,63 MB-А н более.

Типы газовых реле и схемы газовой защиты на трансформаторах 10 кВ. На трансформаторах могут быть установлены следующие типы газовых реле: поплавковые типа ПГЗ-22 (выпуск их прекращен в середине 60-х годов), чашечковые тина РГЧЗ-66 (вы­пускались с 1966 по 1978 гг.) и реле Бухгольца типа BF-80/Q производства Германской Демократической Республики (устанавливаются па отечественных трансформаторах с начала 70-х годов по настоящее время).

Все газовые реле должны иметь два элемента и обеспечивать замыкание двух независимых электри­ческих цепей: сигнальной и отключающей. В схеме газовой защиты должна быть предусмотрена возмож­ность перевода действия отключающего элемента на сигнал.

Источниками оперативного тока для газовой за­щиты могут служить аккумуляторные батареи, блоки питания, предварительно заряженные конденсаторы и трансформатор собственных нужд ТСН или трансформатор напряжения ТН. Последние используются в тех случаях, когда другие защиты трансформа­тора (токовая отсечка, дифференциальная и макси­мальная токовая)

 Рис.   35.   Двухпоплавкозый   блок   газового   реле   типа   BF-80/Q (Бухгольца)   производства Германской Демократической Респуб­лики имеют другой источник оператив­ного тока, например трансформаторы тока (схема с дешунтированием 30, рис, 16).

Реле Бухгольца. Газовое реле Бухгольца выпу­скается Магдебургским заводом электротехники и приборостроения (EGEM) в Германской Демократи­ческой Республике. В нашу страну поставляется с на­чала 70-х годов одна из модификаций реле Бухголь­ца: двухпоплавковое реле BF-80/Q (символ В указы­вает на наличие двух элементов (поплавков), F — на способ крепления — фланцем, Q — на квадратную форму фланца, цифра 80 — внутренний диаметр, в миллиметрах, трубопровода, в который врезается га­зовое реле).

Реле Бухгольца, в том числе BF-80/Q, состоит из металлического корпуса, крышки и встроенного бло­ка. Для осмотра встроенного блока в корпусе имеются застекленные отверстия с откидными крышками. Есть также пробный кран для отбора газа и контрольная клавиша для опробования действия реле путем ими­тации ухода масла из трансформатора.

Встроенный блок двухпоплавкового реле (рис. 35) состоит из двух элементов: верхнего (сигнального) и нижнего (отключающего). К верхнему поплавку 3 сиг­нального   элемента   жестко   прикреплен постоянный магнит 6. При уходе масла из корпуса реле верхний поплавок 3 поворачивается в направлении, показан­ном   стрелкой,   магнит   6   приближается к магнито-управляемому контакту 5, что вызывает замыкание цепи сигнализации (два правых зажима 4).

Нижний (отключающий) элемент состоит из по­плавка 9, жестко прикрепленного к нему постоянного магнита 7, магнитоуправляемого контакта 5, а также напорного клапана (заслонки) /, который удержи­вается в исходном состоянии батареей постоянных магнитов 2. Зазор между магнитами и напорным кла­паном может изменяться в зависимости от того, при какой скорости потока масла (уставке) должно сра­батывать реле. Для газовой защиты трансформаторов 10 кВ используется наименьшая уставка 0,65 м/с.

При серьезном повреждении трансформатора, ко­торое сопровождается   бурным   газообразованием и ильным перетоком масла из бака в расширитель, поток масла входит в газовое реле и опрокидывает напорный клапан (заслонку) I(на рис. 35 направ­ление потока масла показано стрелкой). При этом поворачиваются нижний (отключающий) поплавок 9 и жестко прикрепленный к нему постоянный магнит 7. После приближения магнита 7 к магнитоуправляе-мому контакту 8 замыкается цепь отключения газовой защиты (два левых зажима 4). При уходе масла из бака трансформатора и, сле­довательно, из газового реле, отключающий поплавок 9 опускается, поворачиваясь таким образом, что по­стоянный магнит 7 приближается к магнитоуправляе-мому контакту8, в результате чего замыкается цепь отключения от газовой защиты.

Для проверки работы сигнального и отключаю­щего элементов на реле имеется контрольная кла­виша, закрытая колпачком. Должны быть приняты меры, чтобы исключить случайное нажатие этой клаиши на работающем трансформаторе. В 1984 г. Мин-энерго СССР выпустило методические указания по обслуживанию газовых защит, в том числе с реле BF-80/Q.