Газовое реле трансформатора принцип действия и назначение

Газовая защита в составе трансформаторов

Реле газовой защиты – чувствительная, высокоэффективная и универсальная система, позволяющая предотвратить и своевременно обнаружить внутренние повреждения трансформатора. Данное устройство входит в состав практически всех моделей с масляным охлаждением, дополнительно оснащенных специальными расширителями. Обладая сверхчувствительностью к химическим компонентам, оно мгновенно реагирует на возможный перегрев масла, замыкание, расплавление изоляции обмотки и прочие аварийные ситуации. Газовая защита подает сигнал о повреждении силового трансформатора и при необходимости производит его отключение.

Принцип работы устройства

Газовое реле способно обнаруживать повреждения, которые могут остаться незамеченными устройствами максимально-токовой и дифференциальной защиты. Суть работы данной системы заключается в обнаружении компонентов газа, который выделяется при горении изоляции или разложении масла. Вещество попадает на специальные приборы реле, после чего следует защитная реакция – подача сигнала или отключение трансформатора.

При слабой концентрации газа, характерной для медленного развития аварийной ситуации, система делает оповещение. Если авария проходит стремительно, возникает бурное газообразование, на которое реле реагирует отключением оборудования. Время срабатывания защиты составляет примерно 0,1-0,3 с.

Конструкция прибора

Система газовой защиты представляет собой компактное реле, которое монтируется внутри металлического кожуха. Основным местом расположение прибора является участок маслопровода, расположенный между расширителем и баком. Встроенные в трансформатор ТМГ 630 и другие модели защитные устройства постоянно заполнены маслом.

При этом их конструкция обычно включает такой комплект элементов:

• компактный и прочный корпус с прозрачным смотровым окошком;
• верхний кран для выпуска скопившегося газа;
• специальные зажимы для соединения контактов и проводов;
• поплавок, показывающий уровень масла;
• ртутные контакты, посылающие сигнал об отключении трансформатора.

Применение газовой защиты

Реле данного типа является обязательным для трансформаторных установок мощностью 6300 кВ и больше. Для моделей на 1000-4000 кВ ее рекомендует устанавливать только при отсутствии средств максимально-токовой и дифференциальной защиты. В трансформаторах на 400 кВ и большей мощности газовое реле используется только при размещении установки внутри цеха.

Новости

• 18.11.2021 — CITIUS, ALTIUS, FORTIUS: Эволюция силового масляного трансформатора
• 02.04.2021 — Лицензии на конструирование и изготовление оборудования для атомной энергетики. Истинные ценности и преимущества для компании ООО «Трансформер».
• 01.03.2021 — Стратегия цифровой трансформации электросетей и технологии цифровых двойников силовых трансформаторов

Газовые реле для защиты трансформаторов

В статье отражены принцип работы и устройство газовых реле РГТ‑50 и РГТ‑80, которые сегодня широко используются в нашей стране. Также кратко охарактеризованы другие устройства, выпускаемые компанией «ЕССО-Технолоджи» для электрических сетей и защиты электрооборудования: КРУ 2-10, КМ‑1Ф и КРУН, К‑59, ТЭМП, реле РКТУ‑01 и т. д.

ООО «ЕССО-Технолоджи», г. Чебоксары

Газовые реле РГТ-50 и РГТ-80

Защита трансформатора – одна из важнейших задач систем автоматики на подстанциях. Его выход из строя способен привести к чрезвычайным происшествиям и значительным материальным потерям, ведь к нему подключены разнообразные потребители. Причем по нормативным документам для большинства трансформаторов на подстанциях мощностью от 400 кВА и выше обязательна газовая защита, как наиболее эффективная и универсальная в настоящий момент. Для выполнения данного требования используют газовые реле, особенности которых мы рассмотрим ниже.

Принцип действия газового реле для защиты трансформатора основан на контроле давления газа. Реле помещают в специальный металлический кожух и врезают в маслопровод трансформатора между баком и расширителем. В случае резкого повышения температуры, которое может возникнуть по разным причинам (например, из-за короткого замыкания в обмотках трансформатора или возникновения «пожара стали»), начинает разлагаться трансформаторное масло либо нагреваются органические элементы обмотки, отчего внутри трансформатора образуется газ. Разогретые газы стремятся попасть в расширитель устройства, проходя через корпус реле. Если нагрев слабый, то давление газа будет нарастать постепенно и реле даст предупреждающий сигнал, не отключая трансформатора. Но при большом давлении газа, которое свидетельствует о сильном разогреве, что, как правило, бывает связано с КЗ, реле отключает трансформатор.

Необходимо отметить, что газовое реле для защиты трансформатора способно отреагировать не только на давление газа, образовавшегося в результате нагревания, но и на наличие в трансформаторе атмосферного воздуха, на движение или толчки масла внутри кожуха, а также на различные механические повреждения, которые могут возникать из-за вибрации в корпусе агрегата в процессе работы. Однако в современных газовых реле предусмотрены механизмы защиты от ложного срабатывания и отключения трансформатора.

Газовые реле не зря широко применяются для защиты трансформаторов разной мощности. Можно выделить три их главных преимущества. Первое – простота организации данного вида защиты. Второе – высокая чувствительность газовых реле. Они реагируют даже на междувитковое замыкание в обмотках трансформатора, что недоступно для дифференциальной и максимально-токовой защиты. И третье преимущество – относительно высокое быстродействие. Если происходит КЗ, газовое реле отключает трансформатор через считанные доли секунды. Вот почему применение газовых реле для защиты трансформаторов закреплено в нормативных актах.

Сегодня в стране известно несколько производителей, выпускающих газовые реле для защиты трансформаторов. Один из них – компания «ЕССО-Технолоджи», производящая газовые реле РГТ‑50 и РГТ‑80 (рис. 1). В середине 1990‑х эти реле пришли на смену широко распространенным в Советском Союзе газовым реле Бухгольца, произведенным Магдебургским заводом электротехники и приборостроения (ГДР), и сегодня они распространены в России не меньше своих предшественников. Газовые реле РГТ‑50 и РГТ‑80 с успехом используются для защиты маслонаполненных трансформаторов, автотрансформаторов и реакторов, имеющих расширитель, от повреждений внутри бака. Их проходные сечения имеют диаметр соответственно 50 и 80 мм и рассчитаны на скорость потока масла 0,65, 1,0 и 1,5 м/с.

Рис. 1. Реле РГТ‑80

Одним из основных элементов таких реле являются блоки контактов регулирующих – БКР1 и БКР2. Блок БКР2 имеет два поплавка – верхний и нижний, на которых установлены постоянные магниты, управляющие герконами. Верхняя (сигнальная) контактная система реле срабатывает при понижении уровня масла в баке трансформатора на 100–250 см³. Нижняя (отключающая) контактная система срабатывает раньше, чем уровень масла достигнет нижнего уровня входного отверстия фланца на корпусе реле.

Как уже отмечалось, газовые реле РГТ-50 и РГТ-80 прекрасно зарекомендовали себя в эксплуатации и хорошо известны нашим потребителям. При этом не меньшими возможностями обладает и другая продукция для электрических сетей и защиты электрооборудования «ECCO-Технолоджи», которую мы кратко охарактеризуем ниже.

Обзор продукции «ЕССО-Технолоджи»

Компания представляет широкий ряд современной низковольтной и высоковольтной аппаратуры: КРУ 2-10, КМ‑1Ф и КРУН, К‑59, ТЭМП, реле РКТУ‑01 и другое оборудование. Рассмотрим эти решения подробнее.

Микропроцессорный терминал управления и защиты присоединений ТЭМП служит для защиты воздушных и кабельных линий, секционных и вводных выключателей. Это устройство обладает богатыми возможностями и выполняет множество функций защиты, автоматики, управления, измерений, регистрации и сигнализации.

Реле РКТУ‑01 осуществляет непрерывный контроль тока утечки в цепях постоянного, переменного или выпрямленного напряжения (в том числе контроль изоляции цепей газовой защиты). Если величина тока превышает установленный предел (который задается пользователем с помощью DIP-переключателя на лицевой панели корпуса), происходит выдача сигнала срабатывания. Реле РКТУ‑01 имеет широкий диапазон уставок срабатывания, благодаря чему его можно применять при различных номинальных значениях оперативного напряжения от 24 до 220 В. Если происходит замыкание контакта газового реле, во входной цепи РКТУ‑01 протекает ток, определяемый нагрузкой цепи газовой защиты и заведомо превышающий фиксированную уставку блокировки.

КСО, КРУ, УБПВД, КРУН

Высокотехнологичное оборудование для электрических сетей компании «ЕССО-Технолоджи» включает следующие устройства:
— камеры сборные одностороннего обслуживания (КСО) для использования в закрытых распределительных устройствах общепромышленного назначения;
— устройства для безударного пуска высоковольтных электродвигателей (УБПВД), работающие с таким оборудованием, питающимся от сетей переменного тока, как центробежные насосы, компрессоры, вентиляторы и воздуходувки, экструдеры, ненагруженные конвейеры, мотор-генераторы и т. п.;
— комплектные распределительные устройства (КРУ) для приема электроэнергии и ее распределения между отдельными потребителями. В частности, устройства серии КРУ 2–10 эксплуатируются в электрических установках трехфазного переменного тока частоты 50 и 60 Гц напряжением 6 (10) кВ в системах с изолированной нейтралью или заземленной через дугогасящий реактор нейтралью. Изготавливаются как для нужд народного хозяйства, так и для поставки на экспорт;
— комплектные распределительные устройства наружной установки (КРУН) для приема, распределения, учета и защиты электрических сетей переменного тока. Одно из новейших устройств данной линейки – КРУН 10 – предназначено для приема, распределения, учета и защиты электрических сетей переменного тока частотой 50 Гц напряжением 6 (10) кВ. Для эксплуатации этого устройства наружной установки не требуется постоянный обслуживающий персонал. КРУН 10 имеет группу механического исполнения М 40 по ГОСТ 17516.1 и пригодно для работы в районах с сейсмичностью до 7 баллов (включительно) по шкале MSK‑64.

КРУН типа К‑59 предназначены для приема и распределения электрической энергии переменного трехфазного тока промышленной частоты 50 и 60 Гц напряжением 6 и 10 кВ. КРУН типа К‑59 применяются в качестве распределительных устройств в том числе на трансформаторных подстанциях (включая комплектные, или блочные, трансформаторные подстанции).

Кроме указанных изделий, линейка продукции ООО «ЕССО-Технолоджи» включает:
— электропривод управления и регулируемые электроприводы для различных отраслей промышленности;
— несколько типов реле тока и реле времени с выдержкой на срабатывание, а также реле промежуточное для применения в схемах релейной защиты и противоаварийной автоматики;
— вакуумные контакторы и выключатели для коммутации электрических цепей, предназначенные для дистанционного пуска;
— пускатели электромагнитные и устройство плавного пуска для асинхронных двигателей;
— контактор КТ для включения (отключения) приемников и пр.

В заключение отметим, что у компании «ЕССО-Технолоджи» есть еще один интересный фронт работ: она занимается производством и поставкой изделий для ремонта высоковольтных выключателей, масляных трансформаторов, разъединителей и другого оборудования, стоящего на подстанциях. Это важнейшая задача, учитывая, что быстро выполнить модернизацию сетей невозможно, а старое оборудование должно находиться в работоспособном состоянии, пока идет его постепенная замена новым. «ЕССО-Технолоджи» имеет сертификат качества ИСО 9001-2008 (ИСО 9001:2008), что является доказательством построения эффективной и современной системы управления.

Опубликовано в журнале «ИСУП» № 6(78)_2018

ООО «ЕССО-Технолоджи», г. Чебоксары,
тел.: +7 (8352) 62-5848,
e‑mail: esso@esso.su,
сайт: esso.inc.ru

Реклама. АО «КОМПЭЛ» ИНН 7713005406 LjN8Jzx9S

Газовые реле для защиты трансформаторов

В статье отражены принцип работы и устройство газовых реле РГТ-50 и РГТ-80, которые сегодня широко используются в нашей стране. Также кратко охарактеризованы другие устройства, выпускаемые компанией «ЕССО-Технолоджи» для электрических сетей и защиты электрооборудования: КРУ 2-10, КМ-1Ф и КРУН, К-59, ТЭМП, реле РКТУ-01 и т. д.

Газовые реле РГТ-50 и РГТ-80

Защита трансформатора — одна из важнейших задач систем автоматики на подстанциях. Его выход из строя способен привести к чрезвычайным происшествиям и значительным материальным потерям, ведь к нему подключены разнообразные потребители. Причем по нормативным документам для большинства трансформаторов на подстанциях мощностью от 400 кВА и выше обязательна газовая защита, как наиболее эффективная и универсальная в настоящий момент. Для выполнения данного требования используют газовые реле, особенности которых мы рассмотрим ниже.

Принцип действия газового реле для защиты трансформатора основан на контроле давления газа. Реле помещают в специальный металлический кожух и врезают в маслопровод трансформатора между баком и расширителем. В случае резкого повышения температуры, которое может возникнуть по разным причинам (например, из-за короткого замыкания в обмотках трансформатора или возникновения «пожара стали»), начинает разлагаться трансформаторное масло либо нагреваются органические элементы обмотки, отчего внутри трансформатора образуется газ.

Разогретые газы стремятся попасть в расширитель устройства, проходя через корпус реле. Если нагрев слабый, то давление газа будет нарастать постепенно и реле даст предупреждающий сигнал, не отключая трансформатора. Но при большом давлении газа, которое свидетельствует о сильном разогреве, что, как правило, бывает связано с КЗ, реле отключает трансформатор.

Необходимо отметить, что газовое реле для защиты трансформатора способно отреагировать не только на давление газа, образовавшегося в результате нагревания, но и на наличие в трансформаторе атмосферного воздуха, на движение или толчки масла внутри кожуха, а также на различные механические повреждения, которые могут возникать из-за вибрации в корпусе агрегата в процессе работы. Однако в современных газовых реле предусмотрены механизмы защиты от ложного срабатывания и отключения трансформатора. Газовые реле не зря широко применяются для защиты трансформаторов разной мощности. Можно выделить три их главных преимущества.

Первое — простота организации данного вида защиты. Второе — высокая чувствительность газовых реле. Они реагируют даже на междувитковое замыкание в обмотках трансформатора, что недоступно для дифференциальной и максимально-токовой защиты. И третье преимущество — относительно высокое быстродействие. Если происходит КЗ, газовое реле отключает трансформатор через считанные доли секунды. Вот почему применение газовых реле для защиты трансформаторов закреплено в нормативных актах.

Сегодня в стране известно несколько производителей, выпускающих газовые реле для защиты трансформаторов. Один из них — компания «ЕССО-Технолоджи», производящая газовые реле РГТ-50 и РГТ-80 (рис. 1).

В середине 1990-х эти реле пришли на смену широко распространенным в Советском Союзе газовым реле Бухгольца, произведенным Магдебургским заводом электротехники и приборостроения (ГДР), и сегодня они распространены в России не меньше своих предшественников. Газовые реле РГТ-50 и РГТ-80 с успехом используются для защиты маслонаполненных трансформаторов, автотрансформаторов и реакторов, имеющих расширитель, от повреждений внутри бака. Их проходные сечения имеют диаметр соответственно 50 и 80 мм и рассчитаны на скорость потока масла 0,65, 1,0 и 1,5 м/с.

Одним из основных элементов таких реле являются блоки контактов регулирующих — БКР1 и БКР2. Блок БКР2 имеет два поплавка — верхний и нижний, на которых установлены постоянные магниты, управляющие герконами. Верхняя (сигнальная) контактная система реле срабатывает при понижении уровня масла в баке трансформатора на 100–250 см³.

Нижняя (отключающая) контактная система срабатывает раньше, чем уровень масла достигнет нижнего уровня входного отверстия фланца на корпусе реле. Как уже отмечалось, газовые реле РГТ-50 и РГТ-80 прекрасно зарекомендовали себя в эксплуатации и хорошо известны нашим потребителям.

При этом не меньшими возможностями обладает и другая продукция для электрических сетей и защиты электрооборудования «ECCO-Технолоджи», которую мы кратко охарактеризуем ниже. Обзор продукции «ЕССО-Технолоджи» Компания представляет широкий ряд современной низковольтной и высоковольтной аппаратуры: КРУ 2-10, КМ-1Ф и КРУН, К-59, ТЭМП, реле РКТУ-01 и другое оборудование. Рассмотрим эти решения подробнее.

ТЭМП

Микропроцессорный терминал управления и защиты присоединений ТЭМП служит для защиты воздушных и кабельных линий, секционных и вводных выключателей. Это устройство обладает богатыми возможностями и выполняет множество функций защиты, автоматики, управления, измерений, регистрации и сигнализации.

РКТУ-01

Реле РКТУ-01 осуществляет непрерывный контроль тока утечки в цепях постоянного, переменного или выпрямленного напряжения (в том числе контроль изоляции цепей газовой защиты). Если величина тока превышает установленный предел (который задается пользователем с помощью DIP-переключателя на лицевой панели корпуса), происходит выдача сигнала срабатывания. Реле РКТУ-01 имеет широкий диапазон уставок срабатывания, благодаря чему его можно применять при различных номинальных значениях оперативного напряжения от 24 до 220 В.

Если происходит замыкание контакта газового реле, во входной цепи РКТУ-01 протекает ток, определяемый нагрузкой цепи газовой защиты и заведомо превышающий фиксированную уставку блокировки.

КСО, КРУ, УБПВД, КРУН

Высокотехнологичное оборудование для электрических сетей компании «ЕССО-Технолоджи» включает следующие устройства:

• камеры сборные одностороннего обслуживания (КСО) для использования в закрытых распределительных устройствах общепромышленного назначения;
• устройства для безударного пуска высоковольтных электродвигателей (УБПВД), работающие с таким оборудованием, питающимся от сетей переменного тока, как центробежные насосы, компрессоры, вентиляторы и воздуходувки, экструдеры, ненагруженные конвейеры, моторгенераторы и т. п.;
• комплектные распределительные устройства (КРУ) для приема электроэнергии и ее распределения между отдельными потребителями. В частности, устройства серии КРУ 2–10 эксплуатируются в электрических установках трехфазного переменного тока частоты 50 и 60 Гц напряжением 6 (10) кВ в системах с изолированной нейтралью или заземленной через дугогасящий реактор нейтралью. Изготавливаются как для нужд народного хозяйства, так и для поставки на экспорт;
• комплектные распределительные устройства наружной установки (КРУН) для приема, распределения, учета и защиты электрических сетей переменного тока. Одно из новейших устройств данной линейки — КРУН 10 — предназначено для приема, распределения, учета и защиты электрических сетей переменного тока частотой 50 Гц напряжением 6 (10) кВ. Для эксплуатации этого устройства наружной установки не требуется постоянный обслуживающий персонал. КРУН 10 имеет группу механического исполнения М 40 по ГОСТ 17516.1 и пригодно для работы в районах с сейсмичностью до 7 баллов (включительно) по шкале MSK-64.

КРУН типа К-59 предназначены для приема и распределения электрической энергии переменного трехфазного тока промышленной частоты 50 и 60 Гц напряжением 6 и 10 кВ. КРУН типа К-59 применяются в качестве распределительных устройств в том числе на трансформаторных подстанциях (включая комплектные, или блочные, трансформаторные подстанции).

Кроме указанных изделий, линейка продукции ООО «ЕССО-Технолоджи» включает:

• электропривод управления и регулируемые электроприводы для различных отраслей промышленности;
• несколько типов реле тока и реле времени с выдержкой на срабатывание, а также реле промежуточное для применения в схемах релейной защиты и противоаварийной автоматики;
• вакуумные контакторы и выключатели для коммутации электрических цепей, предназначенные для дистанционного пуска;
• пускатели электромагнитные и устройство плавного пуска для асинхронных двигателей;
• контактор КТ для включения (отключения) приемников и пр.

В заключение отметим, что у компании «ЕССО-Технолоджи» есть еще один интересный фронт работ: она занимается производством и поставкой изделий для ремонта высоковольтных выключателей, масляных трансформаторов, разъединителей и другого оборудования, стоящего на подстанциях. Это важнейшая задача, учитывая, что быстро выполнить модернизацию сетей невозможно, а старое оборудование должно находиться в работоспособном состоянии, пока идет его постепенная замена новым. «ЕССО-Технолоджи» имеет сертификат качества ИСО 9001-2008 (ИСО 9001:2008), что является доказательством построения эффективной и современной системы управления.

Источник: ООО «ЕССО-Технолоджи», г. Чебоксары

�� Подписывайтесь на Elec.ru. Мы есть в Телеграм, ВКонтакте и Одноклассниках

Газовое реле

Газовое реле применяется для защиты и отключения масляных трансформаторов мощностью 1000 кВ • А и более, в случае возникновения таких дефектов, как:
• искровой разряд или дуга между токоведущими частями, магнитопроводом или корпусом;
• витковое замыкание;
• попадание воздуха в конструкцию, при нарушениях ее герметичности.
Реле устанавливается на маслопроводе между баком и расширителем. Для быстрейшего попадания газов в реле маслопровод имеет уклон в сторону бака с углом, составляющим 2. 4°. Устройство реле представлено на рис. 1 и рис. 2.

Рис. 1. Газовое реле: 1 — корпус газового реле; 2 — крышка; 3 — откидная крышка; 4 — кран отбора пробы; 5 — контрольная клавиша; 6 — винтовые соединения.

Рис. 1. Встроенный блок газового реле: 1 — корпус; 2 — клеммы вторичных цепей; 3 — панель; 4 — верхний поплавок; 5 — переключающая лампа; 6 — нижний поплавок; 7 — магнитная система верхнего поплавка; 8— магнитная система нижнего поплавка; 9 — подпорный клапан; 10 — промежуточная планка; 11 — магнитная батарея; 12— подпорный клапан.

Принцип действия реле

Действующими элементами реле являются а) два поплавка, предназначенные для реагирования на относительно медленное заполнение реле газом, и б) заслонка клапана, работающая под действием струи масла. В нормальном состоянии два поплавка реле находятся в верхнем положении на поверхности масла в реле. При возникновении дефекта в трансформаторе с незначительным количеством газов или воздуха и при медленном поступлением их в реле, сначала работает верхний поплавок, который, опускаясь, замыкает контакты вторичной цепи, действующей на сигнал. При дальнейшем поступлении в реле газа или воздуха начинает работать второй поплавок, действующий на отключение трансформатора. При возникновении в трансформаторе дефекта, сопряженного с сильным притоком масла к расширителю и реле, струя масла воздействует -на клапан реле, преодолевает удерживающее усилие его магнита и открывает заслонку, замыкающую контакты вторичной цепи, действующей на отключение трансформатора.

Технические данные «реле Бухгольца»:
• скорость срабатывания — 0,65; 1,0;
1,5 м/с;
• порог срабатывания — менее 0,1 с при 1,25-кратном превышении установленной скорости потока;
• номинальное напряжение: от 24 В до 220 В постоянного или переменного тока;
• 2 А постоянного тока при / = L/R < < 100 с;
• 2 А переменного тока при coscp > 0,2;
• номинальная частота — 50 Гц, 60 Гц;
• диаметр условного прохода — 25, 50, 80 мм;
• рабочая температура — +70. 90 °С. Достоинство газовой защиты заключается в ее высокой чувствительности к возникшим в трансформаторе дефектам на самой их начальной стадии. Вместе с тем газовое реле, при всей его высокой чувствительности, не должно реагировать на внешние воздействия. В частности, предусматривается высокий уровень вибростойкости газовых реле, которые должны выдерживать вибрацию самого трансформаторного оборудования, а также воздействия сквозных токов КЗ.

Устройство для отбора газов из газового реле

При появлении газа в газовом реле полагается определять его состав:
наличие в нем горючих газов свидетельствует о разложении масла под действием повышенной температуры, а наличие СО — о разложении твердой изоляции; отсутствие таковых говорит о нарушениях герметичности конструкции и попадании в нее воздуха.

Устройство состоит из двух индикаторных стеклянных трубок, закрытых резиновыми пробками и скрепленных между собой скобой. Первая трубка имеет резьбовой патрон для его подсоединения к обратному клапану газового реле.

После подсоединения устройства к газовому реле и открытия соответствующего крана, газ попадает из реле в первую трубку, наполненную индикаторной жидкостью раствора нитрата серебра. Если газ содержит продукты распада масла (соединения углеводородов), то в индикаторной жидкости образуется белый конденсат, который, под действием света, постепенно становится коричневым. Далее газ поступает во вторую трубку с индикатором (щелочной раствор нитрата серебра) При наличии в газе окиси углерода (СО), как следствия распада твердой изоляции, в трубке образуется конденсат темно-коричневого или темного цвета.