Sistemi ta' Ħelsien mill-Pressjoni tat-Transformer u Sejbien ta' Ħsara

​​​​​​​

 

1. Introduzzjoni

 

Fi transformers mgħaddsa taż-żejt-, il-bidliet fil-pressjoni interna huma parti normali tal-operat. Hekk kif iż-żejt tat-transformer jisħon u jiksaħ waqt iċ-ċikli tat-tagħbija, l-ispazju tal-gass issiġillat ġewwa t-tank jespandi u jikkuntratta, u jikkawża varjazzjonijiet gradwali fil-pressjoni fl-egħluq tat-transformer. Taħt kundizzjonijiet operattivi normali, dawn il-bidliet fil-pressjoni jseħħu bil-mod u huma prinċipalment assoċjati mal-varjazzjoni tat-temperatura ambjentali u t-tagħbija tat-transformer.

Madankollu, ħsarat elettriċi interni joħolqu imġieba ta 'pressjoni kompletament differenti. Avvenimenti bħal fallimenti tal-istralċ jew ark intern jistgħu jiddekomponu malajr iż-żejt iżolanti f'gass, u jipproduċu mewġa ta 'pressjoni f'daqqa ġewwa t-tank. Minħabba li dawn iż-żidiet fil-pressjoni iġġenerat mill-ħsarat-iseħħu fi żmien millisekondi, it-trasformaturi jeħtieġu mhux biss apparati li jnaqqsu l-pressjoni, iżda wkoll sistemi dedikati għall-iskoperta tal-ħsarat li kapaċi jidentifikaw imġieba anormali tal-pressjoni qabel ma sseħħ ħsara katastrofika fit-tank.

Għal din ir-raġuni, is-sistemi moderni ta 'protezzjoni tat-transformer huma ġeneralment maqsuma f'żewġ kategoriji ewlenin:

• Sistemi ta' ħelsien mill-pressjoni
• Sistemi ta' skoperta ta' ħsarat

Din il-filosofija ta 'protezzjoni f'saffi hija riflessa b'mod wiesa' fl-istandards IEEE C57 u l-prattiki tad-disinn tat-transformer IEC 60076.

 

2. Ħelsien tal-Pressjoni vs Sejbien tal-Ħtija

 

Għalkemm it-termini "ħelsien mill-pressjoni" u "sejbien ta 'ħsarat" kultant jintużaw b'mod interkambjabbli fl-industrija tat-trasformaturi, iservu funzjonijiet fundamentalment differenti.

Apparat għat-tnaqqis tal-pressjoni tat-transformer huwa ddisinjat biex jirrilaxxa fiżikament pressjoni eċċessiva tat-tank sabiex jipprevjeni d-deformazzjoni mekkanika jew il-qsim tat-tank tat-transformer. Dawn l-apparati jirrispondu primarjament għall-kobor tal-pressjoni u jiffurmaw il-pedament tas-sistemi ta 'protezzjoni tal-pressjoni tat-transformer.

L-apparati ta 'skoperta ta' ħsarat, min-naħa l-oħra, jimmonitorjaw il-veloċità jew il-karatteristiċi tal-bidla fil-pressjoni assoċjati ma 'ħsarat elettriċi interni. Minflok ma jirrilaxxaw il-pressjoni, jiġġeneraw sinjali ta 'allarm jew vjaġġ biex jiżolaw it-transformer mis-sistema tal-enerġija.

Din id-distinzjoni ssir dejjem aktar importanti hekk kif id-daqs tat-transformer u l-livell tal-enerġija tal-ħsara jiżdiedu.

 

Tabella 1 – Differenza Bejn Ħelsien tal-Pressjoni u Sejbien ta' Ħsara

3. Apparati ta 'Ħelsien tal-Pressjoni tat-Transformer

 

3.1 Valv ta' Ħelsien tal-Pressjoni (PRV)​​​​​​​

Il-Valv ta 'Rilaxx tal-Pressjoni huwa ddisinjat biex jipproteġi t-tank tat-transformer kontra pressjoni eċċessiva ġewwa. Ladarba l-pressjoni fit-tank tilħaq il-pressjoni tar-rilaxx, il-valv jinfetaħ awtomatikament biex jirrilaxxa l-gass sakemm il-pressjoni tinżel għall-pressjoni sikura. Barra minn hekk, kull meta jkun meħtieġ, l-utenti jitħallew joperaw manwalment il-valv ta 'ħelsien tal-pressjoni f'applikazzjonijiet ta' transformer billi jiġbdu ċ-ċirku operattiv biex inaqqsu l-pressjoni interna.

Taħt il-prattika IEEE, il-pressjoni tipika tal-qsim għal disinn tat-transformer PRV hija bejn wieħed u ieħor 10 PSIG ± 2 PSIG, filwaqt li l-applikazzjonijiet CSA ħafna drabi jużaw settings ta 'pressjoni aktar baxxa. Wara li titnaqqas il-pressjoni, il-valv ta 'ħelsien tal-pressjoni fis-sistemi tat-transformer jerġa' jissiġilla awtomatikament biex iżżomm l-integrità tat-tank tat-transformer.

 

Minħabba l-kostruzzjoni sempliċi u l-operat affidabbli tiegħu, PRV tintuża ħafna fi:

• Transformers mmuntati-arblu
• Transformers mmuntati-kuxxinett
• Transformers tad-distribuzzjoni mgħaddsa fiż-żejt-
• Substazzjonijiet ta' unità żgħar

 

Meta mqabbla ma 'sistemi ta' transformer PRD akbar, il-PRVs huma ġeneralment preferuti għal transformers kVA aktar baxxi fejn iż-żieda fil-pressjoni hija relattivament moderata u prevedibbli. F'ħafna applikazzjonijiet tat-transformer tad-distribuzzjoni, il-valv PRV fit-tankijiet tat-transformer jibqa 'l-aktar forma komuni ta' protezzjoni bażika tal-pressjoni mekkanika.

3.2 Apparat għat-Tneħħija tal-Pressjoni (PRD)

L-apparati għat-tnaqqis tal-pressjoni (PRDs) iservu essenzjalment l-istess għan bħall-valvi ta 'tnaqqis tal-pressjoni (PRVs): jipproteġu t-tank tat-transformer minn pressjoni interna eċċessiva. Fil-prattika, madankollu, il-PRDs huma assoċjati b'mod aktar komuni ma' klassifikazzjonijiet tal-qawwa akbar. Normalment ma tarax PRD installat fuq transformers taħt madwar 1,500 kVA, għalkemm m'hemm xejn teknikament ħażin li tuża wieħed fuq unitajiet iżgħar jekk l-applikazzjoni teħtieġha.

Il-biċċa l-kbira tal-PRDs huma mmuntati fuq il-quċċata tat-tank tat-transformer, fejn il-gass intern jew l-akkumulazzjoni tal-pressjoni jistgħu jiġu rilaxxati malajr waqt kundizzjoni ta 'ħsara.

It-terminoloġija tista 'tkun konfuża minħabba li "apparat li jnaqqas il-pressjoni" spiss jintuża bħala terminu ġenerali tal-industrija kemm għall-PRVs kif ukoll għall-PRDs. Fil-biċċa l-kbira tal-każijiet, il-PRVs jintużaw fuq transformers tad-distribuzzjoni iżgħar, filwaqt li l-PRDs huma aktar komuni fuq unitajiet jew applikazzjonijiet akbar li jeħtieġu rispons ta 'pressjoni aktar mgħaġġel u indikazzjoni ta' ħsara.

Apparat għat-tnaqqis tal-pressjoni tat-transformer iwettaq l-istess funzjoni fundamentali bħal PRV - li jtaffi l-pressjoni interna eċċessiva - iżda huwa tipikament iddisinjat b'kapaċità ta 'fluss ogħla, ħin ta' rispons mgħaġġel, prestazzjoni affidabbli ta 'siġillar mill-ġdid, u funzjonijiet ta' allarm jew monitoraġġ fakultattivi. Disinji avvanzati tal-PRD jipprovdu pressjoni preċiża tal-ftuħ, ħin ta 'tħaddim qasir, prestazzjoni ta' barra affidabbli fit-tul-, u siġillar effettiv kontra l-umdità, it-trab u d-dħul tal-arja, li jgħinu biex iżommu pressjoni pożittiva tat-tank u jtejbu l-affidabbiltà operattiva tat-transformer.

 

Vantaġġ ewlieni wieħed tal-PRDs-immuntati fil-kopertura huwa l-kapaċità ta' monitoraġġ. Ħafna assemblaġġi ta 'tagħmir ta' ħelsien tal-pressjoni tat-transformer jinkludu:

• Semafori viżwali jew indikaturi tat-tħaddim
• Kuntatti ta 'allarm mill-bogħod
• Outputs ta' monitoraġġ SCADA-kompatibbli

 

Dan jagħmel il-PRDs speċjalment adattati għal substazzjonijiet ta 'utilità u sistemi ta' enerġija industrijali fejn huwa meħtieġ monitoraġġ mill-bogħod.

Il-PRDs huma komunement applikati fi:

• Unit substation transformers
• Transformers ta' qawwa medja
• Transformers tal-qawwa kbira
• Transformers ta’ substation ta’ utilità​​​​​​

 

Għal applikazzjonijiet ta 'utilità akbar, l-inġiniera ħafna drabi jagħżlu arranġament tat-transformer tal-apparat ta' ħelsien tal-pressjoni minflok PRV iżgħar minħabba l-enerġija ta 'ħsara interna ogħla u l-volum taż-żejt.

3.3 Diska tal-Qtugħ

Id-diski tal-ftuq huma tipikament użati bħala apparat aħħari ta' ħelsien mill-pressjoni ta' emerġenza f'applikazzjonijiet ta' transformer ta'-enerġija għolja.

B'differenza mill-PRVs jew il-PRDs standard, id-diski tal-qsim huma tagħmir mhux-resettable ddisinjat biex jinfaqa' istantanjament meta l-pressjoni interna tilħaq limitu kritiku. L-iskop primarju tagħhom huwa li jipprovdu ventilazzjoni rapida ta'-erja sħiħa waqt avvenimenti ta' ħsara interna katastrofiċi.

 

Minħabba li d-diski tal-qsim iridu jiġu sostitwiti wara t-tħaddim, huma ġeneralment riżervati għal:

• Transformers tal-qawwa kbira
• Transformers tal-forn
• Transformers ta' trazzjoni
• Sistemi industrijali ta' livell{0}}għoli ta' ħsara

Fil-prattika tal-inġinerija, id-diski tal-qsim jirrappreżentaw l-ogħla livell ta 'protezzjoni tal-pressjoni mekkanika.

4. Apparati ta 'Sejbien ta' Ħsara ta 'Transformer

 

4.1 Rilevatur ta' Ħsarat Intern (IFD)

Intern Fault Detectors (IFDs) huma wżati ħafna fuq transformers immuntati fuq arblu-u pad- bħala apparat ta' sikurezza fuq il-post sempliċi iżda effettiv ħafna.

IFD jiskopri żieda f'daqqa fil-pressjoni interna kkawżata minn ħsarat fl-ark ġewwa t-tank tat-transformer. Meta jiġi attivat, joħroġ indikatur viżiv ikkulurit jgħajjat, li jippermetti lill-ekwipaġġi tal-utilità jidentifikaw immedjatament li t-transformer esperjenza ħsara interna u m'għandux jiġi enerġizzat mill-ġdid.

 

Vantaġġ ewlieni wieħed tas-sistemi IFD moderni huwa li ħafna disinji jintegraw PRV standard konformi mal-IEEE jew CSA f'assemblaġġi tat-trasformaturi fl-istess apparat, li jgħaqqdu:

• Ħelsien mill-pressjoni
• Indikazzjoni tal-ħsara

fi struttura kompatta waħda.

 

L-IFDs huma komunement użati fi:

• Transformers immuntati-single phase pole-
• Transformers immuntati -arbli-tlett fażijiet
• Transformers mmuntati-kuxxinett
• Transformers ta' substation żgħar

Meta mqabbla mas-sistemi SPR, l-IFDs huma aktar sempliċi, aktar ekonomiċi, u partikolarment adattati għal applikazzjonijiet fil-livell ta' distribuzzjoni-.

4.2 Relay tal-Pressjoni f'daqqa (SPR / RPR)

 

Dawn is-sistemi huma komunement użati fi:

• Transformers ta' qawwa medja
• Transformers tal-qawwa kbira
• Transformers tar-rettifikaturi
• Transformers tal-forn
• Transformers ta' trazzjoni

 

Meta mqabbla ma 'l-IFDs, is-sistemi ta' protezzjoni ta 'relay ta' żieda mgħaġġla fil-pressjoni jipprovdu integrazzjoni elettrika aktar mgħaġġla u huma aktar adattati għal utilità kritika u applikazzjonijiet industrijali.

4.3 Buchholz Relay

Ir-relay Buchholz huwa apparat ta' skoperta ta' ħsarat imħaddem bil-gass- u żejt-fluss- użat fi transformers tat-tip conservator-.

B'differenza mis-sistemi SPR u IFD, li jirrispondu primarjament għal bidliet fil-pressjoni, ir-rilejs Buchholz jiskopru ħsarat interni permezz ta':

• Akkumulazzjoni tal-gass
• Moviment ta 'żieda taż-żejt

 

Ir-relay tipikament jaħdem f'żewġ stadji:

• Allarm għal ħsarat inċipjenti
• Vjaġġ għal ħsarat interni severi

 

Ir-relays Buchholz jintużaw ħafna fi:

• Substations ta' unità tat-tip konservatur-
• Transformers ta' qawwa medja
• Transformers tal-qawwa kbira

 

Minħabba l-kapaċità tagħhom li jiskopru ħsarat ta' insulazzjoni li qed jiżviluppaw bil-mod, ir-relays Buchholz jibqgħu wieħed mill-aktar apparati importanti ta' skoperta ta' ħsarat fi transformers kbar mimlijin biż-żejt-.

 

5​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​. Ġerarkija tal-Protezzjoni fil-Prattika tal-Inġinerija

 

F'applikazzjonijiet ta 'transformer reali, dawn l-apparati mhumiex użati b'mod ugwali fil-klassijiet kollha tat-transformer. Minflok, is-sistemi ta 'protezzjoni jsiru progressivament aktar avvanzati hekk kif id-daqs tat-transformer u l-enerġija tal-ħsara tiżdied.

 

Tabella 2 – Applikazzjoni Tipika ta' Apparat ta' Protezzjoni skond il-Klassi tat-Transformer

Din il-konfigurazzjoni f'saffi tirrifletti l-prinċipju tal-inġinerija li l-protezzjoni tat-transformer tevolvi minn serħan tal-pressjoni mekkanika bażika lejn sistemi ta 'protezzjoni ta' ħsarat mekkaniċi u elettriċi integrati.

6. Konklużjoni

 

Id-disinn modern tas-sikurezza tat-transformer huwa bbażat fuq il-koordinazzjoni ta 'sistemi ta' ħelsien mill-pressjoni u ta 'skoperta ta' ħsarat aktar milli dipendenza fuq apparat wieħed.

Il-PRVs u l-PRDs jipprovdu serħan tal-pressjoni mekkanika kkontrollata waqt kundizzjonijiet operattivi normali u anormali. Id-diski tal-ftuq jipprovdu protezzjoni ta 'emerġenza aħħarija waqt ħsarat katastrofiċi. L-IFDs u s-sistemi ta 'rilej ta' pressjoni f'daqqa jiskopru żieda f'daqqa fil-pressjoni kkawżata minn ħsarat elettriċi interni, filwaqt li r-rilejs Buchholz jimmonitorjaw il-ġenerazzjoni tal-gass u l-moviment taż-żejt assoċjati mal-iżvilupp ta 'fallimenti ta' insulazzjoni.

Flimkien, dawn l-apparati jiffurmaw arkitettura ta' protezzjoni tat-transformer b'ħafna-saffi li ttejjeb l-affidabbiltà operattiva, is-sikurezza tal-persunal, u l-kapaċità ta' iżolament tal-ħsarat fis-sistemi tal-enerġija tad-distribuzzjoni, industrijali u ta' utilità.