Večina okvar transformatorjev se ne zgodi na dan vklopa enote. Tiho se razvijejo v rezervoarju, kjer jih nihče ne vidi, nato pa s seboj odnesejo teden proizvodnje, ko se končno spustijo. To je vrzelzaščita transformatorjaobstaja, da se zapre, in večina odločitev, ki jo zaprejo, je sprejeta, ko je enota naročena, in ne ob njenem zagonu.
Začnite s statistiko napak. ThePriročnik za zaščito transformatorjev IEEE Power & Energy Societypoustvarja raziskave o okvarah električnih naprav in v obdobju raziskave 1983-1988 so okvare navitij predstavljale 37 % zabeleženih okvar, medtem ko so okvare stikal za odcepe predstavljale 22 %. Okvara puš, ki skrbi vse, ker so vidne, je bila 11-odstotna. Okvara priključne plošče je bila 3 %, okvara jedra pa 1 %.
Dvakrat preberi te številke. Dva načina okvare, ki dejansko uničita transformator, se zgodita znotraj rezervoarja, izven vidnega polja, in to sta točno dva, ki ju sprehajajoči inšpekcijski program ne more ujeti.
Kam proračun za zaščito transformatorjev dejansko sodi
Zaščita ni en izdelek. To je niz naprav, od katerih vsaka opazuje drugačen mehanizem napake, specifikacija pa o njih govori s številkami naprav ANSI. Na enoti konzervatorja, potopljeni v olje, je običajni paket videti takole:
- 87P - fazna razlika, glavna primerjava vhodnega in izhodnega toka
- 87U - nezadrženi diferencial, hiter element, ki odpravi veliko notranjo napako
- 87N - razlika v ozemljitvi, imenovana tudi omejena zemeljska napaka
- 63 - nenaden pritisk, ki se spotakne zaradi hitrosti naraščanja tlaka v rezervoarju
- Plinski rele (Buchholz) - alarm za kopičenje plina in sprožilec zaradi prenapetosti olja
- 49 - termični, običajno RTD z zgornjim oljem in simulacija vroče točke navitja
- 51 / 50 - čas in trenutni nadtok, rezervna plast
- 86 - zaklepni rele, kjer pristanejo signali za izklop
Dve napravi sedita na oljni poti, dve primerjata tokove skozi puše, ena bere temperaturo, ostale pa tvorijo rezervno plast, ki vstopi, ko primarna shema ne deluje. Specifikacija, ki zaščito navaja kot eno vrstico, še ni odločila o ničemer.
Vrstni red po pomembnosti ni vrstni red po ceni. Plinski rele stane le delček diferenčnega releja in glede na zgornje podatke o okvari pokriva način okvare z največjim deležem.
Buchholz Relay: Plin in Oil-Surge Watchdog
TheBuchholzova štafetaobstaja samo na oljnih transformatorjih, ki imajo konzervator, in se nahaja v cevi med rezervoarjem in konzervatorjem. Ta lokacija je bistvo: je na poti olja, zato vidi, kaj aktivni del dejansko počne.
Dva elementa si delita eno ohišje. Ko se plin nabere na vrhu komore, se dvigne plovec in zapre alarmni kontakt. Loputa sedi v toku olja in se sproži, ko se olje premakne proti konzervatorju hitreje od njegove nastavitve. V naši tovarni je povezovalna cev nastavljena z rahlim nagibom navzgor od rezervoarja, tako da plin potuje do releja, namesto da bi se zbiral v cevi, rele pa je nameščen na višini, ki jo lahko tehnik doseže s tal brez odra.
Alarm in izklop nista ista odločitev in pristanek obeh kontaktov na enem vhodu zavrže najbolj uporaben signal, ki ga naprava proizvede. Začetna napaka - vroč spoj, mesto delne razelektritve, počasi razvijajoča se napaka med zavoji - ustvarja plin v urah ali dneh in plavajoči element to sporoči, medtem ko transformator še prenaša obremenitev. To je okno za odvzem vzorca olja in izvedbo analize raztopljenega plina, preden opozorilo postane izpad. V prvih tednih po vklopu je plinski alarm navadno posledica preostalega zraka, ki se prebija iz olja, in ne napake. Običajno ni enako kot zagotovo, zato vzorčite.
Tukaj je past, ki ujame specifikacije projekta. Zasnova z zaprtim rezervoarjem brez konzervatorja sploh nima Buchholzovega releja in ga ni mogoče dodati pozneje. Če lastniški standard predvideva plinski rele, mora biti to zapisano v naročilu.
Rele za nenaden tlak: hiter izklop za napake v rezervoarju
Naprava 63 ne čaka na plin, da kam potuje. Arele za nenaden pritiskse odziva na hitrost dviga tlaka v rezervoarju, tako da deluje na prvi tlačni val zaradi visokoenergetske notranje napake. V priročniku za uporabo je združen z diferencialnimi elementi kot primarna zaščita pred napakami in se dvakrat pojavi na seznamu naprav, ker imata glavni rezervoar in prostor za menjalnik pipe vsak svojo napravo.
Obstajata dve montažni družini. Rele za plinski prostor je nameščen na vrhu rezervoarja nad oljem; rele za prostor za olje se namesti v ventil ali cev pod nivojem olja. Oba sta samo za potovanja. To spremeni vaš odnos do njih. Naprava, ki se lahko sproži, vendar ne more sprožiti alarma, mora biti prvič pravilna, ker moteča blokada onemogoči delovanje enote, medtem ko ugotavljate, ali je težava v transformatorju ali nastavitvi. Izbira nastavitve je relejno delo. Kupec mora zagotoviti, da sta glavni rezervoar in prostor LTC pokrita.
Ne zamenjujte ga z napravo za razbremenitev tlaka. PRD je mehanska odprtina, ki se odpre, da prepreči razpok rezervoarja. Nima logike potovanja in ničesar za nastaviti. Specifikacija, ki zahteva zaščito pred nenadnim pritiskom in prejme le PRD, je kupila zaščito rezervoarja, ne pa odkrivanja napak. Pri velikem močnostnem transformatorju običajno želite oboje, kot ločena vrstična elementa.
Diferencialna zaščita, 87P in 87N: Kjer gredo specifikacije za zaščito transformatorja narobe
Načelo zajema en stavek: primerjajte tok, ki gre v transformator, s tokom, ki izhaja, in obravnavajte razliko kot tok napake. Da bi delovalo, je potrebno več. Obe strani sta pri različnih napetostih in na enoti Dyn11 30 stopinj narazen v fazi.Diferencialna zaščitane more narediti te primerjave, dokler razmerja CT niso normalizirana in vektorska skupina ni kompenzirana.
Inrush je del, ki ga večina kupcev pogreša. Napajanje transformatorja povzroči velik magnetizacijski udar z visoko vsebnostjo drugega harmonika, ukrep, naveden v priročniku za uporabo, pa je klasičen: 12-kratnik toka polne obremenitve za 0,1 sekunde. Diferencialni element, ki tega ne more razbrati razen napake, bo sprožil enoto ob vsakem vklopu, vzdrževalci pa bodo krivili transformator. Numerični releji ločujejo oba s harmonično omejitvijo ali blokiranjem druge harmonike in dodajo neomejen element 87U, ki je nastavljen daleč nad najvišjo stopnjo vklopa, tako da se resnična težka notranja napaka še vedno hitro odpravi.
87N, ozemljitveni diferencialni element, imenovan tudi omejena ozemljitvena napaka, je občutljiv. Vodilni delovni primer je par 115 kV / 30 MVA transformatorjev z uporovno ozemljenim 13 kV stranskim omejevanjem toka zemeljske napake na približno 400 A vsak. S tako nizko nevtralno impedanco, ki zadržuje okvarni tok, je navaden nadtokovni element preveč topi, da bi opazili napako blizu nevtralnega, in REF je tisto, kar jo pokriva. Shema REF je tako dobra, kot so tokovni transformatorji za njo, njihova razvrstitev in zahteve glede zmogljivosti za releje pa so določene ločeno vIEEE C37.110-2023serije standardov. Vprašajte za razred, razmerje in mejni faktor natančnosti, ne le za vključene CT.
Kaj je priloženo enoti in kaj ne
Naprave so polovica sheme. Druga polovica je tisto, kar mora proizvajalec vgraditi v transformator, vsaka spodnja vrstica pa je zaklenjena v fazi naročila.
| kaj je | Kaj počne | Ste zaklenjeni na stopnji naročila? |
| Vtični tokovni transformatorji | Diferencialni, REF in merilni vhodi | Da - razmerje, razred in mejni faktor natančnosti |
| Plinski rele (Buchholz) | Alarm za kopičenje plina, sprožilec zaradi porasta olja | Da - potrebuje konzervator in napeljavo |
| Rele za nenaden pritisk (63) | Hitro potovanje s hitrostjo naraščanja tlaka | Da - položaji rezervoarja in predelkov za menjalnik pipe |
| Temperatura navitja / zgornjega olja (49) | Alarm in izklop ter izhod 4-20 mA ali Modbus | Da – RTD in komunikacijski izhod sta naročeni možnosti |
| Naprava za razbremenitev tlaka | Mehansko odzračevanje, brez logike izklopa | Da – naprava, ne nastavitev |
| Navijalna povezava (vektorska skupina) | Pot ničelnega zaporedja in fazni zamik | Da - odločitev pri načrtovanju, ne pri zagonu |
Vsaka vrstica je odločitev o naročilu transformatorja. Adiferencialna zaščitashema, dobavljena po pristanku enote, ne more nadomestiti vektorske skupine, ki je v nasprotju s preostalim delom naprave, temperaturna naprava brez komunikacijskega izhoda pa ne more napajati točke SCADA, ki jo je operativna ekipa že zapisala v svoje postopke. Te določite v RFQ poleg ocene in impedance.
K tej stopnji sodi še en del gospodinjstva. Pred vklopom izvedite analizo raztopljenega plina v olju. Rezultat DGA, odčitan med dogodkom, je skoraj neberljiv brez vzorca pred dogodkom iz iste enote, ker ne morete ugotoviti, ali je 300 ppm vodika novih ali je bilo v olju od tovarniškega preizkusa.
Nabava transformatorja in njegove zaščite kot enega paketa
Ryan Electric izdeluje transformatorje od leta 2007 na 120.000 m2 velikem objektu z več kot 180 kompleti proizvodne in preskusne opreme ter 37 patenti, ki stojijo za dizajni. Od leta 2023 podjetje deluje kot Eatonov partner v skupnem podjetju, kar je tu pomembnejše kot na strani s podatkovnim listom: dokumentacija, pomembna za zaščito - zapisi o preskusih dviga temperature, podatki o izgubah, diagrami povezav navitij in dokazi o preskusih UL, CSA, IEEE, DEKRA in CNAS - je napisana za iste pregledovalce, ki jim odgovarjajo naše severnoameriške stranke.
Praktični nasvet naših inženirjev je, da pošljete zaščito v eni vrstici z RFQ in ne za njim. Enočrtni diagram nam pove, katere naprave lastnik pričakuje, ali je nevtralna impedanca ozemljena in kako izgleda vzporedna ureditev na mestu. Ta posamezna stran običajno ujame konflikt vektorskih skupin ali manjkajoči razred CT, preden načrt zamrzne. Ko načrt zamrzne, ista težava postane naročilo za spremembo.
Če zdaj določate enoto in je zaščitni paket še vedno odprt, nam pošljite oceno, pogoje na lokaciji in svojo zaščito v eni vrstici prekryan-transformers.com. Vrnili se bomo azaščita transformatorjapaket v enem naboru dokumentov – urnik naprave, podatki CT, certifikacijske datoteke – tako da po pristanku enote ni treba ničesar ponovno naročiti.
O avtorju:Ta članek je napisala inženirska ekipa pri Ryan Electric, proizvajalcu transformatorjev, ustanovljenem leta 2007 in Eatonovem partnerju v skupnem podjetju od leta 2023, ki proizvaja oljne, suhe tipe, nameščene na blazinice, usmernike in transformatorje za shranjevanje energije s certifikati UL, CSA, IEEE, DEKRA in CNAS za stranke v Severni Ameriki, Jugovzhodni Aziji, Bližnjem vzhodu in Afriki.
