Plynová ochrana transformátorů

Plynová ochrana transformátorů je nejcitlivější a univerzální ochranou proti vnitřnímu poškození. Instaluje se na olejem chlazené transformátory s konzervátorem oleje.

Tento typ ochrany je založen na skutečnosti, že jakékoli poškození transformátoru, včetně zvýšeného zahřívání oleje, vede k chemickému rozkladu transformátorového oleje a také organických materiálů z izolace vinutí, v důsledku čehož se uvolňuje plyn uvnitř transformátoru. Tento plyn působí na speciální plynová ochranná zařízení, která vydávají varovný signál nebo vypínají transformátor.

Plynová ochrana reaguje na poruchy jako je zkratové přerušení ve vinutí transformátoru, na které diferenciální a nadproudové ochrany nereagují; protože v takových případech je velikost poruchového proudu nedostatečná pro fungování ochrany.

Povaha poruchy v transformátoru a rozsah poruchy ovlivňují rychlost tvorby plynu. Pokud se porucha vyvíjí pomalu, což odpovídá pomalému plynování, pak ochrana vydá varovný signál, ale neodpojí transformátor.

Intenzivní až prudká tvorba plynu, která indikuje zkrat, vytváří v systému ochrany plynu signál takové velikosti, že kromě varování způsobí vypnutí vadného transformátoru. Plynová ochrana transformátorů spouští varovný signál i při poklesu hladiny oleje v nádrži.

Plynová ochrana transformátorů prováděná speciálními plynovými relé, namontovanými v kovovém krytu, zabudovaném do ropovodu mezi nádrží a expandérem.

Rýže. 1. Plynové relé plovákového typu: 1 — tělo, 2,5 — kontakty, 3 — tyč, 4 — izolace svorek, 6 — kryt, 7 — rám, 8 — osa, 9 — horní plovák, 10 — spodní plovák.

Relé je obvykle naplněno olejem. Pouzdro relé má zrcadlové sklo se stupnicí ukazující množství nashromážděného plynu a relé. V horní části relé je vypouštěcí ventil plynu a svorky pro připojení vodičů ke kontaktům umístěným uvnitř relé.

Provedení a montáž nejběžnějšího plynového relé typu PG-22 je znázorněno na Obr. 1. U plynových relé tohoto typu jsou na závěsech uvnitř pouzdra namontovány dva plováky, což jsou duté kovové válce, a na nich jsou rtuťové kontakty spojené pružnými dráty se svorkami relé krytu. Horní plovák je chráněný signalizační prvek.

V normálním stavu, kdy je relé zcela naplněno olejem, plovák plave a jeho kontakt se otevře. Při pomalém plynování plyny stoupající do expandéru postupně naplňují relé a vytlačují olej. Při poklesu hladiny oleje se klesající plovák otočí kolem své osy, zatímco rtuťové kontakty se uzavřou a je vyslán varovný signál.

Při další pomalé tvorbě plynu nemůže relé působit na vypnutí, protože je naplněno plynem pouze po horní okraj otvoru, po kterém plyny projdou do expandéru.

Spodní plovák, umístěný naproti otvoru ropovodu, je uzavírací prvek. Pokud dojde k prudkému vytváření plynu, pak dojde k silnému toku plynů z transformátoru do expandéru přes plynové relé, zatímco spodní plovák se přetočí , sepne rtuťové kontakty, čímž se aktivuje zařízení, které vypne transformátor.

Protože při zkratu v nádrži transformátoru okamžitě dochází k prudkému vytváření plynu, transformátor se po 0,1-0,3 s rychle vypne. O něco později, po vypnutí transformátoru, se spustí alarm.

U transformátorů o výkonu 6,3 tisíc kVA a více je instalace plynové ochrany povinná. U transformátorů o výkonu 1000 až 4000 kVA je povinný pouze při absenci diferenciální nebo nadproudové ochrany se zpožděním 0,5-1s. U transformátorů s výkonem 400 kVA a více instalovaných uvnitř dílny je ochrana proti plynu povinná.