Защитные и контрольно-измерительные устройства

Защитные и контрольно-измерительные устройства — несложные, но весьма ответственные; от их исправности зависят надежность работы трансформатора и безопасность людей, находящихся в непосредственной близости от подстанции.

- Газовое реле

Газовое реле защищает трансформатор при внутренних повреждениях, связанных с выделением газа, а также при утечке масла из-за неплотности. Повреждениями могут быть: разложение изолирующих материалов под воздействием повышенной температуры отдельных мест; замыкание параллельных проводов или витков в обмотках; некачественное соединение отводов; пробой изоляции; неисправность в магнитной системе.

Реле встраивают в рассечку трубы, соединяющей бак трансформатора с расширителем. При понижении уровня масла в трансформаторе, попадании в реле газа или выбросе масла через него в расширитель под большим давлением газов, реле срабатывает – замыкает контакты цепи сигнализации или отключения трансформатора. Таким образом газовое реле предохраняет трансформатор от разрушения; анализ газа, взятого из реле, позволяет судить о характере повреждения. В трансформаторах применяют газовое реле двух типов – поплавковое и чашечное.

Работа поплавкого реле основана на всплывании и опускании металлических поплавков, чашечного – на всплывании и погружении чашечек с маслом; всплытие или погружение поплавков (чашечек) сопровождается размыканием или замыканием контактов цепей тока, работающих на сигнал или отключение трансформатора. В настоящее время наибольшее распространение получили поплавковые газовые реле Бухгольца.

1 – корпус, 6 –крышка, 13 – реагирующие элементы, 14 – штуцер, 15 – магнитоуправляемые контакты «герконы», 16 - поплавки

Рис. 14 - Газовое реле Бухгольца

- Выхлопная труба

Повреждение внутри трансформатора, сопровождаемое электрической дугой, приводит к интенсивному разложению масла с образованием большого количества газа и, как следствие, резкому повышению давления внутри бака, при этом может разорваться бак и возникнуть пожар. Для локализации давления внутри бака устанавливают выхлопную трубу. При повышении давления внутри бака стекло лопается и газы вместе с маслом выбрасываются наружу.

1 – фланец крепления к крышке бака трансформатора, 2 – корпус, 3 – диафрагма, 4 – болты, 5 – фланец для подсоединения тубы к верхней части расширителя, 6 – стеклянный диск, 7,8,9 – фланцы крепления, 10, 11 – прокладки

Рис. 15 - Выхлопная труба: а – общий вид, б – устройство диафрагмы

- Пробивной предохранитель

При повреждении внутри трансформатора, например пробое изоляции между обмотками или отводами, цепь обмотки ВН1 может соединиться с токоведущей частью обмотки НН2, при этом сторона низшего напряжения окажется под высоким напряжением, опасным для обслуживающего персонала и аппаратуры. Во избежание появления высокого потенциала на стороне НН у трансформаторов устанавливают пробивной предохранитель. При появлении на стороне НН опасного напряжения воздушные промежутки слюдяной прокладки пробиваются образовавшейся электрической дугой, обмотка НН соединяется с землей и таким образом приобретает потенциал, равный 0.

1 — обмотка ВН; 2 — обмотка НН; 3 — болт крепления крышки бака; 4 — перемычка; 5 — скоба; 6 — верхняя часть контактной головки; 7 — цокольный контакт; 8 — слюдяная прокладка с искровыми промежутками; 9 — нижняя часть контактной головки; 10 — центральный контакт; 11 — нулевой ввод; 12 — стенка бака; 13 — заземление бака

Рис. 16 - Пробивной предохранитель

- Маслоуказатель

Маслоуказатель у современных трансформаторов выполнен почти заподлицо со съемным дном расширителя. На масломерном стекле или на дне расширителя имеются три риски, соответствующие нормальному уровню масла в расширителе (при +15°С), минимальному (при —45° С) и максимальному (при +40° С). У трансформаторов старых выпусков маслоуказатели делались трубчатые. Риски на дне расширителя соответствовали другим минимальному и максимальному значениям температуры: —35 и +35° С.

1 — продольное окно в дне расширителя; 2 — плоский фасонный фланец; 3 — резиновая прокладка; 4 — плоское стекло; 5 — шпилька; 6 — гайка; 7 — шайба

Рис. 17 – Маслоуказатель трансформаторов

- Стеклянный термометр

Термометр, показывающий температуру масла под крышкой трансформатора, устанавливают в специальной гильзе, пропущенной через крышку внутрь бака. Дно гильзы завальцовывают. Ранее допускалось применение ртутных термометров. Однако в связи со случаями их поломки и попаданием ртути внутрь бака на токоведущие части, что являлось причиной аварий трансформаторов, в настоящее время применяют только спиртовые термометры или электронные датчики.

- Манометрический термометр

Принцип действия манометрического термометра основан на зависимости давления насыщенных паров заполнителя термосистемы (капилляра, баллона) от измеряемой температуры среды (масла). При повышении температуры давление паров в термобаллоне 5, соединенном с корпусом 1 капиллярной трубкой 4 увеличивается, при этом специальное устройство в корпусе термосигнализатора действует на стрелку, которая показывает на шкале температуру масла. При достижении предельно допустимой температуры контактная система замыкает цепь тока на сигнал. Дальнейшее увеличение температуры приводит к замыканию контактов цепи отключения трансформатора. Термобаллон устанавливают в специальную гильзу, пропущенную внутрь бака трансформатора и закрепленную на крышке, а корпус прибора крепят к стенке.

1 – корпус, 2 – указатели установки пределов на сигнал и отключение, 3 – штуцер, 4 – капиллярная трубка, 5 – термобаллон, 6 – зажимы для подключения электропитания, 7 – скоба для крепления

Рис. 18 - Манометрический термометр