I. Descripción general
El relé de gas, también conocido como relé Buchholz, es un dispositivo central de protección no{0}}eléctrica que se utiliza exclusivamente para transformadores de potencia sumergidos en aceite-. Monitorea las fallas internas de los transformadores mediante la detección de gases característicos descompuestos del aceite aislante y el flujo de aceite turbulento, logrando monitoreo en tiempo real-y protección contra fallas para el estado del aislamiento interno y las condiciones de operación de los transformadores. Como uno de los principales dispositivos de protección interna para transformadores llenos de aceite-, el relé de gas forma un sistema de protección completo y confiable junto con protección diferencial y protección contra sobrecorriente. Las especificaciones estándar estipulan que todos los transformadores sumergidos en aceite-de 800 kva y más, así como los transformadores sumergidos en aceite-de interior de 400 kva y más, deben estar equipados con protección de gas. ElTransformador lleno de aceite herméticamente sellado.ampliamente utilizado en la distribución de energía industrial depende en gran medida de la protección del relé Buchholz para mantener un funcionamiento estable a largo plazo-.
II. Introducción del fabricante profesional
JINSHANMEN TECHNOLOGY CO., LTD es un fabricante profesional que se centra en I+D, producción y venta de equipos de transmisión y distribución de energía. La empresa produce principalmente transformadores de potencia sumergidos en aceite, transformadores de potencia de tipo seco-, transformadores de potencia enrollados tridimensionales-inmersos en aceite, transformadores de potencia enrollados tridimensionales-de tipo seco-tipo seco-transformadores de potencia en espiral-seco-a prueba de explosiones para minería, subestaciones móviles-a prueba de explosiones para minería, transformadores de potencia de aleación amorfa, transformadores de potencia con regulación de capacidad de carga, locomotoras transformadores de tipo seco-, así como subestaciones prefabricadas, subestaciones modulares, subestaciones tipo caja de energía eólica, aparamenta de alta y baja tensión y otros equipos de transmisión y distribución. Nuestro transformador de potencia de 1000 kva desarrollado de forma independiente está equipado con un sistema de protección de gas totalmente optimizado, que brinda seguridad y estabilidad excepcionales para escenarios de suministro de energía comercial e industrial.
III. Requisitos de instalación del relé de gas
El relé de gas está instalado en la tubería de conexión entre el tanque de aceite principal y el conservador del transformador sumergido en aceite-. Esta solución de instalación estandarizada está especialmente adaptada para laTransformador lleno de aceite herméticamente sellado. con estructura de sellado integrada para evitar falsas acciones de protección. El eje de la tubería de conexión tendrá una inclinación del 2% al 4% con respecto al plano horizontal, ascendiendo gradualmente desde el tanque de aceite del transformador hasta el conservador. Este diseño estructural garantiza que el gas defectuoso pueda acumularse suavemente en el relé de gas, evitando eficazmente el mal funcionamiento causado por la fluctuación normal del flujo de aceite. Además, la ventana de observación del relé estará orientada en la dirección conveniente para la inspección y el mantenimiento diarios, para facilitar que el personal verifique el estado interno del gas y el petróleo en tiempo real. Las especificaciones de instalación estrictas son esenciales para el funcionamiento confiable deltransformador de potencia de 1000 kvay otros transformadores de distribución llenos de aceite-de capacidad-mediana.
IV. Alcance de la protección de la protección del gas
A diferencia de los dispositivos de protección eléctrica, como la protección diferencial y la protección contra sobrecorriente, la protección de gas es una protección no eléctrica típica para transformadores, que no depende de transformadores de corriente, transformadores de voltaje ni otros componentes de medición eléctrica. No se ve afectado por el modo de operación del sistema, el nivel de corriente de cortocircuito-, la oscilación del sistema y otros factores eléctricos, y puede cubrir casi todas las fallas internas del tanque de aceite del transformador. Su alcance de protección incluye cortocircuito entre-fases, cortocircuito de bobina-a-vuelta, cortocircuito de bobina-a-núcleo o carcasa, falla del núcleo, caída del nivel de aceite y fuga de aceite, mal contacto del cambiador de tomas en-carga-, mala soldadura de cables y otras fallas. Especialmente para fallas menores de cortocircuito-a-vuelta que pueden no activar la protección diferencial, la protección de gas es la garantía secundaria más confiable, que complementa perfectamente el diseño de seguridad del transformador lleno de aceite herméticamente sellado.
V. Protección contra gases ligeros: tipos de fallas tempranas y mecanismos
La protección con gas ligero se utiliza principalmente para monitorear fallas latentes menores y tempranas dentro del transformador, lo que activará una señal de alarma sin disparar el equipo, recordando al personal de operación y mantenimiento que verifique y maneje los peligros ocultos a tiempo. Sus tipos de fallas correspondientes se dividen principalmente en cuatro categorías:
1. Fallo de descarga parcial
Es la falla temprana más común en los sistemas de aislamiento de transformadores. El gas de falla está dominado por H₂ (que representa el 70 %-90 % del gas de falla total), con una pequeña cantidad de metano precipitado y la tasa de producción de gas es de 1 a 100 ml/h. Las descargas parciales no controladas a largo plazo causarán un deterioro gradual del aislamiento y, eventualmente, provocarán fallas en el aislamiento y fallas del equipo.
2. Sobrecalentamiento del núcleo local
Causado por múltiples conexiones a tierra del núcleo de hierro que forman corriente circulante, daños en el aislamiento entre láminas de acero al silicio y sujetadores sueltos que provocan un flujo magnético anormal. La temperatura local del área de la falla puede alcanzar los 100-300 grados. Los gases característicos son CH₄ y C₂H₄, acompañados de CO y precipitación de CO₂, con una tasa de producción de gas de 10-500 ml/h. Se requiere un análisis cromatográfico de gases inmediatamente después de que actúa la protección del gas ligero.
3. Precipitación de burbujas en el petróleo
Principalmente no es-una acumulación de gas causada por un aumento repentino de la carga, un arranque-de la bomba de aceite, un cambio repentino del flujo de aceite, un nuevo llenado de aceite o una mezcla de aire después del mantenimiento del equipo. Es necesario confirmar los componentes del gas mediante análisis, fortalecer el monitoreo de los equipos y realizar un tratamiento de desgasificación del petróleo cuando sea necesario.
4. Lento deterioro de los materiales aislantes
Envejecimiento-a largo plazo del aislamiento sólido, incluido el envejecimiento térmico, el envejecimiento oxidativo y el envejecimiento por humedad. Los gases característicos son el aumento continuo de CO y CO₂, y la relación CO₂/CO puede reflejar el grado de sobrecalentamiento del equipo. El hidrocarburo total aumenta lentamente con una proporción de componentes estable, lo que pertenece a fallas de envejecimiento latente a largo plazo.
VI. Protección contra gases pesados: tipos y mecanismos de fallas graves
La protección contra gases pesados apunta a fallas repentinas graves dentro del transformador. Instantáneamente activará una acción de disparo para cortar el suministro de energía, evitar la expansión de fallas y proteger el cuerpo del transformador de daños permanentes. Las principales faltas graves aplicables son las siguientes:
1. Cortocircuito de curva-a-gira
La falla interna grave más común de los transformadores. La corriente de falla puede alcanzar 10-50 veces la corriente nominal, provocando un fuerte aumento de la temperatura local. Se genera rápidamente una gran cantidad de H₂ y C₂H₂ y el aceite aislante se vaporiza violentamente para formar un flujo de aceite a alta velocidad. Forma una protección principal dual con protección diferencial para aislar rápidamente fallas.
2. Cortocircuito a tierra del devanado
Una falla interna destructiva. El arco eléctrico continuo en el punto de falla libera una enorme energía, lo que provoca la vaporización instantánea del aceite aislante, un fuerte aumento de la presión del tanque de aceite y un fuerte impacto del flujo de aceite que se extiende al conservador de aceite, que puede ser capturado rápidamente por el relé de gas pesado para provocar el disparo.
3. Falla grave de conexión a tierra en múltiples puntos de núcleo de hierro
Cuando el núcleo de hierro tiene una conexión a tierra de dos-puntos o de varios-puntos, la corriente circulante interna aumenta y el sobrecalentamiento se intensifica. En casos severos, la corriente de conexión a tierra alcanza decenas de amperios, lo que provoca la fusión local del núcleo de hierro y la rápida vaporización del aceite aislante. La protección contra gases pesados actúa con urgencia y el equipo debe pararse inmediatamente para su mantenimiento.
4. Al cargar-toque-fallo en el cambiador
Ocurre principalmente durante la operación de regulación de voltaje de-cambiadores de tomas en carga-, incluido un contacto deficiente de los contactos, deterioro del aceite aislante, atascos mecánicos y otras fallas. El impacto del flujo de aceite causado por la falla es direccional y repentino, lo que puede activar rápidamente una fuerte protección contra disparos de gas.
5. Sobrecalentamiento local causado por el bloqueo del canal de petróleo
La deposición de lodos de aceite, la caída del aislamiento envejecido y las impurezas residuales metálicas bloquearán el canal de aceite del transformador, reducirán la eficiencia de disipación de calor y provocarán un sobrecalentamiento local severo. El fuerte aumento de temperatura provoca un intenso aumento repentino del flujo de petróleo, lo que hace que la protección de gas pesado actúe y corte el circuito de falla.
VII. Estructura del relé de gas y mecanismo operativo
El interior del relé de gas está completamente lleno de aceite aislante durante el funcionamiento normal. Los flotadores superior e inferior flotan en la posición límite superior por flotabilidad. Cuando ocurren fallas menores dentro del transformador, una pequeña cantidad de gas de falla se acumula en la parte superior del arco del relé, lo que hace que el nivel de aceite interno baje lentamente. El flotador superior cae con el nivel de aceite y el interruptor de láminas magnético se cierra después de alcanzar el umbral establecido, conectando el bucle de alarma y generando una alarma de gas ligero.
Cuando ocurren fallas internas severas, se genera una gran cantidad de gas en poco tiempo, lo que provoca cambios repentinos en la presión del aire y la presión del aceite dentro del tanque de aceite. El fuerte flujo turbulento de aceite impacta el deflector del relé de gas, lo que hace que el imán se mueva hacia el interruptor de láminas. El contacto se cierra instantáneamente para conectar el circuito de disparo, completar la protección de disparo por gas pesado y evitar la expansión de fallas.
VIII. Operación posterior-protección y análisis de fallas
Después de la acción de protección de gas ligero o gas pesado, el personal de operación y mantenimiento deberá recolectar el gas en la caja colectora de gas de manera oportuna para el análisis cromatográfico de gases. La naturaleza y gravedad de la falla interna se juzgan según la composición y el contenido del gas de falla. Mientras tanto, en combinación con datos de pruebas eléctricas, como la resistencia de CC del devanado, la relación de transformación, la pérdida dieléctrica y los resultados de las pruebas de deformación del devanado, se lleva a cabo un análisis integral para localizar con precisión la falla y formular esquemas de mantenimiento, garantizando la re-operación segura del transformador de potencia de 1000 kva.
IX. Conclusión
Como la protección principal no-eléctrica más importante de los transformadores sumergidos en aceite-, la protección de gas compensa el área ciega de protección de los dispositivos de protección eléctrica y es la garantía principal para el funcionamiento seguro de varios transformadores de potencia llenos de aceite-.TECNOLOGÍA CO., LTD DE JINSHANMENcumple con estrictos estándares de producción y pruebas, optimiza el esquema de protección de gas para equipos de energía de alto-rendimiento, y la configuración confiable de protección de gas de nuestro transformador de potencia de 1000 kva y transformador lleno de aceite herméticamente sellado proporciona equipos de transmisión y distribución de energía de alta-confiabilidad para usuarios globales, y respalda el funcionamiento estable de redes eléctricas y sistemas de distribución industriales.