Газовое реле применяется для защиты и отключения масляных трансформаторов мощностью 1000 кВ • А и более, в случае возникновения таких дефектов, как:
• искровой разряд или дуга между токоведущими частями, магнитопроводом или корпусом;
• витковое замыкание;
• попадание воздуха в конструкцию, при нарушениях ее герметичности.
Реле устанавливается на маслопроводе между баком и расширителем. Для быстрейшего попадания газов в реле маслопровод имеет уклон в сторону бака с углом, составляющим 2...4°. Устройство реле представлено на рис. 1 и рис. 2.
Рис. 1. Газовое реле: 1 — корпус газового реле; 2 — крышка; 3 — откидная крышка; 4 — кран отбора пробы; 5 — контрольная клавиша; 6 — винтовые соединения.
Рис. 1. Встроенный блок газового реле: 1 — корпус; 2 — клеммы вторичных цепей; 3 — панель; 4 — верхний поплавок; 5 — переключающая лампа; 6 — нижний поплавок; 7 — магнитная система верхнего поплавка; 8— магнитная система нижнего поплавка; 9 — подпорный клапан; 10 — промежуточная планка; 11 — магнитная батарея; 12— подпорный клапан.
Принцип действия реле
Действующими элементами реле являются а) два поплавка, предназначенные для реагирования на относительно медленное заполнение реле газом, и б) заслонка клапана, работающая под действием струи масла. В нормальном состоянии два поплавка реле находятся в верхнем положении на поверхности масла в реле. При возникновении дефекта в трансформаторе с незначительным количеством газов или воздуха и при медленном поступлением их в реле, сначала работает верхний поплавок, который, опускаясь, замыкает контакты вторичной цепи, действующей на сигнал. При дальнейшем поступлении в реле газа или воздуха начинает работать второй поплавок, действующий на отключение трансформатора. При возникновении в трансформаторе дефекта, сопряженного с сильным притоком масла к расширителю и реле, струя масла воздействует -на клапан реле, преодолевает удерживающее усилие его магнита и открывает заслонку, замыкающую контакты вторичной цепи, действующей на отключение трансформатора.
Технические данные «реле Бухгольца»:
• скорость срабатывания — 0,65; 1,0;
1,5 м/с;
• порог срабатывания — менее 0,1 с при 1,25-кратном превышении установленной скорости потока;
• номинальное напряжение: от 24 В до 220 В постоянного или переменного тока;
• 2 А постоянного тока при / = L/R < < 100 с;
• 2 А переменного тока при coscp > 0,2;
• номинальная частота — 50 Гц, 60 Гц;
• диаметр условного прохода — 25, 50, 80 мм;
• рабочая температура — +70...90 °С. Достоинство газовой защиты заключается в ее высокой чувствительности к возникшим в трансформаторе дефектам на самой их начальной стадии. Вместе с тем газовое реле, при всей его высокой чувствительности, не должно реагировать на внешние воздействия. В частности, предусматривается высокий уровень вибростойкости газовых реле, которые должны выдерживать вибрацию самого трансформаторного оборудования, а также воздействия сквозных токов КЗ.
Устройство для отбора газов из газового реле
При появлении газа в газовом реле полагается определять его состав:
наличие в нем горючих газов свидетельствует о разложении масла под действием повышенной температуры, а наличие СО — о разложении твердой изоляции; отсутствие таковых говорит о нарушениях герметичности конструкции и попадании в нее воздуха.
Устройство состоит из двух индикаторных стеклянных трубок, закрытых резиновыми пробками и скрепленных между собой скобой. Первая трубка имеет резьбовой патрон для его подсоединения к обратному клапану газового реле.
После подсоединения устройства к газовому реле и открытия соответствующего крана, газ попадает из реле в первую трубку, наполненную индикаторной жидкостью раствора нитрата серебра. Если газ содержит продукты распада масла (соединения углеводородов), то в индикаторной жидкости образуется белый конденсат, который, под действием света, постепенно становится коричневым. Далее газ поступает во вторую трубку с индикатором (щелочной раствор нитрата серебра) При наличии в газе окиси углерода (СО), как следствия распада твердой изоляции, в трубке образуется конденсат темно-коричневого или темного цвета.
