Разбиране на динамиката на релето за маслен удар

Представете си тенджера под налягане без дрънкащ предпазен клапан. Малък проблем може много бързо да се превърне в голям бум. Сега си представете същата опасност, но на промишлено ниво, вътре в тези големи стоманени трансформатори, разположени високо на електрически стълбове или в тези оградени подстанции. Тези безшумни работни коне управляват потока от електричество към нашите домове и предприятия, но цялата тази мощност идва с известен риск.

В тези огромни кутии само една електрическа повреда – нещо толкова мъничко и бързо като вътрешна мълния – може да бъде катастрофална. Всички знаем, че електричеството и маслото са опасна смес и в действителност, ако имаше проблем, той щеше да създаде мощна вълна на налягане, която може да разбие резервоара на трансформатора. Това може да доведе до скъпи пожари, големи прекъсвания на електрозахранването и дълги ремонти, засягащи много хора.

Какво пречи на трансформатор за милиони{0}}долари да се превърне в опасност? Не някакво изискано компютърно нещо, а интелигентен, често забравян механичен протектор. Маслено реле за пренапрежение, което е специално предназначеноустройство за защита от пренапрежение на трансформатора, чиято единствена цел е да усети този жесток вътрешен прилив и да отреже всичко за част от секундата, спирайки бедствието, преди дори да започне. И това е само малко нещо, което върши голяма работа за защита на трансформаторите от счупване, и е като невъзпят герой за цялата ни електроенергийна система. И това е заради това, с което се пълнят тези трансформатори и какво се случва, когато се повредят. Този скрит пазач е на пост и върши най-важната си работа катозащита от пренапрежение за трансформаторитака че силата, на която разчитаме ежедневно, да продължи да тече гладко.

Сигурен съм, че сте забелязвали тези тихи хаммери в ограден двор или седнали на върха на електрически стълб, големи сиви метални кутии, които изглеждат така, сякаш бдят над нашето електричество. Тези ключови части на оборудването се наричаттрансформатори, и те вършат една от най-важните задачи в цялата електрическа мрежа. Без тях електричеството, произведено далеч, никога не би могло да влезе безопасно в къщата ви.

Трансформаторът е като предаване на електрическата мрежа. Както колата има различни предавки за тръгване или шофиране по магистралата, електричеството се нуждае от различно налягане (напрежение) за различни части от пътуването си. Работата на трансформатора е да поеме напрежението и да го „повиши“ до много високо ниво за ефективно пътуване на дълги разстояния и след това да го „намали“ до много по-ниско, по-безопасно ниво, когато стигне до дома ви.

И това се случва през цялото пътуване на електричеството. Близо до електроцентрала, голям трансформатор кара напрежението да се повиши много, така че може да предприеме дълго пътуване през страната по наистина големи кабели, и поставя цялото нещо на „висока предавка“, за да загуби по-малко енергия. След това, когато стигнете до вашия град и квартал, има куп по-малки трансформатори, като тези, които може да видите на улицата, които постепенно намаляват напрежението. И накрая се свежда до нещо, което е достатъчно безопасно, за да включите вашия тостер и телевизор. В края на деня те са тихите, жизненоважни пазачи, които карат нашата модерна електрическа система да работи, гарантирайки, че сокът е както добър, така и безопасен. Но работата с такава огромна електрическа мощност създава много топлина и опасност в тази метална кутия. И сега нов въпрос: защо тези машини с високо-напрежение съдържат толкова много хиляди галони масло?

Пълненето на кутия, пълна с всички тези високоволтови електрически части с хиляди галони нещо, което може да се запали, изглежда малко странно. Но специалното минерално масло, намерено в трансформатор, е невъзпятият герой, който позволява на тази машина да работи правилно и безопасно. Това не е като маслото в двигателя на вашия автомобил, това е много специална течност, която върши две важни неща едновременно. Без него повечето големи трансформатори биха се нагрели твърде много и скоро биха спрели да работят.

Първото нещо е, че трансформаторът трябва да се поддържа хладен. Самият акт на работа и промяна на толкова много електрическа енергия произвежда огромно количество топлина. Маслото служи като охлаждаща течност, непрекъснато тече и премахва тази интензивна топлина от основните части на трансформатора. Това е като радиаторната система в колата ви, която отнема топлината от двигателя, за да не стане прекалено горещ. Маслото вътре в трансформатор прави същото, само за електрическа система, която може да захранва много и много къщи.

Междувременно маслото играе и друга много важна роля. Частите с високо напрежение вътре в трансформатора са близо една до друга. Без преграда силното електричество може лесно да прескочи или да образува дъга между тях, което би причинило голямо късо съединение. И това е, когато маслото прави второто си нещо.

Трансформаторното масло има две основни функции:

Охлаждане: Той непрекъснато абсорбира и отнема високата температура, произведена от ядрото на трансформатора.

Изолация: Работи като наистина добър изолатор, спирайки електричеството от места, където не би трябвало. Водата не може да се сравни с това масло, защото не пренася електричество, така че е страхотно за защита на онези части, които се удрят от много волтове.

При тези двете маслото е кръвта на трансформатора, то го поддържа хладен и под контрол. Това прави маслото най-доброто нещо, за да видите какво се случва надолу в машината. И тогава, ако имахме някакъв голям отказ като вътрешен удар от мълния в един от тези резервоари с петрол, това внезапно бурно събитие е това, което релето за пикове на масло ще търси.

Трансформаторното масло е добро, но не идеално. Не може да спре всички възможни провали. Дълбоко в машините с високо напрежение има шанс за възникване на вътрешни повреди. Мислете за това като за сдържана мълния, бързо, силно късо съединение, при което електричеството се освобождава и прескача през маслото. Не мека искра, а експлозивен изблик на мощност, който веднага превръща намиращото се наблизо масло в пара, карайки голям мехур горещ въздух да се разширява бързо. Това е събитието, "взривът", който започва катастрофалния провал.

И къде другаде биха се объркали? Повреда може да възникне на всяко място, но най-вече в специалното отделно отделение, съдържащоПри-зареждане на стъпалния превключвател (OLTC). Трансформаторът е сърцето на мрежата, OLTC е нейната скоростна кутия. За извършване на малки, точни промени в напрежението през целия ден, така че захранването да остане стабилно. Като единствената основна част от трансформатора с движещи се части, той издържа на непрекъснато механично напрежение и е най-честата причина за такива опасни вътрешни повреди.

Енергията на тази електрическа дъга е незабавна и голяма, тя превръща разлома в малък подводен бум. Бързо разширяващият се газов мехур изтласква силно околния нефт. Много силна, бързо-движеща се вълна – не леки вълни, а прилив на масло, който излиза от отделението на OLTC и през свързваща тръба в главния резервоар на трансформатора. И тогава вълната е първият физически признак, че се е случило нещо наистина лошо. Всичко това, от повреда до пренапрежение, се случва по-бързо, отколкото можете да мигнете. Приливът на масло е последният вик на трансформаторите за помощ, физически признак за предстоящо бедствие. Проблемът е, че този сигнал се движи с невероятна скорост, така че каквото и да го защити, трябва да реагира също толкова бързо. Този силен прилив на масло е точно това, което релето за пренапрежение на маслото е създадено да открие, служейки като първата и най-бърза линия на защита.

Сблъсквайки се с бързо нарастване на петрола, няма нужда от сложно решение, просто го направете бързо. Релето за пренапрежение на маслото е много просто нещо, то е в тръбата между OLTC и резервоара на главния трансформатор. Основната му част е здрава клапа или лопатка, която е внимателно балансирана, така че да игнорира нормалното движение на маслото, но да се задейства, ако нещо не е наред. И то просто седи там цял ден и цяла нощ в очакване това едно конкретно нещо да се случи.

Когато този силен прилив на масло от вътрешна повреда дойде, разкъсвайки тръбата, той се удря в това гребло. Както когато порив на вятъра отвори мрежестата врата, която не е била заключена – това е внезапно и силно. Греблото отива направо там и се бута от този малък, силен електрически ключ. Не извършва анализ или измерване; просто грубата физическа сила на масления скок върши цялата работа, механично задействайки превключвателя за по-малко от секунда.

Този превключвател е единственото нещо, което това реле прави, но има огромна разлика. Самото реле не може да спре потока на електричество към трансформатора. Вместо това задействането на превключвателя изпраща спешен електрически сигнал до много по-голямо, много по-мощно устройство: главния прекъсвач. Релето е като наблюдателя, наблюдателя, който вижда опасността. Прекъсвачът е силният пазител, който предприема действия въз основа на предупреждението. От реле до прекъсвач е основно правило за това как цялата ни електрическа мрежа се защитава. Мигновено прекъсвачът получава съобщението "изключване" и се отваря, прекъсвайки захранването на трансформатора. Изгладувайте вътрешната грешка на източника на гориво, спирайки експлозивното налягане да се влоши. Предотвратено бедствие. Верижната реакция от повреда до пренапрежение до задействане на гребла до сигнал до действие на прекъсвача предотвратява пожар или катастрофална повреда, спестява оборудване за много-милиони долари и предотвратява широко разпространено прекъсване на тока. Но това е специалист, създаден само за големи, внезапни взривове. Ами бавните, тихи?

Масленото реле за пренапрежение е добро за бързо спиране на големи проблеми, но не всичко в трансформатора е толкова вълнуващо. Помислете за защитната мрежа на вашия дом, тя има детектор за дим за бавно горящ огън и аларма срещу крадец за внезапно проникване-. Те защитават една и съща къща, но се грижат за много различни опасности. Трансформаторът също се нуждае от нещо като тази многопластова защита, а най-добрият приятел на масленото реле за пренапрежение е друго нещо, наречено реле на Бухолц.

Когато релето за маслен удар открие голяма вълна на налягане, релето на Бухолц е повече или по-малко детектор на газ. Много бавно развиващи се повреди в главния резервоар на трансформатора – като връзка, която се е разхлабила с течение на времето – не причиняват голям скок. Вместо това, те внимателно „готвят“ маслото около себе си, правейки газови мехурчета. Тези мехурчета се издигат и се забиват в релето на Бухолц, което се поставя отгоре на тръбите. Ако има събран твърде много газ, той ще издаде аларма, така че операторът може да бъде предупреден за предстоящ проблем много преди той да се превърне в бедствие. Това е "канарчето във въглищната мина" за трансформатора.

И така, въпреки че и двете са важни системи за защита на трансформатора, техните функции са напълно различни.

Реле Buchholz: "Детектор за бавен теч"Той е там за откриване на газови мехурчета, произведени от малки, развиващи се дефекти с течение на времето. Той издава ранно предупреждение, но обикновено просто задейства аларма, вместо да изключи всичко веднага.

Реле за маслен удар: The"Сензор за експлозия"Той реагира само на внезапната, силна вълна на налягането на маслото от голяма, мигновена повреда, обикновено в чувствителното отделение за смяна на кран-. Просто незабавно ще изключи прекъсвача.

Тези две момчета не са съперници, те са отбор. Релето на Buchholz се грижи за бавното изгаряне, релето за маслен удар е там за моменталната експлозия. Заедно те образуват пълна защитна мрежа, която намира както тлеещи проблеми, така и пълни-извънредни ситуации. Така че това партньорство гарантира, че един много скъп трансформатор е защитен от много различни видове проблеми вътре в него. Но какво ще стане, ако тези релета са грешни? Ако предпазното устройство даде фалшива аларма, защо?

Подобно на това как алармата за кола може да се задейства всеки път, когато голям камион минава, дори и да не е там, за да ви защити, добрите неща за безопасност също могат случайно да се задействат понякога. Масленото реле е същото. Направено е да реагира дори на най-малкия признак на инцидент с насилствен натиск, така че може да бъде предизвикано от нещо, което не е пълна повреда. Подобно на малко въздушно мехурче, заседнало в маслената система, то може да бъде избутано през тръбата и да предизвика внезапен удар, който се усеща точно като истинска повреда. Голямо физическо въздействие върху тялото на трансформатора, да речем някаква конструкция, която се извършва наблизо, може да доведе до активиране на деликатния механизъм.

Тази изключителна чувствителност е нарочна, голямо предимство-и-между безопасността и лесния за използване. Подобно на детектор за дим във вашата кухня, бихте предпочели да се задейства понякога, защото има изгорял препечен хляб, вместо да се задейства само ако цялата стая гори. Инженерите задават чувствителността на масленото реле по същата логика; много по-добре е да изключите системата ненужно няколко пъти, отколкото да пропуснете едно реално събитие, което би унищожило трансформатор за милион-долара и би причинило спиране на тока. Една фалшива тревога от време на време е само цената на почти перфектната защита.

Когато релето се задейства, комуналните техници не просто щракват отново ключа. Стават детективи. Първото нещо, което правят в процедурата си за тестване, е да разберат дали е имало престъпление. Те ще вземат малко от това масло и ще проверят за определени газове или промени в цвета – това са химическият „пръстов отпечатък“, оставен от вътрешна електрическа повреда. И след това те гледат самото реле и гледат дневника с данни какво се е случило по време на пътуването. Ако всичко се върне наред и маслото е като ново, тогава те могат да кажат, че е било фалшиво пътуване, да нулират всичко и да се опитат да разберат защо се е случило на първо място, може би като пуснат малко въздух от тръбите, които са заседнали вътре. В крайна сметка тези няколко фалшиви аларми не са признак за счупена система, а по-скоро, че пазачът е буден и е в повишена готовност. Техниците знаят как да направят разликата между истински вик за помощ и моментно подскачане. И този внимателен процес гарантира, че когато релето за пренапрежение се задейства, ние го третираме като голяма работа, което е, и то се превръща в една от онези важни части на тази скрита стена, която помага да поддържаме нашите електропроводи безопасни и работещи добре.

Гигантските трансформатори, разпръснати из нашия пейзаж, не са просто част от пейзажа. Те са силните сърца на електрическата мрежа, пълни с движеща сила. Вътре, където се управлява цялата голяма мощност, има прост механичен бодигард, който наблюдава най-натовареното място на трансформатора. Следващият път, когато минавате покрай подстанция, ще разберете, че едно от най-простите неща в нея е и един от най-важните защитници, готови да реагират за няколко милисекунди на всеки проблем.

Този скрит пазител е символ за умна, но невидима работа, извършена от инженери, които се грижат електрическата система да работи добре. Подобно на предпазния клапан на тенджера под налягане, масленото реле е лесна идея, стояща между обичайната работа и ужасната повреда – тих пазител, работещ упорито, за да поддържа планетата ни осветена.

Свържете се сега