Газовое реле пгз 22 инструкция

1 НАЗНАЧЕНИЕ ГАЗОВОЙ ЗАЩИТЫ

К характерным повреждениям маслонаполненного электрического аппарата — трансформатора, автотрансформатора, реактора (далее — трансформатора) относятся короткие замыкания (КЗ) между обмотками, витковые замыкания, «пожар» стали магнитопровода, утечка масла из бака, неисправности маслонаполненного контактора переключателя ответвлений устройства регулирования напряжения под нагрузкой (РПН) и др.

Практически все повреждения внутри бака маслонаполненного электрического аппарата сопровождаются выделением газа в результате разложения масла или других изоляционных материалов под действием частичных электрических разрядов, повышенного нагрева, электрической дуги. При КЗ происходит ускоренное протекание масла или его смеси с газом из бака аппарата в расширитель. В процессе эксплуатации возможно также снижение уровня масла или выделение газа по разным причинам.

Нарушение нормальной работы контактора может быть вызвано повреждением изоляции, ослаблением пружин механизма, старением керамических силовых контактов, что ведет к замедлению и нечеткости переключения. Затянувшаяся дуга сопровождается (с учетом небольшого объема масла в баке контактора) бурным разложением масла. Струя масла в смеси с газом направляется из бака контактора в расширитель.

Защита, реагирующая на указанные повреждения, получила название «газовой». Эта защита осуществляется с помощью так называемых газовых и струйных реле.

Газовые реле предназначены для защиты трансформаторов, имеющих расширитель, от повреждений внутри бака, при которых происходит выделение газа, снижение уровня масла или возникновение ускоренного потока масла из бака трансформатора в расширитель.

Струйные реле предназначены для защиты контакторов маслонаполненных переключателей ответвлений трансформаторов от повреждений, сопровождающихся возникновением ускоренного потока масла из бака контактора в расширитель.

При внутренних повреждениях в трансформаторе, даже самых незначительных, выделяются газообразные продукты разложения масла или органической изоляции, чем обеспечивается действие газовой защиты в самом начале возникновения постепенно развивающегося повреждения. В некоторых случаях опасных внутренних повреждений трансформаторов («пожар» стали, межвитковые замыкания и т.п.) действует только газовая защита, а электрические защиты трансформатора не работают из-за недостаточной чувствительности.

2 КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГАЗОВЫХ И СТРУЙНЫХ РЕЛЕ

2.1 Основы конструкции и принцип работы

Газовые реле имеют герметически закрытый корпус, устанавливаемый в маслопроводе между баком трансформатора и расширителем. На рисунке 1 показан упрощенный эскиз варианта конструкции такого реле. Реагирующий блок реле имеет три основных элемента: сигнальный 1 и отключающие 2, 3 (элементы 1 и 3 — поплавки, 2 — напорная пластина), каждый из которых срабатывает при определенных условиях.

В нормальных условиях работы корпус реле заполнен маслом, и элементы занимают положение, при котором управляемые ими контакты (на рисунке не показаны) разомкнуты. При незначительном газообразовании в баке трансформатора газ по маслопроводу проходит в расширитель, скапливаясь в верхней части корпуса реле, где расположен сигнальный элемент 1.

При скоплении в реле определенного количества газа уровень масла в нем снижается, поплавок сигнального элемента 1 опускается под действием силы тяжести и сигнальный контакт замыкается; аналогично срабатывает сигнальный элемент реле при снижении уровня масла в реле по другим причинам.

При дальнейшем снижении уровня масла, когда корпус реле опорожняется более чем наполовину, поплавок отключающего элемента 3 также опускается под действием силы тяжести и замыкается отключающий контакт.

При КЗ внутри бака трансформатора под действием электрической дуги происходит бурное разложение масла и поток масла или смеси масла с газом устремляется с большой скоростью из бака в расширитель (стрелка на рисунке 1). Под воздействием этого потока пластина 2, которая имеет регулируемую уставку срабатывания по скорости потока масла, отклоняется на определенный угол и отключающий контакт замыкается. В зависимости от вида и развития повреждения трансформатора возможна последовательная или одновременная работа сигнального и отключающего элементов реле.

При бурном газообразовании и резких толчках масла возможен отскок контактов после срабатывания, поэтому газовое реле должно действовать на отключение через промежуточное реле по схеме с самоудерживанием.

Струйные реле в отличие от газовых не имеют поплавков и контакты их срабатывают на отключение трансформатора при действии напорной пластины, которая аналогично газовому реле имеет регулируемую уставку по скорости потока масла. В конструкции струйного реле обычно предусматривается фиксация напорной пластины после срабатывания в конечном положении до ее ручной деблокировки, что повышает надежность работы реле в условиях менее стационарного потока смеси масла с газом по сравнению с потоком в газовом реле.

Использование не имеющих поплавков струйных реле обусловлено особенностью работы контакторов устройств РПН. В нормальной работе контактора под воздействием электрической дуги в момент переключения происходит разложение незначительного количества масла и выделение из него газа, который по трубопроводу проходит в свой расширитель или в отсек общего расширителя и далее через его дыхательные пути выходит в атмосферу. Небольшое количество горючего газа, выделяющегося из масла в процессе работы контактора, является нормальным явлением.

2.2 Общие указания по монтажу реле

Для обеспечения правильной работы газовой защиты необходимо выполнять правила установки и монтажа трансформатора и реле.

Диаметр проходного отверстия присоединительного фланца газового реле должен соответствовать внутреннему диаметру трубопровода от бака к расширителю. Струйное реле должно устанавливаться в маслопроводе с внутренним диаметром 25 мм и по возможности ближе к контактору. Несоответствие диаметров может привести к отказу срабатывания, например, к несрабатыванию нижнего поплавка при уходе масла или к изменению значения скорости потока масла срабатывания напорной пластины по сравнению с уставкой.

Газовое реле должно устанавливаться в трубопровод между баком и краном для перекрытия масла в трубопроводе. Стрелка на крышке реле должна быть направлена от бака к расширителю.

Крышка трансформатора (реактора) должна иметь подъем по направлению к расширителю и, следовательно, к газовому реле не менее 1 %, а маслопровод к расширителю — не менее 2 % [1]. Для подъема крышки трансформатора со стороны расширителя применяют металлические подкладки под катки трансформатора.

Указанный подъем выполняется для того, чтобы выделяющийся из масла газ не скапливался под крышкой бака, а, оказавшись в наиболее высоком месте бака, проходил по маслопроводу в газовое реле. После заполнения верхней части корпуса реле продолжающий поступать газ проходит в расширитель и далее через дыхательную трубку в атмосферу.

Для обеспечения правильной работы струйных реле подъем маслопровода от контактора к расширителю должен составлять 2 — 4 % к горизонтали.

При монтаже реле прокладки между фланцами маслопровода и реле и под крышкой реле не должны выступать внутрь маслопровода и корпуса реле. Все болты должны быть надежно затянуты. Под болт безопасности (один из болтов, соединяющих крышку с корпусом реле, обычно головка его окрашивается в красный цвет) должна быть проложена зубчатая шайба зубцами в сторону крышки реле. После установки газовых реле, имеющих кнопку контроля (опробования), на трубопровод необходимо удалить транспортную прокладку из-под защитного колпачка кнопки.

Для обеспечения надежной работы газовой защиты при повреждениях в трансформаторе кабели от газовых и струйных реле следует прокладывать на трансформаторе в защитном металлорукаве. В целях уменьшения мест возможного снижения сопротивления изоляции прокладывать кабели следует непосредственно от выводов реле к зажимам панели защиты трансформатора. Изоляция применяемых кабелей должна быть маслостойкой.

2.3 Особенности газового реле РГЧЗ-66

Основной особенностью конструкции газового реле РГЧЗ-66 является использование вместо поплавков металлических чашек. Как и все газовые реле, оно (рисунок 2) имеет герметически закрытый корпус, в котором расположено три реагирующих элемента: верхний — чашка 1 — сигнальный и два нижних отключающих — чашка 2 и отключающая пластина 11. Когда реле заполнено маслом, контакты, расположенные внутри чашек, остаются разомкнутыми, так как каждая чашка спиральной пружиной 5 подтянута вверх до упора. Три выделении из бака трансформатора небольшого количества газа он скапливается в верхней части реле, вытесняя масло. При этом масло в чашке сигнального элемента реле остается, и под действием массы этого масла чашка поворачивается вокруг своей оси 12 вниз до замыкания контактов.

Отключающие элементы (чашка и пластина) расположены в нижней части корпуса реле, пластина установлена против входного отверстия маслопровода со стороны трансформатора. Она является элементом, реагирующим на скорость потока масла в маслопроводе, а чашка — элементом, реагирующим на почти полное опорожнение корпуса реле от масла. Оба эти элемента действуют на один контакт, причем пластина работает независимо от чашки. При повреждении трансформатора, сопровождающемся бурным газообразованием, давление в баке повышается, и масло вытесняется из бака в расширитель. При скорости потока масла, равной или большей уставки реле, усилием, возникающим на пластине 11, последняя поворачивается вокруг оси 13 вместе со стойкой 16 и подвижными контактами до их замыкания с неподвижными контактами. При этом чашка отключающего элемента может оставаться в покое. Несколько позже может сработать и сигнальный элемент, если выделившийся газ поднимется из бака трансформатора и заполнит верхнюю часть корпуса газового реле.

1, 2 — чашки; 3 — контакт; 4, 9, 16 — стойки; 5 — спиральная пружина; 6 — сборочное кольцо; 7, 8 — держатели; 10 — скобообразная стойка; 11 — отключающая пластана; 12, 13 — оси; 14 — прокладка; 15 — выступ; 17 — рычаг; 18 — пластина; 19, 20, 21, 22 — экраны; 23 — кран; 24 — смотровое стекло; 25 — пробка; 26 — коробка выводов

Рисунок 2 — Газовое реле РГЧЗ-66

При аварийном уходе масла, когда нижняя часть корпуса реле опорожнится, отключающий элемент (чашка) будет работать так же, как и чашка сигнального — с замыканием контактов. В этом случае отклоняется и пластина, так как стенка чашки при движении нажимает на выступ 15 стойки 16, к которой крепится пластина.

В верхней части корпуса реле врезаны сквозные смотровые стекла 24 с делениями (в кубических сантиметрах), позволяющими определять объем скопившегося газа.

На крышке корпуса реле установлен кран 23 для отбора пробы газа и выпуска воздуха из реле; коробка выводов 26 служит для подключения контрольного кабеля. На крышке реле нанесена стрелка, указывающая направление к расширителю. В дне коробки зажимов предусмотрено отверстие для стока собирающейся в ней влаги. В нижней части корпуса реле предусмотрена пробка 25 для спуска загрязненного масла. Реагирующий блок реле крепится к крышке корпуса с помощью стоек, на которых смонтированы все элементы реле.

Каждая чашка со стороны входа потока масла закрыта цилиндрическими полуэкранами 19, 21. Сверху над чашками установлены экраны 20 и 22 для уменьшения выпадения на дно чашек шлама из масла. В экране 22 предусмотрена прорезь для перемещения пластины 11.

Реле может иметь одну из трех фиксированных уставок по скорости масла: 0,6; 0,9; 1,2 м/с. Необходимая уставка обеспечивается установкой одной из трех калиброванных пластин 11.

Время срабатывания скоростного элемента при скорости потока масла 1,25 уставки не превышает по техническим условиям 0,2 с (практически — около 0,1 с).

Сигнальный элемент реле срабатывает при заполнении верхней части реле газом объемом примерно 400 см 3 .

Контакты реле рассчитаны на замыкание и размыкание цепи переменного и постоянного тока до 0,2 А при напряжении 220 В.

Изоляция реле выдерживает испытательное напряжение 2000 В частоты 50 Гц в течение одной минуты.

Рабочий диапазон температуры окружающей среды от -40 до +40 °С. Предельная температура масла +100 °С.

Масса реле около 12 кг, диаметр проходного отверстия фланца 80 мм.

2.4 Особенности газового реле BF 80/Q (BF 50/10)

Газовые реле В F 80/ Q (ВF 50/10) производства Германии (рисунок 3) состоят из корпуса и крышки, к которой крепится реагирующий блок реле. Реле В F 80/ Q имеет квадратный фланец с проходным отверстием 80 мм, реле В F 50/10 — круглый фланец с проходным отверстием 50 мм. На крышке закреплена табличка с указанием типа реле и его данных. На крышке и корпусе изображены стрелки, указывающие направление в сторону расширителя. Стальная сборочная скоба 8 крепится двумя винтами к крышке реле; к этой скобе крепятся сигнальный и отключающие элементы, постоянный магнит 10 и ряд других деталей реле.

Сигнальный элемент состоит из пластмассового полого шарообразного поплавка 2 с держателем, который крепится к сборочной скобе 8. С поплавком жестко связан круглый магнит 3, служащий для управления сигнальными контактами 4.

В качестве сигнальных и отключающих контактов 4 и 5 реле применены магнитоуправляемые герконы, замыкание которых происходит от приближения круглого магнита к концу стеклянной колбы, в которой заключен контакт. При понижении уровня масла в реле опускается поплавок 2 сигнального элемента и при объеме газа в реле 250 — 300 см 3 управляющий магнит 3 приводит к замыканию сигнальных контактов 4.

Отключающий элемент помещен в нижней части корпуса реле под пластиной, служащей для закрепления магнита 10 в одном из трех положений и одновременно выполняющей функцию экрана, защищающего элемент от оседающего из масла шлама.

Рисунок 3 — Реагирующий блок газового реле В F 80/ Q (В F 50/10)

Отключающий элемент (как и сигнальный) крепится к сборочной скобе 8 и состоит также из пластмассового поплавка 6, круглого магнита 7 и отключающих контактов 5. Напорная пластина 9 отключающего элемента удерживается в нормальном положении с помощью постоянного магнита 10. Она предназначена для срабатывания от потока масла; при определенной скорости потока преодолевается сила притяжения магнита 10 и пластина отклоняется на некоторый угол, поворачиваясь вокруг своей оси. Для достижения требуемого быстродействия пластина помещена против входного отверстия реле и при своем движении не связана с поплавком 6 отключающего элемента; только в конце хода пластина нажимает на поплавок, который опускается, что приводит к замыканию отключающих контактов 5 реле.

Изменение скорости срабатывания реле достигается выбором расстояния между пластиной 9 и магнитом 10 путем изменения положения магнита. Трем положениям магнита соответствуют уставки скорости срабатывания 0,65 м/с, 1,0 м/с и 1,5 м/с. Магнит передвигается после отвинчивания винта магнитодержателя и перемещения последнего до появления в окне магнитодержателя цифры требуемой уставки. Время срабатывания отключающего элемента реле при скорости потока масла, равной 1,25 значения уставки, составляет 0,15 с; при скорости потока масла, равной 1,5 значения уставки, — не более 0,1 с. Выводы сигнального и отключающего контактов реле размещены в коробке зажимов 12. На внутренней стороне откидной крышки 13 этой коробки имеется табличка с маркировкой выводов. Крышка коробки зажимов имеет надежное уплотнение. Кабель цепей защиты может быть подведен в любое из двух отверстий коробки, неиспользуемое отверстие остается закрытым заглушкой с винтовой резьбой.

Реле серии В F снабжено устройством 11 для контроля работоспособности обоих элементов и контактов реле. Оно состоит из кнопки, рейки с выступами, возвратной пружины и рамки. В условиях эксплуатации кнопка закрыта колпачком с винтовой резьбой. На табличке около кнопки устройства контроля изображены два положения кнопки с надписями «Сигнал» и «Отключение». При нажатии на кнопку рейка перемещается вниз в направляющей рамке, и верхний выступ нажимает на держатель верхнего поплавка, который опускается и обеспечивает замыкание сигнального контакта реле. При дальнейшем нажатии на кнопку опускается нижний поплавок под действием нижнего выступа и отключающий контакт реле также замыкается. Пластина от устройства контроля не опробуется. Отпускание кнопки приводит к возврату устройства контроля под действием возвратной пружины, при этом поплавки реле всплывают, и оба контакта размыкаются. В крышке реле имеется кран для отбора газа. В нижней части корпуса имеется отверстие для слива загрязненного масла, закрытое пробкой с винтовой резьбой (в поздних выпусках реле это отверстие отсутствует).

Верхние смотровые стекла имеют риски от 250 до 450 см 3 , обозначающие объем газа в корпусе реле. Для безопасности обслуживающего персонала корпус реле соединяется с заземленной крышкой с помощью одного из болтов, крепящих крышку к корпусу реле. Головка этого болта (болт безопасности) окрашена в красный цвет и под него подложена зубчатая пружинная шайба зубцами в сторону крышки, что при затягивании болта создает надежный контакт с крышкой.

Для ввода кабеля предусмотрены штуцера 1.

Более подробные технические данные реле В F 80/ Q , В F 50/10 и ÜRF 25/10 приведены в приложении А.

2.5 Особенности струйных реле ÜRF 25/10 и RS-1000

Для защиты контакторов РПН в отечественной практике широко применяются струйные реле ÜRF 25/10 производства Германии и RS -1000 производства Болгарии. Реле Ü RF 25/10 (рисунок 4) состоит из корпуса и крышки, к которой крепится реагирующий блок реле. На верхней части крышки реле закреплена табличка с указанием типа и данных реле, а на корпусе реле и на крышке изображены стрелки, указывающие направление в сторону расширителя. Струйное реле ÜRF 25/10 имеет только один реагирующий элемент — отключающий — напорную пластину 9.

Рисунок 4 — Струйное реле Ü RF 25/10

Стальная фигурная скоба 1, крепящаяся винтами к крышке реле, служит основой для крепления напорной пластины, которая расположена со стороны бака контактора и в нормальных условиях удерживается в начальном положении грузом 6. При скорости потока масла, превышающей заданную уставку, пластина поворачивается, груз 6 при этом поднимается и круглый магнит (на рисунке 4 не виден) приближается к управляемому им геркону 8, который замыкается.

По окончании движения пластина оказывается зафиксированной в положении срабатывания с помощью защелки 4, поэтому контакт реле остается замкнутым до возврата вручную. Для возврата реле в нормальное положение в нем имеется устройство контроля-возврата, которое служит также и для контроля работоспособности реле.

Устройство контроля-возврата струйного реле конструктивно похоже на устройство контроля газового реле BF 80 / Q , описанное выше, и состоит из подвижной рейки с возвратной пружиной и выступом. Устройство контроля-возврата управляется, как и у газового реле, кнопкой на крышке струйного реле. На табличке около кнопки изображены два ее положения с надписями «Возврат» и «Контроль».

При медленном нажатии кнопки рейка, двигаясь в направляющей рамке, опускается примерно на половину своего хода и отводит пружинную защелку из прорези установочной скобы 1, что приводит под действием силы тяжести груза 6 к возврату пластины 9 в нормальное положение и к размыканию контакта реле (сквозь смотровое стекло видно, как груз возвращается в горизонтальное положение). При дальнейшем нажатии кнопки вниз до упора выступ 3 рейки 2 нажимает на закругленный край держателя груза 10 и последний поднимается, как при давлении струи масла на пластину реле (сквозь смотровое стекло видно, когда реле переходит в положение срабатывания), что вызывает действие реле на отключение.

Реле ÜRF 25/10 выпускается двух исполнений по набору уставок по скорости потока масла:

1-е исполнение — 0,9; 1,2 и 1,5 м/с;

2-е исполнение — 1,5; 2,0 и 2,5 м/с.

Выбор одной из трех уставок скорости масла в реле каждого исполнения выполняется отвинчиванием винта 5 и перемещением груза 6 в держателе до положения, при котором в окне 7 держателя груза появится цифра выбранной скорости срабатывания.

Конструктивное выполнение коробки и крышки выводов реле уплотнения крышки, выводов контактов, отверстий для контрольного кабеля, болта безопасности и крепление крышки к корпусу реле аналогичны выполнению их в газовом реле В F 80/ Q .

Струйные реле RS -1000 устанавливаются на трансформаторах с устройствами РПН, изготовленных в Болгарии, Внешний вид реле RS -1000 показан на рисунке 5, функциональная схема, поясняющая принцип работы реле, — на рисунке 6. Как и реле Ü RF 25/10, реле RS -1000 реагирует только на скорость потока масла, однако имеет только одну уставку по скорости потока — 0,9 м/с.

Конструкция реле RS -1000 в основном аналогична конструкции реле ÜRF 25/10. Реагирующий элемент (пластина) расположен со стороны бака контактора и нормально удерживается в начальном положении. При возникновении повреждения струя масла создает давление на пластину, что приводит к ее повороту и срабатыванию (замыканию) ртутных контактов 1 — 3 реле (рисунок 6, б). После срабатывания пластина фиксируется в конечном положении с помощью защелки, поэтому контакты 1 — 3 остаются замкнутыми до возврата реле вручную.

Для возврата реле в начальное положение необходимо нажать на кнопку «Включено», находящуюся под верхней крышкой (см. рисунок 5). В отличие от реле ÜRF 25/10 реле RS -1000 имеет отдельную кнопку для проверки работоспособности — «Выключено». При нажатии на кнопку «Выключено» тяги отключающая пластина переходит в конечное положение и контакты 1 — 3 замыкаются. Возврат реле выполняется нажатием на кнопку «Включено». У струйных реле ÜRF 25/10 и RS -1000 кран для отбора проб газа отсутствует и нет делений на смотровых стеклах, поскольку в процессе эксплуатации нет надобности выпускать газ из реле или контролировать его наличие. Технические данные струйных реле приведены в приложении А.

а — общий вид; б — вид сверху на кнопки при открытой крышке

Рисунок 5 — Струйное реле RS -1000

а — в нормальном режиме; б — в режиме срабатывания

Рисунок 6 — Функциональная схема реле RS -1000

2.6 Особенности газовых и струйных реле РГТ80, РГТ50 и РСТ25

Газовые реле РГТ80 и РГТ50, а также струйное реле РСТ25 разработаны и выпускаются совместно ОАО «Фирма ОРГРЭС» и ОАО ВНИИР с 1996 г. Реле состоят из корпуса и крышки из алюминиевого сплава, на которой смонтированы все внутренние элементы реле (реагирующий блок). Цифры в обозначении реле соответствуют диаметру проходного отверстия фланца корпусов реле. Конструктивное исполнение и присоединительные размеры фланцев перечисленных реле соответствуют широко распространенным в энергосистемах России и стран СНГ немецким реле В F 80/ Q , В F 50/10 и Ü RF 25/10, поэтому замена последних на новые не требует каких-либо переделок.

На крышках реле имеются фирменные знаки ОРГРЭС и ВНИИР и стрелка, которая при установке реле в трубопровод, соединяющий бак трансформатора с расширителем, должна быть направлена в сторону расширителя. Фирменная табличка реле с указанием типа реле и его основных данных расположена с внутренней стороны крышки. Конструкция реле РГТ80, РГТ50 и РСТ25 унифицирована, основным конструктивным отличием реле РСТ25 является отсутствие в реагирующем блоке этого реле поплавков и наличие элемента фиксации напорной пластины в конечном положении после ее срабатывания.

Для более наглядного представления об отличиях конструкции новых реле от описанных выше на рисунке 7 представлен общий вид реагирующего блока газовых реле РГТ80 (РГТ50). Основными элементами конструкции этого блока являются:

а) контактный узел, состоящий из двух одинаковых пластмассовых монтажных колодок (на рисунке не видны), в средней и нижней частях которых установлены соответственно сигнальный и отключающий герконы, а в верхней — зажимы для подключения выводов герконов и внешних цепей реле. Верхняя часть колодок с зажимами находится в коробке зажимов 1, а средняя и нижняя с герконами — в цилиндрическом корпусе контактного узла 2; внутренняя полость коробки зажимов и корпуса контактного узла изолирована от заполняемого маслом объема корпуса реле, вследствие чего механические и химические воздействия масла на герконы и электрические цепи реле исключены; каждая колодка закреплена винтом к основанию коробки зажимов; сверху коробка зажимов имеет свою крышку с уплотнительной прокладкой, которая крепится к коробке шестью винтами;

Рисунок 7 — Реагирующий блок газового реле РГТ80 (РГТ50)

б) верхний 3 и нижний 4 поплавки реле, реагирующие на уровень масла в корпусе реле; в верхней части каждого поплавка запрессованы магниты, управляющие верхним — сигнальным и нижним — отключающим герконами; поплавки реле свободно плавают в масле, используя в качестве направляющих цилиндр корпуса контактного узла и стержень 5 кнопки опробования 6 (нижний поплавок) и стержень 7 винта регулировки уставки напорной пластины (верхний поплавок);

в) напорная пластина 8, реагирующая на скорость потока масла, с установленным на ней магнитом 9, который при срабатывании напорной пластины действует на тот же геркон, что и нижний поплавок; напорная пластина удерживается в начальном положении силой притяжения магнита 9 к стержню 7 (см. ниже); после прекращения потока масла напорная пластина газового реле автоматически возвращается в начальное положение; напорная пластина струйного реле после срабатывания фиксируется в положении срабатывания и может быть возвращена в начальное положение с помощью кнопки опробования;

г) кнопка опробования 6, предназначенная в газовых реле для проверки срабатывания герконов либо при нажатии на поплавки, либо при нажатии на хвостовик напорной пластины; в струйном реле эта кнопка служит как для проверки срабатывания герконов при нажатии на хвостовик напорной пластины, так и для возврата ее в исходное положение после срабатывания; для предотвращения случайного нажатия на кнопку опробования на верхнюю часть кнопки навинчен защитный колпачок;

д) винт регулировки уставки срабатывания напорной пластины по скорости потока масла (на рисунке верхняя часть винта закрыта корпусом коробки зажимов) имеет шлиц под отвертку и фиксирующую его положение стопорную гайку;

е) кран для отбора газа 10;

ж) вводной штуцер 11 (с каждой стороны коробки зажимов) для ввода монтажного кабеля и закрепления металлорукава.

Поплавки реле выполнены сплошными, в процессе изготовления испытываются избыточным давлением масла 100 кПа и во время последующей эксплуатации не требуют периодических испытаний. В реле применены герконы повышенной электрической прочности типа МКА-52141 ОДО.360.008ТУ, что позволяет проводить испытание изоляции цепей защиты без отключения цепей герконов.

Типы реле, диаметр проходного сечения, форма фланцев, а также уставки реле по скорости потока масла приведены в таблице 1, а типоисполнения контактов реле — в таблице 2. Состояние контактов реле соответствует эксплуатационному состоянию — реле заполнено маслом, а скоростной элемент (напорная пластина) — в начальном положении.

Источник

Газовое реле трансформатора. Обзор моделей. 

1 Изобретение газового реле для защиты трансформатора. История Макса Бухгольца
2 Структура газового реле. Основной механизм защиты и свойства повреждений силового трансформатора
3 Разновидности моделей газового реле Бухгольца
3.1 Газовое реле ПГ-22 и ПГЗ-22
3.2 Газовое реле РГЧЗ-66
3.3 Газовое реле EMB BF 80/Q и BF 50/10
3.4 Газовое реле РЗТ-50 и РЗТ-80
3.6 Газовое реле РГТ 50 201 и РГТ 80 201
3.7 Газовое реле CEDSAPE EB050A20N и BQ80420N
4 Технические характеристики и основные показатели газовых реле

Изобретение газового реле для защиты трансформатора. История Макса Бухгольца

Будущий изобретатель газового реле родился в прусской семье переплетчика в феврале 1875 года. С детства Макс проявлял интерес к механическим объектам. Двадцатипятилетие отпраздновал в Берлинском инженерном университете будучи студентом первого курса. По окончанию учебного процесса приобрел специальность в сфере электрического машиностроения (электротехник).

В 1901 году получил рабочее место в компании “Siemens & Halske”, которая в то время занималась строительством первых европейских метро. Кстати, в это же время руководство фирмы заключает договор на реализацию проекта пятигорской линии трамвая почти за полмиллиона рублей.

В 1903 году Бухгольц устраивается на работу в судоходную компанию “Berlin-Stettin” в отдел проектирования электрооборудования и профильных станков. На этом месте Макс впервые проводит исследовательские роботы и открывает первые изобретения. В 1910 году «инженерские плоды» он получил несколько золотых и серебряных медалей на Всемирной выставке в Брюсселе, но конструкт газового реле еще ждал своей очереди…

В период Первой мировой войны Бухгольц уходит на фронт. В 1917 году, после ожесточенного боя, Макса госпитализируют. Через некоторое время изобретателя назначают на пост президента Кассельского строительного управления, которое вскоре переименовали в «Управление электроэнергетики». Но острый ум “прусского Кулибина” видимо не мог приспособиться к архитекторскому формату и в 1918 году Макс переходит в машиностроительное управление Касселя в качестве инженера-технолога. Через некоторое время Бухгольц возглавит это учреждение, которое считают в некотором роде колыбелью газового реле трансформатора.

Прусское машиностроительное управление Касселя

Прусское машиностроительное управление было основано для строительства механического и электротехнического оборудования в плотинах Эдера и Диемеля. Во время проектных работ Бухгольц всё чаще стал замечать, что трансформаторы выходят со строя после грозы. Исследователь внимательно изучил явление и пришел к выводу, что критические скачки напряжения разрушают на обмотках изоляционные материалы и вследствии чего выделяется большое количество газов.

Проблема защиты трансформатора от “капризов природы” в то время волновала многих владельцев предприятий, но по большому счету не имела эффективных профилактических мер. В 1923 году после очередных поломок в управлении, Максу приходит гениальная мысль во время принятия ванны (как утверждают источники). Проведя расчеты, он советуется с сотрудниками и находит верное решение, которое видимо подталкивает Бухгольца на создание прототипа первого газового реле.

Вскоре изобретатель регистрирует патент и в 1928 году основывает в Касселе компанию “Max Buchholz AG”, а в Цюрихе – компанию “Elektrokustos AG”. Газовое реле было сразу же включено в состав трансформаторов, выпускаемых немецкой фирмой “AEG” и швейцарской фирмой “BBC”. Контракты с этими крупными компаниями сделали фамилию Бухгольца и систему газовой защиты известной во всей сфере энергетики.

Структура газового реле. Основной механизм защиты и свойства повреждений силового трансформатора

Описание функции двухэлементного (двухпоплавкого) газового реле. Во время нормальной работы трансформатора внутренняя камера реле Бухгольца полностью заполнено маслом. Поплавки при этом зафиксированы в верхних позициях и выполняют роли триггеров. В случае какой-либо неисправности внутри бака образуется газовое скопление. Оно движется к расширителю, который соединен с баком с помощью трубопровода. В участке соединительной трубы располагается газовое реле. Выделяемый газ первостепенно аккумулируются именно в этом месте.

В зависимости от тяжести повреждения внутри трансформатора и количества газа в реле, происходит срабатывание защитных свойств. За счет того, что газ вытесняет поддерживающее поплавки масло, они опускаются вниз и активизируют подачу нужных сигналов для корректировки работы силового трансформатора. Двухэлементные газовые реле используются для обнаружения мелких или крупных повреждений, к примеру:

• повреждение изоляции стяжного штифта;
• короткие замыкания в межвитковых точках;
• испорченные контакты;
• перегрев сектора обмотки;
• прокол втулок;
• фазные короткие замыкания;

Защитная функция газового реле также будет срабатывать в случае утечки масла или попадания воздуха в масляную систему.

Газо-масляное реле не только обеспечивает защиту от ряда внутренних неполадок, но и также способно в некоторых случаях помочь идентифицировать тип неисправности трансформатора. Собирающийся в реле газ, отличается по составу, цвету и запаху в зависимости от фактора повреждения.

• Если газ бесцветный и не имеет запаха или имеет только слабый запах масла, то газ попадает в воздушную ловушку в масле или изоляционной оболочке;
• Если газ имеет серовато-белый цвет с острым и проникающим запахом, но не воспламеняется, это связано с перегревом или поврежденной изоляцией.
• Если газ темно-серый и легковоспламеняющийся, это может быть связано со вспышкой в масле или чрезмерным перегревом масла, вызванным неисправностью обмотки или центрального элемента.

При срабатывании защитного сигнала газового реле, если анализ собранного газа не указывает на серьезную неисправность, трансформатор можно оставить в рабочем состоянии до тех пор, пока не появится возможность провести его тщательную проверку. Обычно при первичном запуске трансформатора появляются сигналы о его неисправности из-за скопления воздуха в масле или изоляционных частях.

Разновидности моделей газового реле Бухгольца

Данная статья преимущественно содержит информацию о двухпоплавковых газовых реле, которые изготавливаются мировыми производителями и имеют одинаковое исполнение фланца с размером 50 и 80 мм. Предположительно все приведенные модели являются аналогами и могут заменять друг друга в стандартных конструкциях силового трансформатора.

Газовое реле ПГ-22 и ПГЗ-22

Первым реле отечественного производства, выпускавшиеся с 1922 по 1968 год, считается реле типа ПГ-22. На протяжении длительного времени конструкция реле незначительно изменялась. Собирались данные аппараты на Запорожском трансформаторном заводе. Применялись реле типов ПГЗ-22, ПГ-54, РГЗ-61 и др. Однако во всех этих реле сигнальными и отключающими элементами служили полые цилиндрические металлические поплавки с закрепленными на них ртутными контактами.

Особенностью конструкции газового реле ПГ-22, а в последствии ПГЗ-22 является отсутствие отключающей пластины, реагирующей на скорость потока масла из трансформатора в расширитель. Внешний вид реле ПГЗ-22 показан на изображении ниже.

В корпусе реле расположены один над другим два поплавка, каждый из которых несет на себе замыкающий ртутный контакт. Контакт верхнего поплавка (сигнальный) замыкается при опускании поплавка в случае снижения уровня масла до определенного предела. Контакт нижнего поплавка (отключающий) замыкается при дальнейшем снижении уровня масла в реле, а также при бурном выделении газов, когда масло в маслопроводе приобретает значительные скорости.

Поплавки имеют регулировочные устройства в виде грузов. Верхний и нижний поплавки снабжены грузом. Перемещая груз верхнего поплавка можно изменить его плавучесть (в небольших пределах) и тем самым изменить чувствительность срабатывания контакта в зависимости от количества выделенного объема газа под крышкой реле или снижения уровня масла. Перемещение груза на нижнем поплавке по кольцу из крайнего левого положения в крайнее правое можно регулировать чувствительность срабатывания контакта – в зависимости от скорости потока масла от трансформатора к расширителю по маслопроводу.

На крышке корпуса реле установлен кран для отбора пробы газа и выпуска воздуха из реле после его монтажа. Кроме того, на крышке имеются выводы от контактов для подключения к схеме защиты.

Газовое реле РГЧЗ-66

Наибольшее распространение получило разработанное в Челябэнерго газовое реле РГЧ-61, промышленный выпуск которого освоил Запорожский трансформаторный завод. Таким образом появляется – РГЧЗ-66.

Основной особенностью конструкции газового реле РГЧЗ-66 является то, что поплавки в нем выполнены в виде металлических чашек. Как и все газовые реле, оно имеет герметически закрытый корпус, устанавливаемый в маслопроводе между баком трансформатора и расширителем. В нем расположено три элемента: верхний – сигнальный и два нижних отключающих элемента. Когда реле заполнено маслом, контакты, расположенные внутри чашек, остаются разомкнутыми, так как каждая чашка со стороны спиральной пружины подтянута ею вверх до упора.

При выделении воздуха или повреждении трансформатора, сопровождающимся слабым газообразованием, поднимающийся к расширителю газ или воздух скапливается в верхней части реле, вытесняя масло. При этом масло остается в чашке сигнального элемента реле, и под действием массы этого масла чашка поворачивается вокруг своей оси вниз до замыкания контактов.

Отключающие элементы (чашка и пластина) расположены в нижней части корпуса реле, пластина установлена против входного отверстия масло провода со стороны трансформатора. Она является элементом, реагирующим на скорость движения масла в маслопроводе, а чашка – элементом, реагирующим на полное опорожнение корпуса реле от масла. Оба элемента действуют на один контакт, причем при работе пластины чашка может не работать.

При повреждении трансформатора, сопровождающимся бурным газообразованием, давление в баке повышается, и масло вытесняется из бака в расширитель. При скорости потока масла, равной уставке реле или больше нее, усилием, возникающим на пластине, последняя поворачивается вокруг оси со стойкой и подвижными контактами до их замыкания с неподвижными контактами. При этом чашка отключающего элемента может оставаться в покое. Сигнальный элемент в этом случае может сработать несколько позже отключающего, пока выделившийся газ поднимается из бака трансформатора и заполнит верхнюю часть корпуса газового реле.

Газовое реле EMB BF 80/Q и BF 50/10

Германская версия реле. Компания EMB является “прямым потомком” первоначального предприятия, которым управлял Макс Бухгольц. Главный офис расположен в Барлебене.

Газовые реле BF 80/Q (BF 50/10) состоят из корпуса и крышки из атмосферостойкого сплава легких металлов, к которой крепятся все основные элементы реле (В – реле с двумя элементами, F – сфланцем, 50, 80 – внутренний диаметр фланца в mm, Q – фланецквадратной формы). На крышке закреплена табличка с указанием типа реле и его данных, а также изображена стрелка, которая должна быть направлена в сторону расширителя. Стальная сборочная скоба 8 крепится двумя винтами к крышке реле,эта скоба является основной для крепления сигнального и отключающего элементов, постоянного магнита и ряда других деталей реле.

Сигнальный элемент состоит из пластмассового полого шарообразного поплавка с держателем, который крепится к сборочной скобе. C поплавком жестко связан круглый магнит, служащий для управления сигнальным контактом. Как сигнальный, так и отключающий контакт реле выполнены с помощью магнитоуправляемых герконов, замыкание которых происходит от приближения магнита к концу стеклянной колбы, в которой заключен контакт. При понижении уровня масла в реле опускается поплавок сигнального элемента и при объеме газа в реле 250-300 cm³ управляющий магнит приводит к замыканию сигнального контакта реле.

Отключающий элемент помещен в нижней части корпуса реле под пластиной, служащей для закрепления магнита в одном из трех положений и одновременно выполняющей функцию экрана, защищающего элемент от оседающего из масла шлама. Отключающий элемент (как сигнальный) крепится к сборочной скобе и состоит также из пластмассового поплавка, круглого магнита и геркона.

Пластина отключающего элемента удерживается в нормальном положении с помощью постоянного магнита. Она предназначена для срабатывания от потока масла; при определенной скорости потока преодолевается сила притяжения магнита и пластина отклоняется на некоторый угол, поворачиваясь вокруг своей оси.

Газовое реле РЗТ-50 и РЗТ-80

Украинская версия реле РЗТ. Корпус выполнен литым из алюминиевого сплава и имеет входной и выходной фланцы с отверстиями для подсоединения реле к трубопроводам. Для визуального контроля работы механического блока в корпусе имеется с двух сторон смотровые стекла. Для защиты стекол от загрязнений и вредного воздействия солнечных лучей имеются откидываемые вверх защитные крышки.

Красная стрелка на корпусе указывает направление движения жидкости к расширителю. Механический блок состоит из крышки и включающего механизма. Механический блок крепится к корпусу болтами. На крышке, литой из алюминиевого сплава крепится газоспускной клапан, контрольная кнопка, и в клеммной коробке блок герметизированных магнитоуправляемых контактов и клеммник. Клеммная коробка имеет два резьбовых отверстия, в которые крепятся заглушка и переходник для герметизированного ввода и крепления контрольного кабеля в металлорукаве, и сверху закрывается откидной крышкой с резиновой прокладкой.

Блок герметизированных контактов (БГК) состоит из кожуха, выполненного из нержавеющей стали, с присоединительным фланцем и печатной платы. С одним или двумя (в зависимости от исполнения) магнитоуправляемыми контактами. После сборки кожух заполняется азотом или осушенным воздухом и герметизируется эпоксидным компаундом. Конструкция исключает контакт токонесущих элементов с рабочей жидкостью.

Включающий механизм состоит из сборной рамы, в которой смонтирована верхняя и нижняя системы переключений. Верхняя система переключения выполнена конструктивно по принципу ломающегося рычага, на одном плече которого закреплен металлический полый поплавок, а на другом – постоянный магнит, при опускании поплавка рычаг замыкается и магнит принудительно перемещается относительно кожуха БГК, и вызывает замыкание магнито-управляемого контакта, а при подъеме поплавка плечо рычага с магнитом свободно опускается под действием силы тяжести и размыкает контакт.

Газовое реле РГТ-50-201 и РГТ-80-201

Русская версия газового реле. Реле газовые серии РГТ предназначены для защиты маслонаполненных трансформаторов, автотрансформаторов и реакторов, имеющих расширитель, от повреждений внутри бака. При повреждениях масло нагревается, выделяется газ, уровень масла понижается или оно проливается из бака в расширитель.

Типы реле устанавливаются в зависимости от диаметра проходного сечения и уставки по скорости потока масла. Таким образом, проходные сечения реле РГТ‑50 и РГТ‑80 имеют диаметр соответственно 50 и 80 мм и рассчитаны на скорость потока масла 0,65; 1,0; 1,5 м/с.

Одним из основных элементов газового реле являются блоки контактов регулирующих. Блок БКР2 имеет два поплавка – верхний и нижний, на которых установлены постоянные магниты, управляющие герконами. В реле РГТ‑50 и РГТ‑80 верхняя (сигнальная) контактная система срабатывает при понижении уровня масла на 100–250 см³. Нижняя (отключающая) контактная система срабатывает раньше, чем уровень масла достигнет нижнего уровня входного отверстия фланца на корпусе реле. Когда в трубопроводе скорость потока масла из бака в расширитель превышает значения уставки срабатывания реле, срабатывает отключающая система напорной пластины.

Скорость срабатывания реле РГТ – 0,1 с.

Установочные и присоединительные размеры всех перечисленных реле позволяют использовать их для замены находящихся в эксплуатации РЗТ‑25, РЗТ‑50, РЗТ‑80, РГЧ3–66, BF 80/Q, BF 50/10 и URF 25/10 без каких-либо переделок.

Особенности и преимущества струйных и газовых реле РГТ‑50 и РГТ‑80:
– имеют более совершенные, чем у «предшественников», поплавковую и контактную системы;
– обеспечивают возможность выполнения двух независимых отключающих и двух независимых сигнальных цепей;
– позволяют изменять уставки по скорости потока масла;
– позволяют заменять контактные системы в случае их неисправности без демонтажа реле с трансформатора.

Технические подробности и цену газового реле можно узнать здесь

Газовое реле MESSKO MBR-50 и MBR-80

Немецкая версия газового реле. Реле MSafe®, устанавливается в трубе, соединяющей бак трансформатора и расширительный бак и реагирует на аварии, которые возникают внутри защищаемого трансформатора. Аварии, возникающие внутри защищаемого трансформатора, не подлежат визуальному контролю, и могут быть своевременно обнаружены только с помощью реле Бухгольца. При этом реле Бухгольца может сигнализировать либо отключать защищаемое устройство в результате возникновения следующих событий:

Перемещение газов в направлении расширителя, вызывает срабатывание системы сигнализации реле Бухгольца.

Ударная волна, возникающая в случае быстрого выделения газа, вызывает срабатывание системы сигнализации реле Бухгольца.

В случае слишком низкого уровня масла в расширительном баке и при утечке масла реле Бухгольца выполняет функцию датчика уровня масла. Реле MSafe® предлагается в качестве двухпоплавкового реле Бухгольца в различных исполнениях для номинальных диаметров трубы Ду25, Ду50 и Ду80.
• MBR25-6, MBR25-16 и MBR25-G (резьба 1 1/2“)
• MBR50-6 и MBR50-16
• MBR80-6/4, MBR80-16/8 и MBR80-16/4
• MBR80-CH und MBR80-QU (квадратным фланцем)
• По желанию заказчика оно может оснащаться 4 замыкающими, размыкающими и/или переключающими контактами. Опционально предлагаются следующие исполнения:
• крышка смотрового окна
• кнопка сброса после тестирования
• штуцер для подключения баллона со сжатым
воздухом
• «морское» исполнение

Газовое реле CEDSAPE EB050A20N и BQ80420N

Итальянская версия газового реле. Защитное реле с газовым приводом предназначено для обнаружения неисправностей, а также для минимизации распространения любых повреждений, которые могут возникнуть в маслонаполненных трансформаторах. Таким образом, реле особенно эффективно в случае неисправности: – ламинирования короткозамкнутых жил – сломанной изоляции болтов жил – перегрева некоторых частей обмоток – плохих контактов – короткого замыкания между фазами, витков – замыканий на землю – прокола изоляторов втулок внутри бака Кроме того, реле может предотвратить возникновение условий, приводящих к замыканиям в трансформаторе, например, к падению уровня масла из-за утечек или проникновению воздуха в результате дефектов в системе циркуляции масла.

Поэтому применение других форм защиты не исключает использования реле Бухгольца с газовым приводом, так как это устройство является единственным средством обнаружения зарождающихся неисправностей, которые, если их не заметить, могут привести к тяжелым отказам. Принцип работы реле Бухгольца основан на том, что каждый вид неисправности в маслонаполненном трансформаторе вызывает разложение изоляционного материала, будь то жидкий или твердый, из-за перегрева в зоне неисправности или действия интенсивного электрического поля, а также образование пузырька газа. Они попадают в реле (обычно заполненное маслом) по трубопроводу, соединяющему трансформатор с консерватором, где установлено реле Бухгольца.

Особенности конструкции активной части рле сконструировано таким образом, чтобы обеспечить свободное прохождение потока масла через корпус, при этом между входом и выходом масла внутри реле нет никаких препятствий (за исключением заслонки, которая определяет скорость потока масла), таких как поплавки или любые другие устройства. Нижний и верхний поплавки изолированы от потока масла, что позволяет избежать работы без присмотра из-за турбулентности масла. По требованию, специальное устройство позволяет в случае масляного всплеска удерживать размыкающий контакт в рабочем положении, что делает возможным возврат реле в исходное положение только вручную. Конструкция контактов Реле оснащены магнитными выключателями, которые позволяют избежать замыкания контактов без присмотра и, как следствие, неправильной работы реле, если оно подвергается сильным вибрациям. Кроме того, каждый контакт управляется 2 магнитами, смещенными таким образом, чтобы создать постоянное магнитное поле вокруг самого контакта, таким образом, контакт не подвержен влиянию внешних магнитных полей, присутствующих на трансформаторе.

Небольшие неисправности Когда в трансформаторах возникает небольшая или зарождающаяся неисправность, маленькие пузырьки газа, которые проходят вверх к консерватору, застряли в корпусе реле, вызывая тем самым снижение уровня масла внутри реле. В результате верхний поплавок замыкает свой магнитный переключатель, завершая тем самым цепь сигнализации и управляя внешним сигнализатором. Серьезные неисправности Газовое излучение Когда в трансформаторе возникает серьезная неисправность, газовое излучение является сильным и вызывает выброс масла через соединительный трубопровод к консерватору. В реле этот масляный выброс попадает на заслонку, расположенную в нижней части (перед отверстием для прохождения масла) и вызывает замыкание магнитного выключателя, завершение цепи отключения к силовому выключателю и отключение трансформатора. Значение скорости подачи масла, необходимое для срабатывания расцепителя, может быть изменено путем замены противовеса, установленного на самом устройстве, или изменением его размера. Утечка масла Утечка масла в трансформаторе вызывает падение уровня масла внутри реле, в результате чего срабатывает сначала поплавок сигнализации (верхний), а затем поплавок расцепления (нижний), которые замыкают собственные контуры Всасывание воздуха в трансформатор, вызванное дефектами в системе циркуляции масла или другими причинами, приводит в действие поплавок сигнализации сначала и после размыкающего контакта.

Конструктивные особенности, отделка и принадлежности, корпус и крышка реле Бухгольца изготовлены из алюминиевого сплава, маслонепроницаемые для атмосферных воздействий; компактная конструкция, означающая малый вес, малые габариты, КПД, является результатом очень долгого опыта производства реле. Два фланца на корпусе позволяют легко подключать реле к трубкам; с обеих сторон корпуса реле установлены два больших смотровых окна из трогамида (по желанию заказчика из закаленного стекла), с градуированной шкалой (по желанию заказчика окна могут быть снабжены солнцезащитным козырьком). Плоская поверхность на крышке реле позволяет, используя спиртовой уровень, устанавливать реле с соответствующим наклоном Аксессуары На крышке реле имеется кран для выпуска газа, кнопка для проверки электрических цепей, малый клапан для пневматических испытаний (стандарт для Бухгольца размер 2″ и 3″ по запросу для Бухгольца размер 1″) и кабельная коробка (которая отлита интегрально в крышку) с 2 кабельными вводами размером М25х1,5.

В нижней части реле имеется штекер для слива масла. Готовность В стандартном исполнении все литые детали защищены одним слоем эпоксидной грунтовки и одним слоем полиуретановой краски (общая толщина 80 мкм), конечный цвет RAL 7030, винты и шайбы выполнены из нержавеющей стали; степень защиты устройства IP 55. Поэтому устройство подходит для наружной установки в тропическом климате и при промышленном загрязнении.

Технические характеристики и основные показатели газовых реле

Модель	Условный проход, мм	Исполнение фланца, мм	Диапазон напряжений, В	Степень защиты	Масса, кг
РГЧЗ-66	75	квадратное, 125			5
EMB BF 80/Q	80	квадратное, 125	~= 12 – 250	IP 54	5
EMB BF 50/10	50	круглое, Ø 165	~= 5 – 250	IP 56	5,9
РЗТ-80	80	квадратное, 125	~= 16 – 260	IP 44	6
РЗТ-50	50	круглое, Ø 165	~= 16 – 260	IP 44	6,7
РГТ-80-201	80	квадратное, 125 адаптация Ø 165	~= 1 – 300	IP 65	6
РГТ-50-201	50	квадратное, 125 адаптация Ø 165	~= 1 – 300	IP 65	6,5
MESSKO MBR-80	80	круглое	~= 1.2 – 250	IP 55
MESSKO MBR-50	50	круглое	~= 1.2 – 250	IP 55
CEDSAPE BQ80420N	80	круглое, Ø 165	~= 3 – 250

Газовая защита тр-ра, назначение, схема, конструкция газового реле.

Область
применения, принцип действия и устройство
газовых реле.
Газовая защита устанавливается на
трансформаторах, автотрансформаторах
и реакторах с масляным охлаждением,
имеющих расширители.

Применение
газовой защиты является обязательным
на трансформаторах (автотрансформаторах)
мощностью 6300 кВА и более, а также на
трансформаторах (автотрансформаторах)
мощностью 1000—4000 кВА, не имеющих
дифференциальной защиты или отсечки и
если максимальная токовая защита имеет
выдержку времени 1 с и более. На
трансформаторах мощностью 1000—4000 кВА
применение газовой защиты при наличии
другой быстродействующей защиты
допускается, но не является обязательным.
Применение газовой защиты является
обязательным также на внутрицеховых
трансформаторах (автотрансформаторах)
мощностью 630 кВА и более независимо от
наличия других быстродействующих защит.

Действие
газовой защиты основано на том, что
всякие, даже незначительные, повреждения,
а также повышенные нагревы внутри бака
трансформатора (автотрансформатора)
вызывают разложение масла и органической
изоляции, что сопровождается выделением
газа. Интенсивность газообразования и
химический состав газа зависят от
характера и размеров повреждения.
Поэтому защита выполняется так, чтобы
при медленном газообразовании подавался
предупредительный сигнал, а при бурном
газообразовании, что имеет место при
коротких замыканиях, происходило
отключение поврежденного трансформатора
(автотрансформатора). Кроме того, газовая
защита действует на сигнал и на отключение
или только на сигнал при опасном понижении
уровня масла в баке трансформатора или
автотрансформатора.

Газовая
защита является универсальной и наиболее
чувствительной защитой трансформаторов
(автотрансформаторов) от внутренних
повреждений. Она реагирует на такие
опасные повреждения, как замыкания
между витками обмоток, на которые не
реагируют другие виды защит из-за
недостаточного значения тока при этом
виде повреждения.

Рис.
4.27. Установка газового реле на
трансформаторе:
1
— газовое реле; 2
— кран; 3
—
подкладки для создания необходимого
уклона крышка трансформатора
(автотрансформатора).

Газовая
защита осуществляется с помощью
специальных газовых реле, которые
подразделяются на поплавковые, лопастные
и чашечные.

Газовое
реле представляет собой металлический
кожух, врезанный в маслопровод между
баком трансформатора (автотрансформатора)
и расширителем, как показано на рис.
4.27. Реле заполнено маслом. Кожух реле
имеет смотровое стекло со шкалой, с
помощью которой определяется объем
скопившегося в реле газа. На крышке
газового реле имеется краник для выпуска
воздуха и взятия пробы газа для его
анализа, а также расположены зажимы для
подключения кабеля к контактам,
находящимся внутри кожуха. У поплавковых
реле внутри кожуха укреплены на шарнирах
два поплавка, представляющих собой
полые металлические цилиндры (или
пластмассовые шарики). На поплавках
укреплены ртутные контакты, соединенные
с выводными зажимами на крышке реле.

Рис.
4.28. Устройство поплавкового газового
реле типа ПГ22.

Ртутный
контакт представляет собой стеклянную
запаянную колбочку с впаянными в ее
верхнюю часть двумя контактами. Колбочка
содержит небольшое количество ртути,
которая при определенном положении
колбочки замыкает между собой оба
контакта. чем создается цепь через реле.

Конструкция
наиболее распространенного газового
реле типа ПГ-22 показана на рис. 4.28. Верхний
поплавок является сигнальным элементом
защиты. Нормально, когда реле полностью
заполнено маслом, поплавок всплывает
и его контакт при этом разомкнут. При
медленном газообразовании газы,
поднимающиеся к расширителю, постепенно
заполняют верхнюю часть реле и вытесняют
масло.

Рис.
4.29. Устройство лопастного газового реле
фирмы AEG-Union:
1
— кожух; 2
—
коробка зажимов; 3
— сигнальный поплавок; 4
—
отключающий поплавок; 5
— лопасть;
б
—
ртутные контакты; 7 — стержень для
опробования отключающего элемента; 8—
кран;
9
—
зажимы; 10
—
пробка; 11—
экран; 12
—
пробка; 13
—
экран.

С
понижением уровня масла в реле поплавок,
опускаясь, поворачивается на своей оси,
вследствие чего происходит замыкание
ртутных контактов в цепи предупредительной
сигнализации. При дальнейшем медленном
газообразовании реле не может подействовать
на отключение, так как оно заполняется
газом лишь до верхней кромки отверстия
маслопровода, после чего газы будут
выходить в расширитель. Аналогично
работает сигнальный элемент и при
понижении уровня масла в реле по другим
причинам, например из-за утечки масла
из бака трансформатора или понижения
температуры. Нижний поплавок, расположенный
против отверстия маслопровода, является
отключающим элементом реле.

Рис.
4.30. Устройство отключающего элемента
газового реле чашечного типа.

При
бурном газообразовании вследствие
повышения давления в баке трансформатора
(автотрансформатора) возникает сильный
поток масла и газа в расширитель через
газовое реле. При скорости движения
потока газов и масла 0,5 м/с
нижний поплавок, находящийся на пути
движения потока, опрокидывается и
происходит замыкание его ртутных
контактов в цепи отключения. Благодаря
тому, что при КЗ в трансформаторе
(автотрансформаторе) сразу возникает
бурное газообразование, газовая защита
производит отключение с небольшим
временем —0,1—0,3 с. Отключающий элемент
работает так же при большом понижении
уровня масла в корпусе реле.

У
лопастных реле сигнальный элемент
выполняется так же, как у поплавковых,
а отключающий состоит из поплавка и
поворотной лопасти, механически связанных
с общим ртутным контактом, действующим
на отключение.

Пример
лопастного реле приведен на рис. 4.29.
Лопасть 5 расположена против входного
отверстия реле со стороны бака
трансформатора (автотрансформатора) и
действует так же, как поплавок у реле
ПГ-22. Для регулирования скорости
срабатывания в пределах 0,5—1,5 м/с
предусмотрена возможность изменения
площади лопасти, на которую воздействует
поток газов и масла. Отключающий поплавок
4
защищен от потока масла и газов экраном
11
и поэтому срабатывает только при
понижении уровня масла. Если действие
на отключение при понижении уровня
масла не требуется, то
оно
может
быть выведено ввертыванием пробки 12.

У
чашечных реле вместо поплавков
используются открытые металлические
чашки и вместо ртутных контактов обычные
открытые контакты, работающие
непосредственно в масле. Принцип действия
отключающего элемента чашечного реле
показан на рис. 4.30. Открытая чашка 1
с ушком 2
может поворачиваться на оси 3.
С чашкой связана колодка 4,
на которой укреплены подвижный контактный
мостик 5,
лопасть 6
и пластина 7, сцепленная с нижним концом
пружины 8.
Верхний конец пружины 8
и неподвижные контакты 9
укреплены
на неподвижной части газового реле.
Сигнальный и отключающий элементы
помещены в корпус 10
(такой же, как у газового реле типа
ПГ-22). Сигнальный элемент выполнен
аналогично, но чашка не имеет лопасти.

Нормально,
когда корпус реле полностью заполнен
маслом, верхняя и нижняя чашки тоже
заполнены маслом и удерживаются в
исходном положении пружинами 8.

При
понижении уровня масла в корпусе реле
вследствие скопления газа в его верхней
части верхняя чашка под воздействием
момента, создаваемого весом масла,
находящегося в чашке и превышающего
момент пружины 8,
поворачивается на оси 3.
При этом контактный мостик 5
замыкает неподвижные контакты 9
в цепи предупредительной сигнализации.
Аналогично срабатывают сигнальный и
отключающий элементы при понижении
уровня масла в корпусе реле по другим
причинам, например при утечке масла из
бака трансформатора (автотрансформатора)
или понижении температуры. При этом
отключающий элемент, расположенный
ниже сигнального, срабатывает при более
глубоком понижении уровня масла в реле.

Рис.
4.31. Газовое реле типа BF80IQ

При
повреждениях внутри бака трансформатора
(автотрансформатора), сопровождающихся
бурным газообразованием, поток масла
и газов, устремляющийся в расширитель
через газовое реле, воздействует на
лопасть 6
отключающего элемента (нижней чашки).
При этом колодка 4
поворачивается на оси 11
и контактный мостик 5
замыкает
неподвижные контакты 9
в цепи отключения выключателей
поврежденного трансформатора
(автотрансформатора).

Предусматривается
следующее использование элементов
газового реле: при слабом газообразовании
— на сигнал и при интенсивном — на
отключение. Допускается действие на
сигнал как при слабом, так и при сильном
газообразовании на трансформаторах
(автотрансформаторах), имеющих
дифференциальную защиту или отсечку,
трансформаторах не имеющих выключателей,
а также внутрицеховых трансформаторах
мощностью 1600 кВА и менее при наличии
защиты от КЗ со стороны источника
питания. Для обеспечения действия
газовой защиты на отключение при
кратковременном замыкании контактов
газового реле выполняется подхват
отключающего импульса.

Большое
распространение в последние годы
получили газовые реле, изготовленные
в ГДР: реле Бухгольца (типа BF80/Q)
и струйные реле (типа URF 25/10).
Реле BF 80/Q
(рис. 4.31) имеет .сигнальный и два отключающих
элемента. Сигнальный элемент управляется
шарообразным пластмассовым поплавком
1.
Отключающий элемент, кроме такого же
поплавка 3,
содержит пластину 2,
установленную поперек потока масла и
маслогазовой смеси. Контактная система
сигнального и отключающего элементов
выполнена при помощи магнитоуправляемых
гер конов (см. гл. 3), замыкание которых
происходит при воздействии на них
постоянных магнитов, перемещаемых
поплавками и поворотной пластиной. В
отключающем элементе постоянный магнит
можно установить в одном из трех
положений, соответствующих следующим
уставкам скорости срабатывания:
0,65—1—1,5 м/с.

Время
срабатывания реле зависит от кратности
действительной скорости потока масла
по отношению к уставке. При кратности
1,25 время срабатывания не превышает 0,15
с; при кратности 1,5—не более 0,1 с.
Коммутационная способность контактов:
2 А при 220 В постоянного тока, переходное
сопротивление контактов не более 0,3 Ом.
Реле снабжено устройством для ручного
опробования работоспособности обоих
элементов. Реле имеет кран для отбора
проб газа. На трансформаторах с
регулированием под нагрузкой коэффициента
трансформации (РПН) для защиты устройства
РПН от повреждений внутри его бака
применяется газовое реле типа URF 25/10,
называемое струйным. Эти реле имеют
один отключающий элемент, реагирующим
органом которого является поворотная
пластина, установленная поперек потока
маслогазовой смеси; как и у реле типа
BF80/Q,
поворотная пластина при срабатывании
реле перемещает постоянный магнит,
который переключает геркон. При
срабатывании реле поворотная пластина
фиксируется в сработавшем положении
до возврата вручную. Это не дает
возможности включить в работу
трансформатор, отключившийся газовой
защитой, до принятия необходимых мер и
ручного возврата струйного реле. Для
возврата отключающего элемента реле
предусмотрено устройство, которое
служит также и для опробования
работоспособности реле.

Соседние файлы в папке Лекции по РЗА

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #