ГАЗОВОЕ РЕЛЕ

Силовые трансформаторы являются одним из ключевых элементов электроэнергетической системы.

Их надежная работа напрямую влияет на бесперебойное электроснабжение потребителей.

Для обеспечения безопасной эксплуатации трансформаторов применяются различные защитные устройства, среди которых особое место занимает газовое реле.

Это устройство представляет собой важнейший элемент защиты масляных трансформаторов от внутренних повреждений.

Оно было изобретено в начале XX века и за прошедшее время доказало свою эффективность в защите трансформаторного оборудования.

Данное устройство способно выявлять даже незначительные неисправности на ранней стадии их возникновения, что позволяет предотвратить серьезные аварии и дорогостоящий ремонт оборудования.

Назначение

Газовое реле выполняет функцию защиты масляных трансформаторов от внутренних повреждений, которые сопровождаются выделением газа и движением масла из бака в расширитель.

Основное предназначение устройства заключается в своевременном обнаружении начинающихся повреждений внутри трансформатора и подаче сигнала или отключении трансформатора в зависимости от степени опасности повреждения.

Устройство реагирует на различные виды повреждений внутри трансформатора:

• межвитковые замыкания;
• замыкания между фазами;
• замыкания на корпус;
• нарушения изоляции магнитопровода.

При возникновении таких повреждений происходит разложение трансформаторного масла и других изоляционных материалов с выделением газов.

Важно отметить, что газовая защита является наиболее чувствительной защитой силового трансформатора, способной выявлять опасные ситуации на самой ранней стадии их развития. Это особенно важно для предотвращения серьезных аварий и увеличения срока службы дорогостоящего оборудования.

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ И УСТРОЙСТВО ГАЗОВОГО РЕЛЕ

Газовое реле представляет собой устройство, устанавливаемое в трубопроводе между баком трансформатора и расширителем.

Конструктивно оно состоит из корпуса, внутри которого размещены два поплавковых элемента с контактами. При нормальном режиме работы корпус реле полностью заполняется маслом.

Верхний поплавок реагирует на накопление газа в корпусе и срабатывает при достижении определенного его объема.

Нижний поплавок реагирует на скорость движения масла из бака в расширитель при внутренних повреждениях трансформатора.

Оба поплавка оснащены контактами, которые замыкаются при срабатывании соответствующего элемента.

В конструкции современных моделей предусмотрено смотровое окно, позволяющее визуально контролировать наличие газа и уровень масла.

Также имеется специальный кран для отбора проб газа, что необходимо для проведения анализа его состава и определения характера неисправности.

Как работает

Работа газового реле основана на двух основных принципах:

• обнаружении газообразования;
• реагировании на скорость движение масла.

При нормальной работе трансформатора корпус реле полностью заполнен маслом, и оба поплавка находятся в верхнем положении.

При возникновении незначительных повреждений происходит разложение масла и изоляционных материалов с выделением газов.

Газы поднимаются вверх и скапливаются в верхней части корпуса, вытесняя масло. При достаточном их накоплении верхний поплавок опускается, что приводит к замыканию контактов сигнальной цепи.

При серьезных авариях происходит интенсивное газообразование и движение масла в сторону расширителя.

Сильный поток масла воздействует на нижний поплавок, что приводит к его срабатыванию и замыканию контактов отключающей цепи. В результате происходит немедленное отключение трансформатора от сети.

Виды газовых реле и их особенности

На практике применяются различные типы защитных устройств, наиболее распространенными из которых являются реле типов РГЧЗ и BF80/Q.

Каждый тип имеет свои конструктивные особенности, но принцип действия остается неизменным.

Тип РГЧЗ является наиболее распространенным в России и странах СНГ. Оно характеризуется высокой надежностью и простотой конструкции. Имеет два поплавка с магнитными контактами, смотровое окно и кран для отбора проб газа.

Модель BF80/Q представляет собой современное устройство с улучшенными характеристиками.

Оно оснащено дополнительными функциями контроля и диагностики, имеет более точные настройки срабатывания и повышенную надежность контактной системы.

НАСТРОЙКА И РЕГУЛИРОВКА

Правильная настройка газового реле имеет принципиальное значение для его эффективной работы.

Основными параметрами настройки являются чувствительность поплавков и уставки срабатывания контактов.

Верхний поплавок настраивается на срабатывание при накоплении определенного объема газа, обычно это 100-300 кубических сантиметров.

Нижний поплавок регулируется на срабатывание при определенной скорости движения масла, которая свидетельствует о серьезном повреждении внутри трансформатора.

При настройке необходимо учитывать условия эксплуатации оборудования, включая температурные режимы работы и характер нагрузки.

Также важно периодически проверять правильность настройки в процессе эксплуатации.

Техническое обслуживание

Техническое обслуживание газового реле является важной составляющей эксплуатации силового оборудования.

Регулярное обслуживание включает в себя:

• проверку работоспособности поплавков;
• контроль состояния контактной системы;
• проверку герметичности корпуса реле;
• чистоту смотрового окна.

Особое внимание уделяется проверке работоспособности контактной системы.

Это осуществляется путем механического воздействия на поплавки с помощью специального приспособления. При этом контролируется четкость срабатывания контактов и отсутствие залипания.

При необходимости производится доливка масла или его полная замена. Также проверяется работоспособность крана для отбора проб газа и состояние уплотнений.

Диагностика неисправностей

Анализ состава газов, выделяющихся при повреждениях трансформатора, позволяет определить характер и степень повреждения.

Различные типы неисправностей приводят к образованию разных химических соединений в определенных пропорциях.

При термическом разложении масла и изоляции образуются водород, метан, этилен и ацетилен.

Их соотношение может указывать на характер повреждения:

• перегрев;
• частичные разряды;
• дуговые замыкания.

Для проведения анализа используются специальные лаборатории, оснащенные хроматографами и другим аналитическим оборудованием.

Результаты анализа позволяют принять решение о необходимости ремонта и его объеме.

Заключение.

Газовое реле является незаменимым устройством защиты масляных трансформаторов, обеспечивающим их надежную и безопасную эксплуатацию.

Его способность выявлять проблемы на ранней стадии позволяет предотвратить серьезные аварии и продлить срок службы оборудования.

Эффективность работы изделия зависит от правильности его установки, настройки и регулярного технического обслуживания.

Современные типы реле обладают улучшенными характеристиками и дополнительными функциями, что повышает надежность защиты.

Применение газовой защиты в сочетании с другими видами защит обеспечивает комплексную защиту оборудования от различных видов повреждений, что является обязательным условием надежного электроснабжения потребителей.