Alyvos viršįtampio relės dinamikos supratimas

Įsivaizduokite greitpuodį be barškančio apsauginio vožtuvo. Maža problema gali labai greitai virsti dideliu bumu. Dabar įsivaizduokite tą patį pavojų, tik pramoniniu lygiu, tų didelių plieninių transformatorių viduje, kurie stovi aukštai ant komunalinių paslaugų stulpų arba tose aptvertose pastotėse. Šie tylūs darbiniai arkliai valdo elektros srautą į mūsų namus ir įmones, tačiau visa ši galia susijusi su tam tikra rizika.

Tose didžiulėse dėžėse tik vienas elektros gedimas – toks mažas ir greitas kaip vidinis žaibo smūgis – gali būti pražūtingas. Visi žinome, kad elektra ir alyva yra pavojingas mišinys, o iš tikrųjų, jei kiltų problema, ji sukurtų galingą slėgio bangą, galinčią sulaužyti transformatoriaus baką. Dėl to gali kilti brangūs gaisrai, dideli elektros energijos tiekimo sutrikimai ir ilgas remontas, kuris gali turėti įtakos daugeliui žmonių.

Kas neleidžia kelių milijonų{0}}dolerių transformatoriui paversti pavojumi? Ne koks įmantrus kompiuterinis daiktas, o išmani, dažnai pamirštama mechaninė apsauga. Alyvos viršįtampio relė, kuri yra skirtatransformatoriaus viršįtampio apsaugos įtaisas, kurio vienintelis tikslas – pajusti šį žiaurų vidinį skubėjimą ir viską nutraukti per sekundės dalį, sustabdyti nelaimę dar jai neprasidėjus. Ir tai tik smulkmena, kuri atlieka didelį darbą, kad apsaugotų transformatorius, kad nesugestų, ir tai yra tarsi neapdainuotas herojus visai mūsų elektros sistemai. Ir tai yra dėl to, kuo šie transformatoriai užpildomi ir kas nutinka, kai jie sugenda. Šis paslėptas budėtojas atlieka savo svarbiausią darbątransformatorių apsauga nuo viršįtampiųkad energija, kuria pasitikime kasdien, tekėtų sklandžiai.

Neabejoju, kad pastebėjote tuos tylius hummerus aptvertame kieme arba sėdinčius ant komunalinio stulpo, dideles pilkas metalines dėžes, kurios, atrodo, stebi mūsų elektrą. Šios pagrindinės įrangos dalys vadinamostransformatoriai, ir jie atlieka vieną iš svarbiausių darbų visame elektros tinkle. Be jų toli pagaminta elektra niekada negalėtų saugiai patekti į jūsų namus.

Transformatorius yra tarsi elektros tinklo perdavimas. Kaip ir automobilis turi skirtingą pavarą važiuoti ar važiuoti greitkeliu, elektrai reikia skirtingo slėgio (įtampa) skirtingoms kelionės dalims. Transformatoriaus užduotis yra paimti įtampą ir „pakelti“ iki labai aukšto lygio, kad būtų galima efektyviai keliauti dideliais atstumais, o tada „nuleisti“ į daug žemesnį, saugesnį lygį, kai jis patenka į jūsų namus.

Ir tai vyksta per visą elektros energijos kelionę. Netoli elektrinės didelis transformatorius padidina įtampą, todėl gali užtrukti ilgą kelionę per šalį tikrai dideliais laidais, o visa tai įjungia „didelę pavarą“, kad būtų prarasta mažiau energijos. Tada, kai jis patenka į jūsų miestą ir apylinkes, yra krūva mažesnių transformatorių, pavyzdžiui, tuos, kuriuos galite pamatyti gatvėje, kurie palaipsniui mažina įtampą. Ir galiausiai tai yra pakankamai saugu, kad galėtumėte prijungti skrudintuvą ir televizorių. Galų gale, jie yra tylūs, gyvybiškai svarbūs vartų sargai, kurie užtikrina mūsų modernios elektros sistemos veikimą ir užtikrina, kad sultys būtų geros ir saugios. Tačiau dirbant su tokia didžiule elektros galia toje metalinėje dėžutėje atsiranda daug karščio ir pavojaus. O dabar naujas klausimas: kodėl šiose{6}}aukštos įtampos mašinose yra tiek tūkstančių galonų naftos?

Pripildyti dėžę, pilną visų tų aukštos įtampos elektros dalių, tūkstančiais galonų to, kas gali užsidegti, atrodo šiek tiek keista. Tačiau transformatoriuje randama speciali mineralinė alyva yra neapsakomas herojus, leidžiantis šiai mašinai tinkamai ir saugiai veikti. Tai nėra kaip alyva jūsų automobilio variklyje, tai labai ypatingas skystis, kuris vienu metu atlieka du svarbius dalykus. Be jo dauguma didelių transformatorių per daug įkais ir greitai nustotų veikti.

Pirma, transformatorius turi būti vėsus. Vien tik dirbant ir keičiant tiek daug elektros energijos susidaro didžiulis šilumos kiekis. Alyva tarnauja kaip aušinimo skystis, nuolat teka ir pašalina tą intensyvią šilumą iš transformatoriaus pagrindinių dalių. Tai tarsi jūsų automobilio radiatoriaus sistema, kuri pašalina variklio šilumą, kad neperkaistų. Transformatoriuje esanti alyva daro tą patį, tik elektros sistemai, kuri gali maitinti daugybę namų.

Tuo tarpu aliejus atlieka ir kitą labai svarbų vaidmenį. Aukštos įtampos dalys transformatoriaus viduje yra arti viena kitos. Be užtvaros stipri elektra gali lengvai šokinėti ar išlenkti tarp jų, o tai sukeltų didelį trumpąjį jungimą. Ir tai yra tada, kai aliejus atlieka antrąjį veiksmą.

Transformatoriaus alyva atlieka dvi pagrindines funkcijas:

Aušinimas: Jis nuolat sugeria ir pašalina aukštą temperatūrą, kurią sukuria transformatoriaus šerdis.

Izoliacija: Jis veikia kaip tikrai geras izoliatorius, sustabdantis elektros šuoliavimą vietose, kur tai neturėtų daryti. Vanduo negali lygintis su šia alyva, nes jis neperduoda elektros, todėl puikiai apsaugo dalis, kurias nukenčia daug voltų.

Su šiais dviem alyva yra transformatoriaus kraujas, ji palaiko vėsų ir kontroliuoja. Dėl to alyva yra geriausias dalykas norint pamatyti, kas vyksta mašinos viduje. Ir jei įvyktų koks nors didelis gedimas, pavyzdžiui, vidinis žaibo smūgis vienoje iš šių naftos rezervuarų, to staigaus smurtinio įvykio ieškotų alyvos viršįtampio relė.

Transformatoriaus alyva gera, bet ne tobula. Tai negali sustabdyti visų galimų nesėkmių. Aukštos įtampos mechanizmų viduje yra vidinių gedimų tikimybė. Pagalvokite apie tai kaip apie sulaikytą žaibo smūgį, greitą, stiprų trumpąjį jungimą, kai elektra išsilaisvina ir peršoka per alyvą. Ne švelni kibirkštis, o sprogstamas jėgos pliūpsnis, kuris šalia esančią alyvą iškart paverčia garais, todėl didelis karšto oro burbulas greitai išsiskleidžia. Tai yra įvykis, „sprogimas“, nuo kurio prasideda katastrofiška nesėkmė.

O kur kitur jie suklys? Gedimas gali įvykti bet kurioje vietoje, bet dažniausiai specialiame atskirame skyriuje, kuriame yraĮ{0}}Įkelti čiaupo keitiklį (OLTC). Transformatorius yra tinklo širdis, OLTC yra jo pavarų dėžė. Norėdami visą dieną atlikti nedidelius, tikslius įtampos pakeitimus, kad galia išliktų pastovi. Kaip vienintelė pagrindinė transformatoriaus dalis su judančiomis dalimis, ji ištveria nuolatinį mechaninį įtempimą ir yra dažniausia tokių pavojingų vidinių gedimų priežastis.

Šio elektros lanko energija yra tiesioginė ir puiki, ji gedimą paverčia nedideliu povandeniniu bumu. Sparčiai besiplečiantis dujų burbulas stipriai nustumia aplinkinę alyvą. Labai stipri,-greitai judanti banga – ne švelnus raibuliavimas, o alyvos antplūdis, kuris išeina iš OLTC skyriaus ir per jungiamąjį vamzdį patenka į pagrindinį transformatoriaus baką. Ir tada antplūdis yra pirmasis fizinis ženklas, kad atsitiko kažkas tikrai blogo. Visa tai, nuo gedimo iki viršįtampio, vyksta greičiau, nei galite mirksėti. Alyvos antplūdis yra paskutinis transformatorių pagalbos šauksmas, fizinis artėjančios nelaimės ženklas. Problema ta, kad šis signalas juda nuostabiu greičiu, todėl viskas, kas jį apsaugotų, turi reaguoti taip pat greitai. Šis smarkus alyvos srautas yra būtent tai, ką reikia rasti alyvos viršįtampio relė, kuri yra pirmoji ir greičiausia apsaugos linija.

Susidūrę su spartėjančiu alyvos antplūdžiu, nereikia sudėtingo sprendimo, tiesiog padarykite jį greitai. Alyvos viršįtampio relė yra labai paprastas dalykas, ji yra vamzdyje tarp OLTC ir pagrindinio transformatoriaus bako. Pagrindinė jo dalis yra tvirtas atvartas arba irklas, kuris yra kruopščiai subalansuotas, todėl nepaisys įprasto alyvos judėjimo, bet pradės veikti, jei kažkas negerai. Ir jis tiesiog sėdi ten visą dieną ir visą naktį ir laukia, kol įvyks tas vienas konkretus dalykas.

Kai dėl vidinio gedimo smarkus alyvos srautas nugriauna vamzdį, jis atsitrenkia į šią irklą. Kaip tada, kai vėjo gūsis atveria neužrakintas ekrano duris – tai staigus ir galingas. Irklas išeina tiesiai ir jį stumia tas mažas, stiprus elektros jungiklis. Ji neatlieka jokios analizės ar matavimo; tai tik neapdorota fizinė alyvos bangos jėga, atliekanti visą darbą, mechaniškai išjungianti jungiklį greičiau nei per sekundę.

Šis jungiklis yra vienintelis dalykas, kurį daro ši relė, tačiau tai labai skiriasi. Pati relė negali sustabdyti elektros srauto į transformatorių. Vietoj to, išjungus jungiklį, skubus elektros signalas siunčiamas į daug didesnį, daug galingesnį įrenginį: pagrindinį grandinės pertraukiklį. Estafetė yra kaip stebėtojas, žvalgas, kuris mato pavojų. Grandinės pertraukiklis yra stiprus sargas, kuris imasi veiksmų pagal įspėjimą. Nuo relės iki pertraukiklio yra pagrindinė taisyklė, kaip visas mūsų elektros tinklas apsisaugo. Akimirksniu grandinės pertraukiklis gauna „sujungimo“ pranešimą ir atsidaro, nutraukdamas transformatoriaus maitinimą. Pašalinkite vidinę degalų šaltinio gedimą, kad sprogstamasis slėgis nepablogėtų. Nelaimės išvengta. Grandininė reakcija nuo gedimo iki viršįtampio iki irklentės suveikimo signalo iki pertraukiklio veikimo apsaugo nuo gaisro ar katastrofiško gedimo, sutaupo kelių-milijonų dolerių vertės įrangos ir apsaugo nuo plačiai paplitusio elektros energijos tiekimo nutraukimo. Bet tai specialistas, sukurtas tik dideliems, staigiems trenksmams. O lėtieji, tylūs?

Alyvos viršįtampio relė padeda greitai sustabdyti dideles problemas, tačiau ne viskas transformatoriuje yra taip įdomu. Pagalvokite apie savo namų apsauginį tinklą – jame yra dūmų detektorius, skirtas lėtai degančiam gaisrui, ir signalizacija, skirta staigiam įsilaužimui-. Jie saugo tą patį namą, bet atkreipia dėmesį į labai skirtingus pavojus. Transformatoriui taip pat reikia kažko panašaus į šią sluoksniuotą apsaugą, o geriausias alyvos viršįtampio relės draugas yra kitas dalykas, vadinamas Buchholzo rele.

Kai alyvos viršįtampio relė nustato didelę slėgio bangą, Buchholz relė yra daugiau ar mažiau dujų detektorius. Daug lėtai besivystančių gedimų pagrindiniame transformatoriaus bake – pavyzdžiui, jungtis, kuri laikui bėgant atsipalaidavo – nesukelia didelio viršįtampio. Vietoj to, jie švelniai „verda“ aplink esantį aliejų, sudarydami dujų burbuliukus. Šie burbuliukai kyla aukštyn ir įstringa Buchholz relėje, kuri dedama ant vamzdžių viršaus. Jei dujų surenkama per daug, ji ​​įspės, todėl operatorius gali būti įspėtas apie gresiančią problemą dar gerokai prieš tai, kai ji virsta nelaime. Tai transformatoriaus „kanarėlė anglies kasykloje“.

Taigi, nors abi yra svarbios transformatorių apsaugos sistemos, jų funkcijos yra visiškai skirtingos.

Buchholzo relė: "Lėto nuotėkio detektorius"Jis skirtas dujų burbulams, atsiradusiems dėl mažų, laikui bėgant besivystančių gedimų, aptikti. Jis iš anksto įspėja, bet dažniausiai tiesiog įjungia pavojaus signalą, o ne iškart viską išjungia.

Alyvos viršįtampio relė:"Sprogimo jutiklis"Jis reaguoja tik į staigią, smarkią alyvos slėgio bangą, kilusią dėl didelio momentinio gedimo, dažniausiai jautriame čiaupo{0}}keitimo skyriuje. Tai tiesiog akimirksniu išjungs grandinės pertraukiklį.

Šie du vaikinai nėra varžovai, jie yra komanda. Buchholzo relė stebi lėtą degimą, o alyvos viršįtampio relė yra skirta momentiniam sprogimui. Kartu jie sudaro visišką saugos tinklą, kuris aptinka ir kylančias problemas, ir -neatidėliotinas situacijas. Taigi ši partnerystė užtikrina, kad labai brangus transformatorius būtų saugus nuo daugybės įvairių problemų jame. Bet kas, jei tos relės buvo neteisingos? Jei saugos įtaisas davė klaidingą pavojaus signalą, kodėl?

Panašiai kaip automobilio signalizacija gali suveikti kiekvieną kartą, kai pravažiuoja didelis sunkvežimis, net jei jis nėra tam, kad apsaugotų jus, kartais gali atsitiktinai suveikti ir geros saugos priemonės. Alyvos viršįtampio relė yra tokia pati. Jis sukurtas taip, kad reaguotų į net menkiausius smurtinio spaudimo incidento požymius, todėl jį gali sukelti kažkas, kas nėra visiškas gedimas. Kaip mažas oro burbulas, įstrigęs alyvos sistemoje, jis gali būti išstumtas per vamzdį ir staigiai sujudėti, kuris atrodo kaip tikras gedimas. Dėl didelio fizinio poveikio transformatoriaus korpusui, tarkime, kai kurios netoliese vykstančios statybos, gali suaktyvėti ir subtilus mechanizmas.

Šis ypatingas jautrumas yra tyčinis, didelis davimas{0}}ir-saugumas ir paprastas naudojimas. Kaip dūmų detektorius jūsų virtuvėje, norėtumėte, kad jis kartais išsijungtų, nes būtų šiek tiek apdegęs skrebutis, o ne tik degant visam kambariui. Inžinieriai ta pačia logika nustatė alyvos viršįtampio relės jautrumą; daug geriau kelis kartus be reikalo išjungti sistemą, nei praleisti vieną realų įvykį, kuris sunaikintų milijoną{4}}dolerių transformatorių ir sukeltų elektros energijos tiekimą. Kartais klaidingas pavojaus signalas yra tik beveik tobulos apsaugos kaina.

Kai suveikia relė, komunalinių paslaugų specialistai ne tik vėl įjungia jungiklį. Jie tampa detektyvais. Pirmiausia jie išsiaiškina, ar buvo nusikaltimas. Jie paims šiek tiek tos alyvos ir patikrins, ar nėra tam tikrų dujų ar spalvos pokyčių – tai cheminis „pirštų atspaudas“, paliktas dėl vidinio elektros gedimo. Tada jie žiūri į pačią relę ir žiūri į duomenų žurnalą, kas įvyko kelionės metu. Jei viskas bus gerai, o alyva kaip nauja, tada jie gali pasakyti, kad tai buvo klaidinga kelionė, iš naujo nustatyti viską ir bandyti išsiaiškinti, kodėl taip atsitiko, galbūt išleisdami šiek tiek oro iš vamzdžių, kurie įstrigo viduje. Galų gale šie keli klaidingi pavojaus signalai nėra sugedusios sistemos požymis, o tai, kad globėjas yra budrus ir yra labai budrus. Technikai žino, kaip atskirti tikrą pagalbos šauksmą nuo momentinio šoktelėjimo. Ir šis kruopštus procesas užtikrina, kad išsijungus viršįtampio relei, mes su ja elgsimės kaip į didžiulį dalyką, ir tai tampa viena iš tų svarbių paslėptos sienos dalių, padedančių užtikrinti mūsų elektros linijų saugumą ir gerą veikimą.

Mūsų kraštovaizdyje išsibarstę milžiniški transformatoriai nėra tik peizažo dalis. Jie yra stiprios elektros tinklo širdys, kupinos judančių jėgų. Viduje, kur valdoma visa didelė galia, yra paprastas mechaninis asmens sargybinis, stebintis judriausią transformatoriaus vietą. Kai kitą kartą praeisite pro pastotę, suprasite, kad vienas iš paprasčiausių dalykų joje taip pat yra vienas svarbiausių apsaugos priemonių, pasiruošęs reaguoti per kelias milisekundes į bet kokią problemą.

Šis paslėptas sargas yra protingo, bet neregėto darbo, kurį atlieka inžinieriai, kurie užtikrina, kad elektros sistema veiktų gerai, simbolis. Kaip ir greitpuodyje esantis apsauginis vožtuvas, alyvos viršįtampio relė yra paprasta idėja stovint tarp įprasto veikimo ir siaubingo gedimo – tylus sargas, sunkiai dirbantis, kad mūsų planeta būtų apšviesta.

Susisiekite dabar