BG63740B1

BG63740B1 - Метод и устройство за предпазване срещу взрив и запалване на електрически трансформатори

Info

Publication number: BG63740B1
Application number: BG101451A
Authority: BG
Inventors: Philippe Magnier
Original assignee: Philippe Magnier
Priority date: 1995-09-28
Filing date: 1997-05-02
Publication date: 2002-10-31
Also published as: HK1003400A1; SK284150B6; HUP9800461A3; KR100441193B1; CZ153297A3; CA2206793A1; CN1079573C; GR3034274T3; CN1165581A; WO1997012379A1; SK64597A3; DE69608784T2; FR2739486B1; RO116688B1; EP0795183B1; DE795183T1; PT795183E; MX9703595A; US5946171A; ES2148795T3

Abstract

Методът служи за предпазване от взрив и запалванена електрически трансформатор (1), включващ корпус (2), запълнен със запалителен охладител (7). По него се открива прекъсване в електрическата изолация на трансформатора (1) чрез средство (11), чувствително на налягане и частично се обезводнява охладителят (7), поставен в корпуса (2), чрез вентил (15). Охлаждат се горещите участъци на охладителя (7) чрез впръскване на инертен газ (16) под високо налягане, насочено към дъното на корпуса (2), под команда за раздвижване на охладителя (7) и освобождаване изтичането на кислорода.

Description

Област на техниката

Изобретението е предназначено за предпазване срещу взрив и запалване на електрически трансформатори, охлаждани чрез запалителен флуид.

Предшестващо състояние на техниката

Електрическите трансформатори понасят загуби едновременно в намотките и в сърцевината, поради което повишаването на температурата е опасно и трябва да се ликвидира. Поради тези причини високомощностните трансформатори се охлаждат главно чрез масло. Използваните масла са диелектрици и могат да се възпламеняват над температура над 140°. Тъй като трансформаторите и принадлежащото им оборудване са много скъпи, особено важно е защитата им да бъде рентабилна.

Запалвания в силови трансформатори, изолирани чрез диелектрично масло, са често срещани поради вътрешен изолационен дефект или прекъсване и причиняват много силно и бързо горене. Това завършва с обширен пробой в корпуса на трансформатора и възпламеняване на маслото, което разширява огъня към други места, върху които има прибори и които могат също да съдържат големи количества запалителни продукти.

Взривове могат да бъдат причинени от свръхнатоварвания, пренапрежение във волтажа, разширяващо се повреждане на изолацията, недостатъчно ниво на маслото, появяване на влага или пукнатина или повреждане на един изолиращ компонент.

Надеждни вентили, които се задействат в случай на сврьхналягане вътре в корпуса на трансформатора, са познати от нивото на техниката. Обаче тези вентили не са удобни по отношение на последиците от вътрешен дефект в изолацията на трансформатора.

Известни са защитни системи против запалване на електрически трансформатори, които се задействат чрез чувствителни на температура елементи. Обаче тези системи се задействат със значително закъснение, когато маслото на трансформатора вече е запалено. Ограничаване на разпространението на запалването към екипировка та и предотвратяване на преминаване на огъня към съседния агрегат е междинно, компромисно решение.

Предмет на изобретението е да се създаде метод, чрез който се осигурява защита едновременно срещу сврьхналягане вътре в трансформатора, съответно срещу бързо горене, когато вътрешната електрическа изолация е прекъсната, и срещу запалване, което е в резултат от също такова прекъсване на изолацията.

Допълнителен предмет на изобретението е устройство за предпазване срещу взрив и запалване, който следва непосредствено при откриване на прекъсване на електрическата изолация.

Съгласно изобретението методът за предпазване срещу взрив и запалване в електрически трансформатор, снабден с корпус, запълнен със запалителен охладител, включва следните етапи: откриване на прекъсване в електрическата изолация на трансформатора чрез използване на чувствително за налягане средство, частично обезводняване на охладителя, съдържащ се в корпуса, чрез използване на вентил и охлаждане на горещите участъци на охладителя чрез впръскване на инертен газ под високо налягане вътре към дъното на корпуса с команда да раздвижи охладителя и да освободи изтичането на кислорода, установен в близост.

Техническа същност на изобретението

Съгласно изобретението устройството за предпазване срещу взрив и запалване на електрически трансформатор, снабден с корпус, запълнен със запалителен охладител, съдържа средство, чувствително на налягането в корпуса, и средство за частично обезводняване на охладителя, съдържащ се в корпуса.

Дефект в изолацията първо предизвиква силна електрическа дъга, която задейства електрическата защитна система да изключи захранващата клетка на трансформатора (изключвател). Електрическата дъга също причинява резултантно изтичане на енергия, която генерира увеличаване на вътрешното налягане на трансформатора, достатъчно, за да предизвика разкъсване в корпуса му.

Устройството за предпазване срещу взрив и запалване за предпочитане е снабдено със средство за откриване на пробивите в захранващата клетка на трансформатора и с контролен прибор, който получава сигнала, формиран от чувствител2 ното средство на трансформатора и може да формира контролни сигнали.

Устройството за предпазване срещу взрив и запалване за предпочитане съдържа средство за охлаждане на горещите части на флуида чрез впръскване на инертен газ вътре към дъното на корпуса, който е контролиран чрез контролен сигнал от контролен прибор. Решението за това е, че някои части на охладителя са подложени на загряване, което може да предизвика възпламеняването му. Впръскването на инертен газ върху долната част на трансформатора причинява разместване на охладителя, което изравнява температурата и прави възможно прииждане на кислород, установен в близост до флуида.

Пояснение на приложените фигури

Изобретението се пояснява чрез по-подробно описание на частичните изпълнения, показани в неограничаващи изобретението примери и илюстрирани с приложените фигури, от които:

фигура 1 представлява общ вид на предпазното устройство съгласно изобретението;

фигура 2 - схема, представляваща логическата последователност на операциите на устройството съгласно изобретението.

Както е показано на фигурите, трансформаторът 1 съдържа корпус 2, поставен върху пода 3 чрез пети 4 и електрически захранен чрез проводници 5, разположени в изолатори 6.

Корпусът 2 е запълнен с охладител 7, например диелектрично масло. За да се гарантира постоянно ниво на охладителя 7 в корпуса 2, трансформаторът 1 е снабден със скачен резервоар 8, свързан с корпуса 2 чрез тръбопровод 9.

Тръбопроводът 9 е снабден с автоматичен контролиращ вентил 10, който затваря от разстояние тръбопровода 9, щом като той се отвори от бързото движение на флуида 7. По този начин, в случай на взрив в корпуса 2, налягането в тръбопровода 9 спада рязко, което предизвиква флуида 7 да започне да изтича бързо и това изтичане се спира от бързо затваряне на автоматичния контролиращ вентил 10. Това предпазва флуида 7, поставен в скачения резервоар 8, от подхранване огъня в трансформатора 1.

Корпусът 2 е снабден с датчик за налягане 11, който може незабавно да открие варианта на съответстващо налягане за бързо горене, причинено от прекъсване на електрическата изолация на трансформатора 1. Датчикът 11 за налягане, в частност, може да съдържа надежден вентил, който е снабден с електрически контакт и е достатъчно приспособен за пренасяне на информация, отнасяща се до откриване на вариантно налягане. Корпусът 2 също е снабден и с температурни датчици 12, установени в няколко точки в корпуса 2 с възможност за регистриране на температурата на флуида 7. Също така, тези температурни датчици 12 имат инершюнност, забавяне, от 20 до 30 s за преценка спрямо датчика за налягане 11, защото топлината се разпространява по-бавно, отколкото налягането.

Корпусът 2 съдържа датчик 13, откриващ присъствието на изпарения на охладителя 7, отнесени към условието “buch holz”, като датчикът 13 е монтиран върху една външна точка на корпуса 2, основно към тръбопровода 9. Условието за бързо горене, отнасящо се до прекъсната електрическа изолация, причинява бързо освобождаване на изпарения от флуида 7 в корпуса 2. Датчикът 13 за изпарения, следователно, е изключително целесъобразен за откриване на прекъсване в електрическа изолация.

Трансформаторът 1 се захранва чрез захранваща клетка (непоказана), която съдържа средство за прекъсване на захранването, например електрически прекъсвачи, както и изключващи датчици 21.

Корпусът 2 е снабден с обезводняващо средство, съдържащо тръбопровод 14, поставен на желаната височина за нивото на дренажа. Тръбопроводът 14 се затваря чрез вентил 15 с голям диаметър, например 100 до 150 mm. Корпусът 2 съдържа средство за охлаждане на флуида 7 чрез вкарване на инертен газ 16, например нитроген, вътре към дъното на корпуса 2. Инертният газ 16 е съхранен в съд под налягане 17, снабден с вентил 18, понижител на налягането 19 и тръба 20, през която се провежда газът 16 към корпуса 2.

Датчикът 11 за налягане, температурният датчик 12, датчикът 13 за изпаренията, изключващият датчик 21, вентилът 15 на тръбопровода 14 и вентилът 18 на тръба 20 са свързани към контролен прибор 22, предназначен за контрол на действието на устройството. Контролният прибор 22 е снабден с показател на процесите, който получава сигнали от различни датчици и може да изпрати контролни сигнали, предназначени за вентили 15 и 18.

Приложение на изобретението

Устройството се задейства чрез сигнал за високо налягане, идващ от датчика 11 за налягане, съвпадащ със сигнала за изключване, идващ от изключващите датчици 21 на захранващата клетка на трансформатора 1, за да го предпази по команда от експлозия и запалване. Устройството 5 също може да се задейства чрез сигнал за висока температура, идващ от един от датчиците 12 за температура, съвпадащ със сигнала за присъствие на изпарения, идващ от датчика 13 за изпарения, и под команда да започне гасенето на огън. Има предписания, че два датчика дават съгласувана информация по команда, за да се избегне преждевременно изключване.

При нормални условия устройството се изключва чрез информацията за високо налягане, едновременно с информацията, отнасяща се до изключването на захранващата клетка и която информация незабавно задейства началото на стъпката 23 за отваряне на обезводняващия вентил 15, чрез който се получава незабавно декомпресия на корпуса 2 на трансформатора 1, компонентите на който повечето ще останат неповредени, с изключение на онези, които са монтирани в затворен участък, обхванат от получената електрическа дъга, образувана от прекъсвания в изолацията. Отварянето на вентил 15 прави възможно избягването на разлив от запалителен флуид 7, когато инертният газ 16 бъде впрьскан вътре във вероятно повредения корпус 2. Впоследствие отварянето на вентила 15 предизвиква декомпресия в тръбопровода 9, което води до затваряне на автоматичния контролен вентил 10. Скаченият резервоар 8 е достатъчно добре изолиран и по този начин флуидът 7, който той съдържа, не подхранва огъня. Бързото отваряне на вентила 15 също намалява риска от взрив и повишава вероятността корпусът 2 на трансформатора 1 да остане невредим.

Рисковете от запалване следователно са намалени, но след частично обезводняване на корпуса 2 стъпката 24 за впръскване на инертния газ 16 вътре към дъното на корпуса 2 е периодично осъществявана след определено време, със забавяне, например от 20 s и по команда се раздвижва флуидът 7, така че да се изравнят температурите им и също така да се премахне всяка вероятност за запалване върху повърхността на флуида 7 при постъпване на кислород. Решение за това е, че флуидът 7, предимно масло, може само да се възпламени от температура над неговата точка на възпламеняване, определена около 140°. В случай на запалване в трансформатора 1, до образуване на електрическа дъга, само повърхността на флуида 7 достига до споменатата стойност на температурата, докато средната стойност на температурата е най-много до 80°. Раздвижването на флуида 7, следователно, прави възможно намаляването на температурата на най-горещите участъци. За безопасни решения съдът под налягане 17, съдържащ инертен газ 16, осигурява впръскване на инертния газ 16 за постоянно време в порядъка на 45 min, което е много по-голямо от предвиденото време за гасене на огъня.

Трансформаторът 1 може да бвде снабден с един или повече изключващи натоварването преобразуватели 25, използвани като разделителна повърхност между трансформатора 1 и електрическата мрежа, към която той е свързан, по команда да осигурят постоянен волтаж в огнеопорния шнур на вариантите в захранването с електрически ток работна мрежа. Изключващият натоварването преобразувател 25 е свързан през тръбопровод 26 към тръбопровод 14, предназначен за обезводняване. Изключващият натоварването преобразувател 25 обикновено също е охладен чрез противовъзпламенителен охладител. Поради техния малък обем взривяването на преобразувателя е във висока степен силно и може да бъде съпроводено от пръскаща струя от възпламенен охладител. Тръбопроводът 26 е снабден с калибрована диафрагма 27, пригодена да се разкъса в случай на късо съединение, следователно и на свръхналягане във вътрешността на преобразувателя 25. Това предпазва корпуса 2 при взривяване на преобразувателя 25. Преобразувателят 25 също съдържа датчик 28 за налягане, който е свързан, от етна страна, към захранващата клетка на трансформатора 1, за да я изключи по команда и, от друга страна - към контролния прибор 22, за да предизвика по команда задействане на устройството за предпазване в случай на късо съединение в преобразувателя 25.

Изобретението включва и метод и устройство за предпазване срещу взрив и запалване в трансформатор, който се нуждае от малки модификации на съществуващите компоненти, които да откриват изключително бързо прекъсвания в изолацията и които действат почти едновременно така, че да определят произтичащите последици. Това дава възможност трансформаторът и преобразувателят да имат гаранция срещу загуби и е възможно също да се намалят задължителните повреди при късо съединение.

Claims

Патентни претенции

1. Метод за предпазване срещу взрив и запалване на електрически трансформатор, съдържащ корпус, запълнен със запалителен охладител, характеризиращ се с това, че се открива прекъсване в електрическата изолация на трансформатора, като се използва чувствително на налягане средство, като частично се обезводнява охладителят, поставен в корпуса и се използва вентил, при което се охлаждат горещите участъци на охладителя чрез впръскване на инертен газ под високо налягане вътре към дъното на корпуса, за да раздвижи по команда охладителя и да промие кислорода, разположен в близост.
2. Метод за предпазване съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че се изолира скаченият резервоар с охладител, като се използва контролен вентил, който да предпази по команда охладителя от разливане, като вентилът се затваря бързо при откриване на движение на охладителя.
3. Метод за предпазване съгласно всяка една от предходните претенции, характеризиращ се с това, че се открива присъствието на изпарения охладител в корпуса на трансформатора, като се използва датчик за изпарения, пригоден за осъществяване на частично обезводняване на охладителя и впръскване на инертен газ (16).
4. Метод за предпазване съгласно която и да е от предходните претенции, характеризиращ се с това, че се установява температурата на охладителя, като се използва температурен датчик, пригоден за предизвикване на частично обезводняване на охладителя и впръскване на инертен газ.
5. Метод за предпазване съгласно която и да е от предходните претенции, характеризиращ се с това, че се установява изключването на захранващата клетка на трансформатора, като се използва изключващ датчик, пригоден за предизвикване на частично обезводняване на охладителя и впръскване на инертен газ.
6. Метод за предпазване съгласно всяка една от претенции от 3 до 5, характеризиращ се с това, че се обезводнява частично флуидът и се осъществява само когато два датчика по команда се задействат едновременно в този момент.
7. Устройство за предпазване срещу взрив и запалване на трансформатор, съдържащ корпус, запълнен със запалителен охладител, характеризиращо се с това, че има чувствително средство за налягане (11) в корпуса (2) и средство за частично обезводняване на охладителя (7), съдържащ се в корпуса (2).
8. Предпазно устройство съгласно претенция 7, характеризиращо се чрез чувствително средство за изпарения (13) на охладителя (7) в корпуса (2), чувствително средство за температурата (12) на охладителя (7) в корпуса (2) и чувствително средство за изключване (21) на захранваща клетка на трансформатора (1).
9. Предпазно устройство съгласно претенция 7 или 8, характеризиращо се с това, че чувствителното средство за налягане съдържа надежден вентил, снабден с електрически контакт.
10. Предпазно устройство съгласно която и да е от претенции от 7 до 9, характеризиращо се с контролен прибор (22), който е свързан с чувствителното средство на трансформатора (1) и може да произведе контролни сигнали.
11. Предпазно устройство съгласно претенция 10, характеризиращо се с това, че средството за обезводняване на корпуса (2) съдържа вентил (15), чийто отвор е калиброван за контролен сигнал, идващ от контролния прибор (22).
12. Предпазно устройство съгласно всяка една от претенции 10 или 11, характеризиращо се с това, че има средство за охлаждане на горещите участъци на охладителя (7) чрез впръскване на инертен газ (16) вътре към дъното на корпуса (2).
13. Предпазно устройство съгласно претенция 12, характеризиращо се с това, че средството за впръскване на инертен газ (16) съдържа съд за газ под високо налягане (17), понижител на налягане (19) и вентил (18), чийто отвор е калиброван за контролен сигнал от контролния прибор (22).
14. Предпазно устройство съгласно която и да е претенция от 7 до 13, характеризиращо се с това, че съдържа чувствително средство за налягане (28) за индикация на налягането в изключващ натоварването преобразувател (25) на трансформатора и средство, предназначено, за да го изключи от взривяване, за регулировка на преобразувателя на атмосферно налягане.