DE611857C

DE611857C - Einrichtung zur Betriebsueberwachung von OEltransformatoren und anderen OEl enthaltedne elektrischen Apparaten mit OElausdehnungsgefaessen

Info

Publication number: DE611857C
Application number: DE1930611857D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1930-09-02
Filing date: 1930-09-02
Publication date: 1935-04-13

Description

Einrichtung zur Betriebsüberwachung von Öltransformatoren und anderen Öl enthaltenden elektrischen Apparaten mit ölausdehnungsgefäßen Es sind Einrichtungen zum Schutze von Transformatoren bekannt, welche die im Transformator auftretenden Fehler oder thermische Überlastungen der Transformatorwicklung anzeigen oder den Transformator abschalten. Die Einrichtungen arbeiten entweder in Abhängigkeit von der Öltemperatur, vom Ölstand, von der Entwicklung von Gasen oder vom Verhältnis zwischen dem primären und sekundären Strom oder der primären und sekundären Leistung des Transformators. Alle diese Einrichtungen haben den Nachteil, daß sie als Fehlerschutz kleinere, im Entstehen begriffene Fehler entweder nicht anzeigen oder bei zu empfindlicher Einstellung oft fehlerhaft arbeiten. Als Schutzeinrichtung gegen unzulässige Erwärmung der Transformatorwicklung arbeiten sie entweder abhängig von der Öltemperatur oder nur abhängig von dem Temperaturunterschied zwischen Öl und Wicklung, was durch Überwachung der Ölströmung zwischen Transformator und Ausdehnungsgefäß geschieht. Da jedoch nach den Normalien des Verbandes deutscher Elektrotechniker für die zulässige Temperatur von Öltransformatoren weder die Öltemperatur allein noch der Temperaturunterschied zwischen Öl und Wicklung allein maßgebend ist, sondern beide Wirkungen gemeinschaftlich die zulässige Grenztemperatur bestimmen, ist eine richtige Betriebsüberwachung für Öltransformatoren mit nur einer von beiden Wirkungen beeinflußbaren Einrichtung nicht möglich.
Die Erfindung beruht auf der Tatsache, daß jede gefahrbringende Unregelmäßigkeit im Transformator, sei es durch Überlastung oder durch Fehler, mit einer Wärmeerzeugung verbunden ist, .die auf das Öl übergeht und eine Volumenänderung bewirkt, wobei es nicht notwendig ist, daß die örtliche Erwärmung so groß wird, so daß sich Gase bilden. Zu .der Wärme, die durch den normalen Betriebsstrom (Stromwärme- und Eisenverluste) erzeugt wird, auf das Öl übergeht und Volumenänderungen verursacht, kommen daher im Falle von Störungen oder Überlastungen weitere Wärmemengen hinzu, die eine weitere Volumenzunahme zur Folge haben. Die Volumenänderungen sind in jedem Augenblick verhältnisgleich dem Unterschied zwischen der im Transformator erzeugten und der vom Transformator (einschließlich Öl) wieder abgegebenen Wärme.
Die durch diese langsamen Volumenänderungen auftretende Veränderung im Ölstand des Ausdehnungsgefäßes, welche die Vorbelastung oder den Erwärmungszustand des Transformators ausdrückt, wirkt sich auf den Druck in der Druckkammer aus, so daß dieser bei höherer mittlerer Öltemperatur höher, bei niederer mittlerer Öltemperatur niederer ist im Vergleich zu dem Zustand, wo das Luftvolumen der Druckkammer von der Außenluft abgeschlossen worden ist. Hierdurch unterscheidet sich die Einrichtung vorteilhaft auch von einer bekannten Einrichtung, welche in der ' Strömungsgeschwindigkeit des Öls zwischen .Transformator und Ausdehnungsgefäß zwar einen Maßstab für den Temperaturunterschied zwischen Öl und Wicklung darstellt, jedoch nicht die die Überlastungsfähigkeit des Transformators mitbestimmende Vorbelastung des Transformators gegenüber einem Normalbetriebszustand mit ausdrückt, wie dies der Erfindungsgegenstand tut, der in den Druckangaben der Druckkammer sowohl den Temperaturunterschied zwischen Öl und Wicklung als auch die Abweichung der mittleren Öltemperatur gegenüber dem Temperaturwert, der beim Abschluß der Druckkammer bestanden hat, umfaßt.
Um diese Volumenänderungen für den Schutz des Transformators auszunutzen, ist das Volumen des Transformators c an der Einmündung des Verbindungsrohres g zwischen Transformator und Ausdehnungsgefäß b gegenüber dem Volumen des Ausdehnungsgefäßes derart abgeschlossen, daß nur ein oder mehrere enge, in ihrem Querschnitt verstellbare Kanäle d als Verbindung zwischen Transformator und Ausdehnungsgefäß bestehen. Die Kanäle d sind im unteren Teil einer luftdicht abgeschlossenen Kammer a, deren Anordnungsmöglichkeiten beispielsweise in der Abbildung dargestellt ist, angebracht. Die Kammer a ist durch ein U-förmig gebogenes, mit Quecksilber gefülltes Glasrohr oder durch irgendeinen anderen, vom Druck beeinflußbaren Apparat von der Außenluft abgeschlossen. Die Kanäle d werden mittels eines Schiebers so weit geschlossen, daß sich die bei normalem Betrieb ergebenden Volumenänderungen im Öl des Transformators ohne größere Druckunterschiede zwischen dem Öl in derKammer a und dem imAusdehnungsgefäß b ausgleichen können.
Jeder Über- oder Unterdruck in der Kammer wird auf das Quecksilber übertragen, das dementsprechend seinen Stand ändert. Solange der Ölausgleich zwischen dem Transformator und seinem Ausdehnungsgefäß nur von normalen Lastschwankungen herrührt, sind nur geringe Über- oder Unterdrücke in der Kammer notwendig, um das Öl in der einen oder anderen Richtung durch die Kanäle d zu treiben. Wird jedoch der Transformatorkessel undicht, so daß Öl in größeren Mengen verlorengeht, oder tritt eine stärkere Volumenzunahme durch Überlastung oder infolge Fehler auf, so kann die hierdurch verursachte Volumenzu- oder -abrahme durch die engen Kanäle nicht mehr ausgeglichen werden, ohne daß ein wesentlich höherer Über- oder Unterdruck in der Kammer entsteht. Die Druckänderungen werden durch Berührung des Quecksilbers im Glasrohr e mit den entsprechenden Kontaktdrähten zur Alarmierung, Schalterauslösung oder Zuschaltung eines weiteren Transformators ausgenutzt.
Die Volumenänderungen treten zwar sofort mit den Belastungsänderungen 'auf, doch dauert es einige Zeit, bis ein bestimmter Über- oder Unterdruck, der signalisiert oder den Transformator abschaltet, entstanden ist, je nachdem das eingeschlossene Luftvolumen größer oder kleiner ist. Infolge .der quadratischen Abhängigkeit zwischen Strom und Stromwärme weichen die Volumenänderungen von den normalen betriebsmäßigen Änderungen stark ab, so daß eine sichere Einstellung der Kanäle möglich ist, ohne daß damit eine zu hohe Empfindlichkeit der Einrichtung bedingt ist.
Die Schutzeinrichtung kontrolliert auchden ordnungsmäßigen Zustand der Kühleinrichtungen des Transformators, da die Einstellung ,der Kanäle für die normalen Betriebsverhältnisse, d. i. normale Belastung und normale Kühlung, bemessen ist und jede Veränderung nicht nur in der Wärmeerzeugung im Transformator, sondern auch jede Änderung in der Wärmeabgabe des Transformators sich augenblicklich in einer Veränderung des Volumens und damit des Druckes in der Kammer a auswirkt.

Claims

PATENTANSPRUCH: Einrichtung zur Betriebsüberwachung von Öltransformatoren und anderen Öl enthaltenden elektrischen Apparaten mit Ausdehnungsgefäßen, bei denen das zwischen dem Apparat und dem Ausdehnungsgefäß zirkulierende Öl bei unzulässig starker und (oder) zu länge einseitig verlaufender StrömungMelde- oder Schaltstromkreise schließt, gekennzeichnet durch eine luftdichte, an dem Transformatorkessel angeschlossene und über regelbare, unterhalb des Ölspiegels liegende Drosselöffnungen mit dem Ausdehnungsgefäß in Verbindung stehende ölstaukammer, die mit ihrem Druck druckanzeigende Signal-oder Schaltvorrichtungen beeinflußt.