PL207604B1 - Czujnik kontrolujący dla urządzeń wypełnionych cieczą dielektryczną, zwłaszcza dla transformatorów - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest czujnik kontrolujący dla urządzeń wypełnionych cieczą dielektryczną, do kontroli ciśnienia i poziomu cieczy, przeznaczony do stosowania zwłaszcza w zabezpieczeniach pracy transformatora energetycznego, którego zadaniem jest kontrolowanie przekroczeń ustalonych wartości parametrów oleju i uruchamianie układu rozłącznika sterującego bezpieczną pracą.

Dla zapewnienia prawidłowej i bezpiecznej eksploatacji transformatora koniecznym jest instalowanie przyrządów zabezpieczających przed nadmiernym ciśnieniem i spadkiem poziomu oleju w kadzi oraz przed nadmiernym przeciążeniem elektrycznym. W dotychczasowych układach zabezpieczających funkcje te spełniały czujniki ciśnienia i czujniki poziomu cieczy zainstalowane w rozłączniku oraz trzy bezpieczniki po jednym na każdej fazie transformatora. Każde z tych trzech zabezpieczeń mogło uruchomić rozłącznik niezależnie, wyłączając transformator z pracy. W przypadku przekroczenia zadanej wartości granicznej sygnał mechaniczny z czujnika ciśnienia albo z czujnika poziomu cieczy jest podawany bezpośrednio do rozłącznika. Przetwarzanie odkształceń elementu sprężystego - mieszka, lub położenia pływaka na sygnał mechaniczny, a następnie na siłowy lub położeniowy sygnał oddziaływujący na rozłącznik zwiększa drogę przesyłu i strefę bezwładności czujnika. Przesył mechanicznych impulsów sygnalizacyjnych jest często zawodny, co w połączeniu z dużą bezwładnością czujników utrudnia właściwą kontrolę wymaganych parametrów.

Znane są czujniki do pomiaru ciśnień, w których ośrodek badany oddziały wuj e na membranę lub mieszek. Odkształcenia membrany lub mieszka przekształcane są następnie na wielkości mechaniczne lub elektryczne, będące obrazem ciśnienia ośrodka. Z opisu patentowego PL o nr 144414 znane jest urządzenie z wyjściem elektrycznym do sygnalizacji zmiany różnicy ciśnień o rozbudowanej konstrukcji, nieprzeznaczone do zainstalowania w układzie zabezpieczenia pracy transformatora.

W znanych rozwią zaniach do regulacji i sygnalizacji poziomu cieczy w zbiornikach stosowane są sondy konduktometryczne, przekaźniki pływakowe oraz układy o działaniu analogowym z czujnikami mieszkowymi i membranowymi. Zmiana poziomu cieczy powoduje, że zmienia swoje położenie pływak, którego ruch liniowy zamieniany jest na impulsy elektryczne przesyłane na przyrządy pomiarowo regulacyjne. Wymienione znane rozwiązania posiadają układy mechaniczne lub układy elektryczne zbudowane z dużej liczby elementów, co powoduje ich częste uszkodzenia w czasie eksploatacji. Ponadto są kosztowne i wymagają oddzielnego zasilania lub podłączenia do aparatury znajdującej się poza transformatorem.

Z niemieckiego zgł oszenia patentowego DE4023611 znany jest czujnik kontrolują cy dla urzą dzeń wypełnionych cieczą dielektryczną, zawierający umieszczone w rurze zanurzeniowej czujnik ciśnienia w postaci sprężystego mieszka, zakończonego trzpieniem oraz pływak, który połączony jest z mieszkiem. Przedstawione rozwiązanie charakteryzuje się tym, ze człon kontroli ciśnienia stanowi sprężysty mieszek zakończony trzpieniem, a elementami przesyłowymi są podłączeniowe styki rozmieszczone w tulei. Styki podłączeniowe współdziałając z pływakiem stanowią wyjście dla sygnału elektrycznego.

Zgodnie z wynalazkiem czujnik kontrolujący dla urządzeń wypełnionych cieczą dielektryczną zwłaszcza dla transformatorów, zawierający pływak w tulei, człon kontroli ciśnienia korzystnie w postaci sprężystego mieszka zakończonego trzpieniem oraz elementy przesyłowe w postaci podłączeniowych styków charakteryzuje się tym, że ma metalową tulejkę o przesuwnym ruchu względem tulei. Metalowa tulejka jest połączona rozłącznie z członem kontroli ciśnienia za pomocą trzpienia stanowiącego jego zakończenie, osadzonego w otworze metalowej tulejki. W tulei, poniżej metalowej tulejki, znajdują się podłączeniowe styki stanowiące elementy przesyłowe, które współpracując z metalową tulejką lub z pływakiem zaopatrzonym w przewodzący pierścień, stanowią wspólne wyjście dla sygnału elektrycznego. Pochodzący z czujnika kontrolującego sygnał elektryczny jest sygnałem kontroli ciśnienia cieczy lub sygnałem kontroli poziomu cieczy.

Korzystnym jest, gdy tuleja i człon kontroli ciśnienia w postaci mieszka sprężystego są zamocowane na wspólnym wsporniku, a styki podłączeniowe są włączone bezpośrednio w obwód elektryczny układu kontrolującego transformator. W układzie tym znajdują się bezpieczniki sterujące rozłącznikiem.

Każde zwarcie styków czujnika, według wynalazku, powoduje wytworzenie sygnału jako impulsu elektrycznego, który może być przekazany na wejście przetwornika lub innego rodzaju urządzenia przetwarzającego podane impulsy w układach kontroli granicznej wartości ciśnienia i poziomu oleju w kadzi transformatora.

PL 207 604 B1

Czujnik według wynalazku współpracuje z układem kontrolującym transformator zawierającym bezpieczniki prądowe sterujące rozłącznikiem. Przekroczenie ustalonych parametrów poziomu lub ciśnienia oleju powoduje wysłanie przez czujnik sygnału elektrycznego, który zwierając bezpieczniki powoduje tym samym wyłączenie transformatora przez rozłącznik.

Włączenie czujnika kontrolującego parametry ciśnienia i poziomu oleju w obwód elektryczny z bezpiecznikami, które są niezbę dnym elementem kontroli przeciążeń elektrycznych transformatora, nadaje bezpiecznikom dodatkową funkcję uruchamiania rozłącznika w przypadku przekroczenia granicznych wartości ciśnienia lub poziomu oleju. Utworzony układ zabezpieczenia zawierający czujnik kontrolujący jest znacznie prostszy w konstrukcji i montażu co powoduje obniżenie ekonomicznych kosztów eksploatacji transformatorów.

Czujnik, według wynalazku, jest przedstawiony przykładowo na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia czujnik w przekroju poprzecznym, a fig. 2 schemat układu z czujnikiem kontroli ciśnienia i poziomu cieczy.

Zgodnie z wynalazkiem czujnik C zbudowany jest z tulei 1 i członu kontroli ciśnienia w postaci sprężystego mieszka 2, zamocowanych na wspólnym wsporniku 3. Tuleja I ma metalową tulejkę 4 o przesuwnym ruchu względem tulei 1, połączoną rozłącznie z członem kontroli ciśnienia sprężystym mieszkiem 2. Elementami przesyłowymi są podłączeniowe styki 6, które są rozmieszczone w tulei i poniżej metalowej tulejki 4. W tulei 1 jest umieszczony pływak 7 z metalowym pierścieniem 8. Sprężysty mieszek 2 zakończony jest trzpieniem 9, osadzonym w bocznym otworze 5 i utrzymującym metalową tulejkę 4 w górnym położeniu tulei 1. Podłączeniowe styki 6 są włączone w obwód elektryczny układu kontrolującego transformator T, który zawiera bezpieczniki B sterujące rozłącznikiem R.

W zależnoś ci od istniejącego poziomu L lub ciś nienia P cieczy podłączeniowe styki 6 jako wspólne, z metalową tulejką 4 lub z pierścieniem 8 pływaka 7 wytwarzają sygnał elektryczny i przekazują wyjściowy sygnał z czujnika C do układu kontrolującego.

W przypadku obniż enia dopuszczalnej wartoś ci poziomu L oleju w kadzi transformatora T pł ywak 7 z pierścieniem 8 zwiera podłączeniowe styki 6, co powoduje wytworzenie przez czujnik C sygnału elektrycznego. Sygnał ten powoduje zadziałanie bezpieczników B uruchamiających rozłącznik R, który wyłącza transformator T.

Wzrost ciśnienia P oleju w kadzi transformatora T powyżej dopuszczalnej wartości powoduje, że sprężysty mieszek 2 zmienia swój wymiar powodując wysuniecie trzpienia 9 z otworu 5 i zwolnienie metalowej tulejki 4. Tulejka 4 zwierając podłączeniowe styki 6 powoduje wytworzenie przez czujnik C sygnału elektrycznego. Sygnał ten powoduje zadziałanie bezpieczników B uruchamiających rozłącznik R, który wyłącza transformator T.

Połączenie funkcji kontroli ciśnienia i poziomu oleju realizowane przez czujnik według wynalazku, który włączony jest w układ kontroli przeciążeń elektrycznych, stanowi zintegrowany system zabezpieczenia pracy transformatora.

Claims (3)

1. Czujnik kontrolujący dla urządzeń wypełnionych cieczą dielektryczną zwłaszcza dla transformatorów, zawierający pływak w tulei, człon kontroli ciśnienia korzystnie w postaci sprężystego mieszka zakończonego trzpieniem oraz elementy przesyłowe w postaci podłączeniowych styków, rozmieszczonych w tulei, znamienny tym, że ma metalową tulejkę (4) o przesuwnym ruchu względem tulei (1), która jest połączona rozłącznie z członem kontroli ciśnienia (2), którego trzpień (9) osadzony jest w otworze (5) metalowej tulejki (4), a podłączeniowe styki (6) rozmieszczone są w tulei (1) poniżej metalowej tulejki (4), przy czym podłączeniowe styki (6) współdziałając z metalową tulejką (4) lub z przewodzącym pierścieniem (8) pływaka (7), stanowią wspólne wyjście dla sygnału elektrycznego.

2. Czujnik według zastrz. 1, znamienny tym, że tuleja (1) i człon kontroli ciśnienia (2) mieszek sprężysty są zamocowane na wspólnym wsporniku (3).

3. Czujnik według zastrz. 1, znamienny tym, że podłączeniowe styki (6) są włączone w obwód elektryczny transformatora (T), który zawiera bezpieczniki (B) sterujące rozłącznikiem (R).