I. Aperçu
Le relais à gaz, également connu sous le nom de relais Buchholz, est un dispositif de protection non électrique principal-utilisé exclusivement pour les transformateurs de puissance immergés dans l'huile-. Il surveille les défauts internes du transformateur en détectant les gaz caractéristiques décomposés par l'huile isolante et le flux d'huile turbulent, réalisant ainsi une surveillance en temps réel-et une protection contre les défauts pour l'état d'isolation interne et les conditions de fonctionnement des transformateurs. En tant que l'un des principaux dispositifs de protection interne pour les transformateurs à huile-, le relais à gaz forme un système de protection complet et fiable avec une protection différentielle et une protection contre les surintensités. Les spécifications standard stipulent que tous les transformateurs immergés dans l'huile de 800 kva et plus, ainsi que les transformateurs immergés dans l'huile d'intérieur de 400 kva et plus, doivent être équipés d'une protection contre les gaz. Letransformateur rempli d'huile hermétiquement fermélargement utilisé dans la distribution d'énergie industrielle, s'appuie fortement sur la protection des relais Buchholz pour maintenir un fonctionnement stable à long terme.
II. Présentation du fabricant professionnel
JINSHANMEN TECHNOLOGY CO., LTD est un fabricant professionnel axé sur la R&D, la production et la vente d'équipements de transmission et de distribution de puissance. La société produit principalement des transformateurs de puissance immergés dans l'huile, des transformateurs de puissance de type sec -, des transformateurs de puissance enroulés tridimensionnels - immergés dans l'huile, des transformateurs de puissance enroulés tridimensionnels - de type sec -, des transformateurs de type sec -anti-déflagrant minier, des sous-stations mobiles anti-déflagrantes - minières, des transformateurs de puissance en alliage amorphe, des transformateurs de puissance de régulation de capacité de charge, des transformateurs de type sec de locomotive -, comme ainsi que des sous-stations préfabriquées, des sous-stations modulaires, des sous-stations de type caisson d'énergie éolienne, des appareillages haute et basse tension et d'autres équipements de transmission et de distribution. Notre transformateur de puissance de 1 000 kva développé indépendamment est équipé d'un système de protection contre les gaz entièrement optimisé, offrant une sécurité et une stabilité exceptionnelles pour les scénarios d'alimentation électrique commerciaux et industriels.
III. Exigences d'installation du relais de gaz
Le relais de gaz est installé sur la canalisation de liaison entre le réservoir de fioul principal et le conservateur du transformateur immergé dans l'huile. Cette solution d'installation standardisée est spécialement adaptée auxtransformateur rempli d'huile hermétiquement fermé avec structure d'étanchéité intégrée pour éviter les fausses actions de protection. L'axe du pipeline de raccordement doit avoir une inclinaison de 2 % à 4 % par rapport au plan horizontal, s'élevant progressivement du réservoir d'huile du transformateur au conservateur. Cette conception structurelle garantit que les gaz défectueux peuvent se rassembler en douceur vers le relais de gaz, évitant ainsi les dysfonctionnements causés par les fluctuations normales du débit d'huile. De plus, la fenêtre d'observation du relais doit faire face à la direction pratique pour l'inspection et la maintenance quotidiennes, afin de permettre au personnel de vérifier l'état interne du gaz et du pétrole en temps réel. Des spécifications d'installation strictes sont essentielles au fonctionnement fiable duTransformateur de puissance 1000 kvaet d'autres transformateurs de distribution remplis d'huile-de capacité moyenne-.
IV. Portée de la protection contre les gaz
Différent des dispositifs de protection électrique tels que la protection différentielle et la protection contre les surintensités, la protection contre les gaz est une protection non électrique-typique pour les transformateurs, qui ne repose pas sur des transformateurs de courant, des transformateurs de tension et d'autres composants de mesure électrique. Il n'est pas affecté par le mode de fonctionnement du système, le niveau de courant de court-circuit, l'oscillation du système et d'autres facteurs électriques, et peut couvrir presque tous les défauts internes du réservoir d'huile du transformateur. Son champ d'application de protection comprend les -courts-circuits entre phases, les courts-circuits d'enroulement-à-tours, les courts-circuits d'enroulements-à-noyau ou coque, les défaillances du noyau, la chute du niveau d'huile et les fuites d'huile, un mauvais contact du changeur de prise en charge-, une mauvaise soudure des fils et d'autres défauts. En particulier pour les défauts mineurs de court-circuit-tour à-qui peuvent ne pas déclencher la protection différentielle, la protection contre les gaz est la garantie secondaire la plus fiable, qui complète parfaitement la conception de sécurité du transformateur rempli d'huile hermétiquement fermé.
V. Protection contre les gaz légers : types et mécanismes de défauts précoces
La protection contre les gaz légers est principalement utilisée pour surveiller les défauts latents mineurs et précoces à l'intérieur du transformateur, ce qui déclenchera un signal d'alarme sans déclencher l'équipement, rappelant au personnel d'exploitation et de maintenance de vérifier et de gérer les dangers cachés à temps. Les types de défauts correspondants sont principalement divisés en quatre catégories :
1. Défaut de décharge partielle
Il s’agit du défaut précoce le plus courant des systèmes d’isolation des transformateurs. Le gaz de défaut est dominé par H₂ (représentant 70 %-90 % du gaz de défaut total), avec une petite quantité de méthane précipité, et le taux de production de gaz est de 1 à 100 ml/h. Une décharge partielle non traitée à long terme entraînera une détérioration progressive de l’isolation et finira par entraîner une rupture de l’isolation et une panne de l’équipement.
2. Surchauffe locale du noyau
Causé par de multiples mises à la terre du noyau de fer formant un courant de circulation, des dommages à l'isolation entre les tôles d'acier au silicium et des fixations desserrées conduisant à un flux magnétique anormal. La température locale de la zone de faille peut atteindre 100 à 300 degrés. Les gaz caractéristiques sont CH₄ et C₂H₄, accompagnés de précipitations de CO et de CO₂, avec un taux de production de gaz de 10 à 500 ml/h. Une analyse chromatographique en phase gazeuse est requise immédiatement après l'action de la protection contre les gaz légers.
3. Précipitation de bulles dans le pétrole
Il s'agit principalement d'une-accumulation de gaz non défectueuse, causée par une augmentation soudaine de la charge, un démarrage-arrêt de la pompe à huile, un changement soudain du débit d'huile, un nouveau remplissage d'huile ou un mélange d'air après la maintenance de l'équipement. Il est nécessaire de confirmer les composants du gaz par analyse, de renforcer la surveillance des équipements et d'effectuer un traitement de dégazage du pétrole si nécessaire.
4. Détérioration lente des matériaux isolants
Vieillissement à long-terme de l'isolation solide, y compris le vieillissement thermique, le vieillissement oxydatif et le vieillissement dû à l'humidité. Les gaz caractéristiques sont une augmentation continue du CO et du CO₂, et le rapport CO₂/CO peut refléter le degré de surchauffe de l'équipement. L'hydrocarbure total augmente lentement avec un rapport de composants stable, qui appartient aux défauts de vieillissement latents à long terme.
VI. Protection contre les gaz lourds : types et mécanismes de défauts graves
La protection contre les gaz lourds cible les défauts soudains et graves à l’intérieur du transformateur. Il déclenchera instantanément une action de déclenchement pour couper l'alimentation électrique, éviter l'expansion des défauts et protéger le corps du transformateur contre les dommages permanents. Les principaux défauts graves applicables sont les suivants :
1. Tour d'enroulement-à-court-circuit de tour
Le défaut interne grave le plus courant des transformateurs. Le courant de défaut peut atteindre 10 -50 fois le courant nominal, provoquant une forte augmentation locale de la température. Une grande quantité de H₂ et de C₂H₂ est générée rapidement et l'huile isolante se vaporise violemment pour former un flux d'huile à grande vitesse. Il forme une double protection principale avec protection différentielle pour isoler rapidement les défauts.
2. Court-circuit à la masse des enroulements
Une faute interne destructrice. L'arc électrique continu au point de défaut libère une énergie énorme, provoquant une vaporisation instantanée de l'huile isolante, une forte augmentation de la pression du réservoir d'huile et un fort flux d'huile à impact se propageant vers le conservateur d'huile, qui peut être rapidement capturé par le relais de gaz lourd pour déclencher le déclenchement.
3. Défaut de mise à la terre grave multi-points du noyau de fer
Lorsque le noyau de fer a une mise à la terre à deux-points ou à plusieurs-points, le courant de circulation interne augmente et la surchauffe s'intensifie. Dans les cas graves, le courant de terre atteint des dizaines d'ampères, provoquant une fusion locale du noyau de fer et une vaporisation rapide de l'huile isolante. La protection contre les gaz lourds agit en urgence et l'équipement doit être immédiatement arrêté pour maintenance.
4. Lors du-chargement, appuyez sur-défaut du changeur.
Se produit principalement lors du fonctionnement de la régulation de tension des-changeurs de prises en charge-, notamment un mauvais contact des contacts, une détérioration de l'huile isolante, un blocage mécanique et d'autres défauts. L'impact du débit d'huile provoqué par le défaut est directionnel et soudain, ce qui peut rapidement déclencher une lourde protection contre les déclenchements de gaz.
5. Surchauffe locale causée par le blocage des canaux pétroliers
Le dépôt de boues d'huile, la chute de l'isolation vieillissante et les impuretés résiduelles métalliques bloqueront le canal d'huile du transformateur, réduiront l'efficacité de la dissipation thermique et provoqueront une grave surchauffe locale. La forte augmentation de la température entraîne une forte augmentation du débit d'huile, obligeant la lourde protection contre les gaz à agir et à couper la boucle de défaut.
VII. Structure du relais de gaz et mécanisme de fonctionnement
L'intérieur du relais à gaz est entièrement rempli d'huile isolante pendant le fonctionnement normal. Les flotteurs supérieur et inférieur flottent à la position limite supérieure par flottabilité. Lorsque des défauts mineurs se produisent à l’intérieur du transformateur, une petite quantité de gaz défectueux s’accumule au sommet de l’arche du relais, provoquant une baisse lente du niveau d’huile interne. Le flotteur supérieur descend avec le niveau d'huile et l'interrupteur magnétique à lames se ferme après avoir atteint le seuil défini, connectant la boucle d'alarme et réalisant une légère alarme de gaz.
Lorsque de graves défauts internes se produisent, une grande quantité de gaz est générée en peu de temps, provoquant des changements brusques de pression d'air et de pression d'huile à l'intérieur du réservoir d'huile. Le fort flux d'huile turbulent impacte le déflecteur du relais à gaz, poussant l'aimant à se déplacer vers le commutateur à lames. Le contact se ferme instantanément pour connecter la boucle de déclenchement, compléter la protection contre les déclenchements de gaz lourds et éviter l'expansion des défauts.
VIII. Fonctionnement après-protection et analyse des défauts
Après l'action d'une protection contre les gaz légers ou les gaz lourds, le personnel d'exploitation et de maintenance doit collecter le gaz dans la boîte de collecte de gaz en temps opportun pour une analyse chromatographique en phase gazeuse. La nature et la gravité du défaut interne sont jugées en fonction de la composition et de la teneur en gaz de défaut. Parallèlement, combinée aux données de tests électriques telles que la résistance CC des enroulements, le rapport de transformation, les pertes diélectriques et les résultats des tests de déformation des enroulements, une analyse complète est effectuée pour localiser avec précision le défaut et formuler des programmes de maintenance, garantissant ainsi le redémarrage en toute sécurité du transformateur de puissance de 1 000 kva.
IX. Conclusion
En tant que protection principale non électrique la plus critique des transformateurs immergés dans l'huile, la protection contre les gaz compense la zone aveugle de protection des dispositifs de protection électrique et constitue la principale garantie du fonctionnement sûr de divers transformateurs de puissance remplis d'huile.JINSHANMEN TECHNOLOGIE CO., LTDadhère à des normes de production et de test strictes, optimise le système de protection contre les gaz pour les équipements électriques à hautes-performances, et la configuration fiable de protection contre les gaz de notre transformateur de puissance de 1 000 kva et de notre transformateur à huile hermétiquement fermé fournit des équipements de transmission et de distribution d'énergie de haute-fiabilité pour les utilisateurs du monde entier et prend en charge le fonctionnement stable des réseaux électriques et des systèmes de distribution industriels.