Все неисправности масла в трансформаторе приводят к локализованному нагреву и пробою масла, некоторая степень дуги всегда будет иметь место при неисправности обмотки, и в результате ее разложения будут выделяться такие газы, как водород, монооксид углерода и углеводороды.
• Когда неисправность имеет очень малый тип, газ с горячими соединениями выделяется медленно, но серьезная неисправность, связанная с сильной дугой, вызывает быстрое высвобождение больших объемов газа, а также паров масла.
• Такие зарождающиеся неисправности меньших или больших величин могут быть обнаружены с помощью реле с газовым управлением, известного как реле Бухольца.
Реле Бухольца содержится в литом корпусе, который соединен, как показано ниже между резервуаром-консерватором и основным резервуаром трансформатора.
В нормальных условиях реле Бухгольца наполнено маслом. Оно состоит из литого корпуса, содержащего шарнирный полый поплавок. К плаванию прикреплен ртутный выключатель. Поплавок поворачивается в верхней части корпуса. Другой откидной клапан расположен в нижней части, которая находится непосредственно на пути масла между резервуаром и консерватором. Еще один ртутный выключатель прикреплен к клапану заслонки. Поплавок закрывает цепь сигнализации, а нижний клапан закрывает цепь отключения в случае внутренних неисправностей.
Операция
Существует много типов внутренних неисправностей, таких как неисправность изоляции, нагрев сердечника, неисправные контакты переключателя, неисправные соединения и т. д., которые могут возникнуть. При возникновении неисправности начинается разложение масла в главном резервуаре, из-за которого образуются газы. Как упоминалось ранее, основным компонентом таких газов является водород. Водород пытается подняться к консерватору, но по его пути он накапливается в верхней части реле Бухгольца.
Когда газ накапливается в верхней части корпуса, уровень масла внутри корпуса падает. Благодаря этому полый поплавок наклоняет и закрывает контакты присоединенного к нему ртутного переключателя. Это завершает цепь аварийного сигнала для подачи сигнала тревоги. Благодаря этому оператору известно, что в трансформаторе имеется некоторая зарождающаяся ошибка. Трансформатор отключен и образец газа проверен. Результаты тестирования дают указание, какой тип неисправности начинает развиваться в трансформаторе.
Контур аварийной сигнализации не отключает трансформатор сразу, а оператор дает только указание. Это связано с тем, что иногда пузырьки в масляной циркуляционной системе могут работать в цепи сигнализации, хотя на самом деле нет неисправности. Однако, если возникает серьезная неисправность, такая как внутреннее короткое замыкание между фазами, замыкание на землю внутри резервуара и т. д., тогда образуется значительное количество газа. В этом случае из-за быстрого снижения уровня масла давление в баке увеличивается. Из-за этого масло направляется к консерватору. При этом он проходит через реле, где имеется клапан заслонки. Откидной клапан отклоняется из-за спешащего масла и управляет ртутным выключателем, тем самым активируя цепь отключения, которая открывает автоматический выключатель трансформатора, полностью отключая от источника питания. Соединительная труба между резервуаром и ресивером должна быть как можно более прямой и должна наклоняться вверх под небольшим углом от горизонтали. Этот угол должен составлять около 100. Для экономических соображений реле Бухольца не предусмотрено для трансформатора с номинальной мощностью менее 500 кВА.
Различные преимущества реле Бухгольца:
1. Обычно защитное реле не указывает на возникновение неисправности. Оно срабатывает при возникновении сбоя. Но реле Бухгольца сигнализирует о неисправности на очень ранней стадии, предвосхищая неисправность и управляя контуром аварийной сигнализации. Таким образом, трансформатор может быть выведен из эксплуатации, прежде чем произойдет какой-либо серьезный ущерб.
2. Это простейшая защита в случае трансформаторов.
Различные ограничения реле Бухгольца:
1. Может использоваться только для масляных погружных трансформаторов с резервуарами-консерваторами.
2. Обнаружены только неисправности ниже уровня масла.
3. Установка ртутных переключателей не может быть слишком чувствительной, в противном случае реле может работать из-за пузырьков, вибраций, землетрясений, механических ударов и т. д.
4. Реле работает медленно, имея минимальное время работы 0,1 секунды и среднее время 0,2 секунды.
Следующие типы ошибок трансформатора могут быть защищены реле Бухгольца и обозначены аварийным сигналом:
1. Локальный перегрев
2. Вход пузырьков воздуха в масло
3. Сбой изоляции сердечника
4. Короткие замыкание
5. Потеря масла и снижение уровня масла из-за утечки
6. Плохие и свободные электрические контакты
7. Короткое замыкание между фазам
8. Короткое замыкание обмоток
9. Пробой обмоток