Конструкция систем масляного охлаждения трансформаторов, реакторов и других электроустановок включает запорную арматуру. Она необходима для перекрывания доступа масла в определенные участки системы при монтаже, обслуживании и ремонте. Наибольшее распространение получили дисковые затворы серии ЗДП. Рассмотрим конструкцию и преимущества запорной арматуры.

Конструкция и принцип работы дисковых затворов

Запорная арматура состоит из поворотной стойки, насаженной на нее дисковой заслонки, манжеты, корпуса. Дисковая заслонка – главный рабочий орган. Назначение элемента – открытие и закрытие условного прохода трубы. Заслонка изготовлена из стойкой к воздействию рабочей среды стали или сплавов.

Поворотная стойка предназначена для передачи крутящего усилия диску. Устройство механически связанно с приводом, при помощи которого осуществляется включение или отключение потока. Привод может быть ручной, электрический, пневматический в зависимости от требуемого усилия и условий эксплуатации.

Манжета и корпус с креплением предназначены для герметичного подключения в разрыв трубопровода фланцевым или межфланцевым соединением. Манжеты изготавливают из химически инертных полимеров, не выделяющих в трансформаторное масло вредные примеси. Корпус производят из алюминия.

Дисковые затворы работают следующим образом: в полностью открытом положении запорный орган занимает положение параллельно потоку, в положении «закрыто» – поворачивается перпендикулярно. Привод арматуры настроен на 2 крайних положения, при котором поток либо полностью включен, либо полностью отключен. Промежуточные положения в запорной арматуре для масла трансформаторов отсутствуют.

Преимущества дисковых затворов ЗДП

Дисковые затворы поставляются в полностью готовом виде. Монтаж устройств сводится к установке в систему масляного охлаждения электроустановки. Запорную арматуру отличают следующие преимущества:

• Крайне незначительное гидравлическое сопротивление. Толщина диска относительно условного прохода трубы – очень мала, затворы такой конструкции вызывают практически не ощутимые потери, что особенно актуально в системах с низким давлением.
• Номенклатура под разные диаметры труб. Серия затворов включает оборудование на условные проходы DN50, DN80, DN100, DN125, DN150, DN200 (50-200 мм).
• Небольшой вес. Масса дисковых затворов существенно меньше запорной арматуры других конструкций, что значительно облегчает монтаж и демонтаж устройств.
• Длительная эксплуатация. Средний срок службы трансформаторных затворов составляет от 30 лет и более.
• Устойчивость к износу. Рабочий ресурс запорной арматуры составляет не меньше 25 тыс циклов открытия-закрытия.
• Маслостойкость. Устройства не изменяют вид и не выделяют веществ, изменяющих свойства рабочей среды при длительном контакте со всеми марками трансформаторных масел.

Класс герметичности дисковых трансформаторных затворов по ГОСТ Р 9544 соответствует категории «А». Запорная арматура может работать при давлении 0,2-0,63 МПа, допустимая температура рабочей среды – от -60 ̊C до + 100 ̊C, что соответствует параметрам масляных систем охлаждения и изоляции электроустановок.

Варианты материалов уплотнений – из мягкой резиновой смеси или фторсиликона. Последние отличает повышенная стойкость к воздействию неблагоприятных негативных внешних факторов. Линейка трансформаторных дисковых затворов включает запорную арматуру для умеренного, умеренно-холодного и тропического климата.

Недавно Huaming запустил производство дополнительных реакторных устройств под названием HWDK РПН. Устройство HWDK РПН предназначено для регулирования напряжения под нагрузкой при больших токах в силовых и промышленных трансформаторах. Конструктивно устройство HWDK РПН состоит из контактора и избирателя, расположенных в герметичном маслобаке.

На рисунке ниже показана последовательность переключения устройства РПН HWDK на одну ступень. При этом участок цепи, по которому протекает ток, выделен красным цветом.

Межвитковые замыкания, попадание частиц изоляции обмоток, другие повреждения трансформатора вызывают частичное разложение масла с выделением газообразных веществ. На этом основан принцип действия газовой защиты, которая устанавливается на все масляные трансформаторы с расширителем.

Газовая защита – самая чувствительная. Она срабатывает на замыкания между витками обмотки, когда величина тока намного ниже порогового значения отключения дифференциальной и или максимально токовой защитой. Рассмотрим принцип действия, состав, методы реализации и конструкцию элементов газовой защиты.

Принцип действия

Главная часть защиты – газовое реле. Принцип действия элемента автоматики основан на контроле наличия газообразных веществ.

Реле в защитном кожухе устанавливается между масляным баком и расширителем. При аварии в системе охлаждения трансформатора образуются газообразные продукты разложения масла. Газы проходят через корпус реле, которое вырабатывает и предает сигнал на коммутирующие электроаппараты, отключающие трансформатор.

Интенсивность выделения газов зависит от степени повышения температуры. При коротком замыкании температура масла возрастает значительно, наблюдается бурное выделение газов. Давление в расширителе повышается многократно, защита вырабатывает сигнал на отключение. При нарушении изоляции и межвитковых замыканиях температура увеличивается не так сильно, газы выделяются менее интенсивно. В таких случаях реле вырабатывает сигнал на оповещение диспетчера или оперативного персонала. Трансформатор при этом продолжает работать до плановой остановки и демонтажа на ремонт.

Современные газовые реле защищены от ложных срабатываний при попадании в масляный бак воздуха из атмосферы, движении масла внутри резервуара, вибрации и случайных механических повреждений.

К преимуществам газовых реле относят:

• Универсальность. Защита срабатывает при любых авариях и ненормальных режимах работы, связанных с выделением газообразных веществ или утечкой масла.
• Высокая чувствительность. Газовые реле отключают электроустановки даже когда дифференциальная и максимальная токовая защита не срабатывают, при этом устройства надежно защищены от ложных срабатываний.
• Высокое быстродействие. Время отключения трансформатора защитой после выделение газов – от 0,1 с. Реле срабатывает практически мгновенно.

Применение газовых реле для защиты трансформаторов закреплено в правилах электробезопасности и устройстве электроустановок, иных нормативах. Так установка устройств обязательная на всех трансформаторных подстанциях мощностью от 400 кВА. Применение газовой защиты позволяет избежать серьезных аварий дорогих электроустановок, возникновения связанных с ними переходных процессов и выхода из строя другого оборудования на линии.

Газовое реле Бухгольца

Получило свое название по имени своего изобретателя, М.Бухгольца. С 1921г. реле Бухгольца служит устройством защиты и контроля для силовых трансформаторов.

В режиме нормальной работы электроустановки устройства заполнены маслом. Контакты замыкаются и размыкаются поплавками и срабатывают на исчезновение охлаждающей жидкости при утечках или появление газообразных веществ. Сфера применения устройств – защита и контроль наполненных маслом вводов, трансформаторов и других электроустановок с жидким охлаждением или изоляции.

Типы технологических присоединений: резьбовое или фланцевое. Варианты исполнения – одно или двухпоплавковое в корпусе из алюминиевого сплава со стойким к химическому и механическому воздействию покрытием.

Газовое реле РГТ

Газовые реле РГТ предназначены для защиты от повреждений масляных баков электроустановок, при выделении газообразных веществ, от снижения уровня и поступления охлаждающего и изолирующего масла в расширитель. Область применения устройств – масляные трансформаторы, автотрансформаторы и реакторы с расширителем.

Элементы автоматики комплектуются 1 или 2 сигнальными и управляющими контактами (зависит от модели). Реле можно применять в схемах защиты с цепями управления постоянного или переменного тока. Коммутируемый ток составляет 0,1 или 0,2 А, напряжение – до 300 В.

К преимуществам реле относят:

• Литые поплавки с магнитами, механически не соединенные с другими комплектующими.
• Изолированные от окружающей среды износоустойчивые магнитные контакты в корпусе контактной группы.
• Работа с 2 незначимыми цепями отключения и сигнализации.
• Возможность ревизии состояния и замены контактных групп без вскрытия устройства и перезалива масла.
• Кнопка опробования работоспособности.

Размеры и расположение клемм устройств серии РГТ, соответствуют реле прежнего поколения, устройства могут использоваться для замены аналогичных морально устаревших элементов автоматики или реле зарубежного производства соответствующих моделей.

РГТ-50 можно заменять реле BF-50/10 и РЗТ-50, а реле РГТ-80 устанавливают вместо BF-80/Q, РЗТ-80 и РГЧЗ-66.

Струйное реле РСТ-25

Реле марки РСТ служат для защиты электроустановок от повреждений, которые сопровождает поток масла в расширитель. Область признания элементов автоматики – масляные контакторы, переключатели, трансформаторы и автотрансформаторы. Струйные реле срабатывают только на поток охлаждающей или изолирующей жидкостей.

К преимуществам элементов автоматики РСТ 25 относят:

• Уставки на скорость потока от 0,9 до 2,5 м/с.
• Высокое быстродействие, скорость срабатывания 0,1 с.
• Интервал рабочих температур от -60 °С до +55 °С.
• Возможность применения в управляющих схемах постоянного или переменного тока напряжением до 300 В.
• Кнопка проверки работоспособности.
• Одна подвижная часть в виде пластины, реагирующая на поток масла.

Устройства – полные аналоги струйных реле URF 25 и РЗТ 25. Элементы автоматики просты в монтаже, надежны в эксплуатации, долговечны.