Назначение предохранительного клапана трансформатора
9 июля 2025
Масло в высоковольтных трансформаторах, автотрансформаторах, реакторах выполняет функции изоляции и отводит тепло от активной части электроустановок. При возникновении аварийной ситуации – короткого замыкания, сопровождающегося электрической дугой, или значительного перегрева давление в масляном баке сильно возрастает. Это связанно с температурным расширением и выделением газа при разложении масла. Значительное превышение давления может привести к взрыву, разбрызгиванию горящего масла, распространению пламени.
Для предотвращения взрыва и пожара масляных баков наряду с газовой и струйной защитой применяют предохранительные клапаны трансформатора.
Основные функции клапана
Главное назначение предохранительного клапана трансформатора – защита бака масляных электроустановок от разрушения при стремительном повышении давления, которое вызвано аварийной ситуацией. При этом устройство сбрасывает масло и образовавшийся газ во внешнюю среду до нормализации давления.
Кроме того, защитная арматура при срабатывании препятствует попаданию воздуха в бак, кислород и влага способствует окислению и утрате свойств изолирующе-охлаждающей жидкости. Современные электроконтактные клапаны также формируют и передают оповещение на пульт диспетчера и сигнал на отключение напряжения на трансформаторе.
Таким образом, устройства сбрасывают давление масла до безопасного уровня, обеспечивают герметичность бака при срабатывании, выполняют функции сигнализации и резервирования газовой и струйной защита.
Где устанавливается клапан на трансформаторе
Место размещения защитной арматуры выбирают исходя из конструкции масляного бака. Устройство обычно размещают на крышке или в верхней части боковой стенки бака. На электроустановках мощностью до 100 МВА устанавливается один клапан, на трансформаторах от 100 МВА – устанавливаются два клапана.
Принцип работы и устройство предохранительного клапана
Самая распространенная конструкция предохранительного клапана силового трансформатора – пружинная. Защитные устройства состоят из следующих составных частей:
- Корпуса из литого алюминия.
- Кожуха, крышки, штока, пружины, упорного фланца, крепежных элементов из стали и никелированной латуни.
- Нитриловых или, фторсиликоновых уплотнений.
- Системы регулировки для настройки давления открытия.
Кроме того, в состав предохранительной арматуры могут входить индикаторные флажки с рычажным механизмом, электроконтактная система с микропереключателями для формирования и подачи сигнала на оповещения о срабатывании защиты и отключения трансформатора.
Как работает клапан сброса давления
Принцип работы предохранительного клапана трансформатора основан на уравновешивании давления масла и силы сжатия пружинной системы. В нормальном состоянии крышка арматуры закрыта. При увеличении давления до порога срабатывания крышка через шток и опорный фланец воздействует на пружину.
Зависимость линейного сжатия от силы воздействия нелинейна, сила, требуемая для изгиба, уменьшается по мере сжатия пружины. Таким образом, при достижении порогового давления в масляном баке трансформатора крышка предохранительного клапана быстро открывается. Масло поступает в сбросной патрубок и удаляется в окружающую среду или в специальный маслоприемник.
В клапанах с индикатором или электроконтактной системой также осуществляется замыкание или размыкание контактов, подача сигнала на отключение трансформатора и пульт диспетчера, поднятие флажка сигнализатора состояния защитного устройства.
При снижении давления до пороговой величины сила воздействия на пружину снижается. Крышка клапана сброса трансформатора перекрывает поток. Сигнальный флажок при этом остается в состоянии «сработала защита», снятие аварийного сигнала возможно только в ручную.
Давление срабатывания и технические параметры
Главная характеристика предохранительного клапана на трансформаторе – давление срабатывания. Его величина равна давлению на входе арматуры, при котором крышка смещается и отрывает путь в сбросной патрубок. Характеристика указывается в документации как давление открытия устройства защиты трансформатора от избыточного давления. Величину давления срабатывания можно настраивать при помощи регулировочного винта.
Кроме того, к техническим параметрам клапанов относят:
- Давление закрытия, при котором крышка перекрывает сброс трансформаторного масла.
- Рабочая среда, это могут быть трансформаторные масла различных марок.
- Степень защиты от пыли и влаги IP.
- Температура рабочей среды, при которой уплотнения арматуры не теряет свойств.
- Климатическое исполнение по ГОСТ 15150-69, для умеренной, умеренно-холодной тропической климатической зоны и т.д.
Требования к клапанам сброса давления трансформатора регламентируется системой стандартов ГОСТ 12.2.063, ГОСТ 9544, ГОСТ 9789, ГОСТ Р 54808-2011, Технического Регламента ТР ТС 010/2011 «О безопасности машин и оборудования».
Установка, обслуживание и возможные неисправности
Как выбрать и правильно установить клапан
Выбор предохранительного клапана трансформатора осуществляется исходя из механической прочности бака. При этом рассчитывается давление, при котором возможна деформация и взрыв резервуара, давление открытия защитной арматуры должно быть меньше этого значения. Кроме того, учитывают другие технические характеристики: пыле- влагозащищенность, допустимые марки трансформаторных масел, климатическое исполнение, пределы допустимых рабочих температур, наличия релейных контактов и индикатора состояния и т.д.
При установке защитных устройств:
- Выбирают место размещение. Обычно это крышка или верхняя часть бака трансформатора, такое положение обеспечивает защиту арматуры от загрязнений.
- Приводят клапан в рабочее положение. Снимают транспортную заглушку, настраивают давление срабатывания и т.д.
- Устанавливают арматуру на трансформатор. Равномерно затягивают присоединительный фланец и т.д.
Завершает монтаж проверка герметичности подключения и тестирование срабатывания высоким давлением.
Типичные неисправности и их устранение
К наиболее часто встречающимся неисправностям клапана сброса давления трансформатора относится заклинивание штока, загрязнение и коррозия движущихся частей, разрушение или потеря эластичности уплотнения. Метод устранения – разборка и чистка составных частей, замена уплотнительной прокладки. При наличии коррозии, раковин и других выраженных дефектов комплектующих предохранительный клапан заменяют.
Часто задаваемые вопросы (FAQ)
Для чего нужен предохранительный клапан на трансформаторе?
Арматура необходима для предотвращения взрыва или деформации масляного бака при коротком замыкании или значительном перегреве. Кроме того, устройство дополняет газовую и струйную защиту.
Нужно ли обслуживать предохранительный клапан?
Да, нужно. Обслуживание осуществляется при ТО трансформатора, работы включают осмотр и проверку целостности и работоспособности, чистку всех подвижных частей, пружины и уплотнения.
На какое давление срабатывания рассчитаны предохранительные клапаны?
Устройства срабатывают при 35, 50 или 80 кПа кгс/см2, ряд моделей предусматривают регулировку давления открытия.
Как работает предохранительный клапан трансформатора?
Арматура относится к устройствам прямого действия и срабатывает от непосредственного воздействия высокого давления рабочей среды. При этом под его действием сжимается пружина, крышка отодвигается и открывает поток масла на сброс. Когда давление нормализуется, крышка перемещается в нормальное положение и закрывает поток.
Похожие новости
