Relai Gas Transformator

• Nama Standar: Relai Gas (Relai Gas, umumnya dikenal secara internasional sebagai Relai Buchholz.

• fungsionalitas intiSebagai perlindungan utama yang unik terhadap gangguan internal pada transformator daya terendam oli, digunakan untuk mendeteksi gas yang dihasilkan oleh penguraian bahan insulasi akibat pelepasan listrik atau panas berlebih yang terlokalisasi, serta guncangan aliran oli yang disebabkan oleh gangguan hubung singkat yang parah.

• -jangkauan perlindunganMeliputi berbagai macam gangguan di dalam tangki transformator, dan sangat sensitif terhadap gangguan laten awal seperti korsleting belitan belok-ke-belok, pentanahan multi-titik inti, dan kontak pengubah keran yang buruk.

• Prinsip KerjaRelai mekanis yang didasarkan pada fenomena fisik. Memanfaatkan prinsip bahwa gas yang dihasilkan oleh patahan lebih tidak padat daripada minyak dan naik ke atas untuk terkumpul (sinyal gas ringan), dan prinsip energi kinetik dari dampak aliran minyak jika terjadi patahan yang parah (gas berat).

• posisi pemasanganDipasang secara horizontal di jalur koneksi antara badan tangki transformator dan konservator oli, memastikan bahwa semua gas yang dihasilkan dari tangki harus melewati relai dalam perjalanan ke atas.

• nilai yang diterapkanIni adalah komponen sistem proteksi transformator yang paling sederhana, paling andal, dan sangat diperlukan, yang mampu memberikan sinyal peringatan dini pada tahap paling awal dari suatu gangguan, atau dengan cepat melepaskan transformator jika terjadi gangguan serius, yang secara efektif mencegah gangguan meluas atau bahkan memicu ledakan di dalam tangki.

I. Prinsip dan struktur kerja

Relai gas adalah relai pelindung kuantitas non-listrik yang aksinya tidak bergantung pada parameter listrik seperti arus dan tegangan, tetapi merespons fenomena fisik yang ditimbulkan oleh gangguan di dalam transformator. Struktur internalnya biasanya berisi dua elemen aksi inti, yang sesuai dengan dua logika perlindungan yang berbeda.

1. Alarm Gas Ringan

• Mekanisme kerjaKetika ada gangguan kecil atau awal di dalam transformator, seperti korsleting kecil di antara belitan belitan, arus pusar yang berlebihan karena kerusakan isolasi antara lembaran baja silikon di inti besi, percikan listrik karena kontak yang buruk dengan pengubah keran, dll., Titik-titik kegagalan ini menyebabkan oli isolasi dan kertas isolasi di sekitarnya terurai secara termal, menghasilkan berbagai macam gas, seperti hidrogen, metana, etilena, dan sebagainya. Kepadatan gas-gas ini jauh lebih kecil daripada minyak tepi absolut, akan berbentuk gelembung dari titik kegagalan untuk keluar dan naik. Karena relai gas dipasang di jalur aliran minyak, gas-gas ini pada akhirnya akan terkumpul di ruang atas relai.

• Struktur & GerakanBagian atas relai dilengkapi dengan pelampung berbentuk cangkir atau pelampung berongga dengan bukaan ke bawah, yang dihubungkan dengan sakelar buluh atau kontak air raksa melalui mekanisme tuas. Saat gas terkumpul di bagian atas, level oli di area tersebut turun dan pelampung tenggelam karena kehilangan daya apung, sehingga membuat kontak tertutup dan menandakan alarm “gas ringan”.

• signifikansiSinyal gas ringan adalahsinyal peringatanHal ini menunjukkan kepada personel O&M bahwa mungkin ada kesalahan laten di dalam transformator, dan bahwa pengujian seperti analisis gas terlarut (DGA) minyak perlu diatur sesegera mungkin untuk mendiagnosis sifat kesalahan dan menanganinya tepat waktu untuk menghindari perkembangan lebih lanjut dari kesalahan.

2. Perjalanan Gas Berat

• Mekanisme kerjaKetika terjadi gangguan hubung singkat yang serius di dalam transformator, seperti hubung singkat fase-ke-fase atau hubung singkat belokan-ke-belokan yang serius, pembangkitan seketika energi busur yang sangat besar akan menyebabkan minyak isolasi di sekitarnya mengalami gasifikasi secara dramatis, membentuk gelombang tekanan yang kuat dan aliran minyak berkecepatan tinggi, yang melonjak dari badan tangki ke kabinet penyimpanan minyak.

• Struktur & GerakanJalur aliran oli di dalam relai berisi penyekat atau sumbat yang terhubung ke sakelar buluh independen atau kontak merkuri. Dalam kondisi normal, kecepatan aliran oli cukup rendah untuk mendorong pelat. Namun, jika terjadi gangguan internal yang serius, pelampiasan oli berkecepatan tinggi akan mendorong pelat, membelokkannya sehingga cukup untuk menggerakkan penutupan kontak dan mengeluarkan perintah trip “gas berat”. Perintah ini bekerja langsung pada pemutus sirkuit di setiap sisi trafo, yang secara instan melepaskan trafo dari jaringan.

• signifikansi:: Perlindungan gas berat adalahTindakan tersandung perlindungan utamaIni dirancang untuk mengisolasi trafo secepat mungkin setelah gangguan terjadi, untuk mencegah masukan energi gangguan yang terus menerus, untuk meminimalkan kerusakan peralatan dan untuk mencegah meluasnya kecelakaan (mis. kebakaran tangki, ledakan).

II. Persyaratan pemasangan dan pengoperasian

• Persyaratan Instalasi:

  • Ini harus dipasang secara horizontal pada garis penghubung antara bagian atas tangki dan kabinet reservoir.

  • Saluran harus memiliki kemiringan ke atas sebesar 2%-4% untuk memastikan bahwa gas mengalir dengan lancar ke arah reservoir dan masuk ke dalam relai.

  • Arah panah pada relai harus mengarah ke reservoir oli.

  • Bagian dalam relai harus diisi dengan minyak isolasi dan tidak boleh ada sisa udara.

• Tindakan pencegahan selama pengoperasian:

  • Trafo yang baru ditugaskan atau dirombak pada awalnya mungkin memiliki udara yang terperangkap dalam bahan insulasi yang keluar, yang dapat menyebabkan alarm palsu untuk gas ringan.

  • Fluktuasi aliran oli dapat disebabkan selama operasi seperti pengisian bahan bakar, penyaringan oli, atau peralihan pendingin transformator, dan sering kali perlu untuk mengalihkan sementara sirkuit trip gas berat ke posisi sinyal atau keluar dari posisi sinyal untuk waktu yang singkat guna mencegah proteksi gas berat teraktivasi secara tidak sengaja.

  • Gempa bumi atau getaran mekanis yang kuat juga dapat menyebabkan kerusakan pada relai, sehingga relai modern dirancang dengan tingkat kinerja seismik tertentu.

III. Keuntungan dan kerugian perlindungan relai gas

Kelebihan.

• sensitivitas tinggiSensitivitas terhadap berbagai jenis gangguan internal, terutama gangguan awal seperti korsleting belokan ke belokan, jauh lebih tinggi daripada proteksi kuantitas listrik.

• keandalan yang tinggiStruktur sederhana, berdasarkan prinsip kerja fisik murni, dengan sedikit pengaruh dari operasi sistem kelistrikan eksternal, tingkat arus hubung singkat, saturasi CT, dan faktor lainnya.

• -Prinsipnya sudah jelas.Alarm gas ringan dan trip gas berat sesuai dengan tingkat keparahan yang berbeda, sehingga memudahkan penilaian kesalahan.

Kekurangan.

• tidak selektifTidak dapat dibedakan apakah itu merupakan gangguan belitan atau gangguan inti, dan perlu dianalisis lebih lanjut bersama dengan alat diagnostik lainnya (misalnya DGA).

• Ada zona matiUntuk gangguan di bagian bawah tangki, di mana sengatan minyak yang dihasilkan mungkin telah membusuk sebelum mencapai relai, dan untuk gangguan di dalam selubung timah, relai gas mungkin tidak dapat melindungi secara efektif.

• Kemungkinan perilaku burukAda kemungkinan aktivasi yang salah dalam kondisi non-kesalahan seperti pengisian bahan bakar, gempa bumi, fluktuasi level minyak karena melintasi patahan, dll.

Pertanyaan yang Sering Diajukan (FAQ)

1. Bagaimana Anda dapat mengetahui jenis gas yang ada saat relai gas diaktifkan?
Ketika alarm gas ringan muncul, personel O&M harus segera mengumpulkan gas melalui katup penarikan di bagian atas relai. Sifat mudah terbakar dari gas yang dikumpulkan dapat ditentukan dengan uji lapangan sederhana (dilarang keras menyalakan api terbuka dan instrumen khusus harus digunakan). Gas yang tidak berwarna, tidak berbau, dan tidak mudah terbakar biasanya berupa udara; gas yang mudah terbakar merupakan indikasi gas patahan dari penguraian bahan isolasi. Analisis komposisi yang akurat memerlukan analisis kromatografi di laboratorium.

2. Mengapa nilai operasi proteksi gas berat ditetapkan sesuai dengan laju aliran minyak?
Karena sifat kegagalan internal yang serius ditandai dengan pelepasan energi yang cepat, hal ini pasti menyebabkan ekspansi dan aliran minyak yang cepat. Kecepatan aliran minyak secara langsung berkaitan dengan besarnya energi gangguan. Oleh karena itu, menetapkan ambang batas aksi proteksi gas berat ke kecepatan aliran minyak tertentu (misalnya, 0,6 m/dtk, 1,0 m/dtk, dll.) secara efektif membedakan antara sirkulasi minyak normal dan dampak aliran minyak yang rusak dan berbahaya, sehingga memastikan bahwa proteksi hanya terpicu secara instan jika terjadi gangguan internal yang sangat parah.

3. Bagaimana “proteksi gas” dan “proteksi diferensial” bekerja sama untuk melindungi dari gangguan transformator internal?
Keduanya saling melengkapi dan merupakan dua perlindungan utama yang paling penting untuk gangguan di dalam transformator.

• perlindungan gasUntuk korsleting belokan ke belokan, kegagalan inti, panas berlebih, dan produksi gas, dll.Tidak ada perubahan signifikan dalam jumlah listrikPatahan awal atau non-logam sangat sensitif.

• perlindungan diferensiallogamhubung singkat fase-ke-faseRespons tercepat dan paling andal terhadap gangguan arus tinggi seperti.
  Salah satu dari dua tindakan tersebut cukup untuk melepas trafo. Konfigurasi redundan ini sangat meningkatkan keandalan perlindungan transformator secara keseluruhan.