変圧器ガスリレー

• スタンダード名: ガスリレー (ガスリレー、国際的にはブッフホルツ・リレーとして知られている）。

• コア機能油入変圧器の内部故障に対する独自の一次保護として、放電や局所的な過熱による絶縁材料の分解によって発生するガスや、重度の短絡故障によって引き起こされる油流ショックを検出するために使用されます。

• -保護範囲変圧器タンク内の幅広い故障をカバーし、特に巻線のターン間短絡、コアの多点接地、タップ・チェンジャーの接触不良などの初期潜在故障に敏感。

• 動作原理物理現象に基づく機械式リレー。故障によって発生するガスは油よりも密度が低く、上昇して回収する原理（軽ガス信号）と、重度の故障の場合に油の流れが衝撃を与える運動エネルギーの原理（重ガス遮断）を利用。

• 取り付け位置変圧器タンク本体とオイルコンサベーター間の接続ラインに水平に取り付けられ、タンクから発生するすべてのガスがリレーを通過するようにする。

• 適用値変圧器保護システムの中で最もシンプルで信頼性が高く、欠かすことのできないコンポーネントであり、故障のごく初期段階で早期警告信号を発したり、重大な故障の場合には変圧器を素早く取り外して、故障の拡大やタンク内の爆発を効果的に防止したりすることができます。

I. 動作原理と構造

ガスリレーは非電気量保護リレーであり、その動作は電流や電圧などの電気パラメータに依存せず、変圧器内の故障によって発生する物理現象に反応する。その内部構造は通常、2つの異なる保護論理に対応する2つのコア動作要素を含んでいる。

1.ライトガスアラーム

• 作用メカニズム巻線ターン間の軽微な短絡、鉄心内の珪素鋼板間の絶縁損傷による過大な渦電流、タップ・チェンジャーとの接触不良による電気火花など、変圧器内に軽微な故障や初期故障が発生した場合、これらの故障箇所は周囲の絶縁油や絶縁紙を熱分解させ、水素、メタン、エチレンなど、さまざまなガスを発生させます。これらのガスの密度は、絶対温度よりもはるかに小さく、エッジオイルは、エスケープし、上昇する故障点から気泡の形になります。ガスリレーは、油の流れの経路に設置されているので、これらのガスは、最終的にリレーの上部空間に収集されます。

• 構造と動きリレーの上部には下向きに開口したカップ状のフロートまたは中空フロートがあり、レバー機構によりリードスイッチまたは水銀接点が接続されている。上部にガスが溜まると、その部分の油面が下がり、フロートが浮力を失って沈むため、接点が閉じ、「軽ガス」警報が発せられる。

• 意義軽ガス信号は警戒信号O&M担当者には、変圧器内に潜在的な故障がある可能性があり、故障の性質を診断し、故障のさらなる進展を避けるために、油の溶存ガス分析（DGA）などの検査をできるだけ早く手配し、時間内に対処する必要があることを示唆している。

2.ヘビー・ガス・トリップ

• 作用メカニズム変圧器内部で相間短絡やターン間短絡などの重大な短絡故障が発生すると、瞬間的に巨大なアークエネルギーが発生し、周囲の絶縁油が劇的にガス化し、強力な圧力波と高速油流が形成され、タンク本体から油貯蔵キャビネットに急上昇します。

• 構造と動きリレー内部のオイル流路には、別の独立したリードスイッチまたは水銀接点に接続されたバッフルまたはストッパーがあります。正常な状態では、油の流速はプレートを押すのに十分低い。しかし、深刻な内部故障が発生した場合、高速のオイル衝突がプレートを押し、接点クロージャーを作動させ、「ヘビーガス」トリップコマンドを発行するのに十分なほどプレートを偏向させます。このコマンドは、変圧器の両側にあるサーキットブレーカーに直接作用し、変圧器を瞬時にグリッドから外します。

• 意義重ガス対策は主保護トリップ動作故障発生後、できるだけ早く変圧器を隔離し、故障エネルギーの連続入力を防ぎ、機器の損傷を最小限に抑え、事故の拡大（タンクの火災、爆発など）を防ぐように設計されています。

II.設置および操作の要件

• 設置条件:

  • タンクトップとリザーバーキャビネットの間のコネクティングライン上に水平に取り付けなければならない。

  • このラインは、ガスがリザーバーとリレーに向かってスムーズに流れるように、2%-4%の上向きの傾斜を持つ必要がある。

  • リレーの矢印の方向は、オイルリザーバーの方に向いていなければなりません。

  • リレー内部は絶縁油で満たされ、空気が残っていないこと。

• 使用上の注意:

  • 新規に試運転された変圧器やオーバーホールされた変圧器では、当初、絶縁材に閉じ込められた空気が抜け出し、軽質ガスの誤警報が発生する可能性がある。

  • 油流量の変動は、変圧器の給油、オイルフィルター、クーラーの切り替えなどの作業中に生じることがあり、重ガス保護が不用意に作動するのを防ぐために、重ガストリップ回路を一時的に信号位置に切り替えるか、短時間終了させる必要があることが多い。

  • 地震や強い機械的振動もリレーの誤作動の原因となるため、最近のリレーは一定の耐震性能を持つように設計されている。

III.ガスリレー保護の利点と欠点

長所だ。

• 高感度各種内部故障、特にターン間短絡などの初期故障に対する感度は、電気量保護よりもはるかに高い。

• 高信頼性シンプルな構造で、純粋に物理的な動作原理に基づいており、外部電気系統の動作や短絡電流レベル、CTの飽和などの影響を受けにくい。

• -原則は明確だ。軽ガスのアラームと重ガスのトリップは、異なる重大度の故障に対応するため、故障の判断が容易になります。

デメリット

• 非選択的巻線の故障かコアの故障かを区別することはできず、他の診断ツール（DGAなど）と組み合わせてさらに分析する必要がある。

• デッドゾーンの存在タンク下部の故障の場合、オイル・ショックがリレーに到達する前に減衰している可能性があり、またリード・ケーシング内部の故障の場合、ガス・リレーが効果的に保護できない可能性がある。

• 不品行の可能性給油、地震、断層を横切ることによるオイルレベルの変動など、断層以外の条件下では誤作動の可能性があります。

よくある質問（FAQ）

1.ガスリレーが作動したとき、どのような種類のガスが存在するかをどのように判断しますか？
軽ガス警報が発生した場合、O&M担当者は直ちにリレー上部の取出しバルブからガスを回収しなければならない。回収されたガスの可燃性は簡単な実地試験で判定できる（裸火は厳禁であり、専用の器具を使用すべきである）。無色、無臭の不燃性ガスは通常空気であり、可燃性ガスは絶縁材料の分解による障害ガスを示す。正確な組成分析には、実験室でのクロマトグラフ分析が必要である。

2.重ガス保護の動作値がオイル流量に応じて設定されているのはなぜですか？
深刻な内部破損の本質的な特徴は、エネルギーの急激な放出であるため、必然的にオイルの急激な膨張と流動を引き起こす。油の流速は故障エネルギーの大きさに直接関係する。したがって、重ガス保護の動作しきい値を特定の油流速（例えば、0.6m/s、1.0m/sなど）に設定することで、正常な油循環と危険な欠陥のある油流の影響を効果的に区別し、本当に重度の内部故障が発生した場合にのみ保護が瞬時にトリップするようにします。

3.変圧器内部の故障を保護するために、「ガス保護」と「差動保護」はどのように連動するのですか？
これらは互いに補完し合い、変圧器内の故障に対して最も中心となる2つの主要な保護機能を構成している。

• ガス保護ターン・ツー・ターンの短絡、コアの故障、過熱、ガス発生など。電気量に大きな変化なし初期または非金属の欠陥は特に敏感である。

• ディファレンシャルプロテクションメタリック相間短絡以下のような大電流障害に最も速く、最も信頼性の高い対応が可能です。
  変圧器を取り外すには、この2つの動作のどちらか1つで十分です。この冗長構成により、変圧器保護の全体的な信頼性が大幅に向上します。