변압기 가스 계전기

• 표준 이름: 가스 릴레이 (가스 릴레이, 일반적으로 국제적으로 부흐홀츠 릴레이로 알려져 있습니다.

• 핵심 기능오일 침지형 전력 변압기의 내부 고장에 대한 고유한 1차 보호 장치로, 방전 또는 국부 과열로 인한 절연 재료의 분해로 발생하는 가스와 심각한 단락 고장으로 인한 오일 흐름의 영향을 감지하는 데 사용됩니다.

• -보호 범위변압기 탱크 내의 광범위한 결함을 커버하며 특히 권선 턴 투 턴 단락, 코어 다점 접지, 탭 체인저 접촉 불량과 같은 초기 잠복 결함에 민감합니다.

• 작동 원리물리현상에 기반한 기계식 계전기. 결함으로 인해 생성된 가스가 오일보다 밀도가 낮아 위로 올라가 모이는 원리(가벼운 가스 신호)와 심각한 결함 발생 시 오일 흐름의 충격에 의한 운동 에너지 원리(무거운 가스 트리핑)를 활용합니다.

• 장착 위치변압기 탱크 본체와 오일 컨서베이터 사이의 연결 라인에 수평으로 장착되어 탱크에서 발생하는 모든 가스가 올라갈 때 반드시 릴레이를 통과하도록 합니다.

• 적용된 값변압기 보호 시스템에서 가장 간단하고 신뢰할 수 있으며 필수적인 구성 요소로, 고장 발생 초기에 조기 경고 신호를 제공하거나 심각한 고장이 발생한 경우 변압기를 신속하게 제거하여 고장이 확대되거나 탱크에서 폭발을 유발하는 것을 효과적으로 방지할 수 있습니다.

I. 작동 원리 및 구조

가스 계전기는 전류 및 전압과 같은 전기적 파라미터에 의존하지 않고 변압기 내부의 결함으로 인해 발생하는 물리적 현상에 반응하는 비전기적 수량 보호 계전기입니다. 내부 구조에는 일반적으로 두 가지 보호 로직에 해당하는 두 가지 핵심 동작 요소가 포함되어 있습니다.

1. 가벼운 가스 알람

• 작동 메커니즘변압기 내부에 권선 회전 사이의 경미한 단락, 철심 내 실리콘 강판 사이의 절연 손상으로 인한 과도한 와전류, 탭 체인저와의 접촉 불량으로 인한 전기 스파크 등과 같은 경미한 또는 초기 고장이 발생하면 이러한 고장 지점에서 주변 절연유와 절연지가 열 분해되어 수소, 메탄, 에틸렌 등과 같은 다양한 가스가 생성됩니다. 이러한 가스의 밀도는 절대 에지 오일보다 훨씬 작으며, 고장 지점에서 기포의 형태로 빠져나와 상승합니다. 가스 릴레이는 오일 흐름 경로에 설치되기 때문에 이러한 가스는 결국 릴레이의 상부 공간에 모이게 됩니다.

• 구조 및 이동:: 릴레이의 상부에는 컵 모양의 플로트 또는 아래쪽이 열린 중공 플로트가 장착되어 있으며, 리드 스위치 또는 수은 접점이 레버 메커니즘을 통해 연결됩니다. 가스가 상부에 모이면 해당 구역의 오일 레벨이 떨어지고 부력을 잃으면서 플로트가 가라앉아 접점이 닫히고 "가벼운 가스" 경보가 울립니다.

• 중요성가벼운 가스 신호는경고 신호이는 변압기 내에 잠재적 결함이 있을 수 있으며, 결함의 특성을 진단하고 결함이 더 이상 발전하지 않도록 적시에 대처하기 위해 오일의 용존 가스 분석(DGA)과 같은 테스트를 가능한 한 빨리 준비해야 함을 O&M 담당자에게 제안합니다.

2. 무거운 가스 여행

• 작동 메커니즘변압기 내부에 위상 간 단락 또는 심각한 회전 간 단락과 같은 심각한 단락 오류가 발생하면 순간적으로 거대한 아크 에너지가 생성되어 주변 절연유가 급격히 기화되어 강력한 압력파와 고속 오일 흐름을 형성하여 탱크 본체에서 오일 저장 캐비닛으로 솟구치게 됩니다.

• 구조 및 이동릴레이 내부의 오일 흐름 경로에는 다른 독립적인 리드 스위치 또는 수은 접점에 연결된 배플 또는 스토퍼가 있습니다. 정상적인 조건에서는 오일 유속이 플레이트를 밀기에 충분히 낮습니다. 그러나 심각한 내부 결함이 발생하면 고속 오일 충돌로 인해 플레이트가 밀려 접점 폐쇄가 작동하고 "중가스" 트립 명령이 발동될 정도로 플레이트가 편향됩니다. 이 명령은 변압기 양쪽의 회로 차단기에 직접 작용하여 변압기를 계통에서 즉시 제거합니다.

• 중요성:: 중가스 보호는주요 보호 트립 동작고장 발생 후 가능한 한 빨리 변압기를 분리하여 고장 에너지의 지속적인 유입을 방지하고 장비 손상을 최소화하며 사고 확대(예: 탱크 화재, 폭발)를 방지하도록 설계되었습니다.

II. 설치 및 운영 요구 사항

• 설치 요구 사항:

  • 탱크 상단과 저장소 캐비닛 사이의 연결 라인에 수평으로 장착해야 합니다.

  • 가스가 저장소를 향해 릴레이로 원활하게 흐르도록 하려면 라인의 경사도가 2%-4%여야 합니다.

  • 릴레이의 화살표 방향이 오일 저장소를 가리켜야 합니다.

  • 릴레이 내부는 절연 오일로 채워져 있어야 하며 잔류 공기가 없어야 합니다.

• 작동 중 주의사항:

  • 새로 시운전하거나 점검한 변압기는 초기에 절연 재료에 갇혀 있던 공기가 빠져나와 경질 가스에 대한 오경보를 일으킬 수 있습니다.

  • 급유, 오일 필터링 또는 변압기의 냉각기 전환과 같은 작업 중에 오일 흐름의 변동이 발생할 수 있으며, 중가스 보호가 실수로 활성화되는 것을 방지하기 위해 중가스 트립 회로를 신호 위치로 일시적으로 전환하거나 단기간 동안 종료해야 하는 경우가 종종 있습니다.

  • 지진이나 강한 기계적 진동으로 인해 릴레이가 오작동할 수도 있으므로 최신 릴레이는 일정 수준의 내진 성능을 갖추도록 설계됩니다.

III. 가스 계전기 보호의 장점과 단점

장점.

• 고감도다양한 유형의 내부 결함, 특히 턴투턴 단락과 같은 초기 결함에 대한 민감도는 전력량 보호보다 훨씬 높습니다.

• 높은 신뢰성외부 전기 시스템 작동, 단락 전류 수준, CT 포화 및 기타 요인의 영향을 거의 받지 않는 순전히 물리적 작동 원리에 기반한 단순한 구조입니다.

• -원칙은 분명합니다.가벼운 가스 경보와 무거운 가스 트립은 서로 다른 심각도의 결함에 해당하므로 결함 판단이 용이합니다.

단점.

• 비선택권선 결함인지 코어 결함인지 구분할 수 없으며, 다른 진단 도구(예: DGA)와 함께 추가 분석이 필요합니다.

• 데드존 존재탱크 하부에 결함이 있는 경우, 오일 쇼크가 릴레이에 도달하기 전에 부패했을 수 있고 리드 케이스 내부에 결함이 있는 경우 가스 릴레이가 효과적으로 보호하지 못할 수 있습니다.

• 가능한 잘못된 행동주유, 지진, 단층 통과로 인한 유량 변동 등과 같은 비고장 조건에서 오작동할 가능성이 있습니다.

자주 묻는 질문(FAQ)

1. 가스 계전기가 활성화되면 어떤 종류의 가스가 있는지 어떻게 알 수 있나요?
가벼운 가스 경보가 발생하면 O&M 담당자는 즉시 계전기 상단의 인출 밸브를 통해 가스를 포집해야 합니다. 포집된 가스의 가연성은 간단한 현장 테스트를 통해 확인할 수 있습니다(화염은 엄격히 금지되며 전문 기기를 사용해야 함). 무색, 무취의 비인화성 가스는 일반적으로 공기이며, 인화성 가스는 단열재 분해로 인한 결함 가스를 나타냅니다. 정확한 성분 분석을 위해서는 실험실에서 크로마토그래피 분석이 필요합니다.

2. 중질유 보호의 작동 값이 오일 유량에 따라 설정되는 이유는 무엇인가요?
심각한 내부 고장의 특성상 에너지가 빠르게 방출되기 때문에 필연적으로 오일의 빠른 팽창과 흐름으로 이어집니다. 오일 유속은 고장 에너지의 크기와 직접적인 관련이 있습니다. 따라서 중질유 보호의 작동 임계값을 특정 오일 유속(예: 0.6m/s, 1.0m/s 등)으로 설정하면 정상적인 오일 순환과 위험한 결함 오일 흐름 영향을 효과적으로 구분하여 정말 심각한 내부 결함이 발생한 경우에만 보호 기능이 순간적으로 작동하도록 보장할 수 있습니다.

3."가스 보호"와"차동 보호"는 어떻게 함께 작동하여 내부 변압기 오류를 방지합니까?
이들은 서로를 보완하며 변압기 내 결함의 가장 중심이 되는 두 가지 주요 보호 기능을 구성합니다.

• 가스 보호턴 투 턴 단락, 코어 고장, 과열 및 가스 발생 등의 경우.전기량에는 큰 변화 없음초기 또는 비금속 결함은 특히 민감합니다.

• 차등 보호메탈릭위상 간 단락 회로다음과 같은 고전류 오류에 가장 빠르고 안정적으로 대응합니다.
  두 가지 작업 중 하나만 수행해도 변압기를 제거할 수 있습니다. 이러한 이중화 구성은 변압기 보호의 전반적인 안정성을 크게 향상시킵니다.