(57) Реферат / Формула:
Настоящее изобретение относится к системе и способу превентивной защиты переключателя ответвлений под нагрузкой от возгорания и/или превентивной защиты электрического трансформатора (30) от взрыва, и/или последующего возгорания, и/или обнаружения в нем взрыва и/или последующего возгорания заблаговременно до разложения горючей охлаждающей текучей среды (11)/диэлектрического масла.
(19)
Евразийское
патентное
ведомство
(21) 201070694 (13) A1
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОЙ ЗАЯВКЕ
(43) Дата публикации заявки: (51) Int. Cl. H01F27/14 (2006.01)
2011.02.28
(22) Дата подачи заявки:
2009.01.01
(54) СИСТЕМА ДЛЯ ПРЕВЕНТИВНОЙ ЗАЩИТЫ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЯ ОТВЕТВЛЕНИЙ ПОД НАГРУЗКОЙ ОТ ВОЗГОРАНИЯ И/ИЛИ ТРАНСФОРМАТОРА ОТ ВЗРЫВА И СПОСОБ
(31) 00010/MUM/2008
(32) 2008.01.01
(33) IN
(86) PCT/IN2009/000003
(87) WO 2009/116059 2009.09.24
(88) 2010.01.21
(71) Заявитель:
СТР МЭНЬЮФЭКЧУРИНГ ИНДАСТРИС
ЛИМИТЕД (IN)
(72) Изобретатель:
Вакчауре Виджейкумар Кисанрао (IN)
(57) Настоящее изобретение относится к системе и способу превентивной защиты переключателя ответвлений под нагрузкой от возгорания и/или превентивной защиты электрического трансформатора (30) от взрыва, и/или последующего возгорания, и/или обнаружения в нем взрыва и/или последующего возгорания заблаговременно до разложения горючей охлаждающей текучей среды (11)/диэлектрического масла.
(74) Представитель:
Можайский М.А. (RU)
СИСТЕМА ДЛЯ ПРЕВЕНТИВНОЙ ЗАЩИТЫ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЯ ОТВЕТВЛЕНИЙ ПОД НАГРУЗКОЙ ОТ ВОЗГОРАНИЯ И/ИЛИ ТРАНСФОРМАТОРА ОТ ВЗРЫВА
И СПОСОБ
5 ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Изобретение относится к области превентивной защиты переключателя ответвлений под нагрузкой от возгорания и/или превентивной защиты от взрыва и/или последующего возгорания в электрических трансформаторах и/или обнаружения взрыва и/или последующего возгорания в электрических 10 трансформаторах. Более конкретно изобретение относится к системе/устройству, которая/которое заблаговременно предотвращает и обнаруживает возможность взрыва и/или последующего возгорания, а именно до разложения горючей охлаждающей текучей среды / диэлектрического масла.
15 УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
В обмотках и сердечнике электрических трансформаторов происходят потери, обусловливающие необходимость рассеивания образовавшегося тепла. Вот почему мощные трансформаторы обычно охлаждают с использованием текучей среды, такой как масло. Используемые масла являются диэлектриками и
20 могут воспламениться при температурах выше порядка 140°С. Поскольку трансформаторы очень дороги, их защите должно уделяться особое внимание. Повреждение изоляции приводит в первую очередь к образованию мощной электрической дуги, активирующей электрическую защитную систему, размыкающую подающее реле трансформатора (прерыватель). Электрическая
25 дуга также вызывает последующее рассеяние энергии, которая приводит к выделению газа из разлагающегося диэлектрического масла, в частности водорода и ацетилена. При выделении газа давление в корпусе трансформатора очень быстро увеличивается с последующим часто очень интенсивным мгновенным сгоранием. Мгновенное сгорание приводит к множественным
30 разрывам механических соединений в корпусе (болтов, сварных швов) трансформатора, в результате чего указанные газы контактируют с кислородом окружающего воздуха. Поскольку ацетилен в присутствии кислорода может воспламениться самопроизвольно, немедленно начавшийся процесс горения, вызывает распространение огня на другое оборудование на площадке, которое
также может содержать горючие материалы в больших количествах. Вследствие коротких замыканий, вызванных перегрузками, перенапряжениями, прогрессирующим износом изоляции и недостаточным уровнем масла, появлением воды или влаги или отказа изолирующего компонента, происходят 5 взрывы. Кроме того, известны примеры, когда в камере переключателя ответвлений под нагрузкой начинается пожар с последующим взрывом вследствие распространения огня. Таким образом, существует потребность в отслеживании и предотвращении возгорания, вызываемого переключателем ответвлений под нагрузкой. Для электрических трансформаторов известны
10 системы противопожарной защиты, активируемых датчиками горения или пожарными сигнализаторами. Однако, указанные системы срабатывают с существенным запаздыванием, когда масло трансформатора уже горит. Кроме того, необходимо ограничивать горение рассматриваемым оборудованием и предотвращать распространение огня на соседнию установку. Для замедления
15 разложения жидкого диэлектрика вследствие электрической дуги вместо традиционных минеральных масел могут быть использованы силиконовые масла. Однако взрыв корпуса трансформатора вследствие увеличения внутреннего давления задерживается лишь на чрезвычайно короткое время, порядка нескольких миллисекунд. Этот отрезок времени фактически ограничивает период
20 взаимодействия со средствами, которые могут предотвратить взрыв.
Кроме того замечено, что в большинстве случаев взрывов с возгораниями в трансформаторах источником возгорания является переключатель ответвлений под нагрузкой. Следовательно, в первую очередь необходимые меры по 25 обнаружению и защите относятся к переключателю ответвлений под нагрузкой. Такой подход приведет к предотвращению распространение огня на другие части трансформатора. Наиболее частой причиной возгорания в переключателе ответвлений под нагрузкой является электрическая дуга в выключателе молниеотвода.
В WO-A-97/12379 раскрыт способ превентивной защиты от взрыва и/или его обнаружения и/или последующего возгорания в электрическом трансформаторе, снабженном корпусом, заполненным горючей охлаждающей текучей средой, обнаружением разрушения электрической изоляции трансформатора с
использованием датчика давления, сбрасывающего давление охладителя в корпусе с использованием клапана, и охлаждением горячих частей охладителя вводом сжатого инертного газа в днище корпуса для перемешивания указанного охладителя и предотвращения попадания кислорода в корпус трансформатора. 5 Этот способ является удовлетворительным и в некоторой степени позволяет предотвращать взрыв корпуса трансформатора. Однако указанный способ не позволяет получать заблаговременное предупреждение о необходимости выполнения корректирующих действий. Кроме того, к моменту осуществления корректирующего воздействия значительная часть электрической изоляции 10 выходит из строя.
Электрический трансформатор имеет внутренние потери в обмотке и сердечнике, генерирующие тепло, которое необходимо рассеять естественным воздушным охлаждением, естественным масляным охлаждением,
15 принудительным воздушным охлаждением или принудительным масляным охлаждением. Крупные электрические трансформаторы охлаждают обычно с использованием масла, которое является горючей охлаждающей текучей средой. Крупные электрические трансформаторы оснащены устройством для обнаружения и сброса давления, возникшего вследствие расширения горючей
20 охлаждающей текучей среды в баке трансформатора, и таким образом предотвращения взрыва.
В патентной заявке Индии IN189089 описаны способ и устройство для превентивной защиты трансформатора от взрыва и/или обнаружения взрыва
25 и/или последующего возгорания. В указанном источнике предложен способ превентивной защиты электрического трансформатора от износа и/или обнаружения износа посредством превентивной защиты электрического трансформатора от взрыва и/или последующего возгорания и/или обнаружения взрыва и последующего возгорания, причем электрический трансформатор имеет
30 корпус, заполненный горючей охлаждающей текучей средой, при этом согласно указанному способу обнаруживают разрушение электрической изоляции трансформатора с использованием датчиков давления, частично отводят охладитель, содержащийся в корпусе, с использованием клапана, и охлаждают горячие части охладителя вводом сжатого инертного газа в днище корпуса для
перемешивания охладителя и уменьшения концентрации кислорода, присутствующего рядом. Указанный источник в частности относится к средствам давления для превентивной защиты трансформатора от взрыва и/или обнаружения взрыва в нем и/или последующего возгорания, которые отличаются 5 от раскрытых в настоящем изобретении. Однако в указанном источнике средства давления не раскрыты однозначно.
В патенте США 6,804,092 описано устройство для превентивной защиты электрического трансформатора от взрыва и/или последующего возгорания и
10 обнаружения взрыва и/или последующего возгорания в электрическом трансформаторе, содержащем корпус, заполненный горючей охлаждающей текучей средой, и средства для сброса давления в корпусе трансформатора. Средства для сброса давления содержат разрывной элемент со встроенным датчиком взрыва, оснащенный удерживающей частью, содержащей первые зоны,
15 имеющие меньшую толщину по сравнению с остальной удерживающей частью и выполненные с возможностью разрыва без фрагментации при разрыве указанного элемента, и вторые зоны, имеющие меньшую толщину по сравнению с остальной удерживающей частью и выполненные с возможностью складывания без фрагментации при разрыве указанного элемента. Указанный разрывной элемент
20 выполнен с возможностью разрушения при превышении заданного порога давления в корпусе . Сигнал от датчика взрыва, встроенного в разрывной диск, активирует систему охлаждения и препятствует контакту кислорода с взрывчатыми газами, образованными электрической дугой в контакте с маслом.
25 В патенте США 6,804,092 кратко описаны "средства сброса давления", в
которых разрывной элемент разрывается при превышении заданного порога давления в баке трансформатора и которые не являются системой с защитой от неумелого или неосторожного обращения для обнаружения взрыва в электрическом трансформаторе и его предотвращения..
В обеих известных системах описан сброс давления и последующие превентивные меры с использованием разрывных дисков или "средств давления". Обе известные системы, описанные в IN 189089 и в US 6,804,092, имеют свои недостатки, такие как разрыв, происходящий с существенной задержкой после
возникновения внутренней электрической дуги. Таким образом, очевидно, что задержка при обнаружении возросшего давления затрудняет предотвращение взрыва и/или последующего возгорания в электрическом трансформаторе. Ни один источник не содержит описания системы или способа, которые 5 обнаруживают или предотвращают разрыв без задержки.
Система, известная из WO/2007/057916, не предполагает защиту камеры переключателя ответвлений под нагрузкой. Недостатком этой системы является отсутствие фиксации возгорания в переключателе ответвлений под нагрузкой или 10 возможности возгорания.
Следовательно, существует потребность в преодолении вышеупомянутых недостатков и изобретении устройства и способа превентивной защиты электрического трансформатора от взрыва и/или последующего возгорания или 15 обнаружения взрыва и/или последующего возгорания, которые активируют превентивные и защитные средства с минимальной задержкой.
ЗАДАЧА НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
Задача настоящего изобретения состоит в разработке системы, которая 20 устраняет вышеуказанные недостатки, присущие известным системам.
Главная цель настоящего изобретения состоит в разработке системы для превентивной защиты переключателя ответвлений под нагрузкой от возгорания и/или заблаговременного превентивного обнаружения возможности взрыва и/или последующего возгорания, т.е. до разложения горючей охлаждающей текучей 25 среды / диэлектрического масла.
Еще одна задача настоящего изобретения состоит в разработке системы с защитой от неумелого или неосторожного обращения и способа для превентивной защиты переключателя ответвлений под нагрузкой от возгорания и/или превентивной защиты электрического трансформатора и/или обнаружения взрыва 30 и/или последующего возгорания с минимальной задержкой.
Еще одна задача настоящего изобретения состоит в разработке системы для превентивной защиты переключателя ответвлений под нагрузкой от возгорания и/или превентивной защиты понижающего или повышающего трансформатора от взрыва и/или обнаружения взрыва и/или последующего
возгорания для понижающего или повышающего трансформатора, имеющего входное напряжение и выходное напряжение.
Еще одна задача настоящего изобретения состоит в разработке системы, которая является экономичной и простой в эксплуатации.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Соответственно в настоящем изобретении предложена система для превентивной защиты переключателя ответвлений под нагрузкой от возгорания и/или трансформатор от взрыва заблаговременно до разложения горючей 10 охлаждающей текучей среды (11)/ диэлектрического масла, содержащая:
токочувствительное электрическое реле (26) для определения разности между входным током и выходным током и подачи входного сигнала в управляющий блок, если отношение входного тока к выходному току превышает предварительно заданный порог, и/или еще один датчик для обнаружения 15 возгорания камеры переключателя ответвлений под нагрузкой,
по меньшей мере один прерыватель (24, 28) для изоляции электрического трансформатора от входного источника,
по меньшей мере одно реле выброса масла для распознавания чрезмерного выброса масла в камере (33) переключателя ответвлений под 20 нагрузкой,
по меньшей мере одно газового реле (18) для распознавания чрезмерного выброса масла в баке (14) трансформатора и/или по меньшей мере одно реле (31) быстрого повышения давления для обнаружения интенсивного изменения давления в баке трансформатора, и/или по меньшей мере один клапан (32) для
25 обнаружения давление в баке (14) трансформатора и
по меньшей мере один управляющий блок (1) для приема входных сигналов от вышеупомянутых параметров и таким образом при необходимости генерации управляющего сигнала для активации по меньшей мере одного подъемного магнита (5) для отвода горючей охлаждающей текучей среды (11) через
30 дренажный клапан с последующей подачей сигнала для ввода инертного газа от нижней части бака электрического трансформатора и/или в верхнюю часть камеры (33) переключателя ответвлений под нагрузкой через клапан управления расходом азота для перемешивания горючей охлаждающей текучей среды (11);
в настоящем изобретении также предложен способ превентивной защиты переключателя ответвлений под нагрузкой от возгорания и/или трансформатора от взрыва заблаговременно до разложения горючей охлаждающей текучей среды (11)/ диэлектрического масла, согласно которому: 5 а) обнаруживают разность между входным током и выходным током при
прохождении предварительно заданного уровня,
b) обнаруживают возгорание камеры переключателя ответвлений под нагрузкой,
c) изолируют электрический трансформатор от входного источника, если 10 отношение входного тока к выходному току превышает предварительно заданный
порог,
d) обнаруживают чрезмерный выброс масла в баке (14) трансформатора с использованием по меньшей мере одного газового реле (18), отслеживают давление в баке трансформатора, а также интенсивность изменения давления с
15 использованием клапана для сброса давления и реле быстрого подъема давления соответственно,
e) обнаруживают чрезмерный выброс масла в камере переключателя ответвлений под нагрузкой с использованием по меньшей мере одного реле выброса масла,
20 f) передают сигналы, указанные на этапах а, Ь, с и d, в управляющий блок,
д) активируют по меньшей мере один подъемный магнит (5) с использованием управляющего блока для отвода горючей охлаждающей текучей среды (11) с использованием выключателя G03 и последующего ввода газообразного азота от нижней части бака (14) электрического трансформатора
25 через некоторый клапан для перемешивания горючей охлаждающей текучей среды (11) и уменьшения содержания кислорода при поступлении сигналов, указанных на этапах а или Ь, с и d, и вводят газообразный азот от верхней части камеры переключателя ответвлений под нагрузкой через некоторый клапан для перемешивания горючей охлаждающей текучей среды и уменьшения содержания
30 кислорода при поступлении сигналов, указанных на этапах Ь, с, d и е.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На фиг. 1 изображен общий вид системы для превентивной защиты электрического трансформатора от взрыва и/или последующего возгорания и/или обнаружения его взрыва и/или последующего возгорания. 5 На фиг. 2 показана схема, иллюстрирующая логику способа работы
устройства согласно настоящему изобретению.
На фиг. 3 показана схема, иллюстрирующая компоновку и логику управляющего блока.
10 ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
На фиг. 1 показан общий вид устройства для превентивной защиты электрического трансформатора от взрыва и/или последующего возгорания и/или обнаружения его взрыва и/или последующего возгорания. Как показано на фиг. 1, электрический трансформатор (30) содержит бак (14), электрические проводники
15 (22), соединенным с трансформаторным вводом (15), и еще один проводник (23), соответственно соединенный с другим трансформаторным вводом (16). Бак (14) заполнен горючей охлаждающей текучей средой (11). Электрический трансформатор (30) соединен с расширителем (21), сообщающимся с баком (14) через трубу или канал (19). Труба (19) оснащена изолирующим клапаном (20),
20 закрывающим ее при обнаружении быстрого перемещения горючей охлаждающей текучей среды (11) из расширителя (21) в бак (14). Труба (19) также оснащена газовым реле (18) для распознавания образования газа и/или выброса, обнаруженного в горючей охлаждающей текучей среде (11), из бака (14) к расширителю (21). Подобное устройство выполнено для камеры переключателя
25 ответвлений под нагрузкой с расширителем (37) и реле (38) для контроля быстрого перемещения горючей охлаждающей текучей среды из камеры (33) к расширителю (37). Вместо реле (38) также может быть использовано газовое реле. Но поскольку отслеживанию подлежит лишь выброс, используется реле выброса.
Электрический проводник (22) и электрический проводник (23), через которые в зависимости от применения ток проходит в трансформатор для повышения или понижения напряжения и преобразования указанного тока, токочувствительное реле (26) для измерения разностного тока входного
проводника (22) и выходного проводника (23). В текущих настройках реле (26) предварительно задан предел этой разности. Если заданный уровень разности токов будет превышен, реле (26) отключает трансформатор (30) посредством прерывателя (прерывателей). Газовое реле (18) и реле (38) также размыкаются 5 при неожиданном выбросе горючей охлаждающей текучей среды. Выходной сигнал от реле (26), газового реле (18) или реле (38) инициирует размыкание прерывателя (прерывателей) на входных (а при параллельном соединении выходных) соединениях с трансформаторными вводами (15) и (16) с одновременной подачей сигнала в управляющий блок (1). Управляющий блок (1)
10 лишь генерирует управляющий сигнал, адресованный дренажному клапану (4), при приеме сигналов от реле (26), изолирующего трансформатор (30), и одновременно сигнала от газового реле (18) и реле (38), изолирующего трансформатор (30). Активация дренажного клапана (4) для отвода горючей охлаждающей текучей среды (11) происходит при приеме управляющего сигнала,
15 сгенерированного управляющим блоком (1), который активирует подъемный магнит (5) для выполнения отвода и последующего ввода газообразного азота от нижней части бака (14) через перепускной клапан (6) для азота, чтобы таким образом обеспечить перемешивание масла и уменьшить содержание кислорода в пространстве над горючей охлаждающей текучей средой (11) в баке и таким
20 образом превентивно защитить горючую охлаждающую текучую среду (11) в баке (14). В случае взрыва любого из трансформаторных вводов высокого или низкого напряжения газообразный азот поднимается вверх через любой разрыв или отверстие, вызванный или вызванное взрывом, и создает оболочку вокруг указанного отверстия для уменьшения содержания кислорода. Газообразный азот
25 содержится под давлением в баллоне (7). Вводом газообразного азота также управляет управляющий сигнал, сгенерированный управляющим блоком (1). Система, показанная на фиг. 1, дополнительно оснащена другими конструктивными элементами, такими как пожарные сигнализаторы (17), для обеспечения превентивной защиты электрического трансформатора от взрыва
30 и/или последующего возгорания и/или обнаружения взрыва и/или последующего возгорания.
Позиционные номера, использованные на чертежах 1. Управляющий блок
2. Питающее устройство
3. Узел тушения пожара
4. Дренажный клапан
5. Подъемный магнит
5 6. Перепускной клапан для азота
7. Баллон с азотом
8. Приямок для масла
9. Дренажный клапан для слива масла из трансформатора
10. Сигнальная камера
10 11. Горючая охлаждающая текучая среда
12. Уровень земли
13. Колеса
14. Бак электрического трансформатора
15. Трансформаторный ввод высокого напряжения (или низкого) 15 16. Трансформаторный ввод низкого напряжения (или высокого)
17. Пожарные сигнализаторы
18. Газовое реле
19. Труба или канал
20. Изолирующий клапан расширителя электрического трансформатора 20 21. Расширитель электрического трансформатора
22. Электрический проводник высокого напряжения (или низкого)
23. Электрический проводник низкого напряжения (или высокого)
24. Входной прерыватель
25. Входящая линия
25 26. Токочувствительное электрическое реле для распознавания
разностного тока
27. Выходная линия
28. Выходной прерыватель
29. Кабели
30 30. Электрический трансформатор.
31. Реле быстрого повышения давления
32. Клапан для сброса давления
33. Камера выключателя молниеотвода для переключателя ответвлений под нагрузкой
34. Клапан управления расходом азота для переключателя ответвлений под нагрузкой
35. Клапан управления расходом азота для трансформатора
36. Выключатель контроля давления
5 37. Расширитель переключателя ответвлений под нагрузкой
38. Реле выброса переключателя ответвлений под нагрузкой
39. Предохранительный выпускной клапан
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ 10 Соответственно настоящее изобретение относится к системе для
превентивной защиты переключателя ответвлений под нагрузкой от возгорания и/или трансформатора от взрыва заблаговременно до разложения горючей охлаждающей текучей среды (11)/диэлектрического масла, содержащей:
a) токочувствительное электрическое реле (26) для определения разности 15 между входным током и выходным током и подачи входного сигнала в
управляющий блок, если отношение входного тока к выходному току превышает предварительно заданный предел, и/или еще один датчик для обнаружения возгорания камеры переключателя ответвлений под нагрузкой;
b) по меньшей мере один прерыватель (24, 28) для изоляции 20 электрического трансформатора от входного источника;
c) по меньшей мере одно реле выброса масла для распознавания чрезмерного выброса масла в камере (33);
d) по меньшей мере одно газового реле (18) для распознавания чрезмерного выброса масла в баке (14) и/или по меньшей мере одно реле (31)
25 быстрого повышения давления для обнаружения интенсивного изменения давления в баке трансформатора, и/или по меньшей мере один клапан (32) для обнаружения давления в баке (14) и
e) по меньшей мере один управляющий блок (1) для приема входных сигналов вышеуказанных параметров и таким образом при необходимости
30 генерации управляющего сигнала для активации по меньшей мере одного подъемного магнита (5) для отвода горючей охлаждающей текучей среды (11) через дренажный клапан с последующей подачей сигнала для ввода инертного газа от нижней части бака электрического трансформатора и/или в верхнюю часть
камеры (33) переключателя ответвлений под нагрузкой через клапан управления расходом азота для перемешивания горючей охлаждающей текучей среды (11).
В одном варианте выполнения настоящего изобретения входной ток и 5 выходной ток реле (26) являются током от проводника (22) и проводника (23) трансформатора (30) соответственно.
В одном варианте выполнения настоящего изобретения камера (33) дополнительно содержит реле быстрого повышения давления и/или клапан для 10 сброса давления.
В одном варианте выполнения настоящего изобретения управляющий блок принимает сигналы от реле быстрого повышения давления и/или клапана для сброса давления, соединенных с камерой (33) для генерации управляющего 15 сигнала для активации по меньшей мере одного подъемного магнита (5).
В одном варианте выполнения настоящего изобретения клапан (34) и клапан (35) используются для обеспечения возможности предварительного задания интенсивности расхода азота, подаваемого в камеру (33) и бак (14) 20 соответственно.
В одном варианте выполнения настоящего изобретения бак (14) изолирован от расширителя (21) изолирующим клапаном (20).
25 В одном варианте выполнения настоящего изобретения время,
необходимое для генерации управляющего сигнала от управляющего блока (1) и отвода горючей охлаждающей текучей среды (11) через дренажный клапан (4) с последующим вводом инертного газа от нижней части бака (14), находится в диапазоне 31-700 миллисекунд.
В одном варианте выполнения настоящего изобретения выключатель (36) запускает по меньшей мере один подъемный магнит для ввода азота в бак (14) при падении давления в баке (14) ниже предварительно заданного значения во время отвода горючей охлаждающей текучей среды.
В одном варианте выполнения настоящего изобретения система дополнительно содержит предохранительный выпускной клапан (39) для выпуска давления газообразного азота в атмосферу, когда оно переходит предварительно 5 заданный порог.
Настоящее изобретение также относится к способу превентивной защиты переключателя ответвлений под нагрузкой от возгорания и/или трансформатора от взрыва и последующего возгорания заблаговременно до разложения горючей 10 охлаждающей текучей среды (11)/ диэлектрического масла, согласно которому:
a) обнаруживают разность между входным током и выходным током после перехода предварительно заданного уровня,
b) обнаруживают возгорание камеры переключателя ответвлений под нагрузкой,
15 с) изолируют трансформатор от входного источника, если отношение
входного тока к выходному току превышает предварительно заданный порог,
d) обнаруживают чрезмерный выброс масла в баке (14) с использованием по меньшей мере одного газового реле (18), отслеживают давление в баке трансформатора, а также интенсивность изменения давления с использованием
20 клапана для сброса давления и реле быстрого повышения давления соответственно,
e) обнаруживают чрезмерный выброс масла в камере переключателя ответвлений под нагрузкой с использованием по меньшей мере одного реле выброса масла,
25 f) передают сигналы из этапов а, Ь, с и d в управляющий блок,
д) активируют с использованием управляющего блока по меньшей мере один подъемный магнит (5) для отвода с использованием выключателя G03 горючей охлаждающей текучей среды (11), и затем вводят газообразный азот в нижнюю часть бака (14) трансформатора через клапан для перемешивания 30 горючей охлаждающей текучей среды (11) и уменьшения концентрации кислорода при поступлении сигналов из этапов а или Ь, с и d, и
h) вводят газообразный азот в верхней части камеры переключателя ответвлений под нагрузкой через клапан для перемешивания горючей
охлаждающей текучей среды и уменьшения концентрации кислорода при наличии сигналов из этапов Ь, с, d и е.
В одном варианте выполнения настоящего изобретения на этапе (д) бак 5 (14) изолируют от расширителя (21) изолирующим клапаном (20).
В одном варианте выполнения настоящего изобретения выпускают давление газообразного азота в атмосферу, когда давление ввода газа превышает предварительно заданный порог.
В результате экспериментов выяснилось, что дисбаланс входного тока и выходного тока в трансформаторе (30) измеряется токочувствительным электрическим реле для восприятия разностного тока, которое обнаруживает отличие между входным и выходным токами. При превышении предварительно
15 заданного порога дисбаланса входного и выходного токов или наоборот токочувствительное электрическое реле срабатывает и подает сигнал входному и выходному прерывателям, соединенным с трансформатором (30), на размыкание и изоляцию указанного трансформатора от входного источника (подачи напряжения в трансформатор), (а также выходного источника в случае, если
20 выход указанного трансформатора параллельно соединен с выходом другого трансформатора). Кроме того, какой-либо выброс в горючей охлаждающей текучей среде вследствие внезапно образовавшейся турбулентности обнаруживается газовым реле, установленным как в расширителе трансформатора, так и расширителе переключателя ответвлений под нагрузкой.
25 Для трансформатора может быть использовано по меньшей мере одно газовое реле. Для переключателя ответвлений под нагрузкой вместо газового реле может быть использовано реле выброса масла. В переключателе ответвлений под нагрузкой может быть использовано по меньшей мере одно реле выброса масла и в зависимости от потребностей конкретного применения может быть
30 использовано по меньшей мере два реле выброса масла. Газовое реле, реле выброса масла, реле быстрого повышения давления, предохранительный клапан также подают сигнал на входной и выходной прерыватели электрического трансформатора на размыкание и изоляцию указанного трансформатора. Реле быстрого повышения давления вырабатывает сигнал, когда быстрое изменение
давления в трансформаторе переходит предварительно заданный уровень. Клапан для сброса давления вырабатывает сигнал, когда давление в трансформаторе переходит предварительно заданный порог. Эти предварительно заданные пороги заданы так, что трансформатор защищен от повреждения. 5 Кроме того, также предусмотрено, что камера переключателя ответвлений под нагрузкой и/или электрический трансформатор оснащены реле быстрого повышения давления для отслеживания быстрого повышения давления. Указанное реле может способствовать сбросу давления, когда интенсивность изменения давления превысит предварительно заданное безопасное значение.
10 Указанное значение задают в зависимости от количества масла, размеров электрического трансформатора или камеры, объема и т.п. Кроме того, реле быстрого повышения давления также может быть использовано для отслеживания, обнаружения и предотвращения возгорания. Таким образом, управляющий блок принимает сигнал от газового реле, реле выброса масла, реле
15 быстрого повышения давления, клапана для сброса давления, токочувствительного электрического реле и прерывателей. Управляющий блок вырабатывает сигнал для выпуска инертного газа в камеру переключателя ответвлений под нагрузкой, причем указанный газ выпускают от верхней части камеры. Такой подход помогает устранить возгорание намного быстрее по
20 сравнению с вводом указанного газа от нижней части камеры переключателя ответвлений под нагрузкой. Обнаружено, что масло разбрызгивается от верхней части камеры и таким образом вызывает общее возгорание. Указанная опасность может быть устранена и возгорание предотвращено намного эффективнее, если газ выпускают от верхней части камеры переключателя ответвлений под
25 нагрузкой. Для удовлетворения потребности отвода горючей охлаждающей текучей среды из электрического трансформатора используют выключатель G03. Управляющий блок также инициирует указанный процесс. В случае если указанный выключатель откажет, предусмотрен выключатель (36), который задействует другой выключатель (5) при превышении предварительно заданного
30 давления для отвода горючей охлаждающей текучей среды.
При реализации способа превентивной защиты электрического трансформатора от взрыва и/или последующего возгорания и/или обнаружение взрыва и/или последующего возгорания в электрическом трансформаторе используется бак, заполненный горючей охлаждающей текучей средой. Согласно
указанному способу выполняют действия по обнаружению разности между входным током и выходным током, переходящей предварительно заданный уровень, с использованием реле (26). Обнаруживают чрезмерный выброс масла в баке (14) и переключателе ответвлений под нагрузкой с использованием по 5 меньшей мере одного газового реле (18) и/или реле выброса масла соответственно. Отслеживают давление в трансформаторе, а также интенсивность изменения давления с использованием клапана для сброса давления и реле быстрого повышения давления соответственно. Изолируют трансформатор от входного источника с использованием прерывателей (24, 28).
10 Передают выходные сигналы из токочувствительного электрического реле для распознавания разностного тока, прерывателя, газовое реле, реле выброса масла, реле быстрого повышения давления и клапана для сброса давления в управляющий блок. Активируют подъемный магнит (5) для отвода горючей охлаждающей текучей среды (11) с использованием выключателя G03 и/или
15 выключателя давления с последующим вводом газобразного азота от нижней части бака (14) через некоторый клапан для перемешивания горючей охлаждающей текучей среды (11) и уменьшения содержания кислорода, а также ввода газообразного азота от верхней части камеры переключателя ответвлений под нагрузкой через некоторый клапан для перемешивания горючей
20 охлаждающей текучей среды и уменьшения содержания кислорода. Управляющий блок (1) генерирует управляющий сигнал для активации слива горючей охлаждающей текучей среды (11) и ввода газообразного азота для осуществления превентивных, защитных и/или поисковых мер, направленных против вероятного взрыва и/или последующего возгорания в трансформаторе (30).
Дополнительно, согласно настоящему изобретению газообразный азот хранят в баллоне (7) под давлением, его ввод выполняют с предварительно заданной интенсивностью под управлением некоторого клапана, который активируют управляющим сигналом, сгенерированным управляющим блоком (1).
Баллон с азотом и редуктор давления, который используется для ввода газообразного азота в бак (14) или камеру (33), могут подвергаться воздействию различных температурных условий. При повышении температуры давление сжатого газообразного азота для ввода в регуляторе и шланге повышается. Если
давление ввода в блоке регулятора превышает предварительно заданный уровень, возникает опасность взрыва или протечки в бак (14) трансформатора. Следовательно, избыточное давление своевременно сбрасывают в атмосферу через клапан (39) регулятора давления.
Клапан (34) и клапан (35) используют для предварительного задания интенсивности расхода азота, подаваемого в камеру (33) и бак (14), которая зависит от размера или бака и вместимости масла.
10 Реле (31) распознает интенсивное повышения давления при возникновении
аварийных условий в трансформаторе и дает прерывателю (24 и 28) команду на размыкание для изоляции от трансформатора входной и выходной подачи. Клапан (32) представляет собой чувствительное к давлению устройство, которое при некотором отклонении от предварительно заданного давления при аварийных
15 условиях в трансформаторе подает прерывателю (24 и 28) команду на размыкание для изоляции от трансформатора (30) входной и выходной подачи.
ПРЕИМУЩЕСТВО НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Настоящее изобретение обеспечивает возможность предотвращения и 20 обнаружения возможности взрыва и/или последующего возгорания
заблаговременно, т.е. до разложения горючей охлаждающей текучей среды (11)/диэлектрического масла.
2. Еще одно преимущество настоящего изобретения относится к отказоустойчивой системе с защитой от неумелого или неосторожного обращения
25 и способу для превентивной защиты трансформатора (30) от взрыва и/или последующего возгорания и/или обнаружения взрыва и/или последующего возгорания с минимальной задержкой.
3. Еще одно преимущество настоящего изобретения состоит в возможности его использования для повышающего или понижающего трансформатора,
30 имеющего входное напряжение и выходное напряжение.
4. Еще одно преимущество настоящего изобретения состоит в отсутствии в указанной системе датчиков давления, датчиков температуры или датчиков пара.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Система для превентивной защиты переключателя ответвлений под нагрузкой от возгорания и/или трансформатора от взрыва заблаговременно до
5 разложения горючей охлаждающей текучей среды (11) / диэлектрического масла, содержащая:
a) токочувствительное электрическое реле (26) для определения разности между входным током и выходным током и подачи входного сигнала в управляющий блок, если отношение входного тока к выходному току превышает
10 предварительно заданный порог, и/или еще один датчик для обнаружения возгорания камеры переключателя ответвлений под нагрузкой;
b) по меньшей мере один прерыватель (24, 28) для изоляции электрического трансформатора от входного источника;
c) по меньшей мере одно реле выброса масла для распознавания 15 чрезмерного выброса масла в камере (33) переключателя ответвлений под
нагрузкой;
d) по меньшей мере одно газового реле (18) для распознавания чрезмерного выброса масла в баке (14) трансформатора и/или по меньшей мере одно реле (31) быстрого повышения давления для обнаружения интенсивного
20 изменения давления в баке трансформатора, и/или по меньшей мере один клапан (32) для сброса давления для обнаружения давления в баке (14) трансформатора и
e) по меньшей мере один управляющий блок (1) для приема входных сигналов вышеуказанных параметров и таким образом при необходимости
25 генерации управляющего сигнала для активации по меньшей мере одного подъемного магнита (5) для отвода горючей охлаждающей текучей среды (11) через дренажный клапан с последующей подачей сигнала для ввода инертного газа из нижней части бака электрического трансформатора и/или в верхнюю часть камеры (33) переключателя ответвлений под нагрузкой через клапан управления
30 расходом азота для перемешивания горючей охлаждающей текучей среды (11).
2. Система по п. 1, в которой входной ток и выходной ток токочувствительного электрического реле (26) для распознавания разностного
тока являются током от проводника (22) высокого напряжения и проводника (23) низкого напряжения электрического трансформатора (30) соответственно.
3. Система по п. 1, в которой камера (33) переключателя ответвлений под 5 нагрузкой дополнительно содержит реле быстрого повышения давления и/или
клапан для сброса давления.
4. Система по п.п. 1 и 3, в которой управляющий блок выполнен с возможностью приема сигналов от реле быстрого повышения давления и/или
10 клапана для сброса давления, соединенных с камерой (33) переключателя ответвлений под нагрузкой, для генерации управляющего сигнала для активации по меньшей мере одного подъемного магнита (5).
5. Система по п. 1, в которой клапан (34) управления расходом азота для 15 переключателя ответвлений под нагрузкой и клапан (35) управления расходом
азота для трансформатора используется для обеспечения возможности предварительного задания интенсивности расхода азота, подаваемого в камеру (33) переключателя ответвлений под нагрузкой и бак (14) трансформатора соответственно.
6. Система по п. 1, в которой бак (14) электрического трансформатора изолирован от расширителя (21) электрического трансформатора изолирующим клапаном (20) расширителя.
25 7. Система по п. 1, в которой время, необходимое для генерации
управляющего сигнала от управляющего блока (1) и отвода горючей охлаждающей текучей среды (11) через дренажный клапан (4) с последующим вводом инертного газа от нижней части бака (14) электрического трансформатора, находится в диапазоне 31-700 миллисекунд.
8. Система по п. 1, в которой выключатель (36) для контроля давления выполнен с возможностью активации по меньшей мере одного подъемного магнита для ввода азота в бак (14) трансформатора, когда давление в баке (14)
трансформатора падает ниже предварительно заданного значения во время отвода горючей охлаждающей текучей среды.
9. Система по п. 1, дополнительно содержащая предохранительный 5 выпускной клапан (39) для выпуска давления газообразного азота в атмосферу,
когда давление переходит предварительно заданный порог.
10. Способ превентивной защиты трансформаторного переключателя ответвлений под нагрузкой от возгорания и/или трансформатора от взрыва
10 заблаговременно до разложения горючей охлаждающей текучей среды (11) / диэлектрического масла, согласно которому:
a) обнаруживают разность между входным током и выходным током при переходе предварительно заданного уровня,
b) обнаруживают возгорание камеры переключателя ответвлений под 15 нагрузкой,
c) изолируют электрический трансформатор от входного источника, если отношение входного тока к выходному току превышает предварительно заданный порог,
d) обнаруживают чрезмерный выброс масла в баке (14) трансформатора с 20 использованием по меньшей мере одного газового реле (18), отслеживают
давление в баке трансформатора, а также интенсивность изменения давления с использованием клапана для сброса давления и реле быстрого повышения давления соответственно,
e) обнаруживают чрезмерный выброс масла в камере переключателя 25 ответвлений под нагрузкой с использованием по меньшей мере одного реле
выброса масла,
f) передают сигналы, указанные на этапах а, Ь, с и d, в управляющий блок и д) активируют по меньшей мере один подъемный магнит (5) с
использованием управляющего блока для отвода горючей охлаждающей текучей 30 среды (11) с использованием выключателя G03 и последующего ввода газообразного азота от нижней части бака (14) электрического трансформатора через некоторый клапан для перемешивания горючей охлаждающей текучей среды (11) и уменьшения содержания кислорода при поступлении сигналов, указанных на этапах а или Ь, с и d, и
h) вводят газообразный азот от верхней части камеры переключателя ответвлений под нагрузкой через некоторый клапан для перемешивания горючей охлаждающей текучей среды и уменьшения содержания кислорода при поступлении сигналов, указанных на этапах Ь, с, d и е.
11. Способ по п. 10, согласно которому на этапе (д) бак (14) электрического трансформатора изолируют от расширителя (21) электрического трансформатора изолирующим клапаном (20) расширителя.
12. Способ по п. 10, согласно которому выпускают давление газообразного азота в атмосферу, когда указанное давление ввода превышает предварительно заданный порог.
ФИГ. 1
2/4
ПРЕДОТВРАЩЕНИЕ (БАНК ТРАНСФОРМАТОРА)
АВТОМАТИЧЕСКИЙ РЕЖИМ
ГАШЕНИЕ (БАК ТРАНСФОРМАТОРА)
ГАШЕНИЕ (ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ ОТВЕТВЛЕНИЙ ПОД НАГРУЗКОЙ)
Срабатывание реле разностного тока
Реле быстрого повышения давления
Изоляция масляного расширителя трансформатора предварительно напряженным обратным клапаном
Изоляция масляного расширителя трансформатора предварительно напряженным обратным клапаном
Срабатывание газового реле
Срабатывание предохранительного клапана
Ввод азота
Реле быстрого повышения давления
Изоляция трансформатора
Изоляция масляного расширителя трансформатора изолирующим клапаном
Пожарный сигнализатор
Срабатывание газового реле
Блокировка на время обслуживания
Срабатывание предохранительного клапана
Реле быстрого повышения давления
Срабатывание газового реле
Срабатывание предохранительного клапана
Изоляция трансформатора
Срабатывание реле выброса
масла в переключателе ответвлений под нагрузкой
Слив масла
Выключатель контроля давления
Блокировка на время Хд) обслуживания
Блокировка на время обслуживания
Слив масла
Выключатель контроля давления
Изоляция трансформатора
Блокировка
на время обслуживай
Ввод азота
Блокировка
на время обслуживай
Ввод азота
ФИГ. 2
3/4
УДАЛЕННОЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ГАШЕНИЕ
Изоляция масляного расширителя трансформатора предварительно напряженным обратным клапаном
Изоляция трансформатора
МЕСТНОЕ МЕХАНИЧЕСКОЕ РУЧНОЕ ГАШЕНИЕ
Изоляция масляного расширителя трансформатора предварительно напряженным обратным клапаном
Обслуживание
Вкл. высвобождающего выключателя для гашения
Обслуживание
Слив масла (бак трансформатора)
Обслуживание
Ввод азота (бак трансформатора и переключатель ответвлений под нагрузкой)
Слив масла (бак трансформатора)
Обслуживание
Ввод азота (бак трансформатора и переключатель ответвлений под нагрузкой)
ФИГ. 2
4/4
301
302
Источник энергии
Селекторн. выключатель
303
Передача разностного тока контактором с механической защелкой
Контактор пожарного сигнализатора
304
Контактор газового реле /предохрани
тельный клапан/реле быстрого повышения давления
305
Контактор размыкателя
Реле контактора
Кабельная система контроля
Сигнал из блога для управления для узла тушения пожара
308
ФИГ.З
