Protezione gas dei trasformatori
La protezione del gas per trasformatori è la protezione più sensibile e universale contro i danni interni. Installato su trasformatori raffreddati ad olio con conservatore dell'olio.
Questo tipo di protezione si basa sul fatto che qualsiasi danno nel trasformatore, incluso un aumento del riscaldamento dell'olio, porta alla decomposizione chimica dell'olio del trasformatore, nonché dei materiali organici dall'isolamento dell'avvolgimento, a seguito della quale viene rilasciato gas all'interno del trasformatore. Questo gas agisce su speciali dispositivi di protezione del gas che danno un segnale di allarme o spengono il trasformatore.
La protezione gas reagisce a guasti come l'interruzione di cortocircuito negli avvolgimenti del trasformatore, a cui la protezione differenziale e di sovracorrente non reagisce; perché in tali casi l'entità della corrente di guasto è insufficiente per il funzionamento della protezione.
La natura del guasto nel trasformatore e l'entità del guasto influiscono sulla velocità di generazione del gas. Se il guasto si sviluppa lentamente, corrispondente a lenta gassificazione, allora la protezione dà un segnale di avviso ma non scollega il trasformatore.
L'intensa e anche violenta formazione di gas, indice di un cortocircuito, crea un segnale nel sistema di protezione gas di entità tale che, oltre all'allarme, provoca l'intervento del trasformatore difettoso. La protezione gas dei trasformatori attiva un segnale di allarme anche quando il livello dell'olio nel serbatoio scende.
Protezione del gas dei trasformatori effettuata da speciali relè gas, montati in un alloggiamento metallico, integrato nell'oleodotto tra il serbatoio e l'espansore.
Riso. 1. Relè gas a galleggiante: 1 - corpo, 2,5 - contatti, 3 - asta, 4 - isolamento terminale, 6 - coperchio, 7 - telaio, 8 - asse, 9 - galleggiante superiore, 10 - galleggiante inferiore.
Il relè è solitamente pieno di olio. L'alloggiamento del relè ha un vetro a specchio con una scala che mostra la quantità di gas accumulato e il relè. Nella parte superiore del relè è presente una valvola di rilascio del gas e morsetti per il collegamento dei cavi ai contatti situati all'interno del relè.
La progettazione e l'installazione del relè gas più comune del tipo PG-22 è mostrata in fig. 1. Nei relè a gas di questo tipo, due galleggianti sono montati su cerniere all'interno dell'alloggiamento, che sono cilindri metallici cavi, e su di essi sono presenti contatti di mercurio collegati da fili flessibili ai morsetti terminali del relè di copertura. Il galleggiante superiore è un elemento di segnalazione protetto.
In condizioni normali, quando il relè è completamente pieno d'olio, il galleggiante galleggia e il suo contatto si apre. Nella lenta gassificazione, i gas che salgono verso l'espansore riempiono gradualmente il relè e spostano l'olio. Quando il livello dell'olio diminuisce, il galleggiante discendente ruota sul proprio asse mentre i contatti del mercurio si chiudono e viene inviato un segnale di avviso.
Con un'ulteriore lenta formazione di gas, il relè non può agire allo spegnimento perché è pieno di gas solo fino al bordo superiore del foro, dopodiché i gas passeranno nell'espansore.
Il galleggiante inferiore, situato di fronte all'apertura dell'oleodotto, è un elemento di intercettazione.Se la formazione di gas avviene violentemente, si verifica un forte flusso di gas dal trasformatore all'espansore attraverso il relè del gas, mentre il galleggiante inferiore si gira , chiude i contatti del mercurio, che attiva il dispositivo , che spegne il trasformatore.
Poiché durante un cortocircuito si verifica immediatamente una violenta formazione di gas nel serbatoio del trasformatore, il trasformatore viene spento rapidamente dopo 0,1-0,3 s. Poco dopo, dopo lo spegnimento del trasformatore, scatta l'allarme.
Per i trasformatori con una capacità di 6,3 mila kVA e oltre, l'installazione della protezione del gas è obbligatoria. Per i trasformatori con una capacità da 1000 a 4000 kVA, è obbligatorio solo in assenza di protezione da corrente differenziale o da sovracorrente con un ritardo di 0,5-1 s. Per i trasformatori di potenza pari o superiore a 400 kVA installati all'interno dell'officina è obbligatoria la protezione gas.