Разработка систем диагностики состояния теплоэнергетического и электроэнергетического оборудования

1.2 Конструктивные особенности газового реле и традиционного пробоотборного устройства газов из газового реле Газовая защита — вид релейной защиты, предназначенный для защиты от повреждений электрических аппаратов, располагающихся в заполненном маслом резервуаре. Газовая защита является универсальной и наиболее чувствительной защитой трансформаторов и другого высоковольтного МНЭО от внутренних повреждений. Она реагирует на такие опасные повреждения, как замыкания между витками обмоток, на которые не реагируют другие виды защит из-за недостаточного значения тока при этом виде повреждения. Применение. Некоторые мощные электрические аппараты в процессе эксплуатации выделяют значительное количество тепла, в результате чего воздушное охлаждение таких устройств оказывается недостаточно эффективным. В этих случаях для охлаждения эти аппараты (к ним могут относиться трансформаторы, автотрансформаторы, реакторы) помещают в бак, заполненный трансформаторным маслом, которое естественным или принудительным образом охлаждает эти устройства. Кроме того, масло дополнительно служит для повышения уровня изоляции обмоток трансформаторов. Использование масла решает проблему охлаждения, однако создаёт новую проблему, связанную с повышенной опасностью эксплуатации электрического аппарата. В случае повреждения токоведущих частей (например, при коротком замыкании между обмотками трансформатора или иных повреждениях), масло начинает нагреваться, происходит усиленное газообразование, резко поднимается давление масла в баке, что может привести к взрыву, сопровождающемуся пожаром. Для предупреждения таких повреждений применяется газовая защита. Согласно ПУЭ газовая защита устанавливается в обязательном порядке на трансформаторах мощностью 6,3 МВА и более, шунтирующих реакторах на напряжение 500 кВ, трансформаторах мощностью 630 кВА, если они располагаются внутри помещений. Газовая защита может использоваться для аварийного отключения высоковольтного маслонаполненного электрооборудования, а также включения системы пожаротушения трансформатора. Газовое реле (ГР) аппарат, реагирующий на выделение газов при разложении масла или изоляции трансформаторов и служащий для защиты от внутренних повреждений трансформаторов большой мощности с масляным охлаждением Газовое реле представляет собой металлический кожух, врезанный в маслопровод между баком трансформатора (автотрансформатора) и расширителем, как показано на рисунке 1 [6]. Рисунок 1   Установка газового реле на трансформаторе 1 — газовое реле; 2 — кран; 3 — подкладки для создания необходимого уклона крышки трансформатора (автотрансформатора). Корпус устройства сделан из алюминиевого литейного сплава, покрытым лакокрасочным слоем (рисунок 2). Сплав сделан таким образом, чтобы выдерживать неблагоприятные воздействия метеорологических условий [7]. Рисунок 2 – Внешний вид реле Бухгольца Корпус реле имеет резьбовое или фланцевое исполнение (рисунок 3). Для контроля функций систем коммутации в корпусе есть смотровые оконца (2). По шкале, нанесенной на оконца, можно определить объем собравшегося газа. Приборы могут быть оснащены откидывающимися кверху крышками (3) перед смотровыми оконцами. а б Рисунок 3   Разновидности корпусов реле Бухгольца а – фланцевое исполнение; б – резьбовое исполнение. Крышка изготовлена из стойкого к воздействию метеорологических условий алюминиевого литейного сплава и снабжена лакокрасочным покрытием (рисунок 4). Над крышкой располагается коробка выводов (1), испытательный вентиль (2) и испытательная кнопка, закрытая колпачковой гайкой (3), а также табличка (4) с указаниями по обслуживанию испытательной кнопки. Коробка, наряду с заземлением (5), содержит закрепленные в дне крышки электрические вводы (6). Коробка защищена колпаком от прикосновения и попадания загрязнений. На внутренней стороне колпака приведена схема контактов (8). Соединительный провод вводится на выбор через один из двух кабельных арматур с резьбовым соединением (9). Рисунок 4 – Реле Бухгольца со снятым колпаком Реле заполнено маслом. Кожух реле имеет смотровое стекло со шкалой, с помощью которой определяется объем скопившегося в реле газа. На крышке газового реле имеется краник для выпуска воздуха и взятия пробы газа и масла для их анализа, а также расположены зажимы для подключения кабеля к контактам, находящимся внутри кожуха. У поплавковых реле внутри кожуха укреплены на шарнирах два поплавка, представляющих собой полые металлические цилиндры (или пластмассовые шарики). На поплавках укреплены ртутные контакты, соединенные с выводными зажимами на крышке реле. Ртутный контакт представляет собой стеклянную запаянную колбочку с впаянными в ее верхнюю часть двумя контактами [6]. Колбочка содержит небольшое количество ртути, которая при определенном положении колбочки замыкает между собой оба контакта. чем создается цепь через реле. Конструкция наиболее распространенного газового реле типа ПГ-22 показана на рисунке 5. Верхний поплавок является сигнальным элементом защиты. Нормально, когда реле полностью заполнено маслом, поплавок всплывает и его контакт при этом разомкнут. При медленном газообразовании газы, поднимающиеся к расширителю, постепенно заполняют верхнюю часть реле и вытесняют масло. Рисунок 5   Устройство лопастного газового реле фирмы AEG-Union 1 — кожух; 2 — коробка зажимов; 3 — сигнальный поплавок; 4 — отключающий поплавок; 5 — лопасть; б — ртутные контакты; 7 — стержень для опробования отключающего элемента; 8— кран; 9 — зажимы; 10 — пробка; 11— экран; 12 — пробка; 13 — экран. С понижением уровня масла в реле поплавок, опускаясь, поворачивается на своей оси, вследствие чего происходит замыкание ртутных контактов в цепи предупредительной сигнализации. При дальнейшем медленном газообразовании реле не может подействовать на отключение, так как оно заполняется газом лишь до верхней кромки отверстия маслопровода, после чего газы будут выходить в расширитель. Аналогично работает сигнальный элемент и при понижении уровня масла в реле по другим причинам, например из-за утечки масла из бака трансформатора или понижения температуры. Нижний поплавок, расположенный против отверстия маслопровода, является отключающим элементом реле. При бурном газообразовании вследствие повышения давления в баке трансформатора (автотрансформатора) возникает сильный поток масла и газа в расширитель через газовое реле. При скорости движения потока газов и масла 0,5 м/с нижний поплавок, находящийся на пути движения потока, опрокидывается и происходит замыкание его ртутных контактов в цепи отключения. Благодаря тому, что при КЗ в трансформаторе (автотрансформаторе) сразу возникает бурное газообразование, газовая защита производит отключение с небольшим временем —0,1—0,3 с. Отключающий элемент работает также при значительном понижении уровня масла в корпусе реле. Отбор пробы газа из газового реле производится в соответствии с инструкцией [8]. Подчеркнем, что эта инструкция 1979 года используется до сих пор. Стандарт организации ОАО ФСК ЕЭС [9, 10] повторяет, практически в неизменном виде, эту инструкцию. Отбор газа проводится с помощью прибора (рисунок 6), состоящего из пипетки 1 вместимостью 500 мл и уравнительной склянки 2, которая соединяется резиновой трубкой 3 с нижним краном 5 пипетки. Прибор для отбора проб газа размещается в деревянном футляре. Рисунок 6   Прибор для отбора проб газа Перед отбором пробы пипетку и резиновую трубку, надетую на верхний кран пипетки, необходимо заполнить затворной жидкостью. Для этого открывают верхний и нижний краны пипетки и поднимают уравнительную склянку выше верхнего крана. При заполнении пипетки необходимо следить, чтобы в ее верхней части не оставалось пузырьков воздуха. Когда жидкость начнет вытекать из резиновой трубки 4, краны пипетки следует закрыть, а на резиновую трубку надеть зажим 6. В качестве затворной жидкости в летнее время может быть использован 22%-ный раствор поваренной соли, подкисленный серной кислотой (5-6 капель серной кислоты) и подкрашенный метиловым оранжевым индикатором. В зимнее время допускается применять водный раствор глицерина (1:1 по объему) или трансформаторное масло. Для отбора в пипетку пробы газа свободный конец резиновой трубки 4 необходимо присоединять к штуцеру крана газового реле, опустить пипетку ниже крана, установить уравнительную склянку на высоте нижнего крана пипетки, затем открыть краны пипетки и снять зажим с верхней резиновой трубки. Убедившись в отсутствии подсоса воздуха в пипетку при закрытом кране газового реле (уровень затворной жидкости в пипетке не должен опускаться), следует открыть этот кран и отобрать газ в пипетку. Отбор газа следует производить до тех пор, пока уровень масла в газовом реле не достигнет верхней отметки на смотровом стекле или пока пипетка не заполнится газом. Затем необходимо закрыть кран газового реле и поднять уравнительную склянку на высоту верхнего крана пипетки для создания в пипетке избыточного давления. После этого следует закрыть нижний и верхний краны пипетки, снять резиновую трубку со штуцера газового реле. Пробу газа следует доставить на анализ. В некоторых случаях (неудобства при отборе проб, неблагоприятные метеорологические условия) допускается отбирать пробу газа в пипетку без уравнительной склянки с выбросом затворной жидкости. В случае транспортировки пробы газа на значительное расстояние краны пипетки необходимо дополнительно герметизировать, заливая их расплавленным парафином. Следует отметить, что работа с данным пробоотборным устройством ведет к привлечению как минимум двух квалифицированных сотрудников, что не всегда удобно. 1.3 Конструктивные особенности медицинских шприцев и пробоотборников, используемых для отбора ИЖ из маслонаполненного электрооборудования На рисунке 7-10 представлены эскизы медицинских шприцев, используемых в качестве пробоотборников ИЖ. Конструктивно медицинский шприц состоит из двух основных элементов: полого стеклянного корпуса и поршня [11]. Один из торцов открыт. Второй торец снабжен конусообразным наконечником со сквозным каналом. Корпус может быть цельностеклянным, как показано на рисунке 7, 8. Рисунок 7   Цельностеклянный медицинский шприц со стеклянным поршнем 1 – корпус; 2 – зазор между корпусом и поршнем; 3 – поршень. Рисунок 8   Медицинский шприц с цельностеклянным корпусом 1 – корпус; 2 – силиконовое или металлическое уплотнение; 3 – металлический поршень Так же существуют конструкции шприцев состоящих из герметично соединенных (свинцовое уплотнение) металлического торца и стеклянного корпуса (рисунок 9), или разборным (рисунок 10). Рисунок 9   Медицинский шприц с герметично соединенными (свинцовое уплотнение) металлическим торцом 1 – свинцовое уплотнение; 2 – корпус шприца; 3 – соединение корпус-поршень; 4 – поршень. Рисунок 10 – Медицинский шприц с разборным металлическим конусообразным наконечником 1 – корпус; 2 – наконечник 3 – силиконовое уплотнение; 4 – гайка; 5 – силиконовое или металлическое уплотнение; 6 – поршень. При этом для шприца с разборным корпусом конусообразный наконечник, как правило, изготавливается из металла, а герметизация корпуса обеспечивается силиконовой прокладкой. Конструкция поршня также может быть как цельностеклянной, так и разборной металлической. В первом случае герметичность обеспечивается оптимальным уменьшением зазора между внутренней поверхностью корпуса и внешней поверхностью поршня. Во втором случае герметичность шприца обеспечивается уплотнительным кольцом на поршне, изготавливаемым из полимерного материала или металла (рисунки 7-10). В последние годы широкое распространение получили специализированные пробоотборники «Elchrom» (рисунок 11). Рисунок 11 – Пробоотборник (Elchrom) 1 – соединительная муфта; 2 – вакуумный кран; 3 – узел крепления крана к пробоотборнику; 4 – корпус пробоотборника с поршнем индивидуальной притирки. Основные конструктивные и технологические отличия пробоотборника Elchrom от медицинских шприцев: - цельностеклянный корпус из специального боросиликатного стекла; - индивидуально притертый цельностеклянный поршень; - наличие дополнительного конструктивного элемента - узла герметизации (рисунок 12), обеспечивающего повышенную герметичность; а б в Рисунок 12   Элементы узла герметизации пробоотборника «Elchrom» а   гайка накидная; б – штуцер, в   уплотнительное кольцо. - наличие специального трехходового крана, обеспечивающего качественный отбор и подготовку пробы ИЖ для хроматографического анализа, расширение количества анализируемых газов при однократном введении пробы в хроматограф [4]. 1.4 Анализ путей и интенсивности диффузионных потоков диагностических газов в медицинских шприцах и пробоотборниках В упомянутой ранее статье [11] проведен анализ описанных выше конструкций медицинских шприцев и специализированного пробоотборника «Elchrom». Авторы статьи выделили несколько характерных путей потоков, определяющих утечку газов из объема шприцов и пробоотборника в окружающую среду и, наоборот, проникновение атмосферного газа в шприцы и пробоотборник: Зазор между корпусом и стеклянным поршнем, Силиконовое уплотнение, Свинцовое уплотнение, Стенки корпуса, Конусообразный наконечник со сквозным каналом (все типы) Узел герметизации.

Похожие:

	Рабочая программа учебной дисциплинЫ «монтаж и эксплуатация оборудования... Целью освоения дисциплины «Монтаж и эксплуатация оборудования систем электроснабжения» является получение студентами базовых знаний...		1 обзор и анализ современного состояния создания систем компьютерного обучения Эксплуатация водного транспорта и транспортного оборудования/ 180000 "Морская техника"
	Министерство образования и науки РФ московский энергетический институт (технический университет) Целью дисциплины является изучение физических основ и методов диагностики (контроля технического состояния) изоляции установок и...		Управление ремонтом оборудования на предприятиях электроэнергетического комплекса Работа выполнена на кафедре «Организация и стратегия развития промышленных предприятий» фгбоу впо "Самарский государственный экономический...
	Служебные программы предназначены для диагностики состояния и настройки... Служебные программы предназначены для диагностики состояния и настройки вычислительной		Ю. Ф. Филиппова ...
	Методические указания по учебной дисциплине «диагностика электроэнергетического... «Эксплуатация электрооборудования» на электроэнергетических и других технических факультетах высших учебных заведений промышленного...		Исследование систем управления процесс определения организационной... Место исследований систем управления в комплексе дисциплин по теории и практке управления
	Пояснительная записка на курсовой проект по дисциплине «Разработка... Целью данной работы является разработка программы для автоматизации проектирования систем молниезащиты на базе сапр компас 3D, с...		Реферат По предмету: «Технические средства контроля диагностики и... В связи с увеличением потребления трафика в локальных сетях встречаются ситуации, когда одни приложения монополизируют весь сетевой...
	Принципы построения систем поддержки принятия решений для оценки... Объект внимания данной работы представляет собой систему поддержки принятия решений (сппр) для оценки функционального состояния лица...		Программа учебной дисциплины «эксплуатация систем электроснабжения» Целью изучения дисциплины «Эксплуатация систем электроснабжения» является формирование у студентов профессиональных навыков по использованию...
	Реферат Дипломный проект посвящен решению некоторых вопросов реконструкции... Кс-4 Полянского лпу мг. В проекте приведено описание устройств и принципов работы технологического оборудования и систем автоматики....		Дипломный проект на тему: Проект мероприятий по улучшению финансового состояния Целью работы является разработка мероприятий по улучшению финансового состояния строительного предприятия фгуп «усс» фсб россии
	Программа bde administrator 28 Обязательной является разработка вопросов системного анализа объектов проектирования, оптимизации и выбора наилучших вариантов решений,...		Особенности состояния систем общего и специфического иммунитета у... Оторых лежат как специфические, так и неспецифические проявления лекарственной гиперчувствительности. Неспецифическое действие лекарственного...