Главный Каталог Статей РФ
85942 авторов, размещено 47073 статей, сейчас на сайте пользователей: 108 Статистика
Аватар asregistr

Трансформаторы: защита от взрывов и пожаров

Категория:  Оборудование  | Автор:  asregistr | Опубликовано: 05.08.2009
Взрывы и пожары силовых масляных трансформаторов приводят к трагическим социальным, экологическим, экономическим последствиям, вплоть до смертельных случаев, тяжелые ранения и травмы, загрязнение окружающей среды, убытки от недостатка производства электроэнергии до его полного прекращения и увеличение затрат на импорт энергоресурсов, потребность в замене трансформатора и оборудования на поврежденной подстанции или электростанции, снижение производительности.

Силовые трансформаторы относятся к наиболее дорогостоящему оборудованию, устанавливаемого на электростанциях и трансформаторных подстанциях.

Они содержат большое количество горючего вещества, при возгорании которого пожар может распространиться на близлежащие здания и строения. Особое внимание в этом случае должно быть уделено их защите.

Анализ базы данных показал, что все пострадавшие трансформаторы были оборудованы традиционными системами электрозащиты: дифференциальной, токовой, по земле, реле Бухгольца и реле быстрого возрастания давления. Единственным средством механической защиты был клапан сброса давления. В большинстве случаев системы электрической защиты срабатывали должным образом и посылали сигнал на выключатель трансформатора.

Однако, взрыва не удавалось избежать даже в том случае, если трансформатор был оборудован современными выключателями, обеспечивающими отключение в течение 50 миллисекунд. Механической защиты - клапан сброса давления - не эффективен при коротких замыканиях, так как все уничтоженные трансформаторы были оборудованы именно этим устройством.

Проведенные испытания показали, что быстрота возрастания давления в баке, возникающего из-за короткого замыкания, превышает период реагирования всех систем защиты трансформатора. Это, в особенности, относится к клапану сброса давления, который не рассчитан для быстрой эвакуации необходимого количества масла, что позволило бы избежать взрыва бака трансформатора. При сильных коротких замыканиях клапан сброса давления порой не успевает открыться вообще.

Взрывы и пожары трансформаторов могут являются итогом пробоя изоляции. Основанием этого могут являться перегрузки или скачки в электрической цепи, вызванные молниями, переключениями, постепенным износом изоляции, недостаточным уровнем масла, влажностью, кислотой, содержащейся в масле, а также сбоями в сопутствующем оборудовании, таком, как устройства регулирования напряжения под нагрузкой (РПН) или электрические вводы.

Энергия электрической дуги, возникающая в результате пробоя изоляции, вызывает резкий скачок локальной температуры. Она также генерирует большое количество взрывчатых и горючих газов, которые провоцируют очень быстрое увеличение давления в баке трансформатора.

В следствии этого, трансформатор взрывается в течении долей секунды, и крышка бака при этом обычно срывается. Большое количество масло-газовой смеси выплескивается в пространство. Контакт взрывчатых и горючих газов с воздухом (кислородом) может привести к мощному взрыву, который в некоторых случаях распространяет огонь по всей электростанции. В то же время температура поверхности масла в бакс быстро достигает точки воспламенения, и трансформатор загорается.

Был проанализирован и формализован механизм преобразования масла под воздействием температуры. Результатом этого анализа стала магнито-термо-гидродинами-ческая модель (МТГ).

МТГ-модель используется для расчета количества генерируемых взрывчатых и горючих газов, что позволяет вычислить возрастание давления в баке с течением времени. При расчетах выделения газов не следует забывать, что их количество зависит от величины тока электрической дуги и места возникновения короткого замыкания в баке трансформатора. В случае, когда электрическая дуга проходит непосредственно через диэлектрическое масло, возрастание давления происходит очень быстро, так как вся энергия дуги расходуется на нагрев масла, и это приводит к выделению большого количества горючих и взрывчатых газов. Если короткое замыкание происходит внутри обмоток, давление в баке будет возрастать медленнее, потому что часть энергии пойдет на расплавление меди или алюминия.

МТГ-модель принимает во внимание все параметры трансформатора:

свойства материалов (толщина и качество меди, изоляционных материалов и т. д.);

количество витков, размеры и геометрия обмоток;

компоненты диэлектрического масла, характеристики потока и охлаждаю щей системы;

геометрические параметры трансформатора, включая устройства РПН и электрические вводы.

В ходе исследований решались следующие задачи:

определить количество взрывчатых и горючих газов, выделяющихся вследствие переноса энергии;

рассчитать возникающее при этом увеличение давления внутри бака;

рассчитать энергию, которая должна быть эвакуирована для предотвращения взрыва и пожара трансформатора;

разработать систему, позволяющую эвакуировать газы и масляную смесь и препятствующую доступу кислорода.

На электростанциях короткие замыкания трансформаторов представляют особенно большой риск, так как инерция генератора продолжает питать электрическую дугу в течение относительно большого промежутка времени, если между генератором и трансформатором нет выключателя. Для предотвращения взрыва бака трансформатора такие условия являются наиболее тяжелыми По этой причине были изучены проблемы предупреждения взрыва блочных трансформаторов на электростанциях во время трехлетней программы исследований, осуществленной при сотрудничестве с одной из американских энергокомпаний.

Результаты программы исследований показали следующее:

давление внутри бака трансформа тора возрастает от 50 до 1 000 бар в секунду, в зависимости от места короткого замыкания и количества энергии, передаваемой маслу электрической дугой;

клапаны сброса давления, обычно устанавливаемые на баке трансформа тора, не способны понизить внутреннее давление бака и предохранить его от взрыва во время короткого замыкания для всех моделируемых ситуаций;

в большинстве случаев трансформаторы взрываются в течение 5-50 миллисекунд после того, как давление внутри бака начинает возрастать.

Эффективным средством защиты трансформаторов и их устройств регулирования напряжения под нагрузкой (РПН) является система TRANSFORMER PROTECTOR (ТР), компании SERGI.

 

Система TP предназначена для применения на всех масляных трансформаторах мощностью свыше 0,1 МВА и выполняет следующие функции:

снижение давления в баке трансформатора (в течение нескольких миллисекунд);

эвакуация взрывчатых газов из бака трансформатора без контакта с воздухом;

отвод взрывчатых газов от трансформатора в отдаленную зону, где они могут сгореть в безопасности, что важно, например, на нефтеперерабатывающих предприятиях;

прекращение выделения взрывчатых газов благодаря использованию подачи азота.

В зависимости от мощности трансформатора и его местоположения находят применение системы ТР трех различных моделей. Каждый тип включает в себя один или несколько модулей сброса давления и один модуль устранения взрывчатых газов. Отличия состоят в особенностях осуществления декомпрессии, разделения масла и взрывчатых газов, хранения отведенного масла.

Система STP предназначена для относительно небольших трансформаторов мощностью от 0,1 до 5 МВА, расположенных вне или внутри помещений. Система МТР предназначена для любых трансформаторов мощностью от 0,1 до 1000 МВА или более, расположенных вне или внутри помещений. Система LTP предназначена для любых трансформаторов мощностью от 5 до 1000 МВА и более, расположенных вне помещений на электростанциях и трансформаторных подстанциях.
Журнал "Техника безопасности". Статью предоставилЗАО "ЭЛТКОМ"

Комментарии
К этой статье пока нет комментариев. Станьте первым! У нас гости не могут комментировать статьи. Пожалуйста авторизуйтесь или зарегистрируйтесь, чтобы прокомментировать.
Интересные статьи по теме
Аватар wangraf
Самостоятельный расчет кол-ва сбрасываемой воды в канализацию при промывке фильтров для очистки воды Для начала давайте разберемся зачем нам нужно знать сколько воды будет сбрасывать тот или иной фильтр в канализацию:1) Для того, чтобы определить нагрузку на систему очистки стоков, ведь не всегда ест...
Категория: Оборудование | Автор: wangraf | Добавлено: 19.05.2016
Аватар Леони Панкин
Как правильно подобрать энергосберегающую лампочку? И так мы решили заменить обычные лампочки на энергосберегающие. Аргументов за нашлось много это и экономия электроэнергии - энергосберегающая лампочка не зря так называется расход электричества у неё ...
Категория: Оборудование | Автор: Леони Панкин | Добавлено: 30.11.2009
Аватар web-ch
Назначение и функции видеорегистратора Видеорегистратор - один из основных элементов при построении системы видеонаблюдения на объектах. Каждый тип устройств имеет ряд отличительных особенностей, которые характеризуют основные возможности ...
Категория: Оборудование | Автор: web-ch | Добавлено: 22.02.2010
Аватар Shelchok
Сплит-Система Сплит-система кондиционирования воздуха состоит из двух основных блоков: внешнего и внутреннего. Внешний блок сплит-системы состоит из компрессора, вентилятор и радиатор. Внутренний блок сплит-системы...
Категория: Оборудование | Автор: Shelchok | Добавлено: 09.03.2010
Аватар binteco
Что такое твердотопливный котел? Что такое твердотопливный котел, какие типы и классы этого оборудования есть на рынке. Как выбрать необходимый вариант для установки в вашем доме, бане, сауне на даче....
Категория: Оборудование | Автор: binteco | Добавлено: 29.10.2013
Лучшие авторы
Аватар mmz
mmz
Проектирование и производство станочного оборудова...

Читать

Аватар OlgaB
Здравствуйте, меня зовут Ольга. Два высших гуманит...

Читать

Аватар pageranker.ru
Владелец сайта http://www.pageranker.ru.
Раскру...

Читать

Аватар Tobeshop
Знаем всё о том, где заказать качественные и безоп...

Читать

Аватар densok
Установка натяжных потолков, окон, остекления, обш...

Читать

Свежие комментарии
Талантливый человек талантлив во всём! Будь как Паша! А ещё ты можешь ...

Читать

Можно выбрать.

Читать

Ой, шутник.

Читать

https://priornews.ru/zastrojshhik-iz-hmao-sravnil-ufas-s-prestupnoj-gr...

Читать

https://ura-news.turbopages.org/turbo/ura.news/s/news/1052688335

Читать

Напишите нам