BG64202B1 - Устройство за предотвратяване на експлозии в електрическите трансформатори - Google Patents
Устройство за предотвратяване на експлозии в електрическите трансформатори Download PDFInfo
- Publication number
- BG64202B1 BG64202B1 BG105907A BG10590701A BG64202B1 BG 64202 B1 BG64202 B1 BG 64202B1 BG 105907 A BG105907 A BG 105907A BG 10590701 A BG10590701 A BG 10590701A BG 64202 B1 BG64202 B1 BG 64202B1
- Authority
- BG
- Bulgaria
- Prior art keywords
- transformer
- boiler
- pressure
- fastening part
- electrical
- Prior art date
Links
- 238000004880 explosion Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 19
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 19
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 8
- 230000002265 prevention Effects 0.000 claims description 7
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 6
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 3
- -1 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims description 3
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims description 3
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 claims description 3
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 3
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 3
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims description 2
- 238000013467 fragmentation Methods 0.000 claims description 2
- 238000006062 fragmentation reaction Methods 0.000 claims description 2
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 claims 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract description 10
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 abstract description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 abstract description 5
- 238000005452 bending Methods 0.000 abstract description 3
- 239000002360 explosive Substances 0.000 abstract description 2
- 239000012809 cooling fluid Substances 0.000 abstract 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 abstract 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 32
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 13
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 11
- 230000004224 protection Effects 0.000 description 9
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 8
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 8
- 239000003570 air Substances 0.000 description 7
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 6
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 5
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 5
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000615 nonconductor Substances 0.000 description 4
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 3
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N alpha-acetylene Natural products C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009172 bursting Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 2
- 125000002534 ethynyl group Chemical group [H]C#C* 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 239000012080 ambient air Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 1
- 239000003999 initiator Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000002480 mineral oil Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 229920002545 silicone oil Polymers 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
- H01F27/40—Structural association with built-in electric component, e.g. fuse
- H01F27/402—Association of measuring or protective means
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
- H01F27/08—Cooling; Ventilating
- H01F27/10—Liquid cooling
- H01F27/12—Oil cooling
- H01F27/14—Expansion chambers; Oil conservators; Gas cushions; Arrangements for purifying, drying, or filling
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Housings And Mounting Of Transformers (AREA)
Description
Област на техниката
Изобретението се отнася до устройство за предотвратяване на експлозия в електрически трансформатори, охлаждани от голям обем запалим флуид.
Електрическите трансформатори понасят загуби, както в навивките, така и в желязната част (сърцевината), поради което се налага необходимостта от разсейването на произведената топлина. В тази връзка трансформаторите с голяма мощност се охлаждат от флуид, като масло. Използваните масла са диелектрични и могат да се възпламенят при температура над 140°С. Тъй като трансформаторите са много скъпи устройства, необходимостта от тяхната защита е от особено значение.
Повреда в изолацията на първо място предизвиква силна електрическа дъга, която води до задействане на електрическите системи за защита, като те от своя страна прекъсват връзката към захранващия блок на трансформатора (прекъсвача). Електрическата дъга също така предизвиква последващо разсейване на енергия, при това се генерира освобождаване на газ от разпадането на диелектричното масло, по-специално водород и ацетилен.
След освобождаването на газа налягането вътре в казана на трансформатора нараства много бързо, поради което често възниква много бурно изгаряне. Бурното изгаряне предизвиква масирано разкъсване на механичните връзки в казана на трансформатора (болтове, заварки), а посочените газове влизат в контакт с кислорода и заобикалящия въздух. Тъй като ацетиленът може спонтанно да се възпламени в присъствието на кислород, запалването започва веднага след това и предизвиква разпространяване на огъня към другото оборудване, разположено в близост, което може да включва големи количества запалими продукти.
Експлозиите се дължат на къси съединения, причинени от претоварване, свръхнапрежение, продължително влошаване на изолацията и недостатъчно ниво на маслото, поява на вода или влага или увреждане на изолационния компонент.
Предшестващо състояние на техниката
Системите за защита от пожар за електрическите трансформатори са известни от предшестващото състояние на техниката, които се задействат от детекторите за пожар или огън. Обаче тези системи се задействат с чувствително закъснение във времето, поспециално когато маслото в трансформатора вече се е запалило. При това положение е необходимо да се ограничи запалването до посоченото съоръжение, за да не се разпространи огънят към съседните инсталации.
За да се забави разпадането на диелектричния флуид вследствие на електрическата дъга, могат да се използват силиконови масла вместо известните минерални масла. Обаче, експлозията в казана на трансформатора, дължаща се на нарастване на вътрешното налягане, се забавя само с много кратко време: от порядъка на няколко милисекунди. Този период от време не позволява да се задейства средство, което може да предотврати експлозията.
От документа WO-A-97/12379 е известен метод за предотвратяване на експлозия и пожар в електрически трансформатор, снабден с казан, пълен със запалим охладител, чрез детектиране (установяване) на нарушение в електрическата изолация на трансформатора, като се използва датчик за налягане, разреждане на охладителя, съдържащ се в казана при използване на клапан, и охлаждане на нагорещените части от охладителя при инжектиране на инертен газ под налягане в дъното на казана, за да се размеси охладителят и да се предотврати навлизането на кислород в казана на трансформатора. Този метод е задоволителен и прави възможно предотвратяването на експлозия в казана на трансформатора.
Техническа същност на изобретението
Задачата на изобретението е да се осигури подобрено устройство, позволяващо изключително бързо понижаване на налягането в казана, за да се увеличи вероятността за съхраняване целостта на трансформато2 ра, на превключвателите на отклоненията под товар и на проходните захранващи изводи.
Устройството за предотвратяване на експлозия съгласно изобретението е предназначено да се използва при електрически трансформатор, включващ казан, пълен със запалим охладител, и средство за намаляване на налягането в казана на трансформатора. Средството за намаляване на налягането включва пробивен елемент, снабден със закрепваща част, включваща първични зони, които имат намалена дебелина в сравнение с остатъка от закрепващата част и могат да се скъсват без раздробяване при пробив в посочения елемент, и вторични зони, които имат намалена дебелина, в сравнение с остатъка от закрепващата част и могат да се огъват, без да се скъсат, при пробив в елемента. Разрушаващият се елемент може да се разкъса, когато налягането в казана достигне предварително определено ниво.
За предпочитане е пробивният елемент да е снабден с уплътнителен компонент, който да е разположен от страна на охладителя и може да запушва отвори с малък диаметър, образувани в закрепващата част. Отворите могат да инициират пробив и да бъдат в близост до първичните зони с намалена дебелина.
При едно изпълнение на изобретението уплътняващият компонент е изпълнен като облицовка върху закрепващата част, като тази облицовка е на основата на политетрафлуоретилен.
За предпочитане е закрепващата част да има изпъкнала форма, с изпъкналост в посока навън, срещуположно на охладителя.
При едно примерно изпълнение на изобретението закрепващата част е метална, като тя може да бъде направена от неръждаема стомана, алуминий или алуминиева сплав.
За предпочитане е устройството да включва средство за детектиране (откриване) на пробив, като това средство е интегрирано с пробивния елемент, което прави възможно детектиране на налягане в казана по отношение на предварително определено ниво.
При едно примерно изпълнение на изобретението средството за детектиране на пробив включва електрически проводник, който може да се разруши по едно и също време с пробивния елемент.
При едно примерно изпълнение на изобретението електрическият проводник е залепен към пробивния елемент.
За предпочитане електрическият проводник е разположен от страната на закрепващата част, която е срещуположна на охладителя.
При едно от изпълненията на изобретението електрическият проводник е покрит със защитен филм.
Изобретението се отнася и до система за предотвратяване на експлозия в електрически трансформатор, включващ казан, пълен със запалим охладител, и средство, предизвикващо снижаване на налягането в казана на трансформатора. Системата съдържа множество устройства, както са описани погоре, като едно или повече от тях са разположени върху главния казан, съдържащ намотките, и по едно - за всеки превключвател на отклонение под товар.
Системата може да съдържа поне едно устройство, описано по-горе, към поне един проходен електрически изолатор.
Същевременно пробивният елемент се разрушава, като в резултат на това в казана се наблюдава спадане на налягането, а също така се разрушава проводникът при детектиране на свръхналягане и ненормално налягане.
Разбира се, такива термини, като “от страна на флуида” или “от срещуположната страна на флуида”, се отнасят до положението преди пробив.
Устройството за предотвратяване на експлозия е проектирано за основния казан на трансформатора, за казана на превключвателя на отклонения под товар и за казана на проходните електрически изолатори, като последният казан тук се нарича резервоар за масло. Ролята на проходните електрически изолатори е да се изолира основният казан на трансформатора от линиите за високо и ниско напрежение, към които са свързани намотките на трансформатора чрез изходящи шини. Всяка изходяща шина е обхваната от резервоара с масло, съдържащ определено количество изолационен флуид. Изолационни ят флуид на проходните изолатори и/или резервоарите с масло е масло, което се различава от това на трансформатора.
Може да се предвиди средство за инжектиране на азот, което е свързано към горната част на резервоара за масло и което може да бъде задействано, когато се открие повреда. Инжектирането на азот може да подпомогне разреждането на флуида извън пробивния елемент. Инжектирането на азот може преди всичко да предотврати навлизането на въздух в резервоара с масло, тъй като навлизането на въздух може да подпомогне възпламеняването.
Устройството за предотвратяване на експлозия може да бъде снабдено със средство за детектиране на изключване на захранващия блок на трансформатора и на управляващия блок, който получава сигнали от сензорните средства на трансформатора и който може да изпраща управляващи сигнали.
Устройството за предотвратяване на експлозия може да включва средство за охлаждане на загрети части на флуида чрез инжектиране на инертен газ в дъното на основния казан, което средство се управлява от управляващ сигнал от управляващия блок. В действителност някои части на охладителя претърпяват нагряване, което може да ги възпламени. Инжектирането на инертен газ в долната част на казана предизвиква размесване на охладителя, което хомогенизира температурата и намалява освобождаването на газ.
Пояснения за приложените фигури
Изобретението се пояснява с подробното описание на някои изпълнения, които са посочени само като примерни, без да са ограничителни, и са илюстрирани с приложените фигури, от които:
фигура 1а е напречен разрез на устройството съгласно изобретението;
фигура lb е увеличен частичен изглед от фиг. 1а;
фигура 2 е поглед отгоре, съответстващ на фиг. 1;
фигура 3 е общ поглед на трансформатор, снабден с предпазно устройство съгласно изобретението;
фигура 4 е общ поглед на трансформа тор, оборудван с множество предпазни устройства, които са предназначени за разделяне на казана, превключвателите на отклонения под товар и проходните изолатори съгласно изобретението;
фигура 5 е схема, представяща алгоритъма на функциониране на устройството, представено на фиг. 4 съгласно изобретението; и фигура 6 е напречен разрез на захранващ проходен извод, оборудван с предпазно устройство съгласно изобретението.
Примери за изпълнение на изобретението
Както това може да се види от фигури la, lb и 2, пробивният елемент 1 има куполообразна кръгова форма, която е изпъкнала от долната страна, и е предназначен да бъде монтиран към изходящ отвор (не е показан) на казан, който съдържа диелектричен флуид. Пробивният елемент 1 включва закрепваща част 4, с форма на тънък метален лист с по-малка дебелина, например от неръждаема стомана, алуминий или алуминиева сплав. Закрепващата част 4 се поддържа здраво между два фланеца 2 и 3 във формата на дискове. Пробивният елемент 1 включва допълнително към закрепващата част 4 уплътнителна облицовка 9, разположена от горната страна, по-специално покриваща вдлъбнатата страна на закрепващата част. Например, облицовката 9 може да бъде на базата на политетрафлуоретилен.
Закрепващата част 4 е оформена с радиални линии 5, разделящи я на 6 части. Радиалните линии 5 са изпълнени вдлъбнати по част от дебелината на закрепващата част 4, така че пукнатината се развива при скъсване на закрепващата част 4 по една от споменатите линии 5 и без раздробяване, за да се предпазят частите на пробивния елемент 1 от разкъсване и увличане от флуида, който тече през пробивния елемент 1 и така се избягва рискът от повреда на тръбопровода, който е разположен по-надолу.
Закрепващата част 4 е снабдена с проходни отвори 6 с много малък диаметър, един от които е разположен в центъра на закрепващата част 4, а другите са разпределени по един по линиите 5 в близост до центъра.
Седем отвора 6 са разположени така, че 6 от тях оформят шестоъгълник и един от тях е в центъра. Отворите 6 оформят инициатори за скъсване с още по-малка устойчивост от линиите 5 и гарантират, че скъсването ще започва в центъра на закрепващата част 4 и ще се разпространява в посока навън. Образуването на поне един отвор 6 на линия 5 гарантира едновременното разкъсване по линии 5, като се осигурява възможно най-широк проход през напречното сечение, при това отворите 6, освен централния от тях, са разположени на равни разстояния от центъра. Като вариант може да се предвиди определен брой линии 5, различен от шест, и/или множество отвори 6 върху една линия 5. Уплътняващата облицовка 9 може да запушва (херметизира) отворите 6.
Налягането на скъсване за пробивния елемент 1 се определя по-специално от диаметъра и положението на отворите 6, дълбочината на линиите 5 и дебелината и състава на материала, образуващ закрепващата част 4.
Както може да се види от фигура 2, закрепващата част 4 е снабдена с канали 7, като всеки канал 7 е образуван върху линеен сегмент, свързващ пресечната точка на линия 5 и кръговия ръб на закрепващата част 4 към пресечната точка на една линия 5, съседна на предходната и кръговия ръб на закрепващата част 4. На фигура 2 е показан поглед отгоре и закрепващата част 4 е дъгообразна, а каналите 7 следват кривината на закрепващата част 4 и в страничен изглед биха изглеждали като дъги на елипса. Каналът 7 и две съседни линии 5 образуват триъгълник 8, който при разрушаване ще остане разделен от съседните триъгълници чрез разкъсване на материала по линиите 5 и ще се деформира в посока надолу чрез огъване по канала 7. Каналите 7 осигуряват огъването на триъгълниците 8, без да се скъсат, така че да се избегне повреждането на триъгълниците 8, което може да повреди долната тръба или да се наруши потокът в тръбопровода за долното течение, увеличавайки по такъв начин загубата на налягане, и вследствие да се забави снижението на налягането в горната страна. Основният спад в налягането в пробивния елемент 1 след разрушаването се намалява с увеличаването броя на линиите 5 и каналите 7. Броят на линиите 5 и каналите 7 също така зависи от диаметъра на пробивния елемент 1.
Фланецът 3, който е разположен понадолу от фланеца 2, има радиален отвор, в който е монтирана защитна тръба 10. Детекторът за спукване включва електрически проводник 11, който е фиксиран към закрепващата част 4 от долната страна и е разположен в извивка. Електрическият проводник се полага в защитната тръба 10 до свързващия възел 12. Електрическият проводник 11 се полага по същество по целия диаметър на пробивния елемент 1, като една част от него - 11а, е разположена от едната страна на линията 5, успоредно на тази линия, а другата част е разположена радиално от другата страна на същата линия 5, успоредно на нея. Разстоянието между двете части на проводника 11а и lib е малко и може да бъде по-малко от максималното разстояние между двата отвора 6, така че проводникът 11 да преминава между отворите 6.
Електрическият проводник lie покрит със защитен филм 12, който служи едновременно за избягване на корозията му и за залепване на същия към долната повърхност на закрепващата част 4. Съставът на този филм 12 също така ще бъде подбран, за да се предотврати промяна на налягането за спукване на елемента 1. Филмът 12 може да бъде направен от полиамид. Избухването на разрушаващия се елемент, задължително води до срязване на електрическия проводник 11. Това срязване може да бъде регистрирано много просто и надеждно по прекъсването на тока, преминаващ през проводника 11 или като алтернатива - чрез разликата в потенциалите в двата края на проводника 11.
Както това е показано на фигура 3, трансформаторът 13 включва основен казан 14, стъпващ на пода чрез краката 15. Трансформаторът се захранва с електроенергия от проводниците 16, които са изолирани с изолаторите 17. Основният казан 14 е пълен с охладител, например диелектрично масло, и неговото предназначение е да издържа на вътрешно налягане от 1 bar.
Основният казан 14 е снабден с еластичен компенсаторен маншон 18, по-надолу от който е закрепен пробивният елемент 1, чието разрушаване прави възможно да се ре5 гистрира без закъснение изменението в налягането вследствие на бурното изгаряне, причинено от нарушаването на електрическата изолация на трансформатора. Пробивният елемент 1 е свързан с резервоар 19, предназ- 5 начен да събира маслото, постъпващото от основния казан 14 след разрушаване на пробивния елемент 1. Резервоарът 19 е снабден с тръба 20 за освобождаване на газове, излизащи от маслото към атмосферата. Ако тран- 10 сформаторът е монтиран в затворено пространство, тръбопроводът 20 ще свързва с външната среда затвореното пространство. Основният казан 14 по този начин намалява налягането си незабавно и се източва в ре- 15 зервоара 19. Пробивният елемент 1 може да бъде така проектиран, че да се разрушава при налягане, по-малко от 1 bar, например между 0,2 и 0,9 bar, за предпочитане между 0,9 и 0,8 bar. 20
Изолационният въздушен клапан 20а е монтиран в тръбопровода 20 с цел предотвратяване навлизането на кислород от въздуха, който би подхранил горенето на газовете, които може да са станали избухливи, а 25 също така и на маслото в резервоара 19 и в основния казан 14.
Трансформаторът 13 се захранва от захранващ блок (не е показан), който включва средства за прекъсване на захранването, нап- 30 ример прекъсвачи, предназначени да защитават трансформатора 13, които са снабдени със сензори за изключване.
Основният казан 14 включва средство за охлаждане на флуида чрез инжектиране 35 на инертен газ, като азот, в дъното на казана. Това охлаждане прави възможно намаляването на количеството на опасните газове, произвеждани при разпадането на флуида, и служи за намаляване разпространението на 40 водорода в тях. Инертният газ се съхранява в поне една бутилка под налягане 21, снабдена с пиротехнически клапан 22, редукционен клапан 23 и тръба 24, подаваща инертен газ към дъното на основния казан 14. Отво- 45 рът на клапана 22 се управлява от сигнал за разрушаване, постъпващ от детектора за разрушаване, който е вграден в пробивния елемент 1, като този сигнал съвпада със сигнала за стартиране на електрическите защити за 50 трансформатора 13. Инжектирането на инертен газ предизвиква леко повишаване в ни вото на диелектричния флуид в основния казан 14 и преливането му в резервоара 19.
Защитна система от този тип е икономична, автономна по отношение на съседната инсталация, компактна е и не изисква поддръжка.
Трансформаторът 13, който е показан на фигура 4, има диапазон на мощността, по-висок от този на фигура 3 и е снабден с един или повече превключватели на отклонения под товар и проходни захранващи изводи за високо и ниско напрежение.
За да се гарантира постоянно ниво на охлаждане в основния казан 14, трансформаторът 13 е снабден с допълнителен резервоар 25, свързан с основния казан 14 посредством канал 26.
Каналът 26 е снабден с автоматичен клапан 27, който го затваря веднага след като се регистрира бързо движение на флуид. Така, в случай на експлозия на основния казан 14, налягането в канала 26 спада рязко, което принуждава течността да потече, като по този начин потокът спира веднага, вследствие затварянето на автоматичния клапан 27. Така се предотвратява подхранването на пожара в трансформатора 13 с течността, съдържаща се в допълнителния резервоар 25.
Основният казан 14 включва сензор за откриване наличието на охлаждаща пара, наричан също така сензор на Бухолц 28, монтиран в най-горната точка на основния казан, върху тръбата 26. Бързото изгаряне, дължащо се на повреда в електроизолацията, предизвиква бързо изпарение на флуид в основния казан 14. Сензорът за изпарение 28, поради тази причина е ефективен при откриването на повреда в електроизолацията.
Трансформаторът 13 включва клапан 29, разположен между казана му 14 и еластичния компенсаторен маншон 18. Клапанът 29 е постоянно отворен, когато трансформаторът 13 е под напрежение, и може да се затвори по време на операции по поддръжка, осъществявани с изключване на напрежението. Под пробивния елемент 1 е монтиран тръбопровод с понижено налягане 30, оборудван с изолационен въздушен клапан 31. Тръбопроводът с понижено налягане 30 е свързан с маслосборник или с безопасен ре зервоар за оттичане.
Трансформаторът 13 може да бъде снабден с един или повече превключватели на отклонения под товар 32, служещи като интерфейс между трансформатора 13 и електрическата мрежа, към която е свързан, за да се осигури постоянно напрежение. Превключвателят под товар 32 е оборудван с корпус 33, свързан чрез тръбопровод за намаляване на налягане 34 към тръбопровода за намаляване на налягането 30. В действителност превключвателят под товар 32 също така се охлажда чрез негорим охладител. Поради малкия си обем експлозията в превключвател под товар 32 е изключително мощна и може да бъде придружена от разпръскване на струи от горящ охладител. Тръбопроводът за намалено налягане 34 е снабден с пробивен елемент 35, който може да се разруши в случай на късо съединение и вследствие на това - на свръхналягане вътре в превключвателя под товар 32. Пробивният елемент 35 е подобен на пробивния елемент 1, но със съответни размери. По този начин се предотвратява експлозия в корпуса 33 на превключвателя под товар 32.
Трансформаторът 13 включва множество електрически захранващи изводи 36, позволяващи свързването му към електрическата мрежа високо напрежение. Фигура 6 показва примерно изпълнение на електрически извод 36. Електрическият извод 36 включва корпус или кутия за масло 37 с цилиндрична форма като цяло, с долен край, закрепен за основния корпус 14 и със свободен горен край. Изходящ прът 38 излиза от основния корпус 14, преминава през кутията за масло 37 от единия край до другия. Херметичен електроизолатор 39 е монтиран между външния прът 38 и стената на основния корпус 14. По същия начин между външния прът 38 и свободния горен край на кутията за масло 37 е разположен електроизолатор 40, който при нормални условия на работа е почти изцяло пълен с масло.
Тръбопровод 41 свързва дъното на резервоара с масло 37 и тръбопровода за намаляване на налягането 34 на превключвателя под товар 32. Пробивен елемент 42 затваря тръбопровода 41 при нормални условия. Пробивният елемент 42 е подобен на пробивния елемент 1 с подходящи размери.
При върха на резервоара за масло 37 се отваря тръба 43 за инжектиране на инертен газ, като тази тръба е свързана с една или повече бутилки 21 (фиг. 4).
Установено е, че къси съединения във веригите на електрическите изводи най-често се дължат на изолатора 39, който старее или се напуква под влияние на вибрациите на основния казан 14, върху който той е фиксиран. Електрическата дъга, вследствие на късо съединение, освобождава значително количество енергия, при което се повишава температурата на маслото, освобождава се газ и налягането в резервоара с масло 37 се повишава светкавично. Повишаването на налягането води до разрушаване на изолатора 39 или на резервоара 37. При контакт с въздуха газовете се възпламеняват и маслото се разлива по трансформатора 13. Следва бързо възпламеняване.
При експлозия повредата на изолатора 39 обикновено предизвиква изтичане на масло от основния казан 14, което подхранва огъня и спомага за разпространяването му по трансформатора 13, съоръженията му и съседната инсталация.
За разлика от това съгласно изобретението пробивният елемент 42 е подбран с налягане на разрушаване, по-ниско от изпитателното налягане на резервоара за масло 37. Нарастването на налягането предизвиква разрив на пробивния елемент 42, веднага след което се получава спад в налягането на резервоара за масло 37 и в масления поток. Регистрирането на разрушението благодарение на вградените проводници прави възможно внасянето на инертен газ чрез тръбопровода 43, с цел изолиране на кислорода от околния въздух, който може да се внесе в резервоара за масло 37 и да подпомогне изтичането на маслото. Електрическите защити на трансформатора 13 правят възможно разединяването му, за да бъде изключен. След това ще е необходимо да се ремонтира повреденият електрически извод, при това с намалени разходи и престой на трансформатора 13.
Трансформаторът 13 смцо така включва управляващ блок (не е показан), свързан с детекторите за разрушаване на пробивните елементи 1, 35 и 42. Всяко открито разрушаване на някой от елементите 1, 35 или 42, съвпадащо с прекъсване на електрическите защити на трансформатора, ще предизвика инжектиране на инертен газ в основния казан 14, превключвателите под товар 32 и в електрозахранващите изводи 36, тъй като късо съединение в някой от тези елементи често води след себе си до повреда на другите (фигура 5). Трансформаторът 13 освен това се изключва и от самите електрически защити. Както това може да се види от фиг. 5, прекъсването на някои от електрическите защити на трансформатора (датчик на Бухолц, датчик за претоварване, датчик за пробив към земя, диференциална защита) и един от защитните елементи причинява инжектиране на инертен газ във всички елементи, съдържащи запалим флуид.
Управляващият блок може също така да бъде свързан към допълнителни сензори, например детектор за пожар, датчик за пара 28 (Бухолц) и датчик за прекъсване на електрозахранването, с цел задействане потушаването на огъня, в случай че експлозията не се предотврати.
Съгласно изобретението се осигурява устройство за предотвратяване на експлозия в трансформатор, което изисква малко модификации на елементите на трансформатора, и което изключително бързо регистрира повреди в изолацията и реагира своевременно, така че да ограничи съответните последствия. Това позволява предпазването на контейнерите с масло от експлозия и пожари, които биха последвали, като се намаляват повредите от къси съединения в трансформатора, а така също и на превключвателите на отклоненията под товар и на изводите.
Claims (10)
1. Устройство за предотвратяване на експлозия в електрически трансформатор, съдържащ казан, пълен със запалим охладителен агент, и средство за понижаване на налягането в казана на трансформатора, характеризиращо се с това, че средството за понижаване на налягането включва пробивен елемент (1), който е снабден със закрепваща част (4), включваща първични зони с намалена дебелина по отношение на остатъка от закрепващата част (4), които могат да се скъсват, без това да доведе до раздробяване, когато елементът (1) пробие, и вторични зони с по-малка дебелина в сравнение с тази на остатъка от закрепващата част (4), които могат да се огъват, без да се скъсат, когато елементът (1) пробие, като при това пробивният елемент (1) може да се счупи, когато налягането в казана (14) достигне предварително определена пределна стойност.
2. Устройство съгласно претенция 1, характеризиращо се с това, че пробивният елемент (1) е снабден с уплътняващ елемент, който е монтиран от охлаждащата страна за запушване на отворите с малък диаметър (6), оформени в закрепващата част.
3. Устройство съгласно претенция 2, характеризиращо се с това, че уплътняващият елемент е изпълнен като облицовка (9) върху закрепващата част (4), при това облицовката (9) е изработена от политетрафлуоретилен.
4. Устройство съгласно някоя от предходните претенции, характеризиращо се с това, че закрепващата част (4) има форма-' та на купол, който е изпъкнал в посока навън, откъм страната, срещуположна на флуида.»
5. Устройство съгласно някоя от пред- * ходните претенции, характеризиращо се с това, че закрепващата част (4) е метална,' по-специално е изработена от неръждаема стомана, алуминий или алуминиева сплав.
6. Устройство съгласно някоя от предходните претенции, характеризиращо се с това, че включва средство за откриване на пробив, интегрирано с пробивния елемент.
7. Устройство съгласно претенция 6, характеризиращо се с това, че елементът за откриване на пробив включва електрически проводник (11), който е с възможност да се разрушава по едно и също време с пробивния елемент (1), при това електрическият проводник (11) е залепен към пробивния елемент (1).
8. Устройство съгласно претенция 7, характеризиращо се с това, че електрическият проводник (11) е разположен на закрепващата част (4), откъм страната, срещуположна на флуида, при това електрическият проводник (11) е покрит със защитен филм (12).
9. Система за предотвратяване на ек8 сплозия в електрически трансформатор, включваща казан, пълен със запалим охладител, и средство за намаляване на налягането от казана на трансформатора, характеризираща се с това, че включва множество 5 устройства за предотвратяване на експлозия, едно от които е разположено върху основния казан (14), съдържащ намотките, и по едно от които - върху всеки превключвател под товар (32).
10. Система съгласно претенция 9, характеризираща се с това, че включва поне едно устройство за предотвратяване на експлозия върху поне един електрически захранващ извод (36).
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9903534A FR2791463B1 (fr) | 1999-03-22 | 1999-03-22 | Dispositif de prevention contre l'explosion des transformateurs electriques |
| PCT/FR2000/000666 WO2000057438A1 (fr) | 1999-03-22 | 2000-03-17 | Dispositif de prevention contre l'explosion des transformateurs electriques |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| BG105907A BG105907A (bg) | 2002-07-31 |
| BG64202B1 true BG64202B1 (bg) | 2004-04-30 |
Family
ID=9543481
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| BG105907A BG64202B1 (bg) | 1999-03-22 | 2001-09-18 | Устройство за предотвратяване на експлозии в електрическите трансформатори |
Country Status (33)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6804092B1 (bg) |
| EP (1) | EP1166297B1 (bg) |
| JP (1) | JP5051940B2 (bg) |
| KR (1) | KR100740617B1 (bg) |
| CN (1) | CN1178233C (bg) |
| AR (1) | AR029342A1 (bg) |
| AT (1) | ATE240580T1 (bg) |
| AU (1) | AU769904B2 (bg) |
| BG (1) | BG64202B1 (bg) |
| BR (1) | BR0009222B1 (bg) |
| CA (1) | CA2367163C (bg) |
| CO (1) | CO5241347A1 (bg) |
| CZ (1) | CZ300916B6 (bg) |
| DE (1) | DE60002698T2 (bg) |
| DK (1) | DK1166297T3 (bg) |
| EG (1) | EG21947A (bg) |
| ES (1) | ES2199146T3 (bg) |
| FR (1) | FR2791463B1 (bg) |
| GC (1) | GC0000185A (bg) |
| HK (1) | HK1042772B (bg) |
| HU (1) | HU225863B1 (bg) |
| IL (2) | IL145427A0 (bg) |
| JO (1) | JO2193B1 (bg) |
| MX (1) | MXPA01009562A (bg) |
| MY (1) | MY120382A (bg) |
| NZ (1) | NZ514238A (bg) |
| PL (1) | PL195512B1 (bg) |
| PT (1) | PT1166297E (bg) |
| RU (1) | RU2263989C2 (bg) |
| TW (1) | TW419680B (bg) |
| UA (1) | UA61167C2 (bg) |
| WO (1) | WO2000057438A1 (bg) |
| ZA (1) | ZA200107559B (bg) |
Families Citing this family (38)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20040147503A1 (en) * | 2002-06-04 | 2004-07-29 | Sheila Zipfeil | Novel compounds and compositions as cathepsin inhibitors |
| FR2888034B1 (fr) * | 2005-06-29 | 2010-10-08 | Philippe Magnier | Dispositif de prevention contre l'explosion d'un transformateur electrique |
| US7847189B2 (en) * | 2005-07-01 | 2010-12-07 | Siemens Aktiengesellschaft | Electrical Component |
| ATE529870T1 (de) | 2005-11-16 | 2011-11-15 | Ctr Mfg Ind Ltd | Verfahren und vorrichtung zur prävention sowie zum schutz elektrischer wandler vor explosion und brand |
| KR100779872B1 (ko) * | 2006-05-23 | 2007-11-27 | 주식회사 효성 | 변압기용 파열방지시스템 |
| KR100754740B1 (ko) | 2006-06-01 | 2007-09-03 | 현대중공업 주식회사 | 변압기의 외함 파열 방지장치 |
| WO2008049978A1 (fr) * | 2006-10-27 | 2008-05-02 | Philippe Magnier Llc | Dispositif de prevention contre l'explosion d'un element de transformateur electrique |
| US8351169B2 (en) * | 2008-01-01 | 2013-01-08 | Ctr Manufacturing Industries Limited | System and method for preventing, protecting OLTC from fire and/or transformer from explosion |
| ATE492893T1 (de) | 2008-04-28 | 2011-01-15 | Abb Technology Ltd | Verfahren und vorrichtung zur bestimmung der relativen feuchtigkeit eines mit isolierender flüssigkeit gefüllten elektrischen gerätes |
| DE102008027274B3 (de) * | 2008-06-06 | 2009-08-27 | Maschinenfabrik Reinhausen Gmbh | Leistungstransformator mit Stufenschalter |
| US9159482B2 (en) * | 2008-09-17 | 2015-10-13 | General Electric Company | Rupture resistant tank system |
| US8710946B2 (en) | 2008-09-17 | 2014-04-29 | General Electric Company | Rupture resistant system |
| US8717134B2 (en) * | 2008-09-17 | 2014-05-06 | General Electric Company | System with directional pressure venting |
| EP2345048B1 (en) * | 2008-10-06 | 2015-02-25 | ABB Technology AG | A transformer assembly |
| EP2369290B1 (en) * | 2010-03-26 | 2012-05-09 | ABB Oy | Outdoor enclosure for electronic equipment and method for providing an outdoor enclosure for electronic equipment |
| FR2971357B1 (fr) * | 2011-02-08 | 2013-02-15 | Philippe Magnier Llc | Dispositif de prevention contre l'explosion d'un transformateur electrique muni d'un indicateur de liquide |
| CN102651267A (zh) * | 2011-02-25 | 2012-08-29 | 上海休伯康特能源设备有限公司 | 一种抗油爆泄的非晶合金变压器 |
| US8319590B2 (en) * | 2011-03-21 | 2012-11-27 | Philippe Magnier Llc | Device for explosion prevention of an on load tap changer including a rupture element |
| FR2973153A1 (fr) | 2011-03-21 | 2012-09-28 | Philippe Magnier Llc | Dispositif de prevention d'explosion d'un changeur de prise en charge muni d'un element de rupture |
| MX354237B (es) | 2011-10-11 | 2018-02-19 | Sentry Depressurization Systems Inc | Sistema de despresurizacion para un transformador electrico. |
| DE102013100266A1 (de) * | 2013-01-11 | 2014-07-17 | Maschinenfabrik Reinhausen Gmbh | Laststufenschalter |
| RU2540687C1 (ru) * | 2013-07-30 | 2015-02-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Тольяттинский Трансформатор" | Силовой трансформатор |
| WO2015164854A1 (en) * | 2014-04-25 | 2015-10-29 | Sentry Depressurization Systems, Inc. | Fluid control systems for electrical transformers |
| WO2016147158A1 (en) | 2015-03-18 | 2016-09-22 | Efacec Energia - Máquinas E Equipamentos Eléctricos S.A. | Oil immersed power transformer tank wall |
| CN104821225B (zh) * | 2015-04-28 | 2016-08-31 | 苏州固基电子科技有限公司 | 一种可定位的互感器二次端子防护罩 |
| KR101874612B1 (ko) * | 2016-12-19 | 2018-07-05 | 주식회사 포스코 | 연속소둔로 |
| CN108281249B (zh) * | 2018-03-23 | 2024-01-30 | 中国能源建设集团云南省电力设计院有限公司 | 一种侧面套管变压器挡油装置 |
| US10854368B2 (en) * | 2018-05-23 | 2020-12-01 | Abb Power Grids Switzerland Ag | Electrical equipment with rupture oil deflector |
| WO2020008471A1 (en) * | 2018-07-04 | 2020-01-09 | Doshi Yogesh Kantilal | Nifps system for transformer protection |
| US11946552B2 (en) | 2018-07-26 | 2024-04-02 | Sentry Global Solutions, Inc. | Rapid depressurization and explosion prevention system for electrical transformers |
| UA123375C2 (uk) * | 2019-05-29 | 2021-03-24 | Леонід Нісонович Конторович | Система попередження вибуху і пожежі високовольтного електричного устаткування |
| US10811180B1 (en) * | 2019-09-20 | 2020-10-20 | Sentry Global Solutions, Inc. | Reverse rupture disk assembly for electrical transformer rapid depressurization and explosion prevention system |
| US20230326651A1 (en) | 2020-09-18 | 2023-10-12 | Hitachi Energy Switzerland Ag | Housing part, electrical system and operating method |
| CN112781905B (zh) * | 2020-12-31 | 2022-12-16 | 北京中瑞和电气有限公司 | 一种变压器油中电弧放电防爆试验装置 |
| EP4095874B1 (en) * | 2021-05-24 | 2024-07-31 | Hitachi Energy Ltd | A tap changer assembly and a transformer tank assembly |
| CN117316583B (zh) * | 2023-09-23 | 2024-07-12 | 江苏帝贝尔电气有限公司 | 一种具有防爆保护结构的油浸式变压器 |
| WO2025178856A1 (en) | 2024-02-20 | 2025-08-28 | Philippe Magnier Llc | Technologies for preventing the explosion of electrical transformers |
| US12259050B1 (en) | 2024-02-20 | 2025-03-25 | Philippe Magnier Llc | Technologies for preventing the explosion of electrical transformers |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4117525A (en) * | 1977-09-09 | 1978-09-26 | Electric Power Research Institute, Inc. | Overpressure protection for vaporization cooled electrical apparatus |
| JPS577909A (en) * | 1980-06-18 | 1982-01-16 | Toshiba Corp | Oil filled electric equipment |
| JPS5775721U (bg) * | 1980-10-29 | 1982-05-11 | ||
| JPS596509A (ja) * | 1982-07-05 | 1984-01-13 | Fuji Electric Co Ltd | 負荷時タツプ切換器付きガス絶縁変圧器 |
| SU1065901A1 (ru) * | 1982-11-04 | 1984-01-07 | Всесоюзный Ордена Дружбы Народов Научно-Исследовательский Проектно-Конструкторский И Технологический Институт Трансформаторостроения | Устройство дл защиты маслонаполненного индукционного аппарата |
| JPS59177924U (ja) * | 1983-05-16 | 1984-11-28 | 三菱電機株式会社 | 負荷時タツプ切換器放圧装置 |
| AT386527B (de) * | 1986-02-20 | 1988-09-12 | Elin Union Ag | Einrichtung zum loeschen eines brandes |
| JPS63101374U (bg) * | 1986-12-23 | 1988-07-01 | ||
| CA1290641C (en) * | 1988-06-24 | 1991-10-15 | Stephen Farwell | Composite rupture disk assembly |
| AT403019B (de) * | 1994-12-23 | 1997-10-27 | Franz Ing Stuhlbacher | Einrichtung zur herstellung von streckmaterial |
| FR2739486B1 (fr) * | 1995-09-28 | 1997-11-14 | Magnier Philippe | Procede et dispositif de protection contre l'explosion et l'incendie des transformateurs electriques |
-
1999
- 1999-03-22 FR FR9903534A patent/FR2791463B1/fr not_active Expired - Fee Related
- 1999-05-18 TW TW088108071A patent/TW419680B/zh not_active IP Right Cessation
-
2000
- 2000-03-17 KR KR1020017011976A patent/KR100740617B1/ko not_active Expired - Lifetime
- 2000-03-17 WO PCT/FR2000/000666 patent/WO2000057438A1/fr not_active Ceased
- 2000-03-17 EP EP00910985A patent/EP1166297B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 2000-03-17 CA CA2367163A patent/CA2367163C/fr not_active Expired - Lifetime
- 2000-03-17 AU AU33001/00A patent/AU769904B2/en not_active Expired
- 2000-03-17 CZ CZ20013417A patent/CZ300916B6/cs not_active IP Right Cessation
- 2000-03-17 AT AT00910985T patent/ATE240580T1/de active
- 2000-03-17 CN CNB008052980A patent/CN1178233C/zh not_active Expired - Lifetime
- 2000-03-17 DE DE60002698T patent/DE60002698T2/de not_active Expired - Lifetime
- 2000-03-17 MX MXPA01009562A patent/MXPA01009562A/es active IP Right Grant
- 2000-03-17 BR BRPI0009222-3A patent/BR0009222B1/pt not_active IP Right Cessation
- 2000-03-17 UA UA2001096457A patent/UA61167C2/uk unknown
- 2000-03-17 PL PL00350988A patent/PL195512B1/pl unknown
- 2000-03-17 PT PT00910985T patent/PT1166297E/pt unknown
- 2000-03-17 DK DK00910985T patent/DK1166297T3/da active
- 2000-03-17 ES ES00910985T patent/ES2199146T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2000-03-17 US US09/937,362 patent/US6804092B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-03-17 HK HK02104503.0A patent/HK1042772B/zh not_active IP Right Cessation
- 2000-03-17 NZ NZ514238A patent/NZ514238A/en not_active IP Right Cessation
- 2000-03-17 HU HU0200545A patent/HU225863B1/hu unknown
- 2000-03-17 JP JP2000607234A patent/JP5051940B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 2000-03-17 IL IL14542700A patent/IL145427A0/xx active IP Right Grant
- 2000-03-17 RU RU2001128305/09A patent/RU2263989C2/ru active
- 2000-03-21 AR ARP000101242A patent/AR029342A1/es active IP Right Grant
- 2000-03-21 CO CO00019994A patent/CO5241347A1/es active IP Right Grant
- 2000-03-21 MY MYPI20001118A patent/MY120382A/en unknown
- 2000-03-22 EG EG20000351A patent/EG21947A/xx active
- 2000-03-23 JO JO200027A patent/JO2193B1/en active
- 2000-03-25 GC GCP2000568 patent/GC0000185A/en active
-
2001
- 2001-09-13 IL IL145427A patent/IL145427A/en not_active IP Right Cessation
- 2001-09-13 ZA ZA200107559A patent/ZA200107559B/en unknown
- 2001-09-18 BG BG105907A patent/BG64202B1/bg unknown
Also Published As
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| BG64202B1 (bg) | Устройство за предотвратяване на експлозии в електрическите трансформатори | |
| JP5759880B2 (ja) | 変圧器の爆発防止装置 | |
| US8351169B2 (en) | System and method for preventing, protecting OLTC from fire and/or transformer from explosion | |
| US12259050B1 (en) | Technologies for preventing the explosion of electrical transformers | |
| US20250378990A1 (en) | Technologies for preventing the explosion of electrical transformers |