Система і спосіб захисту регулятора напруги під навантаженням та/або трансформатора від вибуху і вогню
Формула / Реферат
1. Система запобігання та забезпечення захисту регулятора напруги під навантаженням (РНН) та/або трансформатора від вогню до розпаду займистої охолоджувальної рідини (11)/ діелектричного масла, що містить:
а) електричне реле для зчитування показника струму (26) для визначення різниці між значенням вхідного та вихідного струму та передачі сигналу до блока управління, якщо відношення значення вхідного струму до значення вихідного струму перевищує встановлений рівень, та/або ще один датчик для виявлення вогню у камері РНН,
б) щонайменше один переривник (24, 28) для ізоляції електричного трансформатора від вхідного джерела,
в) щонайменше одне масляне реле (МР) для виявлення надлишкового масла у камері дивертирного перемикача РНН (33),
г) щонайменше одне газове реле (18) для виявлення надлишкового масла у баці електричного трансформатора (14) та/або мінімум одне реле швидкого підвищення тиску (РШПТ) (31) для виявлення швидкості зміни тиску у баці електричного трансформатора, та/або щонайменше один регулятор тиску (РТ) (32) для виявлення тиску у баці електричного трансформатора (14), та
д) щонайменше один блок управління (1) для отримання вхідних даних з вищезазначених компонентів, утворюючи сигнал (залежно від налаштувань) для подання потужності на щонайменше один підйомний магніт (5) для виведення займистої охолоджувальної рідини (11) через клапан виведення та подальшої передачі сигналу для введення інертного газу з нижньої частини електричного трансформатора та/або у верхню частину камери дивертирного перемикача РНН (33) через регулятор потоку азоту для РНН з метою перемішування займистої охолоджувальної рідини (11).
2. Система за п. 1, де вхідний струм та вихідний струм електричного реле для зчитування показника струму (26) надходить з провідника високої напруги (22) та провідника низької напруги (23) електричного трансформатора (30), відповідно.
3. Система за п. 1, де камера дивертирного перемикача РНН (33) може бути обладнана РШПТ та/або РТ.
4. Система за пп. 1, 3, де блок управління одержує сигнали від РШПТ та/або РТ, підключених до камери дивертирного перемикача РНН (33) для формування сигналу, що збуджує щонайменше один підйомний магніт (5).
5. Система за п. 1, де регулятор потоку азоту для РНН (34) та регулятор потоку азоту для трансформатора (35) використовуються для забезпечення надходження потоку азоту встановленого рівня в камеру РНН (34) та бак електричного трансформатора (14), відповідно.
6. Система за п. 1, де бак електричного трансформатора (14) ізольовано від розширювача електричного трансформатора (21) ізоляційним клапаном розширювача електричного трансформатора (ІКРЕТ) (20).
7. Система за п. 1, де передача сигналу з блока управління (1) та виведення займистої охолоджувальної рідини (11) через клапан виведення (4) та введення інертного газу в нижню частину бака електричного трансформатора (14) відбувається в межах відрізку часу від 31 до 700 мілісекунд.
8. Система за п. 1, де перемикач контролера тиску (36) активує щонайменше один підйомний магніт для введення азоту в бак електричного трансформатора (14), якщо рівень тиску в баці електричного трансформатора (14) падає нижче встановленого рівня під час відведення займистої охолоджувальної рідини.
9. Система за п. 1, яка обладнана захисним клапаном (39) для виведення газоподібного азоту в атмосферу, якщо рівень тиску перевищує заданий рівень.
10. Спосіб запобігання та забезпечення захисту РНН та/або трансформатора від вогню до розпаду займистої охолоджувальної рідини (11)/діелектричного масла, який передбачає наступні кроки:
а) виявлення різниці між вхідним струмом та вихідним струмом після досягнення встановленого рівня,
б) виявлення вогню у камері дивертирного перемикача РНН,
в) ізоляцію електричного трансформатора від джерела, якщо співвідношення вхідного струму та вихідного струму перевищує встановлений рівень,
г) виявлення надлишкового масла у баці електричного трансформатора (14) за допомогою мінімум одного газового реле (18), контроль рівня тиску у баці електричного трансформатора, а також швидкості зміни рівня тиску за допомогою РТ та РШПТ, відповідно,
д) виявлення надлишкового масла у камері дивертирного перемикача РНН за допомогою мінімум одного масляного реле (МР),
е) передачу сигналів, утворених у результаті виконання пунктів а, б, в та г, у блок управління,
ж) подачу енергії на щонайменше один підйомний магніт (5) з використанням блока управління для відведення займистої охолоджувальної рідини (11) за допомогою перемикача G03 з подальшим введенням газоподібного азоту через нижню частину бака електричного трансформатора (14) через клапан для перемішування займистої охолоджувальної рідини (11) та зменшення рівня кисню за наявності сигналів після виконання дій, описаних у пунктах а або б, в та г, та
з) введення інертного газу в верхню частину камери дивертирного перемикача РНН через клапан для перемішування займистої охолоджувальної рідини та зменшення рівня кисню за наявності сигналів після виконання дій, описаних у пунктах б, в, г та д.
11. Спосіб за п. 10, в якому у кроці (ж) бак електричного трансформатора (14) ізольований від розширювача електричного трансформатора (21) ізоляційним клапаном розширювача електричного трансформатора (ІКРЕТ) (20).
12. Спосіб за п. 10, де виведення газоподібного азоту в атмосферу здійснюється в тому випадку, якщо рівень тиску перевищує встановлений рівень.
Текст
Реферат: Винахід належить до системи та способу запобігання та забезпечення захисту регулятора напруги під навантаженням (РНН) від вогню та/або запобігання, забезпечення захисту та/або виявлення вибуху та/або вогню в електричному трансформаторі (30) до розпаду займистої охолоджувальної рідини (11)/діелектричного масла. UA 99843 C2 (12) UA 99843 C2 UA 99843 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Цей винахід стосується сфери забезпечення протипожежного захисту РНН та/або запобігання, захисту та/або виявлення вибуху та/або вогню в електричних трансформаторах. Більш конкретно, даний винахід є системою (пристроєм), що запобігає та заздалегідь виявляє ймовірність вибуху та / або пожежі, а саме до розпаду легкозаймистої охолоджуючої рідини / діелектричного мастила. Електричні трансформатори демонструють втрати в обмотці та стержні, тому вироблене тепло необхідно розсіювати. Таким чином, зазвичай, високопотужні трансформатори охолоджують за допомогою рідини, наприклад, масла. Масла, які використовуються, є діелектричними та можуть займатися при температурі вище 140 С. Оскільки трансформатори є дуже дорогими, особливу увагу необхідно приділяти питанню забезпечення їхнього захисту. Пошкодження ізоляції спершу створює міцний дуговий розряд, який ініціює реакцію системи електричного захисту, яка вимикає реле постачання на трансформаторі (переривник). Електрична дуга також спричиняє послідовне розсіювання енергії, що призводить до виходу газу від розпаду діелектричного масла, зокрема, водню та ацетилену. Після виходу газу рівень тиску в трансформаторі швидко зростає, що часто призводить до душе швидкого згоряння. Згоряння призводить до великого зношування механічних з'єднань в корпусі (болтів, швів) трансформатора, завдяки чому зазначені гази вступають в реакцію з киснем у повітрі. Оскільки ацетилен має схильність до самозаймання при контакті з киснем, це призводить до миттєвого згоряння та охоплення пожежею іншого обладнання, яке також може містити значну кількість легкозаймистих речовин. Займання спричиняють короткі замикання, які виникають у результаті перевантаження, перепадів навантаження, погіршення стану ізоляційних матеріалів та недостатнього рівня масла, а також при попаданні води чи вологи або поломки ізолюючого компонента. Також неодноразово спостерігалися випадки займання в камері регулятора напруги під навантаженням (РНН), що призводило до поширення вогню. Таким чином наявна потреба забезпечення контролю та попередження займання, викликаного роботою РНН. Попередні винаходи відносились до розробки протипожежних систем для електричних трансформаторів, які приводяться в дію датчиками згоряння або вогню. Однак ці системи приходять в дію зі значним запізненням - коли масло в трансформаторі вже горить. Таким чином, необхідно звести до мінімуму займання та попередити поширення вогню. Замість традиційних мінеральних масел можна використовувати силіконові масла, щоби уповільнити розпад діелектричної рідини у результаті дії електричної дуги. Однак, займання корпусу трансформатора у результаті збільшення внутрішнього тиску затримується лише на дуже короткий проміжок часу, приблизно на декілька мілісекунд. Цей проміжок часу дозволяє прийняти заходи для попередження вибуху. Окрім цього, було помічено, що у більшості випадків виникнення вогню в трансформаторі джерелом вогню є РНН. Тому важливо спершу оглянути та забезпечити захист РНН. Це дозволяє уникнути поширення вогню на інші компоненти трансформатора. Те, що вогонь найчастіше виникає в РНН, зумовлено утворенням електричної дуги в перемикачі відводу. Документ WO-A-97/12379 містить опис способу запобігання, забезпечення захисту та/або виявлення вибуху та/або виникнення вогню в електричному трансформаторі, в якому міститься займиста охолоджувальна рідина, шляхом виявлення пошкодження електричної ізоляції трансформатора за допомогою датчика тиску, розгерметизації охолоджувальної речовини в корпусі за допомогою клапана, та охолодження поверхні нагрітих деталей охолоджувального елемента шляхом вприскування інертного газу під тиском в нижню частину корпусу для перемішування охолоджувальної речовини та запобігання потраплянню кисню в трансформатор. Цей спосіб є задовільним та певною мірою дозволяє попередити займання трансформатора. Однак, вищезазначений спосіб не передбачає завчасного проведення заходів з виправлення несправності. Окрім цього, ще до початку проведення таких заходів спостерігається пошкодження значної частини електричної ізоляції. Електричні трансформатори відрізняються втратами в обмотці та стержні, що приводить до утворення тепла, яке необхідно розсіяти за допомогою природного охолодження повітря, природного охолодження масла чи штучного охолодження повітря або штучного охолодження масла. Електричні трансформатори великого розміру зазвичай охолоджують з використанням масла, яке є займистою охолоджувальною речовиною. Електричні трансформатори великого розміру обладнані пристроєм для виявлення та скидання тиску, що утворюється у результаті поширення займистої охолоджувальної рідини в середині трансформатора, з метою запобігання займання. В індійській патентній заявці IN 189089 надано опис способу та пристрою для запобігання, забезпечення захисту та/або виявлення вибуху та/або виникнення вогню в трансформаторі. Патент відноситься до способу запобігання, забезпечення захисту та/або виявлення погіршення 1 UA 99843 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 стану електричного трансформатора шляхом забезпечення захисту, запобігання та/або виявлення займання та/або вогню на трансформаторі, у корпусі якого міститься займиста охолоджувальна речовина, при цьому спосіб передбачає виявлення ушкодження електричної ізоляції трансформатора за допомогою датчика тиску, часткове відведення охолоджувальної рідини з корпусу за допомогою клапану та охолодження нагрітих деталей шляхом вприскування інертного газу під тиском в нижню частину корпусу для перемішування охолоджувальної речовини та відведення кисню. Зокрема, патент містить опис заходів для попередження, забезпечення захисту та/або виявлення займання та/або вогню у трансформаторі, що відрізняється від сфери цього винаходу. У патенті не визначено чіткий характер таких заходів. У патенті США 6,804,092 міститься опис пристрою для запобігання, забезпечення захисту та виявлення вибуху та/або виникнення вогню в трансформаторі, у корпусі якого міститься займиста охолоджувальна речовина, та способу розгерметизації корпусу трансформатора. Спосіб розгерметизації передбачає застосування розривного елемента з вбудованим датчиком вибуху, який обладнаний компонентом утримування, перші зони якого мають меншу товщину у порівнянні із іншими зонами компоненту та можуть зношуватися без фрагментування при розриві цього елементу, а другі зони якого мають меншу товщину у порівнянні із іншими зонами компоненту та можуть складатися без зношування при розриві цього елементу. Цей розривний елемент може руйнуватися, якщо тиск у корпусі перевищує встановлений рівень. Сигнал, що подається з датчика вибуху, вбудованого у розривний диск, запускає роботу системи охолодження та запобігає вступу кисню у реакцію з вибуховими газами, утвореними у результаті контакту електричної дуги та масла. У тексті патенту США 6804092 міститься стислий опис "Засобів розгерметизації", за яким зношування розривного елементу спостерігається у результаті зростання рівню тиску в трансформаторі понад встановленого рівня, з огляду на що це не є оптимальною системою виявлення та запобігання вибухів в електричному трансформаторі. В обох системах описується утворення тиску та прийняття подальших запобіжних заходів за допомогою розривного диску або "засобів контролю тиску". Системи, описані у патентах IN189089 та US6804092, мають наявні недоліки, зокрема, зношування після значної затримки в результаті внутрішнього електричного розряду. Тому існує ймовірність затримки виявлення утвореного тиску, вибуху та появи вогню в електричному трансформаторі. Попередні винаходи не дають опису системи чи способу виявлення або попередження зношування без затримки. Система, описана у винаході WO/2007/057916, не передбачає захисту камери РНН. Ще одним недоліком цього винаходу є те, що виникнення вогню в РНН може залишитися непоміченим. Тому необхідно усунути вищезазначені недоліки у попередніх винаходах та розробити пристрій та спосіб запобігання, забезпечення захисту та виявлення вибуху та/або вогню в електричному трансформаторі із мінімальною затримкою у проведенні профілактичних та захисних заходів. Метою цього винаходу є розробка системи, яка б не мала вад, притаманних попереднім системам. Головною метою цього винаходу є розробка системи для запобігання та забезпечення захисту РНН від вогню, обладнаної засобами завчасної індикації можливості вибуху та/або виникнення вогню, тобто до розпаду займистої охолоджувальної рідини / діелектричного масла. Іншою метою цього винаходу є розробка надійної системи та способу запобігання, забезпечення захисту та виявлення вибуху та/або вогню в електричному трансформаторі із мінімальною затримкою. Іншою метою цього винаходу є розробка системи запобігання та забезпечення захисту РНН від вогню та/або запобігання, забезпечення захисту та/або виявлення вибуху та/або вогню у більшому чи меншому трансформаторі, який має вхідну та вихідну напругу. Іншою метою цього винаходу є розробка системи, яка б була економною та простою в експлуатації. Відповідно, винахід відноситься до розробки системи запобігання та забезпечення захисту РНН та/або трансформатора від вогню до розпаду займистої охолоджувальної рідини (11) / діелектричного масла, та така система містить: електричне реле для зчитування показника струму (26) для визначення різниці між значенням вхідного та вихідного струму та передачі сигналу контрольному блоку, якщо відношення значення вхідного струму до значення вихідного струму перевищує встановлений рівень, та/або ще один датчик для виявлення вогню у камері РНН, один чи більше переривачів (24,28) для ізоляції електричного трансформатора від вхідного джерела, одне чи більше реле рівню масла для виявлення надлишкового масла у камері РНН (33), одне чи декілька газових реле (18) для виявлення надлишкового масла у 2 UA 99843 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 ємності трансформатора (14), мінімум один РШПТ (31) для виявлення швидкості зміни тиску у трансформаторі, та/або мінімум один РТ (32) для виявлення тиску у трансформаторі (14), та один чи більше блоків управління (1) для отримання вхідних даних з вищезазначених компонентів, утворюючи сигнал (залежно від налаштувань) для подання потужності на один чи більше підйомний магніт (5) для виведення займистої охолоджувальної рідини (11) через зливний кран та подальшої передачі сигналу для введення інертного газу з нижньої частини електричного трансформатора та/або у верхню частину камери РНН (33) через регулятор потоку азоту з метою перемішування займистої охолоджувальної рідини (11); до способу запобігання та забезпечення захисту РНН та/або трансформатора від вогню до розпаду займистої охолоджувальної рідини (11) / діелектричного масла, та така спосіб передбачає: а) виявлення різниці між вхідним струмом та вихідним струмом після досягнення встановленого рівня, б) виявлення вогню у камері РНН, в) ізоляцію електричного трансформатора від джерела, якщо співвідношення вхідного струму до вихідного струму перевищує встановлений рівень, г) виявлення надлишкового масла у трансформаторі (14) за допомогою мінімум одного газового реле (18), контроль рівню тиску у трансформаторі, а також швидкості зміни рівня тиску за допомогою РТ та РШПТ, відповідно, д) виявлення надлишкового масла у камері РНН за допомогою мінімум одного МР, є) передачу сигналів, утворених у результаті виконання пунктів а, б, в та г, у блок управління, є) подачу енергії на один чи більше підйомних магнітів (5) з використанням блоку управління для відведення займистої охолоджувальної рідини (11) за допомогою перемикача G03 з подальшим введенням газоподібного азоту через нижню частину електричного трансформатора (14) через клапан для перемішування займистої охолоджувальної рідини (11) та зменшення рівня кисню за наявності сигналів після виконання дій, описаних у пунктах а або б, в та г, та введення інертного газу в верхню частину камери РНН через клапан для перемішування займистої охолоджувальної рідини та зменшення рівня кисню за наявності сигналів після виконання дій, описаних у пунктах б, в, г та д; Фіг. 1: загальний вид системи запобігання, забезпечення захисту та/або виявлення вибухів та/або вогню в електричному трансформаторі. Фіг. 2: схема способу експлуатації розробленого пристрою. Фіг. 3: схема компонування та логіка роботи блоку управління. На Фіг. 1 зображено загальний вид пристрою для запобігання, забезпечення захисту та/або виявлення вибухів та/або вогню в електричному трансформаторі. Зображений на Фіг. 1 електричний трансформатор (30) складається з бака (14) з електричними провідниками, які проводять високу або низьку напругу (22) та підключені до трансформаторної втулки високого або низького тиску (15), а ще один провідник високої або низької напруги (23) підключений до іншої трансформаторної втулки високого або низького тиску (16), в залежності від конфігурації. Бак електричного трансформатора (14) наповнений займистою охолоджувальною рідиною (11). Електричний трансформатор (30) підключений до розширювача (21), який підключений до бака електричного трансформатора (14) за допомогою трубки (19). Трубка, яка обладнана ізоляційним клапаном розширювача електричного трансформатора (ІКРЕТ) (20), який закриває трубку (19) у разі швидкого руху займистої охолоджувальної рідини (11) з розширювача електронного трансформатора (21) до бака електронного трансформатора (14). Трубку (19) також обладнано газовим реле (18) для виявлення газу та/або підвищення рівню займистої охолоджувальної рідини (11) в баці електричного трансформатора (14) відносно розширювача електронного трансформатора (21). Подібна схема розташування існує для камери РНН із розширювачем РНН (37) та розширювальним реле РНН (38), що використовується для встановлення швидкості пересування займистої охолоджувальної рідини від камери перемикача відвідного пристрою РНН (33) до розширювача РНН (37). Розширювальне реле (38) можна замінити на газове реле. Проте оскільки здійснюється нагляд за підвищенням, ми використовуємо розширювальне реле. Електричний провідник, що проводить високу або низьку напругу (22), та електричний провідник, що проводить високу або низьку напругу (23), в залежності від конфігурації, через який струм потрапляє в трансформатор для підвищення або зменшення значення напруги та зміни потужності струму, електричне реле струму (26) для вимірювання значення диференційного струму між вхідним електричним провідником високої або низької напруги (22) та вихідним електричним провідником високої або низької напруги (23), в залежності від конфігурації. Обмеження різниці встановлюється на поточному рівні електричного реле струму (26). При перевищенні встановленої різниці рівня струму електричне реле струму (26) вимикає електричний трансформатор (30) через переривник(и). Газове реле (18) та розширювальне реле (38) також здійснюють функцію вимикання у разі раптового підвищення рівня займистої охолоджувальної рідини. Вихідний сигнал з електричного реле струму (26) або газового реле 3 UA 99843 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 (18) чи розширювального реле (38) вимикає переривники на вхідних (та вихідних, у випадку паралельного з'єднання) з'єднаннях з трансформаторними втулками високої та низької напруги (15) та (16)) із одночасним переданням сигналу в блок управління (1). Цей блок управління (1) тільки утворює контрольний сигнал, який передається на клапан виведення масла (4) у разі одержання сигналів з електричного реле струму (26), яке здійснює ізоляцію електричного трансформатора (30), з газового реле (18) та розширювального реле (38), яке здійснює ізоляцію електричного трансформатора (30). Активація клапана виведення (4) займистої охолоджувальної рідини (11) здійснюється у результаті одержання контрольного сигналу від блоку управління (1), який збуджує підйомний магніт (5) для початку відведення та подальшого введення газоподібного азоту в нижню частину бака трансформатора (14) через клапан випуску азоту (6), що забезпечує перемішування масла та зменшує вміст кисню над займистою охолоджувальною рідиною (11), та, таким чином, забезпечує безпеку займистої охолоджувальної рідини (11) у баці електричного трансформатора (14). У випадку пошкодження трансформаторної втулки газоподібний азот виходить через розриви чи отвори, утворені вибухом, та утворює навколо отвору оболонку, яка зменшує рівень кисню. Газоподібний азот міститься у герметичному циліндрі (7). Введення газоподібного азоту також здійснюється в результаті одержання контрольного сигналу від блока управління (1). Як зображено на Фіг. 1, система також обладнана такими структурними елементами, як пожежні датчики (17), що забезпечують запобігання, захист та/або виявлення вибуху та/або вогню в електричному трансформаторі. Цифрові позначення на фігурі: 1. блок управління 2. пристрій живлення 3. Пожежний елемент (ПЕ) 4. Клапан виведення 5. Підйомний магніт 6. Клапан випуску азоту 7. Циліндр з азотом 8. Ємність з маслом 9. Клапан виведення масла з трансформатора 10. Сигнальна коробка 11. Займиста охолоджувальна рідина 12. Нижній рівень 13. Колеса 14. Бак електричного трансформатора 15. Трансформаторна втулка високої напруги (або навпаки) 16. Трансформаторна втулка низької напруги (або навпаки) 17. Пожежні датчики 18. Газове реле 19. Трубка 20. Ізоляційний клапан розширювача електричного трансформатора (ІКРЕТ) 21. Розширювач електричного трансформатора 22. Електричний провідник, що проводить високу напругу (або навпаки) 23. Електричний провідник, що проводить низьку напругу (або навпаки) 24. Вхідний переривник 25. Вхідна лінія 26. Електричне реле для зчитування показника струму 27. Вихідна лінія 28. Вихідний переривник 29. Кабелі 30. Електричний трансформатор 31. Реле, швидкого підвищення тиску (РШПТ) 32. Регулятор тиску (РТ) 33. Камера дивертирного перемикача РНН 34. Регулятор потоку азоту для РНН 35. Регулятор потоку азоту для трансформатора 36. Перемикач контролера тиску 37. Розширювач для РНН 38. Розширювальне реле РНН 39. Захисний клапан 4 UA 99843 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Цей винахід стосується розробки системи запобігання та забезпечення захисту РНН та/або трансформатора від вогню до розпаду займистої охолоджувальної рідини (11) / діелектричного масла, така система містить: а. електричне реле для зчитування показника струму (26) для визначення різниці між значенням вхідного та вихідного струму та передачі сигналу контрольному блоку, якщо відношення значення вхідного струму до значення вихідного струму перевищує встановлений рівень, та/або ще один датчик для виявлення вогню у камері РНН, б. один чи більше переривників (24,28) для ізоляції електричного трансформатора від вхідного джерела, в. одне чи більше реле рівню масла для виявлення надлишкового масла у камері РНН (33), г. одне чи декілька газових реле (18) для виявлення надлишкового масла у ємності трансформатора (14), мінімум один РШПТ (31) для виявлення швидкості зміни тиску у трансформаторі, та/або мінімум один РТ (32) для виявлення тиску у трансформаторі (14), та д. один чи більше блоків управління (1) для отримання вхідних даних з вищезазначених компонентів, утворюючи сигнал (залежно від налаштувань) для подання потужності на один чи більше підйомний магніт (5) для виведення займистої охолоджувальної рідини (11) через зливний кран та подальшої передачі сигналу для введення інертного газу з нижньої частини електричного трансформатора та/або у верхню частину камери РНН (33) через регулятор потоку азоту з метою перемішування займистої охолоджувальної рідини (11). В одному прикладі цього винаходу вхідний струм та вихідний струм електричного реле струму (26) надходить з провідника високої напруги (22) та провідника низької напруги (23) електричного трансформатора (30), відповідно. В іншому прикладі цього винаходу камера РНН (33) може бути обладнана РШПТ та/або РТ. В іншому прикладі цього винаходу блок управління одержує сигнали від РШПТ та/або РТ, підключених до камери РНН (33) для формування сигналу, що збуджує один чи більше підйомних магнітів (5). В іншому прикладі цього винаходу регулятор потоку азоту для РНН (34) та регулятор потоку азоту для трансформатора (35) використовуються для забезпечення надходження потоку азоту встановленого рівня в камеру РНН (34) та бак трансформатора (14), відповідно. В іншому прикладі цього винаходу бак електричного трансформатора (14) ізольовано від розширювача електричного трансформатора (21) ізоляційним клапаном розширювача (ІКРЕТ) (20). В іншому прикладі цього винаходу час передачі сигналу з блоку управління (1) та виведення займистої охолоджувальної рідини (11) через клапан виведення (4) та введення інертного газу в нижню частину бака електричного трансформатора (14) складає 31-700 мілісекунд. В іншому прикладі цього винаходу перемикач контролера тиску (36) активує один або декілька підйомних магнітів для введення азоту в бак трансформатора (14), якщо рівень тиску в баці трансформатора (14) падає нижче встановленого рівня під час відведення займистої охолоджувальної рідини. В іншому прикладі цього винаходу система також обладнана захисним клапаном (39), який виводить газоподібний азот в атмосферу, якщо рівень тиску перевищує заданий рівень. Цей винахід також стосується способу запобігання та забезпечення захисту РНН та/або трансформатора від вогню до розпаду займистої охолоджувальної рідини (11) / діелектричного масла, та такий спосіб передбачає: а. виявлення різниці між вхідним струмом та вихідним струмом після досягнення встановленого рівня, б. виявлення вогню у камері РНН, в. ізоляцію електричного трансформатора від джерела, якщо співвідношення вхідного струму до вихідного струму перевищує встановлений рівень, г. виявлення надлишкового масла у трансформаторі (14) за допомогою мінімум одного газового реле (18), контроль рівню тиску у трансформаторі, а також швидкості зміни рівня тиску за допомогою РТ та РШПТ, відповідно, д. виявлення надлишкового масла у камері РНН за допомогою мінімум одного МР, є. передачу сигналів, утворених у результаті виконання пунктів а, б, в та г, у блок управління, ж. подачу енергії на один чи більше підйомних магнітів (5) з використанням блоку управління для відведення займистої охолоджувальної рідини (11) за допомогою перемикача G03 з подальшим введенням газоподібного азоту через нижню частину електричного трансформатора (14) через клапан для перемішування займистої охолоджувальної рідини (11) 5 UA 99843 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 та зменшення рівня кисню за наявності сигналів після виконання дій, описаних у пунктах а або б, в та г, та з. введення інертного газу в верхню частину камери РНН через клапан для перемішування займистої охолоджувальної рідини та зменшення рівня кисню за наявності сигналів після виконання дій, описаних у пунктах б, в, г та д; В іншому прикладі цього винаходу у пункті (ж) бак електричного трансформатора (14) ізольований від розширювача електричного трансформатора (21) ізоляційним клапаном розширювача (ІКРЕТ) (20). В іншому прикладі цього винаходу виведення газоподібного азоту в атмосферу здійснюється в тому випадку, якщо рівень тиску перевищує встановлений рівень. За результатами дослідів видно, що неузгодженість співвідношення вхідного та вихідного струму в електричному трансформаторі (30) вимірюється засобами електричного реле струму, яке дозволяє встановити різницю між показниками вхідного та вихідного струму. При перевищенні обмеження співвідношення вхідного та вихідного струму електричне реле струму вимикається шляхом передачі сигналу вхідним та вихідним переривникам, підключеним до електричного трансформатора (30), що призводить до ізоляції електричного трансформатора від вхідного джерела (вхідної напруги) (а також вихідного джерела, якщо електричний трансформатор паралельно підключений до іншого електричного трансформатора). Підвищення рівня займистої охолоджувальної рідини в результаті раптової турбулентності фіксується газовими реле, якими обладнаний розширювач електричного трансформатора та розширювач РНН. В трансформаторі може бути декілька газових реле. В РНН замість газового реле можна використовувати масляне реле (МР). В РНН використовується мінімум одне МР, та в залежності від потреби можна встановити декілька МР. Газове реле, МР, РШПТ, РТ також передають сигнал вхідним та вихідним переривникам електричного трансформатора, в результаті чого здійснюється ізоляція електричного трансформатора. РШПТ подає сигнал у разі раптового перепаду тиску у трансформаторі. РТ подає сигнал у разі виходу значення тиску в трансформаторі за межі встановленого рівня. Такі обмеження встановлюється для забезпечення безпеки трансформатора. Окрім цього, камера РНН та/або електричний трансформатор обладнані реле швидкого підвищення тиску (РШПТ), яке здійснює контроль раптового зростання рівню тиску. Це дозволяє знизити тиск, коли його рівень перевищує встановлений безпечний рівень. Цей рівень визначається в залежності від кількості масла, розміру електричного трансформатора або камери, об'єму тощо. РШПТ також дозволяє виявити та попередити появу вогню. Таким чином, блок управління одержує сигнал від газового реле, МР, РШПТ, РТ, електричного реле струму и переривників. Блок управління передає сигнал про виведення інертного газу в камеру РНН та виведення газу з верхньої частини камери. Це дозволяє значно швидше загасити вогонь у порівнянні з тим, якби газ виводився з нижньої частини камери РНН. Якщо масло розливається з верхньої частини камери, це призводить до швидкого поширення вогню. Цього можна уникнути, якщо газ виводиться з верхньої частини камери РНН, що також забезпечує значно вищу ефективність протипожежних заходів. Перемикач G03 використовується для відведення займистої охолоджувальної рідини з електричного трансформатора. Цей процес також ініціюється блоком управління. У разі несправності цього перемикача перемикач контролю тиску (36) активує альтернативний перемикач (5) у разі перевищення встановленого рівня тиску для відведення займистої охолоджувальної рідини. Спосіб запобігання, забезпечення захисту та/або виявлення вибуху та/або вогню в електричному трансформаторі, в корпусі якого міститься займиста охолоджувальна рідина. Спосіб передбачає виявлення різниці між вхідним та вихідним струмом після досягнення встановленого рівня за допомогою електричного реле струму (26). Виявлення надмірної кількості масла в баці трансформатора (14) та РНН здійснюється за допомогою мінімум одного газового реле (18) та/або МР, відповідно. Контроль рівня тиску в трансформаторі, а також швидкості зміни тиску здійснюється, відповідно, за допомогою РТ та РШПТ. Ізоляція електричного трансформатора від вхідного джерела здійснюється за допомогою переривників (24, 28). Вихідні сигнали утворюються засобами електричного реле струму, переривника, газового реле, МР, РШПТ та РТ, та передаються в блок управління. Активація підйомного магніту (5) для відведення займистої охолоджувальної рідини (11) здійснюється за допомогою перемикача G03 та/або перемикача тиску, після чого газоподібний азот вводиться в нижню частину бака електричного трансформатора (14) через клапан для перемішування займистої охолоджувальної рідини (11) та зменшення рівня кисню, а також газоподібний азот вводиться в верхню частину камери РНН через клапан для перемішування займистої охолоджувальної рідини та зменшення рівня кисню; блок управління (1) формує сигнал для відведення займистої охолоджувальної рідини (11) та введення газоподібного азоту 6 UA 99843 C2 5 10 15 20 25 для проведення профілактичних, захисних та/або контрольних заходів проти можливого виникнення вибуху та/або вогню в електричному трансформаторі (30). Окрім цього, за цим винаходом газоподібний азот зберігається у герметичному циліндрі (7), а введення газоподібного азоту здійснюється зі швидкістю, яка контролюється клапаном, який приводиться в дію сигналом, що подається блоком управління (1). Окрім цього, також існує можливість того, що циліндр з азотом та пристрій для зменшення рівня тиску, що використовується для введення газоподібного азоту в бак трансформатора (14) або РНН (34), може зазнавати впливу температурних умов. У випадку підвищення температури тиск стиснутого газоподібного азоту в регуляторі та трубці розширюється. У випадку перевищення тиску в регуляторі встановленого рівня існує ймовірність вибуху або течі в бак трансформатора (14). Таким чином, надлишковий тиск вчасно виводиться в атмосферу за допомогою захисного клапана (39) регулятора тиску. Регулятор потоку азоту для РНН (34) та регулятор потоку азоту для трансформатора (35) використовуються для забезпечення встановленої швидкості потоку азоту в РНН (34) та бак трансформатора (14) в залежності від розмірів та кількості масла. РШПТ (31) контролює швидкість зростання тиску при внутрішній несправності трансформатора та пересилає команду переривнику (24 та 28) про ізоляцію вхідних та вихідних надходжень в трансформатор. РТ (32) контролює рівень тиску при внутрішній несправності трансформатора та пересилає команду переривнику (24 та 28) про ізоляцію вхідних та вихідних надходжень в трансформатор (30). 1. Цей винахід дозволяє попередити та завчасно виявити можливість вибуху та/або вогню, тобто перед розпадом займистої охолоджувальної рідини (11) / діелектричного масла. 2. Ще однією перевагою цього винаходу є розробка надійної системи та способу запобігання, забезпечення захисту та/або виявлення вибуху та/або вогню в електричному трансформаторі (30) з мінімальною затримкою. 3. Ще однією перевагою цього винаходу є те, що він може використовуватися для трансформаторів, що мають вхідну або вихідну напругу. 4. Ще однією перевагою цього винаходу є те, що система не містить датчиків тиску, температури чи пари. 30 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 35 40 45 50 55 60 1. Система запобігання та забезпечення захисту регулятора напруги під навантаженням (РНН) та/або трансформатора від вогню до розпаду займистої охолоджувальної рідини (11)/діелектричного масла, що містить: а) електричне реле для зчитування показника струму (26) для визначення різниці між значенням вхідного та вихідного струму та передачі сигналу до блока управління, якщо відношення значення вхідного струму до значення вихідного струму перевищує встановлений рівень, та/або ще один датчик для виявлення вогню у камері РНН, б) щонайменше один переривник (24, 28) для ізоляції електричного трансформатора від вхідного джерела, в) щонайменше одне масляне реле (МР) для виявлення надлишкового масла у камері дивертирного перемикача РНН (33), г) щонайменше одне газове реле (18) для виявлення надлишкового масла у баці електричного трансформатора (14) та/або мінімум одне реле швидкого підвищення тиску (РШПТ) (31) для виявлення швидкості зміни тиску у баці електричного трансформатора, та/або щонайменше один регулятор тиску (РТ) (32) для виявлення тиску у баці електричного трансформатора (14), та д) щонайменше один блок управління (1) для отримання вхідних даних з вищезазначених компонентів, утворюючи сигнал (залежно від налаштувань) для подання потужності на щонайменше один підйомний магніт (5) для виведення займистої охолоджувальної рідини (11) через клапан виведення та подальшої передачі сигналу для введення інертного газу з нижньої частини електричного трансформатора та/або у верхню частину камери дивертирного перемикача РНН (33) через регулятор потоку азоту для РНН з метою перемішування займистої охолоджувальної рідини (11). 2. Система за п. 1, де вхідний струм та вихідний струм електричного реле для зчитування показника струму (26) надходить з провідника високої напруги (22) та провідника низької напруги (23) електричного трансформатора (30), відповідно. 3. Система за п. 1, де камера дивертирного перемикача РНН (33) може бути обладнана РШПТ та/або РТ. 7 UA 99843 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 4. Система за пп. 1, 3, де блок управління одержує сигнали від РШПТ та/або РТ, підключених до камери дивертирного перемикача РНН (33) для формування сигналу, що збуджує щонайменше один підйомний магніт (5). 5. Система за п. 1, де регулятор потоку азоту для РНН (34) та регулятор потоку азоту для трансформатора (35) використовуються для забезпечення надходження потоку азоту встановленого рівня в камеру РНН (34) та бак електричного трансформатора (14), відповідно. 6. Система за п. 1, де бак електричного трансформатора (14) ізольовано від розширювача електричного трансформатора (21) ізоляційним клапаном розширювача електричного трансформатора (ІКРЕТ) (20). 7. Система за п. 1, де передача сигналу з блока управління (1) та виведення займистої охолоджувальної рідини (11) через клапан виведення (4), та введення інертного газу в нижню частину бака електричного трансформатора (14) відбувається в межах відрізку часу від 31 до 700 мілісекунд. 8. Система за п. 1, де перемикач контролера тиску (36) активує щонайменше один підйомний магніт для введення азоту в бак електричного трансформатора (14), якщо рівень тиску в баці електричного трансформатора (14) падає нижче встановленого рівня під час відведення займистої охолоджувальної рідини. 9. Система за п. 1, яка обладнана захисним клапаном (39) для виведення газоподібного азоту в атмосферу, якщо рівень тиску перевищує заданий рівень. 10. Спосіб запобігання та забезпечення захисту РНН та/або трансформатора від вогню до розпаду займистої охолоджувальної рідини (11)/діелектричного масла, який передбачає наступні кроки: а) виявлення різниці між вхідним струмом та вихідним струмом після досягнення встановленого рівня, б) виявлення вогню у камері дивертирного перемикача РНН, в) ізоляцію електричного трансформатора від джерела, якщо співвідношення вхідного струму та вихідного струму перевищує встановлений рівень, г) виявлення надлишкового масла у баці електричного трансформатора (14) за допомогою мінімум одного газового реле (18), контроль рівня тиску у баці електричного трансформатора, а також швидкості зміни рівня тиску за допомогою РТ та РШПТ, відповідно, д) виявлення надлишкового масла у камері дивертирного перемикача РНН за допомогою мінімум одного масляного реле (МР), е) передачу сигналів, утворених у результаті виконання пунктів а, б, в та г, у блок управління, ж) подачу енергії на щонайменше один підйомний магніт (5) з використанням блока управління для відведення займистої охолоджувальної рідини (11) за допомогою перемикача G03 з подальшим введенням газоподібного азоту через нижню частину бака електричного трансформатора (14) через клапан для перемішування займистої охолоджувальної рідини (11) та зменшення рівня кисню за наявності сигналів після виконання дій, описаних у пунктах а або б, в та г, та з) введення інертного газу в верхню частину камери дивертирного перемикача РНН через клапан для перемішування займистої охолоджувальної рідини та зменшення рівня кисню за наявності сигналів після виконання дій, описаних у пунктах б, в, г та д. 11. Спосіб за п. 10, в якому у пункті ж бак електричного трансформатора (14) ізольований від розширювача електричного трансформатора (21) ізоляційним клапаном розширювача електричного трансформатора (ІКРЕТ) (20). 12. Спосіб за п. 10, де виведення газоподібного азоту в атмосферу здійснюється в тому випадку, якщо рівень тиску перевищує встановлений рівень. 8 UA 99843 C2 9 UA 99843 C2 10 UA 99843 C2 11 UA 99843 C2 Комп’ютерна верстка M. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 12
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюSystem and method for preventing, protecting oltc from fire and/or transformer from explosion
Автори англійськоюWakchaure V.K.
Назва патенту російськоюСистема и способ защиты регулятора напряжения под нагрузкой и/или трансформатора от взрыва и огня
Автори російськоюВакхауре В.К.
МПК / Мітки
МПК: H02H 7/04, H01F 27/00, H02H 9/00
Мітки: вибуху, навантаженням, захисту, система, вогню, регулятора, спосіб, напруги, трансформатора
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/14-99843-sistema-i-sposib-zakhistu-regulyatora-naprugi-pid-navantazhennyam-ta-abo-transformatora-vid-vibukhu-i-vognyu.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Система і спосіб захисту регулятора напруги під навантаженням та/або трансформатора від вибуху і вогню</a>
Попередній патент: Система сухого очищення доменного газу
Наступний патент: Неруйнуючий контроль, зокрема для труб під час виготовлення і в готовому стані
Випадковий патент: Композиція для захисту рослин та спосіб боротьби з фітопатогенними грибами або комахами