Zabezpieczenia w transformatorach. Jakie zabezpieczenia stosuje się aktualnie i dlaczego?

Zabezpieczenia w transformatorach.
Jakie zabezpieczenia stosuje się aktualnie i dlaczego?

Transformator to jeden z ważniejszych elementów systemu elektroenergetycznego. Warto więc zadbać o jego odpowiednie zabezpieczenie. W ten sposób unikniemy nie tylko ryzyka pojawienia się zwarć i przeciążeń, ale również dalszych, poważniejszych komplikacji.
Czy współczesne urządzenia zabezpieczające transformator zawsze gwarantują płynne i bezawaryjne funkcjonowanie ? Który osprzęt do nich należy i jaką pełni funkcję ? Bezpośrednią ochronę transformatorów zapewnia się za pomocą wyłączników i bezpieczników w rozdzielnicach SN i nn. Drugim elementem zapewniającym bezpieczną pracę transformatora są bezpośrednie zabezpieczenia termiczne chroniące go przed przegrzaniem (przeciążeniem).

1. Przekaźniki temperaturowe (regulatory).

Zabezpieczenie termiczne w transformatorze suchym (żywicznym) składa się z zestawu sond termicznych i przekaźnika kontroli temperatury. Przekaźnik pełni funkcję kontrolną i zabezpieczającą. Oznacza to, że na bieżąco, w trybie rzeczywistym monitoruje temperaturę transformatora oraz informuje użytkownika wyświetlając wartości poszczególnych temperatur na własnym wyświetlaczu. Ponadto opcjonalnie udostępnia te wartości poprzez port komunikacyjny (RS485 lub Ethernet), ostrzega o przekroczeniu nastawionego przez użytkownika progu alarmowego i daje sygnał do wyłączenia transformatora spod napięcia w przypadku przekroczenia progu awaryjnego. Przekaźnik może mieć także możliwość załączania układu wentylującego transformator w pomieszczeniu, w którym jest on zainstalowany.
Wśród przekaźników stosowanych w transformatorach najbardziej popularny jest T154 ED16. Jest to podstawowy przekaźnik stosowany przez firmę Altrafo. Moduł ten oparty jest na elektronicznym mikroprocesorze, a jego projekt został stworzony tak, aby zapewnić termiczną ochronę transformatorów żywicznych i suchych średniego napięcia.
Dla zaawansowanych aplikacji preferuję się zastosowanie bardziej rozbudowanych przekaźników takich jak NT935AD lub TR–100M. Poza standardowymi funkcjami komunikacyjnymi daje on możliwość zdalnego monitoringu temperatury, gdzie informacje są transferowane do systemu zarządzania systemami automatycznego sterowania w budynku BMS (Building Manager System).

2. Sondy termiczne.

Aby przekaźnik w pełni spełniał swoją rolę nieodłącznym elementem występującym razem z nim muszą być sondy temperaturowe. Pełnią funkcje czujników informujących o temperaturze poszczególnych - chronionych części transformatora. Mowa tutaj o takich elementach jak rdzeń czy cewki.
Prąd, który przechodzi przez rdzeń i cewki powoduje ich nagrzewanie. W przypadku nieodpowiedniego użytkowania transformatora może dojść do sytuacji, gdy zarówno rdzeń jak i cewka osiągnie zbyt wysoką temperaturę. Dzieje się tak, gdy przekroczy się moc znamionową transformatora, a prąd przepływający przez cewki i rdzeń osiągnie wartość wyższą od zalecanej. W ten sposób łatwo doprowadzić do przegrzania tych elementów.

Równie istotne znaczenie ma temperatura otoczenia, w którym transformator pracuje. Długotrwała praca urządzenia z obciążeniem znamionowym w warunkach zbyt wysokiej temperatury zewnętrznej powoduje jego przeciążenie. Za wzrost temperatury może odpowiadać niewydolna wentylacja, dlatego warto zadbać również o ten element wchodzący w dodatkowy skład osprzętu transformatora.
Najczęściej stosowanymi czujnikami dla transformatorów są sondy PT- 100 i PTC. Służą one do pomiaru temperatury powierzchni danego obiektu. Czujniki te działają na zasadzie zmiany rezystancji czujnika wraz ze zmianą temperatury.
Ze względu na wysoką jakość, niezawodność i szeroki zakres pomiarowy sondy PT-100 są podstawowym czujnikiem temperatury stosowanym w transformatorach żywicznych Altrafo - Typ TRAE - Seria Ecodesign.
Natomiast sondy PTC mają znacznie węższy zakres pomiaru temperatury. Wymusza to stosowanie po dwóch sond na każdą cewkę transformatora. Dzięki temu urządzenie może być monitorowane w pełnym zakresie temperatury.
Sondy są relatywnie niedrogie i łatwe w montażu (wymianie). Należy podkreślić, że sondy tylko w połączeniu z przekaźnikiem stanowią pełne zabezpieczenie jako element wspierający transformator.

3. System wentylatorowy.

To kolejny ważny aspekt jeśli chodzi o bezpieczeństwo funkcjonowania transformatora. Wentylatory w transformatorze odpowiadają za chłodzenie urządzenia, tak by nie dopuścić do jego przegrzania. Podobnie jak w przypadku regulatorów temperatury system wentylatorowy dba o utrzymanie prawidłowej temperatury.
W transformatorach Altrafo stosuje się zestawy wentylacyjne BARRA wraz ze sterownikami VRT 200.
Czym są zestawy wentylacyjne BARRA ?
Stanowią system wymuszonej wentylacji transformatora pozwalający na jego pracę przy obciążeniu większym niż znamionowe. W sprzyjających warunkach transformator może być obciążony do 140% wartości mocy znamionowej, jednak należy przy tym zachować jego optymalną temperaturę pracy i zwiększone zasady bezpieczeństwa.
System wymuszonej wentylacji powinien uruchamiać się automatycznie w zależności od temperatury transformatora, którą precyzyjnie mierzą sondy temperaturowe PT100 umieszczone w każdym rdzeniu transformatora Altrafo. W celu poprawienia efektywności zestawu BARRA należy zadbać również o wymianę powietrza w całej stacji transformatorowej.
Wentylatory uruchamiane są za pomocą sterownika VRT w przypadku przekroczenia określonej temperatury granicznej. W efekcie pracy całego systemu wymuszonej wentylacji następuje zwiększony przepływ strumienia powietrza wokół rdzenia transformatora, co pozwala efektywniej odbierać ciepło z obciążonej jednostki. Dzięki temu można skutecznie ograniczyć niebezpieczeństwo przegrzania transformatora i zwiększyć jego zakres pracy aż do wspomnianych 140% wartości mocy znamionowej.

Przy wyborze transformatora nie powinno się marginalizować kwestii doboru odpowiedniego osprzętu. Dobór wysokiej jakości urządzeń takich jak regulatory temperatury czy sondy temperaturowe ma wpływ na jego bezawaryjność i długoletnie działanie. To z kolei gwarantuje nam oszczędność pieniędzy, których nie musimy wydawać na nieoczekiwane usuwanie awarii bądź co gorsza zakup nowego transformatora. Warto więc poświęcić szczególna uwagę nie tylko na samo urządzenie, ale wszystkie elementy wspierające. Jeśli chcesz mieć pewność, że sprzęt, który dobierzesz jest właściwy skorzystaj z porady specjalistów firmy Altrafo Polska. Pomagamy w oparciu o wieloletnie doświadczenie i wiedzę, wspierając klientów w wyborze najlepszej jakości urządzeń.

ALTRAFO POLSKA
✉biuro@altrafopolska.pl
☎ tel.: 501 471 743