Specialiștii „Ukrelektroservis“ SRL privind continuarea unei lungi perioade de timp, angajat într-o căutare de consultanță de șapte luni pe Internet, a dus la descoperirea de informații despre 630 explozii de transformare in numai SUA. Pierderile financiare cauzate de explozii și incendii, precum și încetarea producției de energie electrică, au ajuns la sute de milioane de dolari americani.
Transformatoarele de putere sunt printre cele mai scumpe echipamente instalate în centrale electrice și substații de transformare.
De obicei, acestea conțin o cantitate semnificativă de substanță combustibilă, în caz de incendiu, un incendiu se poate răspândi în structurile și structurile din apropiere. Prin urmare, trebuie acordată o atenție specială în acest caz protecției lor.
Analiza bazei de date a arătat că toate victimele au fost echipate cu transformatoare convenționale sisteme electrice: diferentiale, supracurent, peste pământ și Buchholz releu și, în unele cazuri, creșterea rapidă a presiunii releului. Singurul mijloc de protecție mecanică folosit a fost o supapă de presiune. În majoritatea cazurilor, sistemele de protecție electrică au funcționat corect și au trimis un semnal comutatorului transformatorului.
Din nefericire, explozia nu a putut fi evitată chiar dacă transformatorul a fost echipat cu comutatoare moderne, oferind o oprire în decurs de 50 de milisecunde. Singurul tip de protecție mecanică - supapa de presiune - nu este eficientă în cazul scurtcircuitului, deoarece toate transformatoarele distruse au fost echipate cu acest dispozitiv.
Cercetările efectuate de experții noștri au arătat că rata de creștere a presiunii din rezervor care rezultă dintr-un scurtcircuit depășește în mod semnificativ timpul de reacție al tuturor sistemelor de protecție ale transformatoarelor. Acest lucru este valabil mai ales pentru supapa de presiune care nu este proiectată pentru evacuarea rapidă a cantității necesare de ulei, ceea ce ar evita explozia rezervorului de transformare. În cazul scurt-circuitelor severe, supapa de siguranță de presiune uneori nu are timp să se deschidă deloc.
Exploziile și incendiile transformatoarelor sunt, de obicei, rezultatul distrugerii izolației. Motivul pentru acest lucru poate fi o supraîncărcare sau sare în circuitul electric provocate de trăsnet, de comutare, deteriorarea progresivă a izolației, nivelul uleiului insuficient, umiditate, acid conținut în ulei, precum și eșecuri în echipamentele asociate, cum ar fi un dispozitiv de reglare a tensiunii de încărcare (RPN) sau intrări electrice.
Energia arcului electric, care rezultă din defalcarea izolației, provoacă o saltare bruscă a temperaturii locale. De asemenea, generează o cantitate mare de gaze explozive și combustibile, care provoacă o creștere rapidă a presiunii în rezervorul de transformare.
Apoi, transformatorul explodează pentru o fracțiune de secundă, iar capacul rezervorului este de obicei rupt. O cantitate mare de amestec de petrol și gaze străpunge într-un spațiu considerabil. Contactul cu gaze explozive și combustibile cu aer (oxigen) poate duce la o explozie puternică, care, în unele cazuri, răspândește focul în toată centrala. În același timp, temperatura suprafeței uleiului din cupă ajunge repede la punctul de aprindere, iar transformatorul se aprinde.
Pentru a modela orice tip de scurtcircuit, calculele trebuie făcute ținând cont de geometria exactă a fiecărui proiect și a puterii transformatorului. Astfel, modelul MTG ia în considerare toți parametrii transformatorului:
- proprietățile materialelor (grosimea și calitatea cuprului, materialele de izolare etc.);
- numărul de viraje, dimensiunile și geometria înfășurărilor;
- componente ale uleiului dielectric, caracteristicile fluxului și a sistemului de răcire;
- parametrii geometrici ai transformatorului, incluzând comutatoarele de schimb de sarcină și intrările electrice.
Înainte de modelarea distrugerii izolației, rezultatele MTG sunt verificate constant pentru modul de funcționare nominal al transformatorului și în condiții de suprasarcină, ținând cont de caracteristicile echipamentului clientului. Programul de cercetare implementat a condus la crearea unui concept de prevenire a exploziilor și a incendiilor, precum și la sistemul TRANSFORMER PROTECTOR. concepute pentru a preveni explozia rezervorului de transformator sub diferite tipuri de scurtcircuite.
În timpul cercetării s-au rezolvat următoarele sarcini:- determinarea cantității de gaze explozive și combustibile eliberate prin transferul de energie;
- se calculează creșterea rezultată a presiunii din interiorul rezervorului;
- calcula energia care trebuie evacuată pentru a preveni explozia și incendiul transformatorului;
- Dezvoltați un sistem care să permită evacuarea gazelor și a amestecului de ulei și împiedică accesul la oxigen.
La putere transformatoare de scurtcircuit sunt risc deosebit de mare, deoarece inerția generatorului continuă să alimenteze arcul electric pe o perioadă relativ lungă de timp, în cazul în care între generatorul și transformatorul este nici un comutator. Pentru a preveni explozia rezervorului transformatorului astfel de condiții sunt mai grave, pentru acest motiv, au fost examinate probleme de avertizare a transformatoarelor bloc explozia de la centralele electrice în timpul programului de cercetare de trei ani realizat în cooperare cu un companii energetice americane.
Rezultatele programului de cercetare au arătat următoarele:- presiunea din interiorul rezervorului de transformare se ridică de la 50 la 1.000 bari pe secundă, în funcție de localizarea scurtcircuitului și de cantitatea de energie transferată către ulei prin arcul electric;
- supapele de presiune instalate în mod normal pe rezervorul de transformare nu sunt capabile să coboare presiunea internă a rezervorului și să împiedice explozia în timpul unui scurtcircuit pentru toate situațiile simulate;
- În majoritatea cazurilor, transformatoarele explodează în 5-50 milisecunde după ce presiunea din rezervor începe să crească.
De asemenea, a devenit evident faptul că informațiile înregistrate de sistemele SCADA în timpul scurt-circuitelor transformatoarelor sunt inutile. Deoarece gradientul creșterii presiunii este prea mare pentru instrumentele de măsurare tradiționale, acest lucru nu permite reflectarea adecvată a cursului evenimentului.
Sistemul TRANSFORMER PROTECTOR (TR), dezvoltat de SERGI, este un mijloc eficient de protecție a transformatoarelor și a dispozitivelor de reglare a tensiunii sub sarcină (RPN).
Sistemul TP este proiectat pentru utilizarea pe toate transformatoarele de ulei cu o capacitate de peste 0,1 MVA și îndeplinește următoarele funcții:- reducerea presiunii în rezervorul transformatorului (în câteva milisecunde);
- evacuarea gazelor explozive din rezervorul transformatorului fără contact cu aerul;
- eliminarea gazelor explozive din transformator într-o zonă îndepărtată, unde acestea pot fi arse în siguranță, ceea ce este important, de exemplu, în rafinăriile de țiței;
- oprirea eliberării de gaze explozive prin utilizarea sursei de azot.
În funcție de puterea transformatorului și locația acestuia, se utilizează sistemul TP al trei modele diferite. Fiecare tip include unul sau mai multe module de evacuare a presiunii și un modul pentru eliminarea gazelor explozive. Diferențele sunt în caracteristicile implementării decompresiei, separării petrolului și a gazelor explozive, depozitarea uleiului alocat.
Sistemul STP este proiectat pentru transformatoare relativ mici cu o capacitate de 0,1 până la 5 MVA amplasate în exteriorul sau în interiorul clădirii. Sistemul MTP este proiectat pentru orice transformator cu putere de la 0,1 până la 1000 MVA sau mai mult, amplasat în exteriorul sau în interiorul clădirii. Sistemul LTP este proiectat pentru orice transformator cu putere de la 5 la 1000 MVA sau mai mult, amplasat în aer liber în centrale electrice și substații de transformare.
Trimiteți-le prietenilor: