Yağ Dalgalanma Rölesinin Dinamiklerini Anlamak

Tıkırdayan emniyet valfi olmayan bir düdüklü tencere hayal edin. Küçük bir sorun çok hızlı bir şekilde büyük bir patlamaya dönüşebilir. Şimdi aynı tehlikeyi hayal edin, ancak endüstriyel düzeyde, elektrik direklerinin yükseklerinde duran büyük çelik transformatörlerin içinde veya çitlerle çevrili trafo merkezlerinde. Bu sessiz beygirler, evlerimize ve iş yerlerimize elektrik akışını yönetiyor, ancak tüm bu güç bazı riskleri de beraberinde getiriyor.

Bu devasa kutuların içinde tek bir elektrik arızası (yıldırım çarpması kadar küçük ve hızlı bir şey) felaketle sonuçlanabilir. Hepimiz elektrik ve yağın tehlikeli bir karışım olduğunu biliyoruz ve gerçekte bir sorun olması durumunda transformatörün tankını kırabilecek güçlü bir basınç dalgası yaratacaktır. Bu, birçok insanı etkileyen maliyetli yangınlara, büyük elektrik kesintilerine ve uzun onarımlara neden olabilir.

Milyonlarca-dolarlık bir transformatörün tehlikeye dönüşmesini engelleyen şey nedir? Süslü bir bilgisayar şeyi değil, akıllı, sıklıkla unutulan bir mekanik koruyucu. Özel bir yağ dalgalanma rölesitrafo dalgalanma koruma cihazıTek amacı bu şiddetli iç telaşı hissederek her şeyi bir anda kesip felaketi daha başlamadan durdurmaktır. Ve transformatörlerin kırılmasını önlemede büyük bir iş yapan küçük bir şey ve tüm güç sistemimiz için isimsiz bir kahraman gibi. Ve bunun nedeni, bu transformatörlerin doldurulması ve arızalandıklarında ne olacağıdır. Bu gizli bekçi en önemli işini yapmak üzere görev başındadır.transformatörler için aşırı gerilim koruyucusuBöylece her gün güvendiğimiz güç sorunsuz bir şekilde akmaya devam edecek.

Eminim bu sessiz hummer'ları çitlerle çevrili bir bahçede ya da bir elektrik direğinin tepesinde duran, elektriğimizi gözetliyormuş gibi görünen büyük gri metal kutuları görmüşsünüzdür. Ekipmanın bu önemli parçalarına denirtransformatörlerve tüm elektrik şebekesindeki en önemli işlerden birini yapıyorlar. Onlar olmasaydı, uzaktan üretilen elektrik hiçbir zaman güvenli bir şekilde evinize giremezdi.

Transformatör elektrik şebekesinin iletimi gibidir. Bir arabanın otoyolda giderken veya giderken farklı viteslere sahip olması gibi, elektriğin de farklı miktarlarda basınca ihtiyacı vardır (Gerilim) yolculuğunun farklı bölümleri için. Transformatörün görevi, uzun mesafelerde verimli bir şekilde seyahat etmek için voltajı alıp çok yüksek bir seviyeye "yükseltmek" ve ardından evinize ulaştığında çok daha düşük, daha güvenli bir seviyeye "aşağı indirmektir".

Ve bu, elektriğin yolculuğu boyunca gerçekleşir. Bir elektrik santralinin yakınında, büyük bir transformatör voltajı çok yükseltiyor, böylece gerçekten büyük kablolarla ülke çapında uzun bir yolculuk yapabiliyor ve daha az enerji kaybı için her şeyi "yüksek vitese" alıyor. Daha sonra, şehrinize ve mahallenize ulaştığında, sokakta görebileceğiniz gibi voltajı kademeli olarak düşüren bir sürü küçük transformatör var. Ve son olarak ekmek kızartma makinenizi ve TV'nizi bağlayacak kadar güvenli bir şeye geliyoruz. Günün sonunda onlar, modern elektrik sistemimizin çalışmasını sağlayan, suyun hem iyi hem de güvenli olmasını sağlayan sessiz, hayati bekçilerdir. Ancak bu kadar büyük bir elektrik gücüyle uğraşmak, o metal kutunun içinde büyük miktarda ısı ve tehlike yaratır. Şimdi yeni bir soru: Neden bu yüksek-voltajlı makinelerde bu kadar binlerce galon petrol var?

Tüm bu yüksek voltajlı elektrikli parçalarla dolu bir kutuyu, alev alabilecek binlerce galonluk bir şeyle doldurmak biraz tuhaf görünüyor. Ancak transformatörün içinde bulunan özel mineral yağ, bu makinenin düzgün ve güvenli bir şekilde çalışmasını sağlayan isimsiz kahramandır. Arabanızın motorundaki yağ gibi değil, iki önemli işi aynı anda yapan çok özel bir sıvıdır. Bu olmasaydı büyük transformatörlerin çoğu çok ısınır ve kısa sürede çalışmayı bırakırdı.

İlk şey, transformatörün serin tutulması gerektiğidir. Sadece bu kadar çok elektrik enerjisiyle uğraşmak ve onu değiştirmek bile büyük miktarda ısı üretir. Yağ, sürekli olarak akan ve yoğun ısıyı transformatörün çekirdek parçalarından uzaklaştıran bir soğutucu görevi görür. Bu, arabanızdaki motorun aşırı ısınmasını önlemek için ısıyı uzaklaştıran radyatör sistemi gibidir. Transformatörün içindeki yağ da, pek çok eve güç sağlayabilen bir elektrik sistemi için aynı şeyi yapar.

Bu arada petrol çok önemli bir rol daha oynuyor. Transformatörün içindeki yüksek gerilim parçaları birbirine yakındır. Bir bariyer olmadığında, güçlü elektrik kolayca atlayabilir veya aralarında ark oluşturabilir, bu da büyük bir kısa devreye neden olabilir. İşte bu, petrolün ikinci işini yaptığı zamandır.

Transformatör yağının iki ana işlevi vardır:

Soğutma: Transformatör çekirdeğinin ürettiği yüksek sıcaklığı sürekli olarak emer ve uzaklaştırır.

Yalıtım: Gerçekten iyi bir yalıtkan gibi çalışır ve elektriğin sıçramaması gereken yerlerden sıçramasını engeller. Su, elektriği taşımadığı için bu yağla kıyaslanamaz, bu nedenle çok fazla volta maruz kalan parçaları koruma konusunda mükemmeldir.

Bu ikisinde yağ, transformatörün kanıdır, onu serin ve kontrol altında tutar. Bu, yağı makinenin içinde neler olup bittiğini görmek için en iyi şey haline getirir. Ve eğer bu petrol tanklarından birinde yıldırım çarpması gibi büyük bir arıza olsaydı, bu ani şiddetli olay, petrol dalgalanma rölesinin arayacağı şey olurdu.

Transformatörün yağı iyidir ancak mükemmel değildir. Olası tüm arızaları durduramaz. Yüksek gerilim makinelerinin derinliklerinde dahili arızaların meydana gelme ihtimali vardır. Bunu kontrollü bir yıldırım çarpması, elektriğin serbest kaldığı ve yağın içinden sıçradığı hızlı, güçlü bir kısa devre gibi düşünün. Yumuşak bir kıvılcım değil, yakındaki yağı anında buhara dönüştüren ve büyük bir sıcak hava kabarcığı hızla genişleyen patlayıcı bir güç patlaması. Bu, felaketle sonuçlanan başarısızlığı başlatan olay, "patlama"dır.

Peki bunlar başka nerede yanlış gidebilir? Herhangi bir yerde bir arıza meydana gelebilir, ancak çoğunlukla, içinde bulunan özel ayrı bölmede.Açık-Yük Kademe Değiştiricisi (OLTC). Trafo şebekenin kalbidir, OLTC ise dişli kutusudur. Gücün sabit kalması için gün boyu voltajda küçük, kesin değişiklikler yapmak. Transformatörün hareketli parçalara sahip tek ana parçası olduğundan, sürekli mekanik gerilime dayanır ve bu tür tehlikeli dahili arızaların en sık nedenidir.

Bu elektrik arkının enerjisi anında ve büyüktür, fayı küçük bir su altı patlamasına dönüştürür. Hızla genişleyen gaz kabarcığı çevredeki petrolü güçlü bir şekilde iter. Çok güçlü, hızlı-hareket eden bir dalga; hafif bir dalgalanma değil, OLTC bölmesinden çıkıp bir bağlantı borusu yoluyla transformatörün ana tankına giden bir yağ akışı. Ve sonra dalgalanma, gerçekten kötü bir şeyin olduğunun ilk fiziksel işaretidir. Arızadan dalgalanmaya kadar tüm bunlar göz açıp kapayıncaya kadar gerçekleşir. Petroldeki dalgalanma, transformatörlerin son yardım çığlığıdır ve yaklaşmakta olan bir felaketin fiziksel işaretidir. Sorun şu ki, bu sinyal inanılmaz bir hızla hareket ediyor, dolayısıyla onu koruyacak olan her şeyin aynı hızla tepki vermesi gerekiyor. Bu şiddetli petrol akışı, ilk ve en hızlı koruma hattı olarak hizmet veren, petrol dalgalanma rölesinin bulmak için tasarlandığı şeydir.

Hızlanan bir petrol dalgasıyla karşı karşıya kaldığınızda karmaşık bir çözüme gerek yok, yalnızca hızlı olun. Yağ dalgalanma rölesi çok basit bir şeydir; OLTC ile ana trafo tankı arasındaki borunun içindedir. Ana kısmı, normal yağ hareketini göz ardı edecek, ancak bir şeyler ters giderse harekete geçecek şekilde dikkatlice dengelenmiş güçlü bir kanat veya kürektir. Ve bütün gün ve bütün gece orada öylece oturup o belirli şeyin gerçekleşmesini bekliyor.

Dahili bir arızadan gelen şiddetli petrol akışı boruyu parçalayıp bu küreğe çarpıyor. Tıpkı kuvvetli bir rüzgarın mandalı olmayan bir tel kapıyı açması gibi; bu ani ve güçlüdür. Paddle tam oraya gidiyor ve o küçük, güçlü elektrik düğmesi tarafından itiliyor. Herhangi bir analiz veya ölçüm yapmaz; tüm işi yapan, bir saniyeden daha kısa sürede anahtarı mekanik olarak devreye sokan, petrol dalgalanmasının ham fiziksel gücüdür.

Bu anahtar, bu rölenin yaptığı tek şeydir ama çok büyük bir fark yaratır. Rölenin kendisi transformatöre giden elektrik akışını durduramaz. Bunun yerine, anahtarın tetiklenmesi çok daha büyük, çok daha güçlü bir cihaza, yani ana devre kesiciye acil bir elektrik sinyali gönderir. Röle, tehlikeyi gören gözcü, gözcü gibidir. Devre kesici, uyarıya göre harekete geçen güçlü koruyucudur. Röleden kesiciye kadar tüm güç ağımızın kendisini nasıl koruduğunun temel kuralıdır. Bir anda devre kesici "açma" mesajını alır ve açılarak transformatöre giden gücü keser. Yakıt kaynağının dahili arızasını kapatarak patlayıcı basıncının daha da kötüleşmesini önleyin. Felaket önlendi. Arızadan dalgalanmaya, kürek hareketinden sinyale kesici eylemine kadar zincirleme reaksiyon, yangını veya yıkıcı arızayı önler, multi-milyon dolarlık ekipman tasarrufu sağlar ve geniş çaplı elektrik kesintisini önler. Ama bu bir uzmandır ve yalnızca büyük, ani patlamalar için yaratılmıştır. Peki ya yavaş, sessiz olanlara?

Yağ dalgalanma rölesi büyük sorunları hızlı bir şekilde durdurmada iyidir, ancak bir transformatördeki her şey bu kadar heyecan verici değildir. Evinizin güvenlik ağını düşünün; yavaş yanan bir yangın için bir duman dedektörü ve ani bir izinsiz giriş için bir hırsız alarmı-vardır. Aynı evi koruyorlar ama çok farklı tehlikelere dikkat ediyorlar. Bir transformatörün de bu katmanlı savunmaya benzer bir şeye ihtiyacı vardır ve petrol dalgalanma rölesinin en iyi arkadaşı Buchholz rölesi adı verilen başka bir şeydir.

Yağ dalgalanma rölesi büyük bir basınç dalgası bulduğunda Buchholz rölesi aşağı yukarı bir gaz dedektörüdür. Transformatörün ana tankında yavaş yavaş gelişen birçok arıza (zamanla gevşeyen bir bağlantı gibi) büyük bir dalgalanmaya neden olmaz. Bunun yerine etraflarındaki yağı yavaşça "pişirerek" gaz kabarcıkları oluştururlar. Bu kabarcıklar yukarı çıkıp boruların üstüne konulan Buchholz rölesine sıkışıp kalıyor. Çok fazla gaz toplanırsa alarm verir, böylece operatör yaklaşan bir sorun hakkında, felakete dönüşmeden çok önce uyarılabilir. Transformatörün “kömür madenindeki kanarya”sıdır.

Dolayısıyla her ikisi de önemli trafo koruma sistemleri olmasına rağmen işlevleri tamamen farklıdır.

Buchholz rölesi: "Yavaş sızıntı dedektörü"Zamanla gelişen küçük arızalardan kaynaklanan gaz kabarcıklarının tespiti için oradadır. Erken uyarı verir ancak genellikle her şeyi hemen kapatmak yerine alarmı çalıştırır.

Yağ Dalgalanma Rölesi:"Patlama Sensörü"Yalnızca, genellikle hassas kademe değiştirme bölmesinde meydana gelen büyük, anlık bir arızadan kaynaklanan ani, şiddetli yağ basıncı dalgasına tepki verir. Devre kesiciyi anında açacaktır.

Bu iki adam rakip değil, bir takım. Buchholz rölesi yavaş yanmaya dikkat eder, yağ dalgalanma rölesi ise ani patlama için oradadır. Birlikte, hem derin sorunları hem de-tamamen acil durumları tespit eden eksiksiz bir güvenlik ağı oluştururlar. Dolayısıyla bu ortaklık, çok pahalı bir transformatörün içindeki birçok farklı sorundan korunmasını sağlıyor. Peki ya bu röleler hatalıysa? Bir güvenlik cihazı yanlış alarm verdiyse neden?

Tıpkı büyük bir kamyonun yanından geçtiğinde araba alarmının çalması gibi, sizi korumak için orada olmasa bile, iyi güvenlik malzemeleri de bazen kazara çalabilir. Yağ dalgalanma rölesi aynıdır. Şiddetli bir baskı olayının en küçük işaretine bile tepki verecek şekilde yapılmıştır, dolayısıyla tam bir arıza olmayan bir şey tarafından tetiklenebilir. Yağ sisteminin içine sıkışmış küçük bir hava kabarcığı gibi, borunun içinden itilebilir ve gerçek bir arıza gibi hissedilen ani bir sarsıntı yaratabilir. Transformatörün gövdesi üzerinde meydana gelecek büyük bir fiziksel darbe, örneğin yakınlarda devam eden bir inşaat, muhtemelen hassas mekanizmanın da harekete geçmesine neden olabilir.

Bu aşırı hassasiyet kasıtlıdır; güvenli olmakla kullanımı kolay olmak arasında büyük bir-alışveriş-alışverişi vardır. Mutfağınızdaki bir duman dedektörü gibi, tüm odanın yanması durumunda sönmesi yerine, bazen yanmış tost olduğu için sönmesini tercih edersiniz. Mühendisler yağ dalgalanma rölesinin hassasiyetini aynı mantıkla ayarlarlar; bir milyon-dolarlık transformatörü yok edip elektrik kesintisine neden olacak tek gerçek olayı kaçırmaktansa sistemi gereksiz yere birkaç kez kapatmak çok daha iyidir. Ara sıra verilen yanlış alarmlar neredeyse mükemmel korumanın maliyetidir.

Bir röle tetiklendiğinde, kamu hizmetleri teknisyenleri sadece anahtarı tekrar açmazlar. Dedektif oluyorlar. Test prosedürlerinde yaptıkları ilk şey, bir suç olup olmadığını öğrenmektir. O yağdan biraz alacaklar ve belirli gazları veya renk değişikliklerini kontrol edecekler; bunlar dahili bir elektrik arızasının bıraktığı kimyasal "parmak izidir". Daha sonra rölenin kendisine bakarlar ve yolculuk sırasında ne olduğuna ilişkin veri kaydına bakarlar. Her şey yolunda giderse ve yağ yeni kadar iyiyse, o zaman devam edip bunun yanlış bir yolculuk olduğunu söyleyebilirler, her şeyi sıfırlayabilirler ve ilk etapta bunun neden olduğunu anlamaya çalışabilirler, belki de içeride sıkışan borulardan biraz hava çıkararak. Sonuçta, bu birkaç yanlış alarm bozuk bir sistemin işareti değil, gardiyanın uyanık ve yüksek alarm durumunda olduğunun işaretidir. Teknisyenler gerçek bir yardım çığlığı ile anlık bir ürkeklik arasındaki farkı nasıl anlayacaklarını biliyorlar. Ve bu dikkatli süreç, aşırı gerilim rölesi kapandığında ona büyük bir meseleymiş gibi davranmamızı ve bunun, elektrik hatlarımızın güvenli ve iyi çalışmasını sağlamaya yardımcı olan gizli duvarın önemli parçalarından biri haline gelmesini sağlar.

Peyzajımıza dağılmış dev transformatörler sadece manzaranın bir parçası değil. Onlar elektrik şebekesinin hareketli güçlerle dolu güçlü kalpleridir. Tüm büyük gücün idare edildiği yerde, transformatörün en yoğun noktasını izleyen basit bir mekanik koruma var. Bir dahaki sefere bir trafo merkezinin yanından geçtiğinizde, içindeki en basit şeylerden birinin aynı zamanda en hayati koruyuculardan biri olduğunu ve herhangi bir soruna milisaniyeler içinde yanıt vermeye hazır olduğunu fark edeceksiniz.

Bu gizli koruyucu, elektrik sisteminin iyi çalışmasını sağlayan mühendislerin yaptığı akıllı ama görünmeyen işlerin sembolüdür. Düdüklü tenceredeki emniyet valfi gibi, yağ dalgalanma rölesi de olağan çalışma ile korkunç arıza arasında duran kolay bir fikirdir; gezegenimizi aydınlatmak için çok çalışan sessiz bir koruyucudur.

Şimdi iletişime geçin