Для обеспечения правильной работы газовой защиты должны быть выполнены определенные правила при установке трансформатора и при установке реле в трубопроводе. Трансформаторы должны устанавливаться так, чтобы крышка имела подъем не менее 1 — 1,5% к горизонтали, а трубопровод от трансформатора к расширителю — подъем не менее 2 — 4%; при этом трубопровод должен присоединяться в наиболее высоком месте крышки трансформатора. Таким образом, трубопровод и установленное в нем газовое реле имеют наклон на 3 — 5,5% к горизонтали.
Крышка реле будет иметь такой же наклон к горизонтали. Имевшиеся ранее рекомендации об обязательности горизонтального положения крышки газового реле являются ошибочными.
Для указанного подъема крышки трансформатора применяют металлические подкладки под катки трансформатора, как показано ниже:
1 — газовое реле;
2—расширитель;
3 — кран в трубопроводе;
4 — подкладка под катки.
Схема установки трансформатора с наклоном крышки и трубопровода
Подъем крышки и трубопровода по направлению к газовому реле нужен для свободного и быстрого прохождения выделяющихся из масла газов (при большом их количестве) в реле и в расширитель, что обеспечивает быстрое срабатывание газовой защиты. В случае же выделения из масла незначительного количества воздуха и газа в процессе нормальной работы трансформатора, например, после доливки масла в трансформатор, срабатывания газовой защиты не должно происходить. В последнем случае газ, не скапливаясь под крышкой бака, постепенно проходит по трубопроводу в расширитель.
Если же под катки трансформатора не подложить металлических подкладок, то газ, скопившись вначале в более высоком месте под крышкой, которое может быть вдали от места присоединения трубопровода, проходит в трубопровод не постепенно, а сразу в значительном количестве. При этом возможно, что в газовом реле окажется такое количество воздуха, которое достаточно для срабатывания реле.
Дополнительной мерой для обеспечения свободного прохождения газа из бака в расширитель является также присоединение трубопровода к крышке трансформатора без бортика с внутренней стороны, поскольку выступающий вниз конец трубы препятствовал бы попаданию в трубопровод слоя газа, находящегося выше, под самой крышкой бака.
Выемная внутренняя часть реле должна быть установлена так, чтобы изображенная на крышке стрелка была направлена к расширителю.
Реле РГЧЗ-66 предназначено для установки в трубопроводах с внутренним диаметром 80 мм (3″) только при этом реле опорожняется от масла, если его не остается в трубопроводе. Этим обеспечивается работа газовой защиты на отключение при утечке масла из бака или аварийном снижении уровня масла. Установка реле в трубопровод с меньшим диаметром привела бы к тому, что в нижней части корпуса реле оставалось некоторое количество масла и после полного опорожнения трубопровода за счет порога в месте присоединения трубы меньшего диаметра к фланцу реле. Чашка нижнего, отключающего элемента реле, оставаясь при этом частично в масле, не опускалась бы и отключающий контакт не замыкался.
В случаях применения реле РГЧЗ-66 для защиты от внутренних повреждений в отсеках переключателей ответвлений РПН трансформаторов большой мощности реле устанавливаются в трубопроводах с внутренним диаметром 25 мм.
Контактор помещен в отсек, заполненный маслом и связанный со своим отсеком в расширителе трубопроводом диаметром 25 мм. Размещение контактора в отсеке со своим маслом вызвано тем, что технические характеристики этого масла ухудшаются намного быстрее (под воздействием электрической дуги в момент переключения), чем масла в баке трансформатора, поэтому масло в отсеках переключателей меняют независимо от масла в баке трансформатора.
Газовая защита переключателей срабатывает при их повреждениях, сопровождающихся броском через реле масла и смеси масла с газом. Незначительное количество газа, выделяющегося из масла при нормальной работе переключателя, не приводит к срабатыванию защиты.
Газовая защита переключателей ответвлений предназначена для работы на отключение трансформатора при повреждении в отсеках переключателей; при снижении же уровня масла в реле будет работать только верхний, сигнальный элемент. Несрабатывание отключающего элемента реле РГЧЗ-66 при уходе масла из трубопровода, соединяющего отсек переключателей с отделенной частью расширителя, принято допустимым.
Весь трубопровод между трансформатором и расширителем должен быть одного диаметра, поскольку изменения сечения, как и значительное увеличение длины трубопровода, ведут к изменению характеристик работы реле. Кран, установленный в трубопроводе для отделения расширителя трансформатора от его бака, может устанавливаться в вертикальной или в горизонтальной части трубопровода. Конструкция крана должна быть такой, чтобы он не уменьшал сечения трубопровода. Не должно создаваться сужения трубопровода и в местах присоединения газового реле за счет перекошенных резиновых прокладок, поэтому при монтаже реле проверяется, что резиновые прокладки установлены точно и не выступают внутри трубопровода. Толщина прокладки между крышкой и корпусом реле не должна превышать 2 — 3 мм, чтобы выемная часть реле не оказалась поднятой выше, чем нужно для его нормальной работы.
Выхлопная труба трансформатора должна присоединяться к крышке бака так, чтобы конец трубы выступал внизу под крышкой, с тем, чтобы газ из бака не попадал в выхлопную трубу, а попадал только в газовое реле и в расширитель. Для этого, как указывалось выше, трубопровод расширителя присоединяется в отличие от выхлопной трубы без выступа под крышкой бака. При повреждениях же трансформатора, сопровождающихся резким возрастанием давления внутри бака, количество газа так велико, что он попадает не только в газовое реле и в расширитель, но и в выхлопную трубу. Мембрана выхлопной трубы лопается и газ выходит наружу вместе с выплеснувшимся маслом. Газовая защита действует на отключение трансформатора и на сигнал одновременно или только на отключение, если верхняя часть корпуса реле еще не успела заполниться газом. В верхней части выхлопная труба должна иметь отверстие во внешнюю среду или трубку, сообщающуюся с воздушным пространством в верхней части расширителя для уравновешивания давления. Засорение этого отверстия трубки, нарушение целости диафрагмы или ее прокладки могло бы вызвать ложную работу газовой защиты под воздействием потока масла через реле в момент выравнивания уровней масла в выхлопной трубе и в расширителе (если уровень масла в трубе до этого был выше, чем в расширителе).
Дыхательная трубка расширителя также должна свободно пропускать воздух и газ, поэтому металлическая сетка в пробке дыхательной трубки не должна засоряться. В эксплуатации бывали случаи, когда при покраске трансформатора сетка по небрежности была закрашена и перестала пропускать воздух. При возрастании нагрузки этого трансформатора и температурном расширении масла в баке уровень масла в расширителе повышался, давление воздуха в нем возрастало, что приводило к прорыву воздуха через сетку дыхательной трубки.
Быстрое перетекание масла из бака в расширитель в момент снижения давления воздуха в последнем вызывало работу отключающего элемента реле.
Реле должно устанавливаться так, чтобы кран на крышке реле был не менее чем на 50 мм ниже самого низкого допустимого уровня масла в расширителе для возможности отбора из реле масла или газа для анализа. Большое внимание должно быть обращено на правильное и надежное выполнение электрических цепей газовой защиты, поскольку случаи излишней (в частности, ложной) работы газовой защиты происходят, в основном, из-за нарушения изоляции ее цепей, вызванных дефектами монтажа или эксплуатации. Провода и контрольные кабели, присоединяемые к газовому реле, должны иметь маслостойкую изоляцию или должны быть надежно защищены от разъедания изоляции маслом. При подключении контрольного кабеля к выводам реле нужно убедиться, что дренажное отверстие в коробке с зажимами не засорено. Для защиты от механических повреждений рекомендуется закрывать кабели угловым железом. Если кабель проложен в трубе, нужно проверить, что выполнены меры против скопления в ней влаги, а также что при выводе из трубы кабель изогнут с большим радиусом изгиба и край трубы не повредит оболочку кабеля.
Подключение газового реле производится непосредственно кабелем с изоляцией жил из маслостойкого пластиката (не требующего специальной разделки концов) или бронированным кабелем с бумажной изоляцией со специальной разделкой концов. Возможно также присоединение через промежуточную коробку зажимов, устанавливаемую около трансформатора.
Коробка должна быть защищена от попадания влаги в отверстия для вентиляции. Легко заменяемые короткие перемычки с маслостойкой изоляцией между реле и промежуточной коробкой зажимов проще контролировать и при необходимости заменять.
Устройство контроля изоляции цепей газовой защиты, применяемое в системе Мосэнерго, позволяет предотвратить во многих случаях отключение неповрежденного трансформатора из-за нарушения изоляции защиты. Для надежной работы газовой защиты необходимо также выполнение следующих условий:
– при пуске и останове насосов в масляной системе охлаждения трансформаторов с принудительным охлаждением не должно возникать перетоков и толчков масла в трубопроводе, могущих привести к работе газового реле;
– вентиляторы воздушного охлаждения трансформаторов должны быть надежно закреплены и сбалансированы так, чтобы при их пуске и останове не возникало сотрясений, могущих вызвать работу газового реле;
– радиаторы трансформаторов должны быть связаны бандажами, увеличивающими жесткость радиаторов и предотвращающими их раскачивание от сотрясений трансформатора при близких сквозных к. з.
Газовое реле должно быть доступно для осмотра и определения уровня масла сквозь смотровое стекло и для взятия проб газа и масла без отключения трансформатора.
Для обслуживания газовых реле все трансформаторы, имеющие газовую защиту, должны иметь стационарные металлические лестницы с площадками, установленными так, чтобы части трансформатора, находящиеся под напряжением, были на допустимом расстоянии и только с одной стороны от работника, стоящего на площадке и выполняющего любые операции с газовым реле и краном (вентилем) трубопровода.
Поскольку ночью или в плохую погоду взятие пробы газа из реле представляет определенные трудности, в ряде энергосистем применяется устройство для отбора пробы газа без подъема на трансформатор. Для этой цели к крану газового реле присоединяется металлическая трубка. Эта трубка прокладывается вдоль бака трансформатора и на расстоянии 1,5 м от земли изгибается под углом около 90°. На конце трубки устанавливается кран, который нормально закрыт, а кран газового реле открыт. При взятии пробы газа к трубке подключают емкость и работают с нижним краном. Такое устройство сниженного отбора пробы газа рекомендуется выполнять, так как оно значительно облегчает обслуживание газовой защиты и повышает безопасность работы.