Protection gaz des transformateurs
La protection gazeuse des transformateurs est la protection la plus sensible et la plus universelle contre les dommages internes. Installé sur les transformateurs refroidis à l'huile avec conservateur d'huile.
Ce type de protection est basé sur le fait que tout dommage dans le transformateur, y compris un échauffement accru de l'huile, entraîne une décomposition chimique de l'huile du transformateur, ainsi que des matières organiques de l'isolation de l'enroulement, à la suite de quoi du gaz est libéré à l'intérieur du transformateur. Ce gaz agit sur des dispositifs spéciaux de protection contre les gaz qui donnent un signal d'avertissement ou éteignent le transformateur.
La protection gaz réagit aux défauts tels que l'interruption de court-circuit dans les enroulements du transformateur, auxquels la protection différentielle et la protection contre les surintensités ne réagissent pas ; car dans de tels cas l'amplitude du courant de défaut est insuffisante pour que la protection fonctionne.
La nature du défaut dans le transformateur et l'étendue du défaut affectent le taux de génération de gaz. Si le défaut évolue lentement, correspondant à un gazage lent, alors la protection donne un signal d'alerte mais ne déconnecte pas le transformateur.
La formation intense et même violente de gaz, qui indique un court-circuit, crée un signal dans le système de protection de gaz d'une telle ampleur qu'en plus de l'avertissement, il provoque le déclenchement du transformateur défectueux. La protection gaz des transformateurs déclenche un signal d'avertissement même lorsque le niveau d'huile dans le réservoir baisse.
Protection au gaz des transformateurs réalisée par des relais à gaz spéciaux, montés dans un boîtier métallique, intégrés dans l'oléoduc entre le réservoir et le détendeur.
Riz. 1. Relais à gaz de type flotteur : 1 — corps, 2,5 — contacts, 3 — tige, 4 — isolation des bornes, 6 — couvercle, 7 — cadre, 8 — axe, 9 — flotteur supérieur, 10 — flotteur inférieur.
Le relais est généralement rempli d'huile. Le boîtier du relais a un verre miroir avec une échelle indiquant la quantité de gaz accumulée et le relais. Au sommet du relais, il y a une soupape de décharge de gaz et des pinces pour connecter les fils aux contacts situés à l'intérieur du relais.
La conception et l'installation du relais à gaz le plus courant du type PG-22 sont illustrées à la fig. 1. Dans les relais à gaz de ce type, deux flotteurs sont montés sur des charnières à l'intérieur du boîtier, qui sont des cylindres métalliques creux, et sur eux se trouvent des contacts au mercure reliés par des fils flexibles aux bornes du relais de couverture. Le flotteur supérieur est un élément de signalisation protégé.
En condition normale, lorsque le relais est complètement rempli d'huile, le flotteur flotte et son contact s'ouvre. En gazage lent, les gaz montant vers le détendeur remplissent progressivement le relais et déplacent l'huile. Lorsque le niveau d'huile diminue, le flotteur descendant tourne sur son axe tandis que les contacts au mercure se ferment et un signal d'avertissement est envoyé.
Avec une formation de gaz plus lente, le relais ne peut pas agir à l'arrêt car il n'est rempli de gaz que jusqu'au bord supérieur du trou, après quoi les gaz passeront dans le détendeur.
Le flotteur inférieur, situé en face de l'ouverture de l'oléoduc, est un élément d'arrêt.Si la formation de gaz se produit violemment, un fort flux de gaz du transformateur vers le détendeur se produit à travers le relais de gaz, tandis que le flotteur inférieur se retourne , ferme les contacts au mercure, ce qui active l'appareil, qui éteint le transformateur.
Étant donné que lors d'un court-circuit, une violente formation de gaz se produit immédiatement dans la cuve du transformateur, le transformateur s'éteint rapidement après 0,1-0,3 s. Un peu plus tard, une fois le transformateur éteint, l'alarme se déclenche.
Pour les transformateurs d'une capacité de 6,3 mille kVA et plus, l'installation d'une protection contre les gaz est obligatoire. Pour les transformateurs d'une capacité de 1000 à 4000 kVA, il n'est obligatoire qu'en l'absence de protection différentielle ou de surintensité avec un retard de 0,5-1 s. Pour les transformateurs d'une puissance de 400 kVA et plus installés à l'intérieur de l'atelier, la protection gaz est obligatoire.