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Relais de gaz dans les transformateurs

Jun 17, 2025

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Contenu
  1. Relais de gaz dans les transformateurs
  2. 1. Introduction
  3. 2. Construction
  4. 3. Principe de travail
  5. 4. Avantages et inconvénients
  6. 5. Analyse des défauts de transformateur communs détectables par relais de gaz
    1. 5.1 Types de défauts détectables et caractéristiques de gaz
    2. 5.2 Méthodes de diagnostic des défauts
    3. 5.3 Études de cas
    4. 5.4 Recommandations de maintenance
Relais de gaz dans les transformateurs
 

gas relay

1. Introduction

 

LeRelais de gaz(également connu comme unRelais buchholz) est un dispositif de protection critique dans les transformateurs immergés à l'huile -, conçus pour détecter les défauts en surveillant les gaz générés à l'intérieur du transformateur. Lorsque des défaillances internes - comme la surchauffe, l'arc ou la dégradation de l'isolation - se produisent, isolant les décomposses d'huile, produisant des gaz combustibles (par exemple, hydrogène, méthane, acétylène). Le relais de gaz détecte soit l'accumulation de ces gaz ou des circuits soudains de débit d'huile, déclenchant des alarmes ou des signaux de déclenchement pour empêcher les défaillances catastrophiques.

2. Construction

1.Plug 2. Pondeau 3.Cup (flotteur) 4. aimant de signal 5. Point de connexion 6. MAGENT 7. Plaque de baffle 8. Point de résection 9. Point de connexion 10. Vis de réglage 11.Printemps 12.Relais le couvercle supérieur 13.Conduisant la tige 14.Sonde 15.Vis à arrêter

gas relay diagram

 

3. Principe de travail

Le relais de gaz est généralement installé dans le tuyau reliant le réservoir de transformateur et le conservateur. Il fonctionne en fonction de deux mécanismes:

(1) Détection de défauts mineurs (alarme d'accumulation de gaz)

  • Lent - Développement de défauts (par exemple, surchauffe localisée) provoquent la décomposition de l'huile isolante, libérant des gaz qui montent et s'accumulent dans la chambre supérieure du relais.
  • Lorsque le volume de gaz atteint un seuil prédéfini (généralement250–300 ml), un flotteur tombe, activant un contact d'alarme (avertissement "gaz léger").

(2) Détection des défauts majeurs (décalage d'huile)

  • Les défauts graves (par exemple, courte-circuits, arc) décomposent rapidement l'huile, générant des bulles de gaz de pression élevées - et des turbulences pétrolières.
  • Le débit d'huile résultant déplace un rabat à l'intérieur du relais, déclenchant un contact de déclenchement pour déconnecter le transformateur en millisecondes.

Buchholz relay

transformer gas relay

 

4. Avantages et inconvénients

Avantages

  • Sensibilité élevée: Détecte les défauts naissants (par exemple, le vieillissement de l'isolation) avant de dégénérer.
  • Réponse rapide: Le voyage "gaz lourd" fonctionne en millisecondes, minimisant les dommages.
  • Pas de puissance externe: La conception mécanique assure la fiabilité même pendant les pannes de courant.
  • Diagnostic de défaut: Analyse des gaz (par exemple,DGA - Analyse des gaz dissous) identifie les types de défauts (surchauffe, arc, etc.).

Désavantage

  • Oil - Transformers immergé uniquement: Non applicable à des transformateurs de type sèche -.
  • Sensibilité environnementale: Des vibrations ou une mauvaise installation peuvent provoquer de fausses voyages.
  • Maintenance - intensif: Nécessite des inspections de ventilation de gaz périodiques et de joints.

5. Analyse des défauts de transformateur communs détectables par relais de gaz

5.1 Types de défauts détectables et caractéristiques de gaz

gas relay in transformer

5.1.1 Décharge partielle

  • Caractéristiques des défauts: Concentration de champ électrique localisée provoquant de faibles décharges dans l'isolation
  • Génération de gaz:

Gaz primaire:Hydrogène (H₂, 60-70%)

Gaz secondaire:Méthane (ch₄)

Indicateur clé: très basAcétylène (c₂h₂,<5ppm)

  • Action de relais: Ne déclenche généralement qu'un seulalarme de gaz léger
  • Niveau de risque: Modéré (peut dégénérer si non traité)

 

5.1.2 Fauteurs thermiques

Basse - surchauffe de température (150-300 degrés)

  • Causes courantes: Problèmes de mise à la terre, de mauvaises connexions
  • Génération de gaz:

Dominé parMéthane (ch₄)

ÉmergentÉthylène (c₂h₄)

FaibleHydrogène (H₂)

 

High-Temperature Overheating (>700 degrés)

  • Causes courantes: Surchauffe d'enroulement, conduits d'huile bloqués
  • Génération de gaz:

SignificatifÉthylène (c₂h₄)

AugmentéÉthane (c₂h₆)

TracerAcétylène (c₂h₂)

  • Action de relais: Une surchauffe prolongée peut déclenchervoyage de gaz lourd

 

5.1.3 Arc (High - décharge d'énergie)

  • Caractéristiques des défauts: Bobinage de courts circuits, échecs du changeur de robinet
  • Génération de gaz:

HautAcetylene (C₂H₂, typically >50 ppm)

ÉlevéHydrogène (H₂)

Pénéques de carbone possibles dans l'huile

  • Action de relais: Provoque toujours un voyage à gaz lourd
  • Niveau de risque: Critique (nécessite une fermeture immédiate)

 

5.1.4 Entrée d'humidité

  • Caractéristiques des défauts: Une teneur en eau excessive dans l'huile
  • Génération de gaz:

PrincipalementHydrogen (H₂, >80%)

MineureMéthane (ch₄)

  • Action de relais: FréquentAlarmes de gaz légers
  • Diagnostic: Nécessite une confirmation viatests d'humidité de l'huile

 

5.2 Méthodes de diagnostic des défauts

Buchholz relay in transformers

5.2.1 Méthodes de ratio de gaz (ratio Rogers)

Ratios de gaz clés pour l'identification des défauts:

Rapport

Gamme

Type de défaut

Ch₄ / h₂

<0.1

Décharge partielle

C₂H₄/C₂H₆

>3

Haute - surchauffe de température

C₂H₂/C₂H₄

>0.5

Défaut d'arc

5.2.2 Triangle Duval (IEC 60599 Standard)

Méthode de diagnostic du rapport de trois {0} {0} {0} {pour la classification précise des défauts.

5.2.3 Analyse du taux de production de gaz

Seuil d'attention: Taux total de génération d'hydrocarbures>0,5 ml / h

Seuil d'avertissement: Taux total de génération d'hydrocarbures>1 ml / h

 

5.3 Études de cas

Winding Short Circuit

Cas 1: contacts de changeur de robinet défectueux

  • Symptômes: FréquentAlarmes de gaz légers
  • Analyse des gaz:

Ch₄: 45%

           C₂H₄: 30%

           C₂H₂: <1ppm

  • Diagnostic: Moyen - surchauffe de température (200-400 degrés)
  • Action: Inspectez et nettoyez les contacts du changeur de robinet

 

Cas 2: Inter - tournure un court-circuit sinueux

  • Symptômes: Voyage de gaz lourd
  • Analyse des gaz:

           H₂: 55%

           C₂H₂: 35%

Particules de carbone dans l'huile

  • Diagnostic: Haute - Fauteur d'arc d'énergie
  • Action: Effectuer l'inspection de l'enroulement interne

 

Dissolved Gas Analysis test

 

5.4 Recommandations de maintenance

  1. Échantillonnage de gaz régulier: ConduireAnalyse des gaz dissous (DGA)au moins chaque6 mois.
  2. Journalisation de l'événement: Enregistrer les activations de relais avec les paramètres électriques correspondants.
  3. Étalonnage de relais: Vérifiez chaque année les mécanismes de flotteur et de rabat.
  4. Surveillance supplémentaire: Intégrer avecSystèmes de surveillance en lignepour une fiabilité accrue.

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