SERGI - Transformer Protector Test

Испытания системы Transformer Protector

2 серии испытаний системы TRANSFORMER PROTECTOR были проведены в 2002 и 2004 году. Были созданы наиболее неблагоприятные условия с целью вызвать взрыв трансформатора. 62 раза зажигалась электрическая дуга между электродами, помещенными в трансформаторное масло. Целью данных испытаний было:

Фотография испытательной площадки лаборатории CEPEL, где 3 трансформатора были оснащены системой TRANSFORMER PROTECTOR с общим баком БОМГ

• доказать эффективность TRANSFORMER PROTECTOR для градиентов давления до 4000 бар/сек;
• сравнить результаты расчетов MTH, проведенных ранее, с реальными случаями коротких замыканий;
• углубить знания SERGI об электрической дуге в масле;
• рассчитать распространение волны давления;
• измерить срабатывание традиционных защит трансформатора;
• измерить и определить закон объема генерируемых газов во время короткого замыкания.

Испытания в Electricite de France (EDF), 2002 [6]

В высоковольтной лаборатории EDF была проведена серия из 28 испытаний на трансформаторе 160 кВА. Электрические дуги генерировались с использованием тока от 2.5 до 7.5 килоампер, энергия дуги достигала 300 килоджоулей, а градиенты давления колебались от 200 до 1200 бар в секунду.Во время этих испытаний, было заснято быстрое расширение газов, генерируемых при распаде масла до появления дуги (см. фото слева). Также, несколько датчиков, расположенных в баке трансформатора позволили измерить волны распространения давления, вызванные генерацией газов.


	ГАЗ, ГЕНЕРИРУЕМЫЙ ВНУТРИ БАКА ТРАНСФОРМАТОРА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ДУГОЙ



		2 мсек

3 мсек


	4 мсек


	Время в миллисекундах




		5 мсек

Испытания в лаборатории CEPEL, Бразилия, 2004 [6]


В высоковольтной лаборатории CEPEL была проведена серия из 34 испытаний на трех трансформаторах мощностью 6, 10 и 20 МВА с токами коротких замыканий достигающих 15 килоампер и энергиями дуги до 2.4 мегаджоулей. Половина испытаний была осуществлена в условиях вакуума с целью измерить общий объем газов, генерируемых во время горения дуги. Были выбраны различные точки создания электрической дуги для того чтобы лучше изучить поведение системы TRANSFORMER PROTECTOR (см . фото внизу).

• A, рядом с модулем депрессюризации; • B, на некотором удалении от модуля депрессюризации; • C, на противоположной стенке трансформатора.




	3 различных точки генерирования электрической дуги

Сделанные измерения позволили изучить распространение волны давления.

Результаты

• Градиенты давления и депрессюризация бака, наблюдаемые во время испытаний, соответствовали значениям, рассчитанным прежде с иcпользованием модели MTH [1-4].
• Была продемонстрирована эффективность системы TRANSFORMER PROTECTOR. Как показано на графике справа, TRANSFORMER PROTECTOR позволяет сбросить избыточное давление при градиенте 3900 бар в секунду и давление в баке опускается до значения срабатывания разрывного диска всего лишь через 3 миллисекунды после срабатывания.
• График справа показывает, что чем больше энергия короткого замыкания, тем быстрей система TRANSFORMER PROTECTOR ползволяет понизить давление в баке. На эту исключительную эффективность системы TRANSFORMER PROTECTOR уже обращалось внимание в публикации, сделанной в 2001 году [3].
• Положение возникновения электричсекой дуги внутри бака не влияют на рабочие характеристики системы TRANSFORMER PROTECTOR. Даже для дуг, возникающих в позиции C, распространение волны давления приводило к активации системы TRANSFORMER PROTECTOR до того, как бак трансформатора мог бы взорваться.
• Проведенный после испытаний анализ показал высокую степень соответствия измерений, выполненных во время




	Эволюция давления во время срабатывания системы TRANSFORMER PROTECTOR



	Время активации в зависимости от энергии

испытаний, и результатов расчетов, проведенных с использованием модели MTH, в особенности расчетов по распространению волны давления.
• Все горючие газы, генерируемые во время горения электрической дуги, успешно вытеснялись из бака отделения масла и газов в атмосферу с невысокой температурой и ни разу не возгорелись. Таким образом, было продемонстрировано, что замовозгорание газов при их выхлопе в атмосферу является невозможным.
• Ни разу во время испытаний не произошло активации сигналов наличия избыточного давления или газов от реле Бухгольца, так как скорость протекания явления слишком высока для данных устройств.

Сертификат испытаний

Система TRANSFORMER PROTECTOR успешно срабатывала во время каждого из 62 испытаний, позволяя сбросить избыточное давление в трансформаторе и предупреждая взрыв бака, а также его долговременную деформацию. Лаборатория CEPEL предоставила Сертификат в отношении 34 испытаний, проведенных в данной высоковольтной лаборатории [15].