專利名稱：防止oltc起火、防止變壓器爆炸的保護系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及防止OLTC起火的防止和保護領(lǐng)域，和/或防止電變壓器中的爆炸和/ 或起火的防止、保護和/或檢測的領(lǐng)域。更具體地，本發(fā)明涉及提前(即在可燃冷卻液流體 /介電油的分解之前)防止并檢測爆炸和/或起火的可能性的系統(tǒng)/裝置。
背景技術(shù)：
電變壓器在繞組和鐵芯兩者中表現(xiàn)出損耗，由于這個原因，需要驅(qū)散所產(chǎn)生的熱 量。因此，通常用諸如油的流體冷卻大功率變壓器。所使用的油是介電的，并且可在高于 140°C等級的溫度時點燃。由于變壓器非常昂貴，所以必須特別加以注意，以保護變壓器。絕 緣故障首先產(chǎn)生強烈的電弧，這引起電保護系統(tǒng)的動作，斷開(trip)變壓器的供電繼電器 (斷路器)。電弧還導(dǎo)致隨之發(fā)生的能量損耗，這使得從介電油的分解而產(chǎn)生氣體的釋放， 尤其是氫氣和乙炔。在釋放氣體之后，變壓器外殼內(nèi)部的壓力非常迅速地增加，由此通常產(chǎn) 生非常劇烈的爆燃。爆燃導(dǎo)致變壓器的外殼中的機械連接(螺栓、焊縫)的嚴重撕開，這使 得所述氣體與周圍空氣中的氧氣接觸。由于在氧氣存在時，乙炔可自然，所以立即開始燃燒 并導(dǎo)致火焰蔓延至其它可能也包含大量可燃物的現(xiàn)場設(shè)備。爆炸由于以下原因而引起由 過載、電壓沖擊、絕緣的逐漸老化所導(dǎo)致的短路，以及不足的油面、水或濕氣的出現(xiàn)、或絕緣 部件的失效。此外，還觀察到，存在許多這樣的情況在有載調(diào)壓變壓器(OLTC)腔室處起 火，然后由于火焰的蔓延而導(dǎo)致爆炸。因此，我們看到這樣的需求監(jiān)測并防止由于OLTC而 出現(xiàn)的火焰。用于電變壓器的防火系統(tǒng)在現(xiàn)有技術(shù)中是已知的，并且，燃燒或火焰檢測器啟 動這些系統(tǒng)。然而，這些系統(tǒng)被實現(xiàn)為，當變壓器的油已經(jīng)燃燒時，具有明顯的時間延遲。那 么，必須限制有關(guān)設(shè)備的燃燒，并且必須防止火焰蔓延至附近的設(shè)備。為了使介電流體由于 電弧而產(chǎn)生的分解減慢，可用硅油代替?zhèn)鹘y(tǒng)的礦物油。然而，由于內(nèi)部壓力的增加而導(dǎo)致的 變壓器外殼的爆炸僅延遲了幾毫秒等級的非常短的時間。此時間長度使得可以接合能夠防 止爆炸的裝置。此外，觀察到，在大多數(shù)變壓器起火中，火源是0LTC。因此，首先檢測并保護OLTC 是重要的。這將避免變壓器的其它零件的起火。在OLTC中更普遍的起火原因是由于切換 開關(guān)內(nèi)部的電弧放電。文獻W0-A-97/12379公開了這樣一種方法通過用壓力傳感器檢測變壓器的電絕 緣的破壞、用閥門使包含在外殼中的冷卻液減壓，并通過將加壓的惰性氣體噴入外殼底部 以攪動所述冷卻液并防止氧氣進入變壓器外殼來冷卻冷卻液的溫度高的部分，從而防止、 保護和/或檢測設(shè)置有由可燃冷卻液流體填充的外殼的電變壓器中的爆炸和/或起火。此 方法是令人滿意的，并使得可以一定程度地防止變壓器的外殼爆炸。然而，所述方法不提前 提供指示以采取正確的措施。而且，在采取正確行為之前，大量電絕緣已經(jīng)被破壞。電變壓器表現(xiàn)出繞組和鐵芯的固有損耗，產(chǎn)生需要通過以下方式被驅(qū)散的熱量 通過自然空氣冷卻或自然油冷卻，或強制的空氣冷卻或強制的油冷卻。通常用油來冷卻較 大的電變壓器，所述油是可燃冷卻液流體。較大電變壓器具有對于由于變壓器箱內(nèi)部的可燃冷卻液流體的爆炸而產(chǎn)生的壓力進行檢測和釋放的裝置，從而防止爆炸。印度專利申請IN 189089教導(dǎo)了一種用于防止變壓器爆炸和/或起火的防止、保 護和/或檢測的方法和裝置。該專利提供這樣一種方法通過保護、防止和/或檢測所述電 變壓器的爆炸和/或起火來防止、保護和/或檢測所述電變壓器的老化，所述電變壓器具有 由可燃冷卻液流體填充的外殼，所述方法包括以下步驟用壓力傳感器裝置檢測變壓器的 電絕緣的破裂；用閥門來部分地排出包含在外殼中的冷卻液；以及通過將加壓的惰性氣體 噴入外殼底部以攪動冷卻液并除掉位于周圍的氧氣來冷卻冷卻液的溫度高的部分。所述專 利尤其指的是用于防止變壓器的爆炸和/或起火的防止、保護和/或檢測的壓力裝置，其與 本發(fā)明不同。該專利未清楚地說明壓力裝置的特性。美國專利6，804，092公開了一種用于防止電變壓器的爆炸和/或起火的防止、保 護和檢測的裝置，其包括由可燃冷卻液流體填充的外殼以及用于使變壓器的外殼減壓的 裝置。減壓裝置包括具有集成的爆炸檢測器的爆破元件，爆炸檢測器設(shè)置有包括第一區(qū)域 和第二區(qū)域的止動零件，與止動零件的剩余部分相比，第一區(qū)域具有減小的厚度，并且，當 所述元件爆破時，第一區(qū)域能夠在不成碎片的情況下被撕開，與止動零件的剩余部分相比， 第二區(qū)域具有減小的厚度，并且，當所述元件爆破時，第二區(qū)域能夠不撕開地折疊。當外殼 內(nèi)部的壓力超過預(yù)定的最高限度時，所述爆破元件能夠破裂。來自集成有爆破盤的爆炸檢 測器的信號觸發(fā)冷卻系統(tǒng)，并防止氧氣與通過電弧與油接觸而產(chǎn)生的爆炸性氣體相接觸。美國專利6，804，092簡要地說明了 “減壓/裝置”，其中，爆破元件由于變壓器箱中 的壓力增加超過預(yù)定的最高限度而被撕開，這不是用于檢測并防止電變壓器中的爆炸的十 分安全的系統(tǒng)。兩個現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)均討論了產(chǎn)生的壓力和通過爆破盤或“壓力裝置”進行后續(xù)的 防止措施。在這兩個現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)(即，IN 189089和US 6804092)中，存在固有的缺點， 例如，從出現(xiàn)內(nèi)部電弧開始明顯的延遲之后，出現(xiàn)撕裂。因此，可能的是，檢測到所產(chǎn)生的壓 力以及電變壓器中的爆炸和/或起火的發(fā)生是延遲的。沒有一個現(xiàn)有技術(shù)教導(dǎo)了將沒有延 遲地檢測或防止出現(xiàn)撕裂的系統(tǒng)或方法。W0/2007/057916中公開的現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)不尋求對OLTC腔室的保護。該發(fā)明還具 有這樣的缺點0LTC中的起火或潛在的起火被忽略掉。因此，必須克服兩個現(xiàn)有技術(shù)的以上缺點，并且必須發(fā)明一種用于防止電變壓器 的爆炸和/或起火的防止、保護和/或檢測裝置和方法，其采用具有最小延遲的預(yù)防性和保 護性措施。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，提供一種消除上述與現(xiàn)有系統(tǒng)相關(guān)的缺點的系統(tǒng)。本發(fā)明的主要目的是，提供一種用于防止OLTC起火(保護0LTC)的和/或提前 (即在可燃冷卻液流體/介電油的分解之前)防止、檢測爆炸和/或起火的可能性的系統(tǒng)。本發(fā)明的又一目的是，提供一種用于防止OLTC起火(保護0LTC)和/或具有最小 延遲的防止電變壓器爆炸和/或起火的防止、保護和/或檢測的十分安全的系統(tǒng)和方法。本發(fā)明的又一目的是，提供一種用于防止OLTC起火(保護0LTC)、和/或防止具有 入線電壓和出線電壓的升壓變壓器或降壓變壓器的爆炸和/或起火的防止、保護和/或檢測系統(tǒng)。本發(fā)明的又一目的是，提供一種經(jīng)濟的并且在操作過程中具有最小復(fù)雜性的系 統(tǒng)。相應(yīng)地，本發(fā)明提供一種用于在可燃冷卻液流體/介電油的分解之前提前防止 OLTC起火(保護0LTC)和/或防止變壓器爆炸的防止、保護系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括電流感 測繼電器，用于確定輸入電流和輸出電流的差，并且，如果輸入電流與輸出電流的比值超 過預(yù)定極限，則對控制單元提供輸入；和/或一個或多個檢測器，檢測來自O(shè)LTC腔室的 火焰；一個或多個斷路器，用于將電變壓器與入線源隔離；一個或多個油波動繼電器(oil surge relay)，用于感測OLTC腔室中的過量油波動；一個或多個布赫茲繼電器(Buchholz relay)，用于感測變壓器箱中的過量油波動；和/或至少一個RPRR，用于檢測變壓器箱中的 壓力的變化速率；和/或至少一個PRV，用于檢測變壓器箱中的壓力；以及一個或多個控制 單元，其用于從上述參數(shù)接收輸入，從而可選地產(chǎn)生控制信號，以使一個或多個起重磁鐵通 電，以通過排泄閥排出可燃冷卻液流體，并在之后提供信號以從電變壓器箱的底部噴射惰 性氣體，和/或通過氮氣流控制閥將惰性氣體噴射至OLTC腔室的頂部，以攪動可燃冷卻液 流體。并且，還提供一種用于在可燃冷卻液流體/介電油的分解之前提前防止OLTC起火和 /或防止變壓器爆炸的防止和保護方法，所述方法包括以下步驟a)檢測輸入電流和輸出 電流之間的差是否超過預(yù)定水平，b)檢測來自O(shè)LTC腔室的火焰，c)如果輸入電流與輸出電 流的比值超過預(yù)定限值，那么將電變壓器與入線源隔離，d)用至少一個布赫茲繼電器檢測 變壓器箱的過量的油波動，分別用PRV和RPRR監(jiān)測變壓器箱中的壓力和壓力的變化速率， e)用至少一個OSR檢測OLTC腔室的過量的油波動，f)將來自步驟a，b，c和d的信號傳遞 至控制單元，g)用控制單元使一個或多個起重磁鐵通電，以用G03開關(guān)排出可燃冷卻液流 體，并在之后當具有來自步驟a或b，c和d的信號時，通過閥門從電變壓器箱的底部噴射氮 氣，以攪動可燃冷卻液流體，減少氧氣的存在，并且當具有來自步驟b，c，d和e的信號時，通 過閥門從OLTC腔室的頂部噴射氮氣，以攪動可燃冷卻液流體，減少氧氣的存在。


圖1描述了用于防止電變壓器爆炸和/或起火的防止、保護和/或檢測的系統(tǒng)的 總視圖。圖2示出了代表根據(jù)本發(fā)明的裝置的操作方法的邏輯的示意圖。圖3示出了代表控制單元的布置和邏輯的示意圖。
具體實施例方式圖1是用于防止電變壓器爆炸和/或起火的防止、保護和/或檢測的裝置的總視 圖。參照圖1，電變壓器30包括電變壓器箱14，其具有承載高壓或低壓電壓22的電導(dǎo)體， 該電導(dǎo)體連接至高壓或低壓變壓器進線套管15，另一高壓或低壓導(dǎo)體23連接至另一高壓 或低壓變壓器進線套管16，根據(jù)具體情況而定。用可燃冷卻液流體11填充電變壓器箱14。 電變壓器30與電變壓器油枕21連接，電變壓器油枕21通過導(dǎo)管或管道19與電變壓器箱 14連通。一觀察到可燃冷卻液流體11從電變壓器油枕21快速運動到電變壓器箱14，則設(shè) 置有電變壓器油枕隔離閥(TCIV) 20的導(dǎo)管或管道19就立刻關(guān)閉導(dǎo)管或管道19。導(dǎo)管或管道19還安裝有布赫茲繼電器18，其用于感測氣體產(chǎn)生和/或感測在從電變壓器箱14朝 著電變壓器油枕21流動的可燃冷卻液流體11中觀察到的波動。對于具有OLTC油枕37的 OLTC腔室和OLTC波動繼電器38，存在類似的設(shè)置，以檢查可燃冷卻液流體從OLTC切換開 關(guān)腔室33到OLTC油枕37的快速運動。也可用布赫茲繼電器代替波動繼電器38。但是，由 于僅監(jiān)測波動，所以我們使用波動繼電器。 由于情況可能是電流通過承載高壓或低壓22的電導(dǎo)體和承載高壓或低壓23的電 導(dǎo)體而流至升壓或降壓變壓器以及反相電流的變壓器，所以可以是差動電流感測繼電器26 用于測量入線高壓或低壓電導(dǎo)體22和出線高壓或低壓電導(dǎo)體23之間的差動電流。在差動 電流感測繼電器26的電流等級中設(shè)置預(yù)定的差異限值。當超過電流等級中的預(yù)定差異時， 差動電流感測繼電器26將通過斷路器斷開電變壓器30。當存在可燃冷卻液流體的突然波 動時，布赫茲繼電器18和波動繼電器38也斷開。來自差動電流感測繼電器26或布赫茲繼 電器18或波動繼電器38的輸出信號將在與高壓和低壓變壓器進線套管15和16連接的入 線連接(并且，如果平行地連接，則是出線連接)上斷開斷路器，同時對控制單元1發(fā)出信 號。如果接收到來自隔離電變壓器30的差動電流感測繼電器26的信號和來自隔離電變壓 器30的布赫茲繼電器18與波動繼電器38的信號兩者，那么此控制單元1僅對放油閥4產(chǎn) 生控制信號。在接收到由控制單元1產(chǎn)生的控制信號時，則進行可燃冷卻液流體11排泄閥 4的啟動，該控制信號使起重磁鐵5通電以開始排液，然后通過氮釋放閥6從變壓器箱14的 底部噴射氮氣，從而確保油的攪動并減小變壓器箱中的可燃冷卻液流體11上方的空間中 的氧氣的存在，從而防止并保護電變壓器箱14內(nèi)的可燃冷卻液流體11。在任何高壓或低壓 變壓器進線套管的爆裂的情況中，氮氣通過任何由爆炸導(dǎo)致的破裂或開口向上升，并在開 口周圍產(chǎn)生包封以降低氧氣的存在。將氮氣儲存在加壓的氮氣缸7中。氮氣的噴射也由控 制單元1產(chǎn)生的控制信號控制。圖1所示的其它系統(tǒng)設(shè)置有其它結(jié)構(gòu)零件，例如，火焰檢測 器17，以確保防止、保護和/或檢測電變壓器，使其不爆炸和/或不起火。圖中使用的參考標號如下所示
1控制單元
2供電裝置
3滅火室(FEC)
4排泄閥
5起重磁鐵
6氮氣釋放閥
7氮氣缸
8濾油防火裝置
9變壓器放油閥
10信號箱
11可燃冷卻液流體
12地平面
13輪
14電變壓器箱
15高壓變壓器進線套管(或者反過來)
16低壓變壓器進線套管(或者反過來)17火焰檢測器18布赫茲繼電器19導(dǎo)管或管道20電變壓器油枕隔離閥(TCIV)21電變壓器油枕22承載高壓的電導(dǎo)體(或者反過來)23承載低壓的電導(dǎo)體(或者反過來)24斷路器入線25 入線26差動電流感測繼電器27 出線28斷路器出線29 電纜30電變壓器31快速升壓繼電器(RPRR)32壓力釋放閥(PRV)330LTC切換開關(guān)腔室34用于OLTC的氮氣流控制閥35用于變壓器的氮氣流控制閥36壓力監(jiān)測開關(guān)37用于OLTC的油枕380LTC波動繼電器39安全釋放閥本發(fā)明的詳細描述因此，本發(fā)明涉及用于在可燃冷卻液流體11/介電油的分解之前提前防止OLTC起 火和/或防止變壓器爆炸的防止和保護系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括a.電流感測繼電器26，用于確定輸入電流和輸出電流的差并且如果輸入電流與 輸出電流的比值超過預(yù)定限值，對控制單元提供輸入；和/或一個或多個檢測器，檢測來自 OLTC腔室的火焰，b. 一個或多個用于將電變壓器與入線源隔離的斷路器24，28，c. 一個或多個用于感測OLTC腔室33中的過量油波動的油波動繼電器，d. 一個或多個用于感測變壓器箱14中的過量油波動的布赫茲繼電器18和/或至 少一個用于檢測變壓器箱中的壓力的變化速率的RPRR 31，和/或至少一個用于檢測變壓 器箱14中的壓力的PRV 32，以及e. 一個或多個控制單元1，其用于從上述參數(shù)接收輸入，從而可選地產(chǎn)生控制信 號，以使一個或多個起重磁鐵5通電，以通過排泄閥排出可燃冷卻液流體11，并在之后提 供信號，以從電變壓器箱的底部噴射惰性氣體和/或通過氮氣流控制閥將惰性氣體噴射至 OLTC腔室33的頂部，以攪動可燃冷卻液流體11。
在本發(fā)明的一個實施方式中，差動電流感測繼電器26的輸入電流和輸出電流分 別是來自電變壓器30的高壓導(dǎo)體22和低壓導(dǎo)體23的電流。在本發(fā)明的一個實施方式中，OLTC腔室33可選地具有RPRR和/或PRV。在本發(fā)明的一個實施方式中，控制單元從連接至OLTC腔室33的RPRR和/或PRV 接收信號，以產(chǎn)生控制信號，以使一個或多個起重磁鐵5通電。在本發(fā)明的一個實施方式中，用于OLTC的氮氣流控制閥34和用于變壓器的氮氣 流控制閥35用來允許氮氣流分別以預(yù)定流速進入OLTC腔室34和變壓器箱14。在本發(fā)明的一個實施方式中，用油枕隔離閥(TCIV) 20將電變壓器箱14與電變壓 器油枕21隔開。在本發(fā)明的一個實施方式中，在31至700毫秒的范圍內(nèi)的時間周期內(nèi)，執(zhí)行從控 制單元1產(chǎn)生控制信號、通過排泄閥4排放可燃冷卻液流體11以及之后從電變壓器箱14 的底部噴射惰性氣體。在本發(fā)明的一個實施方式中，當變壓器箱14中的壓力在排放可燃冷卻液流體的 過程中落在預(yù)定值之下時，壓力監(jiān)測開關(guān)36觸發(fā)一個或多個起重磁鐵，以將氮氣噴入變壓 器箱14。在本發(fā)明的一個實施方式中，該系統(tǒng)進一步包括安全釋放閥39，以當壓力越過預(yù) 定限值時，將氮氣壓力釋放至大氣。本發(fā)明還涉及一種用于在可燃冷卻液流體11/介電油的分解之前提前防止OLTC 起火和/或防止變壓器爆炸的防止和保護方法，所述方法包括以下步驟a)檢測輸入電流和輸出電流之間的差是否越過預(yù)定等級，b)檢測來自O(shè)LTC腔室的火焰，c)如果輸入電流與輸出電流的比值超過預(yù)定限值，那么將電變壓器與入線源隔 罔，d)用至少一個布赫茲繼電器18檢測變壓器箱14的過量的油波動，分別用PRV和 RPRR監(jiān)測變壓器箱中的壓力和壓力的變化速率，e)用至少一個OSR檢測OLTC腔室的過量的油波動，f)將來自步驟a，b，c和d的信號傳遞至控制單元，g)用控制單元使一個或多個起重磁鐵5通電，以用G03開關(guān)排出可燃冷卻液流體 11，并在之后當具有來自步驟a或b，c和d的信號時，通過閥門從電變壓器箱14的底部噴 射氮氣，以攪動可燃冷卻液流體11，減少氧氣的存在，并且h)當具有來自步驟b，c，d和e的信號時，通過閥門從OLTC腔室的頂部噴射氮氣， 以攪動可燃冷卻液流體，減少氧氣的存在；在本發(fā)明的一個實施方式中，在步驟(g)中，用油枕隔離閥(TCIV) 20將電變壓器 箱14與電變壓器油枕21隔開。在本發(fā)明的一個實施方式中，當噴射壓力超過預(yù)定限值時，將氮氣壓力釋放至大氣。實驗表明，用檢測入線和出線電流之間的差的差動電流感測繼電器來測量電變壓 器30中的入線電流和出線電流的不平衡。入線和出線電流中的不平衡一超過預(yù)定限值(或 者反過來)，差動電流感測繼電器就將中斷向連接至電變壓器30的入線和出線斷路器發(fā)出信號，以進行斷開，并且電變壓器將與入線源(輸入至變壓器的輸入電壓)隔離。(以及出線 源，在電變壓器出線與另一電變壓器出線平行地連接的情況中)。而且，如果在可燃冷卻液 流體中由于突然的湍流形成而產(chǎn)生波動，那么由電變壓器油枕和OLTC油枕兩者都具有的 布赫茲繼電器所檢測。變壓器可具有一個或多個布赫茲繼電器。對于0LTC，可用油波動繼 電器(OSR)代替布赫茲繼電器。對OLTC至少使用一個0SR，并且根據(jù)需要，一個OLTC可具 有不止一個0SR。布赫茲繼電器、0SR、RPRR、PRV也將對電變壓器的入線和出線斷路器發(fā)出 信號以進行斷開并且隔離電變壓器。當變壓器內(nèi)的壓力的快速變化越過預(yù)定等級時，RPRR 提供信號。當變壓器內(nèi)的壓力越過預(yù)定限值時，PRV提供信號。確定這些預(yù)定限值，使得變 壓器是安全的。此外，還要注意，OLTC腔室和/或電變壓器是用于監(jiān)測壓力的快速上升的固 定的快速升壓繼電器RPRR。當壓力的變化速率超過預(yù)定的安全值時，這將有助于釋放壓力。 根據(jù)油的質(zhì)量、電變壓器或腔室的尺寸、體積等，此值是固定的。還監(jiān)測RPRR并使用RPRR 以檢測并防止火焰。因此，控制單元從布赫茲繼電器、051 、1^1^、？1^、電流感測繼電器和斷 路器接收信號。控制單元提供信號，以將惰性氣體釋放到OLTC腔室中，其中，從腔室的頂部 釋放氣體。與如果從OLTC腔室的底部釋放氣體的情況相比，這將有助于更快地滅火?？梢?看到，油從腔室頂部蔓延，因此導(dǎo)致四周都起火。當從OLTC腔室的頂部釋放氣體時，可避免 此現(xiàn)象并且防火更有效。需要從電變壓器排放可燃冷卻液流體，為此使用了 G03開關(guān)?？?制單元還啟動此過程。萬一如果此開關(guān)無法操作，那么我們還有壓力監(jiān)測開關(guān)36，當超過用 于排出可燃冷卻液流體的預(yù)定壓力時，該壓力監(jiān)測開關(guān)將觸發(fā)替代的開關(guān)5。在用于防止電 變壓器的爆炸和/或起火的防止、保護和/或檢測的方法中，電變壓器具有由可燃冷卻液流 體填充的外殼。該方法包括以下動作通過使用差動電流感測繼電器26來檢測輸入電流和 輸出電流之間的差是否越過預(yù)定等級。分別使用至少一個布赫茲繼電器18和/或OSR檢 測變壓器箱14和OLTC的過量的油波動。分別用PRV和RPRR監(jiān)測變壓器中的壓力和壓力 的變化速率。用斷路器24、28將電變壓器與入線源隔離。將來自差動電流感測繼電器、斷 路器、布赫茲繼電器、0SR、RPRR和PRV的輸出信號傳遞至控制單元。使起重磁鐵5通電，用 G03開關(guān)和/或壓力開關(guān)排出可燃冷卻液流體11，并在之后通過閥門從電變壓器箱14的底 部噴射氮氣，以攪動可燃冷卻液流體11并降低氧氣的存在，并且，也通過閥門從OLTC腔室 的頂部噴射氮氣，以攪動可燃冷卻液流體并降低氧氣的存在；控制單元1將產(chǎn)生控制信號， 以啟動可燃冷卻液流體11的排出和氮氣的噴射，從而開始進行防止電變壓器30中可能的 爆炸和/或起火的放防止、保護和/或檢測措施。此外，根據(jù)本發(fā)明，將氮氣儲存在加壓的缸體7中，并且，由閥門控制以預(yù)定速度 執(zhí)行氮氣的噴射，閥門由控制單元1所產(chǎn)生的控制信號啟動。另外，還有這樣的可能性，氮氣缸和用來將氮氣噴入變壓器箱14或OLTC 34的減 壓器受到各種溫度條件的影響。因此，當溫度升高時，調(diào)節(jié)器或軟管內(nèi)的壓縮氮氣噴射壓力 膨脹。如果調(diào)節(jié)器組件中的噴射壓力上升得大于預(yù)定等級，那么有爆炸或泄漏入變壓器箱 14的可能性。因此，通過壓力調(diào)節(jié)器的安全釋放閥39及時地將過大的壓力釋放至大氣。根據(jù)尺寸和油容量，用于OLTC 34的氮氣流控制閥和用于變壓器35的氮氣流控制 閥用來允許預(yù)定流度的氮氣流進入OLTC 34和變壓器箱14。RPRR 31感測裝置用于在變壓器內(nèi)部故障狀態(tài)的過程中感測壓力的上升速度，并 將對斷路器24、28發(fā)出斷開指令，以將入線和出線供電與變壓器隔開。PRV 32是壓力感測裝置并在變壓器內(nèi)部故障的過程中獲得一定的異常預(yù)定壓力，將對斷路器24、28發(fā)出斷開 指令，以將入線和出線供電與變壓器30隔開。本發(fā)明的優(yōu)點1.本發(fā)明能夠提前(即在可燃冷卻液流體11/介電油的分解之前)防止并檢測爆 炸和/或起火的可能性。2.本發(fā)明的另一優(yōu)點涉及提供一種用于具有最小延遲的防止電變壓器30的爆炸 和/或起火的防止、保護和/或檢測的十分安全的系統(tǒng)和方法。3.本發(fā)明的又一優(yōu)點可用于升壓或降壓變壓器，其具有入線電壓和出線電壓。4.本發(fā)明的又一優(yōu)點是，該系統(tǒng)沒有壓力傳感器、溫度傳感器或蒸汽傳感器。
權(quán)利要求
一種用于在可燃冷卻液流體(11)/介電油的分解之前提前防止OLTC起火和/或防止變壓器爆炸的防止和保護系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括a.電流感測繼電器(26)和/或一個或多個檢測來自O(shè)LTC腔室的火焰的檢測器，所述電流感測繼電器(26)用于確定輸入電流和輸出電流的差異，并且如果所述輸入電流與所述輸出電流的比值超過預(yù)定限值，則向控制單元提供輸入；b.一個或多個用于將所述電變壓器與入線源隔離的斷路器(24，28)；c.一個或多個用于感測OLTC腔室(33)中的過量油波動的油波動繼電器，d.一個或多個用于感測變壓器箱(14)中的過量油波動的布赫茲繼電器(18)和/或至少一個用于檢測所述變壓器箱中的壓力的變化速率的RPRR(31)，和/或至少一個用于檢測所述變壓器箱(14)中的壓力的PRV(32)；以及e.一個或多個控制單元(1)，其用于從上述參數(shù)接收輸入，從而可選擇地產(chǎn)生控制信號，以使一個或多個起重磁鐵(5)通電，以通過排泄閥排出所述可燃冷卻液流體(11)，并在之后提供信號，以從所述電變壓器箱的底部噴射惰性氣體和/或通過氮氣流控制閥將惰性氣體噴射至OLTC腔室(33)的頂部，以攪動所述可燃冷卻液流體(11)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，差動電流感測繼電器(26)的輸入電流和輸出電 流分別是來自所述電變壓器(30)的高壓導(dǎo)體(22)和低壓導(dǎo)體(23)的電流。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述OLTC腔室(33)可選地具有RPRR和/或PRV。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的系統(tǒng)，其中，所述控制單元從連接至所述OLTC腔室(33) 的RPRR和/或PRV接收信號，以產(chǎn)生控制信號，以使一個或多個起重磁鐵(5)通電。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，用于0LTC(34)的氮氣流控制閥和用于變壓器 (35)的氮氣流控制閥用來允許預(yù)定流速的氮氣流分別進入OLTC腔室(34)和變壓器箱 (14)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，用油枕隔離閥(TCIV)(20)將所述電變壓器箱 (14)與所述電變壓器油枕(21)隔開。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，在31至700毫秒的范圍內(nèi)的時間周期內(nèi)，執(zhí)行從 所述控制單元(1)產(chǎn)生控制信號、通過所述排泄閥(4)排放所述可燃冷卻液流體(11)，并且 之后從所述電變壓器箱(14)的底部噴射惰性氣體。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，當所述變壓器箱(14)中的壓力在排放所述可燃 冷卻液流體的過程中落在預(yù)定值之下時，壓力監(jiān)測開關(guān)(36)觸發(fā)一個或多個起重磁鐵，以 將氮氣噴入所述變壓器箱(14)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，進一步包括安全釋放閥(39)，以當所述壓力越過預(yù)定 限值時，將氮氣壓力釋放至大氣。
10.一種用于在可燃冷卻液流體(11)/介電油的分解之前提前防止OLTC起火和/或防 止變壓器爆炸的防止和保護方法，所述方法包括以下步驟a)檢測輸入電流和輸出電流之間的差異是否越過預(yù)定等級；b)檢測來自O(shè)LTC腔室的火焰；c)如果所述輸入電流與所述輸出電流的比值超過預(yù)定限值，那么將所述電變壓器與入 線源隔離；d)用至少一個布赫茲繼電器(18)檢測所述變壓器箱(14)的過量油波動，分別用PRV 和RPRR監(jiān)測所述變壓器箱中的壓力以及壓力的變化速率；e)用至少一個OSR檢測OLTC腔室的過量油波動；f)將來自步驟a，b，c和d的信號傳遞至控制單元；g)用所述控制單元使一個或多個起重磁鐵(5)通電，以用G03開關(guān)排出所述可燃冷卻 液流體(11)，并在之后當具有來自步驟a或b，c和d的信號時通過閥門從所述電變壓器箱 (14)的底部噴射氮氣，以攪動所述可燃冷卻液流體(11)，減少氧氣的存在；以及h)當具有來自步驟b，c，d和e的信號時，通過閥門從所述OLTC腔室的頂部噴射氮氣， 以攪動所述可燃冷卻液流體，并且減少氧氣的存在。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，在步驟(g)中，用油枕隔離閥(TCIV)(20)將所 述電變壓器箱(14)與所述電變壓器油枕(21)隔開。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，當噴射壓力超過預(yù)定限值時，將氮氣壓力釋放 至大氣。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于防止OLTC起火、防止變壓器爆炸的保護系統(tǒng)和方法，和/或提前(即在可燃冷卻液流體(11)/介電油的分解之前)防止電變壓器(30)爆炸和/或起火的防止、保護和/或檢測系統(tǒng)和方法。
文檔編號H01F27/14GK101911222SQ200980101613
公開日2010年12月8日 申請日期2009年1月1日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月1日
發(fā)明者維賈伊庫馬爾·基桑拉奧·瓦克肖雷 申請人:Ctr工業(yè)制造有限公司