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Relé de gas en Transformers
Jun 17, 2025
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Relé de gas en Transformers
1. Introducción
ElRelé de gas(también conocido como unRelé de Buchholz) es un dispositivo protector crítico en el aceite - transformadores inmersos, diseñados para detectar fallas al monitorear los gases generados dentro del transformador. Cuando las fallas internas - como el sobrecalentamiento, el arco o la degradación de aislamiento ocurren -, aislando el aceite se descompone, produciendo gases combustibles (por ejemplo, hidrógeno, metano, acetileno). El relé de gas detecta la acumulación de estos gases o sobretensiones repentinas de flujo de petróleo, activando alarmas o señales de viaje para evitar fallas catastróficas.
2. Construcción
1.Plug 2. peso 3.cup (float) 4. imán de señal 5. punto de conexión 6.magent 7. PLACA DEL PARTIFICAPrimavera 12.Relé de la cubierta superior 13.Varilla conductora 14.Sonda 15.Tornillo
3. Principio de trabajo
El relé de gas generalmente se instala en la tubería que conecta el tanque del transformador y el conservador. Funciona según dos mecanismos:
(1) Detección de fallas menores (alarma de acumulación de gas)
- Lento - Desarrollo de fallas (por ejemplo, sobrecalentamiento localizado) hace que el aceite aislante se descomponga, liberando gases que aumentan y se acumulan en la cámara superior del relé.
- Cuando el volumen de gas alcanza un umbral preestablecido (generalmente250–300 ml), un flotador cae, activando un contacto de alarma (advertencia de "gas ligero").
(2) Detección principal de fallas (viaje de flujo de aceite)
- Fallas severas (por ejemplo, cortocircuitos, arco) descomponen rápidamente el aceite, generando altas burbujas de gas a presión y turbulencia de aceite.
- El flujo de aceite resultante desplaza un colgajo dentro del relé, activando un contacto de viaje para desconectar el transformador dentro de los milisegundos.
4. Ventajas y desventajas
Ventajas
- Alta sensibilidad: Detecta fallas incipientes (por ejemplo, envejecimiento de aislamiento) antes de que se intensifiquen.
- Respuesta rápida: El viaje de "gas pesado" funciona en milisegundos, minimizando el daño.
- Sin potencia externa: El diseño mecánico asegura la confiabilidad incluso durante los cortes de energía.
- Diagnóstico de fallas: Análisis de gas (por ejemplo,DGA - Análisis de gas disuelto) identifica los tipos de fallas (sobrecalentamiento, arco, etc.).
Desventajas
- Aceite - Transformadores inmersos solamente: No aplicable a seco - Transformadores de tipo.
- Sensibilidad ambiental: La vibración o la instalación inadecuada pueden causar viajes falsos.
- Mantenimiento - intensivo: Requiere ventilación periódica de gas e inspecciones de sellos.
5. Análisis de fallas de transformador común detectables por relé de gas
5.1 Tipos de fallas detectables y características del gas
5.1.1 Descarga parcial
- Características de la falla: Concentración localizada de campo eléctrico que causa descargas débiles en el aislamiento
- Generación de gases:
Gas primario:Hidrógeno (H₂, 60-70%)
Gas secundario:Metano (CH₄)
Indicador clave: muy bajoAcetileno (C₂h₂,<5ppm)
- Acción de retransmisión: Por lo general, solo desencadena unalarma de gas ligero
- Nivel de riesgo: Moderado (puede escalar si no se trata)
5.1.2 fallas térmicas
Bajo - Cobrecalentamiento de temperatura (150-300 grados)
- Causas comunes: Problemas básicos de base, malas conexiones
- Generación de gases:
Dominado porMetano (CH₄)
EmergenteEtileno (C₂h₄)
BajoHidrógeno (H₂)
High-Temperature Overheating (>700 grados)
- Causas comunes: Cobrevesas de devanado, conductos de aceite bloqueados
- Generación de gases:
SignificativoEtileno (C₂h₄)
AumentóEtano (C₂h₆)
RastroAcetileno (C₂h₂)
- Acción de retransmisión: El sobrecalentamiento prolongado puede desencadenarviaje de gas pesado
5.1.3 Arcing (alta - descarga de energía)
- Características de la falla: Cortistas de auxilios, fallas de cambiador de tapas
- Generación de gases:
AltoAcetylene (C₂H₂, typically >50ppm)
ElevadoHidrógeno (H₂)
Posibles partículas de carbono en el aceite
- Acción de retransmisión: Siempre causa un viaje de gas pesado
- Nivel de riesgo: Crítico (requiere apagado inmediato)
5.1.4 Ingreso de humedad
- Características de la falla: Contenido excesivo de agua en aceite
- Generación de gases:
MayormenteHydrogen (H₂, >80%)
MenorMetano (CH₄)
- Acción de retransmisión: Frecuentealarmas de gas liviano
- Diagnóstico: Requiere confirmación a través dePrueba de humedad de petróleo
5.2 Métodos de diagnóstico de fallas
5.2.1 Métodos de relación de gas (relación Rogers)
Relaciones de gas clave para la identificación de fallas:
|
Relación |
Rango |
Tipo de falla |
|
CH₄/H₂ |
<0.1 |
Descarga parcial |
|
C₂H₄/C₂H₆ |
>3 |
Alto - temperatura sobrecalentamiento |
|
C₂H₂/C₂H₄ |
>0.5 |
Culpa |
5.2.2 Triángulo Duval (estándar IEC 60599)
Avanzado tres - Método de diagnóstico de relación para una clasificación precisa de fallas.
5.2.3 Análisis de tasa de generación de gas
Umbral de atención: Tasa de generación de hidrocarburos totales>0.5 ml/h
Umbral de advertencia: Tasa de generación de hidrocarburos totales>1 ml/h
5.3 Estudios de casos
Caso 1: Contactos defectuosos del cambiador de tapas
- Síntomas: Frecuentealarmas de gas liviano
- Análisis de gas:
CH₄: 45%
C₂H₄: 30%
C₂H₂: <1ppm
- Diagnóstico: Medio - Cobercaporización de temperatura (200-400 grados)
- Acción: Inspeccionar y limpiar contactos del cambiador de grifos
Caso 2: Inter - Gire el brevemente cortocircuito
- Síntomas: Viaje de gas pesado
- Análisis de gas:
H₂: 55%
C₂H₂: 35%
Partículas de carbono en aceite
- Diagnóstico: Alto - Falla de arco de energía
- Acción: Realizar una inspección de devanado interno
5.4 Recomendaciones de mantenimiento
- Muestreo de gas regular: ConductaAnálisis de gas disuelto (DGA)al menos cada6 meses.
- Registro de eventos: Registro de activaciones de retransmisión con los parámetros eléctricos correspondientes.
- Calibración de relé: Verificar anualmente los mecanismos de flotación y colgajo.
- Monitoreo suplementario: Integrar conSistemas de monitoreo en líneapara una mejor fiabilidad.
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