укрэлектросервис

(057) 763-16-04 (05)

info@ukrelektroservis.com.ua

Системы защиты



SERGI France


Компания SERGI “Societe Generale d’Etudes et de Realisations Industrielles” была основана в 1955 году для разработки и производства систем пожаротушения маслонаполненных трансформаторов. С тех пор компания стала специализироваться в области защиты трансформаторов от пожара.


Презентация SERGI 1 (ppt)

Презентация SERGI 2 (ppt)


TRAHSFORMER PROTECTOR - система предотвращяющяя трансформаторы от взрывов и пожаров в результате короткого замыкания.

В 1957 SERGI и Electricite de France изобрели систему азотного тушения “Drain and Stir”

В 1992 году компания начала интенсивно изучать все параметры, связанные со взрывами и пожарами трансформаторов. SERGI создала базу данных взрывов трансформаторов, включающую всю информацию, собранную с 1955 года.

Результатом обширной программы научных исследований, стало изобретение техники, предупреждающей взрывы трансформаторов в 1999 году, запатентованной по всему миру. На сегодня, TRANSFORMER PROTECTOR единственная существующая технология, спасающая трансформаторы от взрывов и пожаров, а экспертиза SERGI по предохранению трансформаторов от взрывов признана во всем мире.

Собственно, почему возникла сама необходимость защиты? Масляные рансформаторы рассматриваются страховыми компаниями как наиболее опасное электрооборудование из-за содержащегося в них большого количества масла, которое находится в контакте с высоковольтными элементами. Норма IEC 76 включает в себя лишь основные электрические измерения и не касается механических особенностей или защиты. Этот недостаток, в дополнение к глобализации мировых рынков, привел к беспокоющему падению качества трансформаторов. Для сравнения, баки высокого давления должны соответствовать адекватным требованиям и правилам. Аналогичных директив не существует для трансформаторов, которые представляют большую опасность.

К недостаткам существующих систем электрической и механической защиты трансформаторов следует прежде всего отнести:

  • Недостаточность предохранительного клапана. Градиенты давления, возникающие в баке во время низкоимпедансных коротких замыканий, являются несоизмеримыми с характеристиками данных устройств. Все взорвавшиеся трансформаторы были оборудованы предохранительными клапанами.
  • Неэффективность реле Бухгольца и быстродействующего реле давления. Системы электрической защиты трансформатора не приспособлены к реагированию на резкие скачки давления. Ни разу во время проведения 62 испытаний системы Transformer Protector, реле Бухгольца не успевало обнаружить наличие газа, движение масла или изменение давления.
  • Время срабатывания выключателя. Современные технологии выключателей обеспечивают отключение в течении 50 мс, что слишком поздно для предотвращения взрыва. Испытания Transformer Protector продемонстрировали, что первый мегаджоуль энергии генерирует 2,3 м3 газа в течение первых миллисекунд.

Защита трансформаторов против взрывов и пожаров стала приоритетом по следующим причинам:

  • Общемировые программы по приватизации энергогенерирующих и распределительных компаний привели к сокращению инвестиций.
  • Жесткая конкуренция на рынках требует большего срока службы и большей производительности, что приводит к старению оборудования и перегрузке трансформаторов.

В 1995 году SERGI осуществила углубленную программу исследований по изучению процессов преобразования энергии, происходящих в трансформаторе во время короткого замыкания, результатом которой стала разработка магнитно-термо-гидродинамической модели (МТН). Правильность расчетов, выполненных с использованием модели МТН, была подтверждена при сравнении с данными, полученными во время испытаний на трансформаторах, проведенных совместно с Schneider Electic, France Transfo и лабораторией Cepel. Модель МТН была впоследствии доработана, позволив принять в расчет распространение волн динамического давления и ее взаимодействия со структурой бака трансформатора.


В ходе исследований были обнаружены следующие физические явления:

  1. В первую очередь, изолирующая жидкость теряет свои диэлектрические свойства. Возникающая затем электрическая дуга почти мгновенно испаряет значительный объем жидкости, с которой она находится в непосредственном контакте.
  2. Для заданной массы вещества, его объем в жидком состоянии значительно меньше, чем в газообразном. Следовательно, когда дуга испаряет определенное количество жидкого масла, созданный объем газов значительно превышает объем соответствующей массы жидкости. Во время испытаний, проведенных лабораторией Cepel, экспериментальные результаты показали, что первый мегаджоуль энергии, переданной в масло, генерировал 2,3 м3 газа. Такое мощное образование газа происходит в течении первых миллисекунд горения дуги. В результате, газовый пузырь увеличивается в объеме, как следствие уравновешивания давления с окружающей его средой.
  3. Инерция масла, препятствующая увеличению газового пузыря, не позволяет своевременно уравнять давление в последнем. Поэтому газ находится под большим давлением. Абсолютное значение амплитуды пика давления, полученное экспериментальным путем во время испытаний в Cepel достигло 14 бар.
  4. Разница в давлении приводит к возникновению волн давления, распространяющихся в трансформаторе от места возникновения дуги.
  5. Первый пик давления, созданного первым мегаджоулем, перемещается в масле со скоростью звука, около 1200 м/с, и взаимодействует с элементами конструкции бака.
  6. Пик динамического давления вызывает активацию модуля сброса давления в течение менее 2 мс. Возникающее отверстие в баке позволяет сбросить достаточный объем маслогазовой смеси до того, как внутреннее статическое давление достигнет величины, способной повредить трансформатор.
  7. Взаимодействие между первым пиком давления и структурой бака является прогрессивным процессом. Каждый из элементов бака, таких как сварные швы или болты, находятся под воздействием первого пика в течение очень короткого промежутка времени. Затем интегрирование всех пиков давления приводит к появлению статического давления и разрыв бака не происходит за счет его эластичности. Эта инерция разрыва превысила 57 мс во время испытаний в Cepel. Однако, при отсутствии депрессюризации за счет ТР, бак не способен выдерживать дальнейшее увеличение внутреннего давления.
  8. В результате система ТР эффективно предотвращает взрыв трансформатора.

Большинство взорвавшихся трансформаторов были оснащены клапаном сброса давления (КСД). Динамические и механические расчеты, осуществленные Sergi, показали, чтоконструкция КСД не позволяет реагировать на такие скоротечные процессы, как:

  • Инерция пружины замедляет скорость реагирования и открытия КСД на 5 мс.
  • Сечение выброса достигает лишь 15% максимального сечения открытого на половину КСД, что приводит к дополнительной задержке в 5 мс.
  • U-образная траектория выброса приводит к потерям энергии потока и к резкому снижению скорости выброса.


Интструкция по установке, вводу в эксплуатацию и испытаниям на объекте оборудования SERGI (pdf)

Общая техническая спецификация для компонентов, не поставляемых SERGI (pdf)

Опросный лист SERGI (pdf)