Buchholz-relé
A Buchholz-relé (Buchholz-védelem) vagy "gáz-relé" transzformátor védelmi berendezés, ami természetes keringésű, olajjal hűtött transzformátorok olajterében keletkezett többféle hiba jelzésére szolgál. A Buchholz-relét a transzformátor olajtere fölötti olajóvó (kiegyenlítő) tartályhoz vezető csőben helyezik el.
Története
[szerkesztés]A relét Max Buchholz (1875–1956) találta fel 1921-ben. 1923-ban szabadalmaztatta D.R.P. 417 213 számmal. Gyakorlatban 1940 óta használják. Elsőként a DIN EN 50216-2 : 2002-es szabvány írta le az alkalmazását, 2019-től az IEC 60076-22-1 is részletezi.
Működési elve
[szerkesztés]
Működése azon az elven alapszik, hogy a transzformátor hűtőközegeként szolgáló olajában fellépő jelentős fizikai elváltozások hibára utalnak. A transzformátor tekercsei egy olajjal teli, lezárt edénybe merülnek, aminek a tetején Az olajhűtésű transzormátorok felső részén egy olaj "rezervoár", "konzervátor" vagyis kiegyenlítő tartály helyezkedik el, mely több feladatot is ellát:
- Az olaj hőtágulásának enged teret, mert normál hőmérsékleten csak félig van.
- Az oldalán elhelyezett mérőcsövön nyomon követhető az aktuális olajszint
- A felső részéből egy szellőző indul ki, ami a túlnyomás kialakulását akadályozza meg.
- Olajfolyás esetén átmenetileg pótolást biztosít.
- Beépített készülék esetén olajhűtést is végezhet.
A túlterhelés az olaj kitágulását és a fenti olajtároló tartályba áramlását idézi elő. Ha a transzformátor zárlatos lesz, akkor a tekercse erőteljesen melegedni kezd. A melegedés pedig hirtelen olajáramlást indít meg a hőcserélő felé. Az áramlás sebessége többszöröse az üzemi állapotban áramló olaj sebességének. Egy külső vagy belső zárlat (vagy elégtelen olajszint) hatására gázok keletkeznek az olaj felforrása miatt. Gázbuborékok keletkezhetnek a hűtőolajban a transzformátor valamely tekercsének szakadása miatt kialakuló szikrázás vagy villamos ív miatt is. Olajhűtésű transzformátorban a gázképződés azért káros, mert robbanáshoz vagy a transzformátor kigyulladásához vezethet. Belső ív esetén az olaj elszenesedik, ami lerakódásokat is okozhat valamint nagyban rontja a villamos szigetelő képességet. Az edényben az olajszint csökkenése a hűtés és szigetelés elégtelenségét okozhatja.
Védelmi szerepe
[szerkesztés]Az észlelt rendellenesség elbillenti az alsó vagy felső kart, amire rögzített kapcsolóban elmozduló higany vagy mikroérintkező zár vagy nyit egy vezérlőáramkört.
Általában a felső kapcsoló jelzést ad, míg az alsó kapcsoló villamosan leválasztja a transzformátort. Kezelő nélküli, távadóval fel nem szerelt hálózatokban a felső relé is elláthat védelmi feladatokat (lekapcsolás). A Buchholz-relé jelentős méretei ellenére csak korlátozott teljesítmények kapcsolására képes, így mágneskapcsolót, kontaktort vagy megszakítót működtet, amely elvégzi a transzformátor leválasztását.
A Buchholz-relé csak korlátozott mértékben képes az olajhűtésű transzformátort megvédeni, emiatt (és biztonsági okokból is) a nagyméretű és költséges transzformátorokat más berendezések is védik (például külső zárlat, villám- és túlfeszültségvédelem, túlnyomásvédelem, olajszint érzékelők, stb.).
Felépítése
[szerkesztés]
A Buchholz-relé két higanykapcsolót vagy mikrokapcsolót tartalmaz. A Buchholz-relé kialakítása olyan, hogy a névleges üzemi terhelés hatására kialakuló olajáramlásra nem reagál.
A Buccholz relé egy kis kamra, melynek alsó és felső részén egy-egy csapon egy pálca elfordítására képes úszók lebegnek. Normál esetben a teljesen olajban lévő úszók a felső végpontjukban vannak.
Első fokozat
- A kamra felső részében a keletkező gázok gyűlhetnek össze. Vagy a felszaporodó gáz nyomására, vagy a a fogyó olaj hatására a felső úszó lebillen. Ilyenkor az elforduló pálcára rögzített kapcsoló záródva figyelmeztető jelzést hoz, hogy bár az olajszint még elégséges, de kritikus hiba léphet fel.
Második fokozat
- Az alsó úszó, vagy egy torlólemez az olaj áramlásának útjában van, így az olajtérben lévő hőtágulás a csőben jelentős áramlást okoz, amire az alsó bója billenéssel reagál. A torlólemez feladata az áramlási érzékenység növelése. Ugyanígy lebillen, ha az olajszint a relé kamrájának aljáig csökken.
Próba gombot is szerelnek rá, melyet lenyomva, felülről mechanikusan lebillentve a kapcsolók működése, a jelzések aktiválása tesztelhető. Egy felül elhelyezett szeleppel a fenti gázkamrából gázminta vehető, amely az olaj állapotáról ad fontos tájékoztatást egy vizsgáló laborban.
Magyarországi helyzetkép
[szerkesztés]Magyarországon a MAVIR szabályzata alapján minden 1 MVA-nál nagyobb teljesítményű transzformátort el kell látni Buchholz-relével.
Buchholz-relé található például a V43 és V63-sorozatú villamos mozdonyban[1] és az oszlopra szerelt kültéri transzformátorokban.
Jegyzetek
[szerkesztés]- ↑ http://www.kosanyo.hu/html_doc/v63hibal.htm V63 hibaelhárítása
Források
[szerkesztés]- MSZ EN 50216-2:2002/A1:2003 Teljesítménytranszformátorok és fojtótekercsek szerelvényei. 2. rész: Buchholz-relé tágulóedényes, folyadéktöltésű transzformátorokhoz és fojtótekercsekhez
- Ganz Villamossági Közlemények, 14. sz, Budapest, 1975. 6. o.