Im Inneren des Transformators befindet sich außerdem ein „Sicherheitsschutz“ – ein Gasrelais

In einem großen und komplexen Energiesystem sind Transformatoren wie stabile Herzen, die Tag und Nacht Energie liefern. Viele Menschen wissen, dass sich an der Außenseite des Transformators „explizite“ Schutzvorrichtungen wie Thermometer und Überdruckventile befinden. Allerdings verbirgt sich am Verbindungsrohr zwischen dem Transformatoröltank und dem Ölausdehnungsgefäß oft ein unauffälliges, aber entscheidendes Bauteil – das Gasrelais (Gas Relay), das in der Industrie oft auch „Gasrelais“ genannt wird.

Obwohl es klein ist, stellt es die erste Verteidigungslinie gegen interne Fehler des Transformators dar und wird als „Sicherheitsschutz“ im Inneren des Transformators bezeichnet. Dieser Wächter benötigt keine externe Stromversorgung und verlässt sich lediglich auf seine exquisite mechanische und physikalische Struktur, um Anomalien in den sehr frühen Stadien eines Ausfalls zu erkennen und die Sicherheit des Stromnetzes zu gewährleisten.

I. Was ist ein Gasrelais?

Das Gasrelais ist im Wesentlichen ein Ölfluss- und Gaserkennungsgerät, das speziell an der Verbindungsleitung zwischen dem Öltank und dem Ölausdehnungsgefäß (Expander) des Öltransformators installiert wird.

Seine Hauptaufgabe besteht darin, zu überwachen, ob es aufgrund eines Fehlers zu einer plötzlichen Änderung des Gas- oder Ölflusses im Transformator kommt, und einen Alarm auszulösen, bevor die Gefahr eintritt, und bei Bedarf sogar die Stromversorgung direkt zu unterbrechen, um eine Ausweitung des Unfalls zu verhindern.

Betrachten Sie es als eine Kombination aus „Rauchmelder und automatischem Schutzschalter“ für einen Transformator.

II. Wie funktionieren „Sicherheitskräfte“?

Gasrelais werden üblicherweise an der Verbindungsleitung zwischen dem Hauptöltank des Transformators und dem Ölausdehnungsgefäß (Ölkissen) installiert. Sein Funktionsprinzip beruht auf einem besonderen physikalischen Phänomen beim Auftreten eines internen Fehlers im Transformator: Wenn im Inneren des Transformators eine lokale Überhitzung, eine Alterung der Isolierung oder eine leichte Entladung auftritt, zersetzen sich das Isolieröl und das feste Isoliermaterial thermisch und setzen charakteristische Gase wie Wasserstoff und Methan frei.

Diese Gase bilden im Öl Blasen und steigen langsam entlang des geneigten Rohrs auf. Während sie durch das Gasrelais strömen, sammeln sie sich nach und nach in der oberen Gaskammer des Relais an. Mit zunehmender Gasmenge beginnt der Ölstand im Relais zu sinken und der ursprünglich auf der Öloberfläche schwimmende Schwimmer (oder offene Becher) verliert seinen Auftrieb und sinkt. Wenn die Gasansammlung einen voreingestellten Schwellenwert (normalerweise 250 bis 300 Kubikzentimeter) erreicht, treibt der Schwimmer den internen Magneten in die Nähe des Reed-Kontakts, wodurch dieser schließt. Zu diesem Zeitpunkt empfängt der Kontrollraum das Signal „Leichter Gasalarm“. Dies ist wie das erste Flüstern des Wächters, das das Betriebs- und Wartungspersonal daran erinnert, dass am Transformator möglicherweise ein geringfügiger Fehler vorliegt und dass die Gasprobenahme, Analyse und Fehlerbehebung rechtzeitig durchgeführt werden müssen.

III. Warum heißt es „Security Guard“?

Die Bedeutung von Gasrelais spiegelt sich vor allem in folgenden Aspekten wider:

1. Die „erste Person“, die auf Fehler reagiert

Im Vergleich zum Schutz elektrischer Größen wie Strom und Spannung können Gasrelais physikalische Veränderungen im Transformator früher erkennen – insbesondere solche frühen Fehler, die noch keine wesentlichen Stromänderungen verursacht haben. Oftmals kann es bereits im Vorfeld eines Unfalls frühzeitig vor einem Unfall warnen.

2. Reaktionsschnell und zuverlässig

Ob es sich um eine langsame Gasansammlung oder einen plötzlichen Ölfluss mit hoher Geschwindigkeit handelt, das Gasrelais kann entsprechend reagieren. Bei korrekter Installation und angemessener Einstellung ist es nahezu unbeeinflusst von äußeren elektrischen Störungen und weist eine hohe Betriebssicherheit auf.

3. Reduzieren Sie Unfallschäden

Da Gasrelais im Frühstadium eines Fehlers ein Signal geben oder direkt auslösen können, reduzieren sie effektiv das Ausmaß von Geräteschäden und das Ausmaß von Stromausfällen, wodurch die Wartungskosten und die sozialen Auswirkungen erheblich reduziert werden. Man kann sagen, dass es eine wichtige Barriere ist, um den Transformator vor verheerenden Schäden zu schützen

IV. Details, die bei Betrieb und Wartung nicht außer Acht gelassen werden dürfen

Obwohl das Gasrelais sehr zuverlässig ist, kann sein normaler Betrieb nicht von einem standardisierten Betriebs- und Wartungsmanagement getrennt werden:

Regelmäßige Kalibrierung: Überprüfen Sie, ob die Kontaktwirkung korrekt ist und ob die Dichtung gut ist, um Fehlfunktionen oder Ablehnung aufgrund von Kleben oder Luftlecks zu verhindern.

Achten Sie auf leichte Gassignale: Sobald ein Leichtgasalarm auftritt, sollten sofort Ölproben für die Analyse gelöster Gase (DGA) entnommen werden, um die Grundursache des Fehlers zu finden, anstatt einfach den Alarm zurückzusetzen.

Absaugung nach Neuinbetriebnahme oder Überholung: Nach Erstinbetriebnahme oder Überholung des Transformators muss dieser vorschriftsmäßig vollständig entlüftet werden, um zu vermeiden, dass Restluft zu Fehlsignalen des Gasrelais führt.

V. Fazit

Obwohl das Gasrelais im gesamten Stromnetz nur ein „kleines Zubehörteil“ am Transformator ist, schützt es stets die interne Sicherheit des Transformators. Es kann nicht nur frühe subtile Anomalien scharf erfassen, sondern in kritischen Momenten auch die Stromversorgung entscheidend unterbrechen und verkörpert so den Wert von „Vier oder zwei Züge pro tausend Pfund“.

Wenn Sie das nächste Mal an einem Umspannwerk vorbeikommen und diese großen Transformatoren still stehen sehen, können Sie sich genauso gut Folgendes in Gedanken sagen:

„Keine Sorge, drinnen ist ein ‚Sicherheitsmann‘ im Dienst.“