Hallo! Als Lieferant von Verteiltransformatoren werde ich oft nach den Besonderheiten der verschiedenen Komponenten dieser Transformatoren gefragt. Eines der interessantesten und wichtigsten Geräte ist das Buchholz-Relais. Schauen wir uns also genauer an, wie das Buchholz-Relais in einem Verteilungstransformator funktioniert.
Was ist ein Buchholz-Relais?
Das Wichtigste zuerst: Was genau ist eine Buchholzstaffel? Nun, es ist eine Schutzvorrichtung, die in Öltransformatoren installiert ist. Man kann es sich als den Wachhund des Transformators vorstellen. Es hilft bei der Erkennung interner Fehler, die im Transformator auftreten können.
Das Relais wird normalerweise in der Leitung platziert, die den Haupttransformatorkessel und den Ausdehnungsgefäß verbindet. Das Ausdehnungsgefäß ist wie ein Reservoir für das Transformatorenöl. Dadurch kann sich das Öl ausdehnen und zusammenziehen, wenn sich die Temperatur des Transformators ändert.
Wie funktioniert es?
Erkennung von Gasansammlungen
Bei geringfügigen internen Fehlern im Transformator, beispielsweise einer überhitzten Wicklung oder einem Kurzschluss zwischen den Windungen, beginnt sich das Isoliermaterial um die Wicklungen zu zersetzen. Bei dieser Zersetzung entstehen Gase. Diese Gase sind leichter als das Transformatoröl, steigen also auf und werden im Buchholzrelais gesammelt.
Das Relais hat oben eine kleine Kammer. Wenn sich die Gase ansammeln, beginnt der Ölstand in dieser Kammer zu sinken. In der Kammer befindet sich ein Schwimmer, der mit einem Schalter verbunden ist. Wenn der Ölstand weit genug sinkt, kippt der Schwimmer und schließt den Schalter. Dieser Schalter ist mit einem Alarmkreis verbunden. Wenn der Schalter geschlossen wird, ertönt ein Alarm, der die Bediener darauf aufmerksam macht, dass möglicherweise ein Problem im Transformator vorliegt.
Diese Frühwarnung ist super wichtig. Dies gibt dem Wartungsteam die Möglichkeit, das Problem zu untersuchen, bevor es zu einem größeren Problem wird. Wenn beispielsweise der Alarm ausgelöst wird, können die Bediener die Temperatur des Transformators überprüfen, nach Anzeichen ungewöhnlicher elektrischer Aktivität suchen und entsprechende Maßnahmen ergreifen.
Erkennung von Ölstößen
Im Falle eines schwerwiegenden internen Fehlers, beispielsweise eines Kurzschlusses zwischen den Phasen oder eines Erdschlusses, kommt es zu einer plötzlichen und großen Energiefreisetzung. Dies führt zu einem schnellen Ölschwall im Transformator. Das Öl strömt vom Haupttank durch das Rohr, in dem das Buchholz-Relais installiert ist, zum Ausdehnungsgefäß.
Das Buchholzrelais verfügt über einen weiteren Mechanismus zur Erkennung dieses Ölstoßes. Im Inneren des Relais befindet sich eine Klappe oder ein Leitblech. Wenn das Öl schwallt, trifft es mit großer Kraft auf diese Klappe. Anschließend bewegt sich die Klappe und schließt einen weiteren Schalter. Dieser Schalter ist mit einem Auslösekreis verbunden. Wenn der Schalter geschlossen ist, sendet er ein Signal an den Leistungsschalter, der daraufhin den Transformator von der Stromversorgung trennt.
Dies ist ein wichtiges Sicherheitsmerkmal. Durch die schnelle Abschaltung des Transformators wird eine weitere Beschädigung des Transformators verhindert und auch das restliche elektrische System vor möglichen Gefahren durch den Fehler geschützt.
Warum ist es so wichtig?
Das Buchholzrelais ist eine Schlüsselkomponente für den zuverlässigen Betrieb von Verteiltransformatoren. Es hilft, katastrophale Ausfälle zu verhindern. Ein Transformatorausfall kann äußerst kostspielig sein. Dies bedeutet nicht nur den Verlust des Transformators selbst, sondern kann auch zu Stromausfällen und Schäden an anderen an das Stromnetz angeschlossenen Geräten führen und sogar ein Sicherheitsrisiko für die Personen darstellen, die in der Nähe des Transformators arbeiten.
Durch die frühzeitige Erkennung sowohl kleinerer als auch größerer Fehler bietet uns das Buchholz-Relais die Möglichkeit, Korrekturmaßnahmen einzuleiten. Dies kann eine Menge Geld bei Reparaturen und Austauschkosten sparen und trägt außerdem zur Aufrechterhaltung einer stabilen Stromversorgung bei.
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Referenzen
- „Elektrische Energiesysteme: Design und Analyse“ von Turan Gonen
- „Transformer Engineering: Design, Technology, and Testing“ von JB Gupta