Анализ и диагноза на тока преобразувател

Трансформаторите на тока са многочислени в преобразувателните станции и са ключово оборудване за гарантиране нормалната работа на системата. Ако трансформаторът на тока извърши дефект, това ще предизвика отключване на прекъснателя и може дори да се развие в събитие на прекъсване на електропитането, което ще има неблагоприятно въздействие върху безопасната и стабилна работа на електроенергийната мрежа. Взимайки за пример събитие на действие на диференциалната защита на главния трансформатор, причинено от неуспех на трансформатора на тока на ниското напрежение на главния трансформатор в 66 кВ преобразувателна станция, чрез настандна проверка, преглед на тестовете и разследване след размонтиране, причините за неуспеха са анализирани и диагностицирани, а също така са предложени препоръки за предотвратяване на подобни типове неуспехи.

1 Анализ и диагностика на неуспеха
1.1 Основен настанден статус
През септември 2020 г. компютърът на фона на 66 кВ преобразувателна станция във функциониращо състояние сигнализира, показвайки, че втората серия от продължителна диференциална защита на № 2 главен трансформатор е във функция. Прекъснателите както на високото, така и на ниското напрежение на № 2 главен трансформатор се отключват, автоматичното повторно включване на секцията работи и прекъснателят на секцията се затваря без загуба на натоварване. След пристигането на местонахождението, оперативното и поддръжката персонал на преобразувателната станция проверява всички съответстващи устройства и не открива никакви аномалии, висящи чужди предмети, мирис на горене или признаци на разряд. След пристигането на местонахождението, поддръжката персонал на преобразувателната станция установява, че първата серия от защитата на № 2 главен трансформатор не засича диференциалния ток, само резервната защита стартира, но не достига зададената стойност на забавяне след стартиране, а втората серия от защитата засича диференциалния ток и отключва прекъснателите на двете страни на главния трансформатор.

1.2 Анализ на причините за неуспеха
Зададените стойности на устройството за защита са показани в Таблица 1, а параметрите на трансформатора на тока на ниското напрежение са показани в Таблица 2. След проверка, зададените стойности са коректни, а резултатите от тестовете за точност на пробирането, тест за спиране на соотношението, диференциален тест и тест за спиране на вторичната хармоника са добри. Проверява се вторичното опърничане на трансформатора на тока на ниското напрежение на главния трансформатор и методът на външното опърничане на терминалите е коректен.

Анализът на данните и формите на диференциалната защита разкрива паралелно свързване в Фаза A на втората серия на трансформатора на тока на ниското напрежение. За потвърждение, прилага се 30 A към Фази A/B на первичната страна. Първата серия показва коректни стойности (A: 0.100 A, B: 0.099 A); втората серия има B на 0.098 A, но A на 0.049 A, което указва дефект в Фаза A.

Прилагането на ~5 A към вторичната 1S1–1S2 причинява малък ток във втората серия; директното прилагане към първата серия не показва ток във втората, което потвърждава коректното вторично опърничане. Изпитанията за устойчивост към напрежение и частичен разряд на трансформатора отговарят на стандартите. След премахване на външното опърничане на Фаза A, интерфазният изпит за изолация показва 0 ом между 1S2 и 2S1, доказвайки пълна пробивна мощност.

Този пробив причинява паралелно свързване във Фаза A на втората серия, водейки до грешки в измерването. Преди действие на защитата, първата серия измерва 8.021 A, втората 4.171 A – действителна грешка от 3.850 A. Преобразувана, това създава 3.217 A диференциален ток (превишаващ зададената стойност), активиращ защитата.

1.3 Диагноза на дефекта

Размонтирането на дефектния трансформатор на тока и наблюдението на неговата вътрешна структура и производствения процес разкриват основната причина: по време на производството, изолираните жици (с прекомерно премахнато изолиращо покритие) се сваряват към вторичните терминали. Въпреки използването на изолиращи тръби, ръчните операции и ограниченията в пространството довеждат до недостатъчен изолационен разстояние между вторичните жици. С течение на времето, продължителното излагане на ток деградира изолацията на вторичните обиколки, причинявайки пробив между обиколките и активирайки дефекта.

2 Обработка на дефекта

Изпипват се трансформаторите на тока в Фази B и C в същия интервал. След верификация на правилната инсталация/опърничане и преминаване на повторно провеждани тестове за предаване, те се запазват. Настъпително доставени трансформатори на тока (със същите спецификации, различен партиден номер) се инсталират след преминаване на тестовете, възстановявайки нормалната работа на преобразувателната станция (стабилна до момента).

3 Предложения и мерки за предварителен контрол

На базата на този дефект:

• Производителите трябва да засилят контрола върху производствения процес (например, повторно проверка на стъпките за прикрепване на жиците/формиране на форми) и да наложат строги проверки на качеството.

• Да се увеличи напрежението при изпитанията за устойчивост между обиколките по време на заводските проверки.

• Експлоатационните/поддръжката единици трябва да планират предварително поддръжка, да съхраняват запасни части и да изпипват детайлно трансформаторите на тока от същата партида – заменяйки бързо дефектните единици.