Analiza in diagnostika napak na pretvorniku struje

Stransformatorji so številni v preobrazovalnih postajah in so ključna oprema za zagotavljanje normalnega delovanja sistema. Če stransformator zaznamuje nezanesljivost, bo to povzročilo odskok ločilca in lahko celo pride do odrezave električne energije, kar bo imelo negativen vpliv na varno in stabilno delovanje elektroenergetske mreže. Na primeru dogodka, ko je prišlo do dejavnosti diferencialne zaščite glavnega transformatorja, ki jo je povzročila nezanesljivost stransformatorja na nizkotlačni strani glavnega transformatorja v 66 kV preobrazovalni postaji, s pregledom na mestu, pregledom testov in raziskavo razbora, analiziramo in diagnostično ugotavljamo vzroke nezanesljivosti ter predlagamo predloge za preprečevanje podobnih nezanesljivosti.

1 Analiza in diagnostika nezanesljivosti
1.1 Osnovno stanje na mestu
V septembru 2020 je bila operativna naprava ozadja 66 kV preobrazovalne postaje opozorila, da je drugi set longitudinalne diferencialne zaščite drugega glavnega transformatorja dejavno deloval. Ločilci na visokotlačni in nizkotlačni strani drugega glavnega transformatorja sta se odskakala, avtomatsko ponovno zapiranje oddelkov je delovalo in ločilnik oddelka se je zaprl brez izgube obremenitve. Ko so prispeli na mesto, so održevalci preobrazovalne postaje preverili vse relevantne naprave in niso opazili nobenih nenormalnosti, visokih teles, zapestnih vonj ali znakov razbada. Po prispelu na mesto so održevalci preobrazovalne postaje preko pregleda ugotovili, da ni prvi set zaščite drugega glavnega transformatorja zaznal diferencialnega toka, le rezervna zaščita se je zagnala, vendar po zagonu ni dosegla določenega časovnega zamika, medtem ko je drugi set zaščite zaznal diferencialni tok in odskakal ločilce na obeh straneh glavnega transformatorja.

1.2 Analiza vzrokov nezanesljivosti
Nastavljene vrednosti zaščitne naprave so prikazane v Tabeli 1, parametri stransformatorja na nizkotlačni strani pa so prikazani v Tabeli 2. Po pregledu so nastavljene vrednosti pravilne, rezultati preskusov natančnosti vzorčenja, preskusa omere, preskusa diferencijalne in preskusa drugogarmoničnega tormiranja so dobri. Pregledan je bil sekundarni vezni stransformatorja na nizkotlačni strani glavnega transformatorja, zunanji vezni način terminalov je pravilen.

Analiza podatkov in valovnih oblik diferencialne zaščite je razkrila shunt v fazi A drugega seta stransformatorja nizkega toka. Za preverjanje je bilo primerno stran A/B primarne strani podano 30 A. Prvi set je pokazal pravilne vrednosti (A: 0,100 A, B: 0,099 A); drugi set je imel B na 0,098 A, vendar A na 0,049 A, kar kaže na nezanesljivost faze A.

Primerni ~5 A na sekundarni 1S1–1S2 so povzročili majhen tok v drugem setu; neposredni vhod v prvi set ni pokazal toka v drugem, kar potrjuje pravilnost sekundarnega vezanja. Preskusi trdne napetosti in lokalnih razbadov transformatorja so izpolnjevali standarde. Po odstranitvi zunanjega vezanja faze A je interfasni izolacijski preskus pokazal 0 upornost med 1S2 in 2S1, kar dokazuje popoln propad.

Ta propad je povzročil shunt v fazi A drugega seta, kar je vodilo do napak merjenja. Pred delovanjem zaščite je prvi set meril 8,021 A, drugi 4,171 A – dejanska napaka 3,850 A. Prevedeno to ustvarja 3,217 A diferencialnega toka (preseganje nastavitve), kar je sprožilo zaščito.

1.3 Diagnostika nezanesljivosti

Razbira nezanesljivega stransformatorja in opazovanje njegove notranje strukture in proizvodnega procesa je razkrila temeljni vzrok: Med proizvodnjo so enkratno živičana vodiča (z prekomerno odstranitvijo živice) lučena na sekundarne terminalke. Čeprav so uporabljene izolacijske cevi, ročni postopki in omejitve prostora povzročajo nedostatek izolacijskega razmika med sekundarnimi vodiči. S časom dolgotrajna izpostavljenost toku degradira izolacijo sekundarnih navojnic, kar povzroči propad med navojnicami in sproži nezanesljivost.

2 Obdelava nezanesljivosti

Preverjeni so bili stransformatorji faze B in C v istem intervalu. Po preverjanju pravilne namestitve/vezanja in uspešnem ponovnem izvedbi prenosnih preskusov so bili ohranjeni. Nujno nabavljeni stransformatorji (istih specifikacij, različna serija) so bili nameščeni po uspešnem preskušanju, s čimer je bilo obnovljeno normalno delovanje preobrazovalne postaje (do danes stabilno).

3 Predlogi in predhodne kontrolne mere

Na osnovi te nezanesljivosti:

• Proizvajalcem je treba okrepiti nadzor proizvodnega procesa (npr. ponovno pregledati korake vezanja/preskušanja) in strogo izvajati kontrole kakovosti.

• Povečati ravni napetosti za preskuse trdnosti med navojnicami med tovarnimi preskusi.

• Enote za delovanje in vzdrževanje bi morale načrtovati preventivno vzdrževanje, zadrževati rezerve in temeljito pregledovati stransformatorje iste serije – hitro zamenjavati nezanesljive enote.