Felanalys och diagnos av strömförstärkare

Strömförstärkare är många i ombordssätten och är nyckelutrustning för att säkerställa systemets normala drift. Om en strömförstärkare misslyckas, kommer det att orsaka att brytaren öppnas och kan till och med utvecklas till ett strömavbrottsärende, vilket kommer att ha en negativ inverkan på den trygga och stabila drift av elnätet. Genom att ta ett ärende där huvudtransformatorns differentiell skydd fungerade på grund av fel på lågspännings sidan av huvudtransformatorn i ett 66 kV ombordssätt som exempel, analyseras och diagnostiseras orsakerna till felet genom fältinspektion, testgranskning och demontering, samt lämnas förslag på hur man kan förhindra samma typ av fel.

1 Felanalys och diagnos
1.1 Grundläggande fältstatus
I september 2020 larmade den bakgrundsdator som används i ett 66 kV ombordssätt under drift, visade att det andra setet av longitudinellt differentiellt skydd för transformator nummer 2 fungerade. Brytararna på både högspännings- och lågspännings sidan av transformator nummer 2 öppnades, sektionens automatiska återkoppling aktiverades, och sektionsbrytaren stängdes utan lastförlust. När de anlände till platsen inspekterade drift- och underhållspersonalen all relevant utrustning och upptäckte inga synliga fel, främmande föremål, bränd lukt eller utsläppssignaler. När de anlände till platsen upptäckte underhållspersonalen genom inspektion att det första skyddsetet för transformator nummer 2 inte upptäckte någon differentiell ström, endast reservskyddet startade, men nådde inte fördröjningsinställningen efter start, medan det andra skyddsetet upptäckte differentiell ström och öppnade brytarna på båda sidor av huvudtransformatorn.

1.2 Analyse av felorsaker
Inställningsvärdena för skyddsenheten visas i tabell 1, och parametrarna för strömförstärkaren på lågspännings sidan visas i tabell 2. Efter inspektion var inställningsvärdena korrekta, och resultaten från prov på provtagningens noggrannhet, förhållande bromsprov, differentiella prov och andraharmongisk bromsprov var goda. Sekundär ledning till strömförstärkaren på lågspännings sidan av huvudtransformatorn granskades, och externa kontaktkopplingar var korrekta.

Analys av data och former från differentiellt skydd avslöjade en parallellkoppling i fas A av det andra setets lågspännings strömförstärkare. För att verifiera applicerades 30 A till faser A/B på primär sidan. Det första setet visade korrekta värden (A: 0,100 A, B: 0,099 A); det andra setet hade B på 0,098 A men A på 0,049 A, vilket indikerade ett fel i fas A.

Tillämpning av ~5 A till sekundär 1S1–1S2 orsakade en liten ström i det andra setet; direkt tillämpning till det första setet visade ingen ström i det andra, vilket bekräftade korrekt sekundär koppling. Spänningsmotståndstest och partiell utsläppstest på transformatorn uppfyllde standarder. Efter avlägsnandet av fas A:s externa koppling visade ett mellanfas isoleringstest 0 ohm motstånd mellan 1S2 och 2S1, vilket bevisade fullständig genombrott.

Detta genombrott orsakade parallellkoppling i fas A av det andra setet, vilket ledde till mätfel. Före skyddsfunktionen mätte det första setet 8,021 A, det andra 4,171 A - ett faktiskt fel på 3,850 A. Konverterat skapade detta en 3,217 A differentiell ström (översteg inställningen), vilket utlöste skyddet.

1.3 Fel diagnos

Genom att demontera den defekta strömförstärkaren och observera dess interna struktur och tillverkningsprocess upptäcktes den grundläggande orsaken: Under produktionen lötas lacktrådar (med överdriven lackborttagning) till sekundära terminaler. Trots användning av isolerande rör resulterar manuella operationer och rymdbegränsningar i otillräcklig isoleringsavstånd mellan sekundära ledningar. Med tiden leder långvarig exponering för ström till nedbrytning av sekundära vindningsisolering, vilket orsakar inter-vindningsgenombrott och utlöser felet.

2 Feletablering

Strömförstärkare i faser B och C i samma intervall kontrollerades. Efter verifiering av korrekt installation/koppling och godkänt omtestning behölls de. Nödinköpta strömförstärkare (samma specifikationer, annat partinummer) installerades efter godkänt test, vilket återställde det normala ombordssättets drift (stabilt hittills).

3 Förslag och förebyggande åtgärder

Baserat på detta fel:

• Tillverkare måste förstärka produktionsprocesskontroll (t.ex. re-inspection av lednings-/formpassningssteg) och genomföra strikta kvalitetskontroller.

• Öka spänningarnas nivåer för inter-vindnings spänningsmotståndstester vid fabrikskontroller.

• Drift- och underhållsenheter bör schemalägga proaktivt underhåll, lagra reservdelar, och utföra grundlig inspektion av samma partinummers strömförstärkare - ersätt defekta enheter snabbt.