Bespreking van Foute in Plattelandselektrisiteitsnetverdeeltransformers
1. Inleiding
As gevolg van langdurige operasie kan fouten en ongelukke van verspreidingstransformers in plattelandse elektrisiteitsnette nie volledig vermy word nie. Hierdie fouten en ongelukke word veroorsaak deur 'n wye verskeidenheid faktore, soos eksterne kragte soos skade en impak, en onweerstaanbare natuurrampe soos donderflits. Tegelykertyd word lae-spanningslyne in sommige plattelandse gebiede onvoldoende onderhoud, wat dikwels oorbelasting en kortsluitings veroorsaak, wat lei tot die verbranding van verspreidingstransformers. Dit het 'n groot bydraer tot foutkomst geword.
Om die verbranding van verspreidingstransformers te voorkom en hul operasiefoutkomste in plattelandse elektrisiteitsnette te verminder, gee hierdie dokument 'n opsomming en analise van sommige tipiese fouttipes en oorsake van verspreidingstransformers, verken voorkomende maatreëls, ondersoek verdere potensiële risiko's en swak skakels van verspreidingstransformers, verhoed effektief die voorkoms van verbrandingsfoutte van verspreidingstransformers, en verhoog daardeur die betroubaarheid van die stroomvoorsiening van plattelandse elektrisiteitsnette.
Tans is die verspreidingstransformers wat in plattelandse elektrisiteitsnette gebruik word, hoofsaaklik olie-geïmpregneerde verspreidingstransformers. Die foutte van sulke transformers word algemeen ingedeel in interne en eksterne foutte. Interne foutte verwys na verskeie mislukkinge binne die transformertank. Die hooftipes sluit fases-kortsluitings tussen windings, winding-spoel-kortsluitings binne windings, en grondfoute waar windings of uitgangs die buitesteil raak. Eksterne foutte is verskeie mislukkinge op die insuleringbussies buite die transformertank en hul uitgangs. Die hooftipes is gronding as gevolg van flitsoor of breek van insuleringbussies, en fases-kortsluitings of gronding van lae-spanning-uitgangslyne.
Aangesien die foutte van verspreidingstransformers 'n wye spektrum bestrei, is daar talryke spesifieke klassifikasie-metodes. Byvoorbeeld, vanuit die perspektief van sirkuitslusse, word hulle hoofsaaklik ingedeel in sirkuitfoute, magneetsirkuitfoute, en oliesirkuitfoute. Indien geklassifiseer volgens die hoofstruktuur van die verspreidingstransformer, kan hulle verdeel word in windingfoute, kernfoute, oliekwaliteitsfoute, en toepassingsfoute. Konvensioneel word die fouttipes van verspreidingstransformers algemeen geklassifiseer op grond van algemene foutprone areas, soos insulasiefoute, kernfoute, tapveranderarfoute, ens. Daarvan, het die verspreidingstransformer-uitgang-kortsluitingfout die mees ernstige impak op die transformer self en die hoogste voorkoms tans. Daarbenewens is daar ook lekkagefoute van verspreidingstransformers, ens. Al hierdie verskillende tipes foute kan termiese foute, elektriese foute, of beide termiese en ontladingfoute gelyktydig voorstel. Tog sal die lekkagefout van 'n verspreidingstransformer nie onder normale omstandighede termiese of elektriese foutkenmerke vertoon nie.
Daarom is dit moeilik om die fouttipes van verspreidingstransformers binne 'n spesifieke raamwerk te klassifiseer. Hierdie dokument neem relatief algemene en algemene fouttipes van verspreidingstransformers, soos kortsluitingfoute, ontladingfoute, insulasiefoute, kernfoute, tapveranderarfoute, olie-gas-lekkagefoute, eksterne-krag-skade, en veiligheidsveerkontaktfoute. Elke tipe word afsonderlik bespreek ten opsigte van sy oorsaak en ooreenkomstige tegniese maatreëls.
2. Foutanalise van Verspreidingstransformers
2.1 Kortsluitingfoute
2.1.1 Foutoorzaak Analise
Kortsluitingfoute van verspreidingstransformers verwys hoofsaaklik na uitgangskortsluitings van verspreidingstransformers, sowel as kortsluitings tussen interne uitgangs of windings na die grond, en kortsluitings tussen fases, wat lei tot foutkomst.
Tydens die normale operasie van verspreidingstransformers, is die skade veroorsaak deur uitgangskortsluitingfoute relatief ernstig. Volgens relevante statistieke, maak foutte wat direk gevolg is van kortsluitingstroomimpak op verspreidingstransformers in plattelandse elektrisiteitsnette ongeveer 40% van alle foutte uit. Daar is baie so 'n gevalle. Veral wanneer 'n lae-spannings-uitgangskortsluiting in 'n verspreidingstransformer voorkom, moet die windings algemeen vervang word. In ernstige gevalle, kan al die windings vervang word, wat uiterst ernstige gevolge en verliese veroorsaak. Dus, moet dit voldoende aandag geniet.
Die impak van uitgangskortsluitings op verspreidingstransformers sluit hoofsaaklik die volgende twee aspekte in:
Insulasie Overhitte Fout Gevolg deur Kortsluitingstroom
As gevolg van onvoldoende onderhoud van sommige plattelandse lae-spanningslyne, kom oorbelasting en kortsluitings dikwels voor. Wanneer 'n verspreidingstransformer 'n plotselinge kortsluiting ervaar, kan sy hoë- en lae-spanningswindings gelyktydig kortsluitingstrome doorgaan wat tientalle keer die nominoorse waarde oorskry. Dit genereer 'n groot hoeveelheid hitte, wat lei tot ernstige oorhitte van die verspreidingstransformer en die spoeltemperatuur styg vinnig, wat lei tot insulasie-veroudering. Wanneer die vermoë van die verspreidingstransformer om kortsluitingstroom te weerstaan onvoldoende is en sy termiese stabiliteit swak is, sal die insulasiemateriaal van die verspreidingstransformer ernstig beskadig word, wat lei tot breuk en skade aan die verspreidingstransformer.
Winding Vormverandering Fout Gevolg deur Kortsluiting Elektrodynamiese Krag
Wanneer 'n verspreidingstransformer deur 'n kortsluiting getref word, en die kortsluitingstroom klein is en die veiligheidsveer korrek smelt, sal die windingvormverandering minimaal wees. As die kortsluitingstroom groot is en die veiligheidsveer met 'n vertragting of faal om te smelt, sal die sekondêre kant 'n kortsluitingstroom 20-30 keer hoër as die nominoorse stroom genereer. Die primêre kant van die verspreidingstransformer sal onvermydelik 'n groot stroom genereer om die demagnetiserende effek van die sekondêre kant kortsluitingstroom te weerstaan. Die groot stroom genereer 'n aansienlike meganiese spanning binne die spoel, wat lei tot die kompressie, skuif, of vormverandering van die spoel, die insulasieplaatjies en -plankies loslaat, die kernklemboutjie slak, die hoëspanningsspoel vervorm of breek, en uiteindelik lei tot 'n fout van die verspreidingstransformer. Tegelykertyd word die windings blootgestel aan 'n relatief groot elektromagnetiese koppel, en die insulasie-materiaal blaar af, wat die draadliggaam blootstel en fases-spoel-kortsluitings veroorsaak. Vir minimaal vormverandering, indien nie tyds herstel word nie, soos die posisie van die plaatjies herstel, die drukknoppies van die windings en die trekplankies en -stokkies van die yoke verstyg, en die klemkrag van die uitgangs versterk, sal die kumulatiewe effek na meer as een kortsluitingimpak ook die verspreidingstransformer beskadig.
2.1.2 Maatreëls om Kortsluitingfoute te Verminder
Optimering van Seleksievereistes. Wanneer 'n verspreidingstransformer gekies word, kies een wat glad deur die kortsluitingstoets kan gaan. Bepaal redelik die kapasiteit van die verspreidingstransformer en kies sy kortsluitingsimpedansie redelik. Probeer energie-effektiewe S11-tipe verspreidingstransformers te gebruik en faseer hoë-energieverbruikstransformers uit.
Optimering van Bedryfsomstandighede en -omgewing. Verbeter die insulasievlak van kraglyne, veral die insulasievlak van die lae-spannings-uitgangslyne van die verspreidingstransformer oor 'n bepaalde afstand. Tegelykertyd verhoog die standaarde vir die veiligheidskorridor en veiligheidsafstandvereistes van lae-spanningslyne om die impak en risiko's van nabygebiedfoute te verminder. Dit sluit in die aandag aan die installasie en onderhoudskwaliteit van lae-spanningsdroppers (aangesien die ontploffing van lae-spanningsdroppers meestal dieselfde is as 'n sekondêre kortsluiting), verhoed die intrusie van klein diere, en verbeter die kwaliteitvereistes vir lae-spanningsveiligheidsveers om situasies soos veiligheidsveers wat nie smelt nie, te voorkom.
Optimering van Bedryfsmodusse. Wanneer die bedryfsmodus bepaal word, bereken die kortsluitingstroom en beperk sy risiko's. Veral verhoed dat die verspreidingstransformer onder oorbelasting werk. Probeer bereken en pas die elektriese belasting van die verspreidingstransformer aan.
Verbetering van Bedryfsbestuurvlak. Eerstens, verhoed kortsluitingimpakte as gevolg van foutebedryf. Versterk die tydige monitering en onderhoud van verspreidingstransformers, identifiseer tydige die mate van vormverandering van verspreidingstransformers, en verseker hul veilige bedryf. Tegelykertyd verhoog die inspeksie-inspanning op die stroomverbruik van gebruikers in die verspreidingstransformergebied om oorbelastingsprobleme as gevolg van stroomdiefstal te voorkom.
2.2 Ontladingfoute
Op grond van die energiedigtheid van die ontlading, word die ontladingfoute van verspreidingstransformers algemeen ingedeel in gedeeltelike ontlading, vonk-ontlading, en hoë-energie-ontlading. Ontlading het twee tipes vernietigende effekte op insulasie: die eerste is dat die ontladingdeeltjies die insulasie direk bombardeer, wat plaaslike insulasiebeskadiging veroorsaak en dit geleidelik uitbrei tot die insulasie instort. Die ander is dat die chemiese werking van aktiewe gasse soos hitte, ozon, en stikstofoksides wat deur die ontlading geproduseer word, die plaaslike insulasie korrigeer, die dielektriese verlies verhoog, en uiteindelik lei tot termiese instorting.
2.2.1 Gedeeltelike Ontladingfoute van Verspreidingstransformers
Gedeeltelike ontlading verwys na 'n nie-doorbraak-tipiese ontladingverskynsel wat aan die rand van luggaps, oliefilms, of geleiders binne die insulasiestrukture onder die invloed van spanning optree. Aanvanklik is gedeeltelike ontlading 'n lae-energie-ontlading. Wanneer hierdie soort ontlading binne 'n verspreidingstransformer voorkom, is die situasie relatief kompleks. Volgens verskillende insulasie-media, kan gedeeltelike ontlading ingedeel word in gedeeltelike ontlading in blasertjies en gedeeltelike ontlading in olie. Volgens insulasie-posisies, sluit dit in gedeeltelike ontlading in holtes van solide insulasie, by elektrodetippe, in olie-hoekgaps, in oliegaps tussen olie en insulasiekaartbord, en langs die oppervlak van solide insulasie in olie. Die redes vir gedeeltelike ontlading is as volg:
Wanneer daar blasertjies in die olie of holtes in die solide insulasie-materiaal is, as gevolg van die klein dielektriese konstante van die gas, dra dit 'n hoë elektriese veldsterkte onder wisselspanning, maar sy weerstandspanning is lager as dié van olie en papier insulasie-materiaal. Daarom is ontlading waarskynlik eers in die luggap te voorkom.
Invloed van eksterne omgewingsfaktore. Byvoorbeeld, as die oliebehandeling onvolledig is en blasertjies uit die olie neerslag, sal dit ontlading veroorsaak.
As gevolg van swak vervaardigingskwaliteit. Byvoorbeeld, ontlading vind plaas by sommige dele met skerpe hoeke. Blasertjies, rommel, en voch word geïntroduceer, of as gevolg van eksterne temperatuur-verwante faktore soos verfklompies, dra hulle 'n relatief hoë elektriese veldsterkte.
Ontlading veroorsaak deur swak kontak tussen metaaldele of geleiders. Alhoewel die energiedigtheid van gedeeltelike ontlading nie groot is nie, as dit verder ontwikkel, sal dit 'n bose kringloop van ontlading vorm, uiteindelik lei tot die instorting of skade van die toerusting en ernstige brandongelukke veroorsaak.
2.2.2 Vonk-ontladingfoute van Verspreidingstransformers
Gewoonlik veroorsaak vonk-ontlading nie vinnig insulasie-instorting nie. Dit word hoofsaaklik weerspieël in abnormale oliechromatografiese analise, 'n toename in gedeeltelike ontladinghoeveelheid, of liggas. Dit is relatief maklik om te ontdek en te hanteer, maar voldoende aandag moet aan sy ontwikkeling gegee word. Daar is hoofsaaklik twee redes vir vonk-ontlading:
Vonk-ontlading as gevolg van drensende potensiaal. In hoëspanningskrags-toerusting, word 'n sekere metaldeel, as gevolg van strukturele redes of swak kontak tydens transport en bedryf, afgeskei en bevind hom tussen die hoë- en lae-spannings-elektrodes, en verdeel die spanning volgens sy impedansie. Die potensiaal tot die grond wat op hierdie metaldeel gegenereer word, noem 'n drensende potensiaal. Die elektriese veldsterkte naby 'n objek met 'n drensende potensiaal is relatief geconcentreer, wat dikwels geleidelik die omringende soliede dielektriese of karboniseer.
Dit veroorsaak ook dat die insulerende olie 'n groot hoeveelheid kenmerkgasse onder die invloed van die drensende potensiaal ontleed, wat lei tot 'n abnormale resultaat van die insulerende oliechromatografiese analise. Drensende ontlading kan voorkom in metaldele by hoëpotensiaal binne die verspreidingstransformer, soos die reguleringswinding, wanneer die graderingbal van die bussie en die lae-belasting-tapveranderarkuip hefboom 'n drensende potensiaal het. Vir dele by grondpotensiaal, soos die silikon-staal magneetiese skerm en verskeie metal boutjies vir vastmaak, as hul verbinding met die grond los of afgeskei is, sal dit lei tot drensende-potensiaal-ontlading. Swak kontak by die einde van die hoëspanningsbussie van die verspreidingstransformer kan ook 'n drensende potensiaal vorm en vonk-ontlading veroorsaak.
Vonk-ontlading as gevolg van onreinheid in Olie
Die hoofreden vir vonk-ontladingfoute in verspreidingstransformers is die invloed van onreinheid in die olie. Hierdie onreinheid bestaan uit water, vezelige stowwe (hoofsaaklik natte veers), ens. Die dielektriese konstante ε van water is ongeveer 40 keer so groot as dié van die verspreidingstransformer-olie. In 'n elektriese veld, polariseer die onreinheid eerste en word aantrek tot die area met die sterkste elektriese veldsterkte, naamlik naby die elektrodes, en word gerangskik in die rigting van die elektriese veldlyn. Dus, word 'n onreinheid "brug" gevorm naby die elektrodes.
Die geleidbaarheid en dielektriese konstante van die "brug" is beide groter as dié van die verspreidingstransformer-olie. Volgens die beginsels van elektromagnetiese velde, verwyder die teenwoordigheid van die "brug" die elektriese veld in die olie. Aangesien die dielektriese konstante van die veers klein is, word die elektriese veld in die olie aan die endes van die veers versterk. Dus, begin die ontlading en ontwikkel eerstens in hierdie deel van die olie. Die olie disassosieer in 'n hoë-veldsterkte-omgewing, wat gasse ontleed, wat lei tot die blasertjies in grootte toenem en die disassosiasie versterk. Subsekwentlik, ontwikkel die proses geleidelik, wat lei tot vonk-ontlading in die hele oliegap deur die gaskanal. Dus, kan vonk-ontlading plaasvind by 'n relatief lae spanning.
As die afstand tussen die elektrodes nie groot is nie en daar genoeg onreinheid is, kan die "brug" die twee elektrodes verbind. Dan, as gevolg van die relatief hoë geleidbaarheid van die "brug", vloei 'n groot stroom langs die "brug" (die grootte van die stroom hang af van die kapasiteit van die kragvoorsiening), wat lei tot intens verhitting van die "brug". Die water en die nabygeleë olie in die "brug" kook en damp, wat 'n gaskanal - die "blasertjie-brug" skep, en vonk-ontlading plaasvind.
As die veers nie nat is nie, is die geleidbaarheid van die "brug" baie klein, en die invloed daarvan op die vonk-ontladingspanning van die olie is ook relatief klein; omgekeerd, is die invloed groter. Dus, die vonk-ontlading van die verspreidingstransformer-olie as gevolg van onreinheid is verwant aan die verhittingsproses van die "brug". Wanneer 'n impulsspanning werk of die elektriese veld baie ongelykmatig is, is dit nie maklik vir die onreinheid om 'n "brug" te vorm nie, en die effek daarvan is slegs beperk tot die verwydering van die elektriese veld. Die vonk-ontladingproses hang hoofsaaklik af van die grootte van die toegepaste spanning.
2.2.3 Boog-ontladingfoute van Verspreidingstransformers
Boog-ontlading is 'n hoë-energie-ontlading, wat algemeen gesien word as insulasie-instorting tussen winding-spoel of -lae. Ander algemene foute sluit insluitsel-breek, flitsnaar die grond, en boog-ontlading van tapveranderars.
Invloed van Boog-ontlading. As gevolg van die hoë energiedigtheid van boog-ontladingfoute, word gas vinnig geproduseer. Dit impakte dikwels die dielektriese in die vorm van elektron-lawines, wat lei tot die insulasiepapier perforasie, verkool, of karboniseer, en metaalmateriaal vervorm, smelt, of verbrand. In ernstige gevalle, kan dit toerustingbeskadiging of selfs ontploffing veroorsaak. So 'n ongelukke is in die algemeen moeilik om vooraf te voorspel en het geen duidelike tekens nie, dikwels kom dit op 'n onverwagte manier voor.
Gas Kenmerke van Boog-ontlading. Na 'n boog-ontladingfout, word die verspreidingstransformer-olie ook verkool en word swart. Die hoofkomponente van die kenmerkgasse in die olie is H2 en C2H2, gevolg deur C2H6 en CH4. Wanneer die ontladingfout vaste insulasie betrek, sal CO en CO2 ook geproduseer word.In opsomming, die drie vorme van ontlading het sowel verskille as sekere verbande. Die verskille verwys na die ontlading-energieniveaus en gas-samestelling, terwyl die verband is dat gedeeltelike ontlading 'n voorloper is tot die ander twee vorme van ontlading, en die laaste twee is onvermydelike resultate van die ontwikkeling van die eerste. Aangesien die foute wat binne verspreidingstransformers voorkom, dikwels in 'n toestand van geleidelike ontwikkeling is, en die meeste nie enkele-tipe foute is nie, maar eerder een tipe vergezelle deur 'n ander tipe, of verskeie tipes gelyktydig voorkom. Dus, word meer sorgvuldige analise en spesifieke behandeling vereis.
2.3 Insulasiefoute
Tans is die mees wydverspreide verspreidingstransformers in plattelandse elektrisiteitsnette olie-geïmpregneerde transformers. Die insulasie van 'n verspreidingstransformer verwys na die insulasiesisteem wat saamgestel is uit sy insulasie-materiaal. Dit is 'n fundamentele voorwaarde vir die normale operasie van die verspreidingstransformer, en die leeftyd van die verspreidingstransformer word bepaal deur die leeftyd van die insulasie-materiaal (soos olie-papier of hars). Praktiese ervaring het bewys dat die meeste skade en foute van verspreidingstransformers veroorsaak word deur die skade van die insulasiesisteem.
Dus, die beskerming van die normale operasie van die verspreidingstransformer en die versterking van die redelike onderhoud van die insulasiesisteem kan, in 'n groot mate, 'n relatief lange leeftyd verseker vir die verspreidingstransformer. Voorkomende en voorspellende onderhoud is die sleutels tot die verlenging van die leeftyd van verspreidingstransformers en die verbetering van die stroomvoorsieningsbetroubaarheid.
In olie-geïmpregneerde verspreidingstransformers, is die hoof insulasie-materiaal insulerende olie en soliede insulasie-materiaal soos insulerende papier, kaart, en houtblokke. Die zogenaamde veroudering van die verspreidingstransformer insulasie beteken dat hierdie materiaal onder die invloed van omgewingsfaktore dekomposeer, wat lei tot 'n vermindering of verlies van hul insulasie-sterkte.
2.3.1 Soliede Papier Insulasiefoute
Soliede insulasie is een van die hoofkomponente van die insulasie van olie-geïmpregneerde verspreidingstransformers, insluitend insulerende papier, insulerende bord, insulerende plaat, insulerende spoel, insulerende bindband, ens. Sy hoofkomponent is cellulose. Nadat die insulerende papier verouder, verlaag sy graad van polymerisering en spankrag geleidelik, en water, CO, en CO2 word geproduseer. Daarbenewens word furfural (furfuraldehyde) ook geproduseer. Die meeste van hierdie verouderingsprodukte is skadelik vir elektriese toerusting. Dit kan die inslagspanning en volume-weerstand van die insulerende papier verminder, die dielektriese verlies verhoog, die spankrag verminder, en selfs metaalmateriaal in die toerusting korrigeer.
