Keskustelu maaseudun sähköverkkojen jakajatransformatorien vikoista

1. Johdanto

Kaukokuljetusmuuntajien virhetilanteet ja onnettomuudet maaseutuverkoissa eivät voida välttää täysin pitkäaikaisen käytön takia. Nämä virhetilanteet ja onnettomuudet johtuvat monista tekijöistä, kuten ulkopuolisista voimista, kuten vahingoittaminen ja vaikutukset, sekä vastustamattomista luonnonkatastrofeista, kuten ukkoskuilu. Samalla osissa maaseutua alijännitselehdet eivät ole huollettu riittävästi, mikä usein johtaa ylitasoon ja lyhyyskireihin, jotka aiheuttavat kaukokuljetusmuuntajien palamisen. Tämä on tullut merkittäväksi tekijäksi epäonnistumisissa.

Kaukokuljetusmuuntajien palamisen estämiseksi ja niiden toiminnallisten epäonnistumisten vähentämiseksi maaseutuverkoissa tämä artikkeli yhteenvetoja ja analysoi joitakin tyypillisiä virhetyyppiä ja siihen liittyviä syitä, tutkii ennaltaehkäisytoimenpiteitä, tutkii lisää mahdollisia vaaroja ja heikkouksia kaukokuljetusmuuntajissa, tehokkaasti ehkäisee ja hillitsee kaukokuljetusmuuntajien palamisen aiheuttamia virheitä, ja siten parantaa maaseutuverkkojen sähköntoimituksen luotettavuutta.

Nykyisin maaseutuverkossa käytetyt kaukokuljetusmuuntajat ovat pääasiassa öljyimurteiset kaukokuljetusmuuntajat. Nämä muuntajien virheet luokitellaan tavallisesti sisäisiksi ja ulkoisiksi virheiksi. Sisäiset virheet viittaavat erilaisiin epäkunnossapidon tiloihin muuntajan säiliön sisällä. Päätyyyppejä ovat vaihdevälien väliset lyhyyskireet, kulmakierrosten sisäiset lyhyyskireet ja maasta kiinni jääminen, kun vaihdet tai johtimet koskettaa ulkoista koteloa. Ulkoiset virheet ovat erilaisia epäkunnossapidon tiloja muuntajan säiliön ulkopuolella olevissa eristyskupuissa ja niiden johtimissa. Päätyyyppejä ovat eristyksen läpi menevät tai rikkoutuneet eristyskuput, alijännitselehdien väliset lyhyyskireet tai maasta kiinni jääminen.

Koska kaukokuljetusmuuntajien virheet kattavat laajan alueen, on olemassa useita erityyppisiä luokittelumenetelmiä. Esimerkiksi piirilooppin näkökulmasta ne luokitellaan pääasiassa piirivirheiksi, magneettipiirivirheiksi ja öljyputkivirheiksi. Jos ne luokitellaan kaukokuljetusmuuntajan päästruktuurin mukaan, ne voidaan jakaa vaihdetvirheiksi, ydinrakenteen virheiksi, öljylaituman virheiksi ja lisävarusteiden virheiksi. Perinteisesti kaukokuljetusmuuntajien virhetyyppien luokittelu perustuu yleisiin virhetilanteisiin, kuten eristyksen virhetilanteisiin, ydinrakenteen virhetilanteisiin, asetuksen vaihdettavan virhetilanteisiin jne. Niistä kaukokuljetusmuuntajan ulosjohtimen lyhyyskireet aiheuttavat vakavin vaikutukset muuntajalle itselleen ja ovat nykyisin yleisimpiä. Lisäksi on myös kaukokuljetusmuuntajien vuodostusvirhetilanteita jne. Kaikki nämä erilaiset virhetilanteet voivat edustaa lämpövirhetilanteita, sähkövirhetilanteita tai molempia samanaikaisesti. Kuitenkin kaukokuljetusmuuntajan vuodostusvirhetilanteet eivät normaalisti näytä lämpö- tai sähkövirhetilanteita.

Siksi on vaikea luokitella kaukokuljetusmuuntajien virhetilanteita tietyssä kehyksessä. Tämä artikkeli käyttää suhteellisen yleisiä ja yleispäteviä kaukokuljetusmuuntajien virhetilanteita, kuten lyhyyskireet, purkautumisvirhetilanteet, eristyksen virhetilanteet, ydinrakenteen virhetilanteet, asetuksen vaihdettavan virhetilanteet, öljy-hapemäärän vuodostusvirhetilanteet, ulkopuolisen voiman aiheuttamat vahingot ja silitysvarausvirhetilanteet. Jokainen tyyppi käsitellään erikseen sen syyt ja vastaavat tekniset toimenpiteet.

2. Kaukokuljetusmuuntajien virha-analyysi
2.1 Lyhyyskireet
2.1.1 Virhasyyanalyysi

Kaukokuljetusmuuntajien lyhyyskireet viittaavat pääasiassa kaukokuljetusmuuntajien ulosjohtimiin, sekä sisäisiin johtimiin tai vaihdevälien välisiin maasta kiinni jäämiseen, sekä vaihdevälien välisiin lyhyyskireisiin, jotka johtavat epäonnistumisiin.

Kaukokuljetusmuuntajien normaalissa toiminnassa ulosjohtimen lyhyyskireet aiheuttavat suhteellisen vakavia vahinkoja. Vastaavien tilastojen mukaan maaseutuverkossa kaukokuljetusmuuntajiin vaikuttavat suoraan lyhyyskireiden aiheuttamat sähkövirrat ovat noin 40 prosenttia kaikista virhetilanteista. Tällaisia tapauksia on lukuisia. Erityisesti, kun kaukokuljetusmuuntajassa tapahtuu alijännitulostuslyhyyskire, vaihdevälejä yleensä tarvitsee vaihtaa. Pahimmillaan kaikki vaihdevälineet tarvitsevat vaihtamista, mikä johtaa erittäin vakaviin seurauksiin ja tappioihin. Siksi asiaan tulisi kiinnittää riittävästi huomiota.

Ulosjohtimen lyhyyskireiden vaikutukset kaukokuljetusmuuntajiin sisältävät pääasiassa seuraavat kaksi näkökulmaa:
Lyhyyskireen aiheuttama eristyslämpövirhetilanne
Osa maaseutun alijännitselehdissä huolto on riittämätöntä, mikä johtaa ylitasoon ja lyhyyskireisiin. Kun kaukokuljetusmuuntaja kohdataan yhtäkkiä lyhyyskire, sen korkean- ja alijännitvaihdevälien kautta voi kulkea kymmeniä kertoja suurempi kuin sille määrätty arvo. Tämä tuottaa suuren määrän lämpöä, mikä saa kaukokuljetusmuuntajan lämpenemään vakavasti ja vaihdevälin lämpötilan nousemaan nopeasti, mikä johtaa eristysmateriaalin ikääntymiseen. Kun kaukokuljetusmuuntajan kyky vastustaa lyhyyskireen sähkövirtaa on riittämätön ja sen lämpöstabiilisuus heikko, kaukokuljetusmuuntajan eristysmateriaali kärsii vakavaa vahinkoa, mikä johtaa rikkoutumiseen ja vahingossa kaukokuljetusmuuntajalle.
Vaihdevälin muodonmuutosvirhetilanne lyhyyskireen sähkömekaniikan voiman seurauksena
Kun kaukokuljetusmuuntaja kohdataan lyhyyskire, jos lyhyyskire on pieni ja silitysvaraus katkeaa oikein, vaihdevälin muodonmuutos on pieni. Jos lyhyyskire on suuri ja silitysvaraus katkeaa viiveellä tai ei katkea, toisella puolella syntyy 20-30 kertaa suurempi kuin sille määrätty arvo. Kaukokuljetusmuuntajan ensimmäinen puoli tuottaa välttämättä suuren sähkövirran vastustaakseen toisen puolen lyhyyskireen demagnetisoivaan vaikutukseen. Suuri sähkövirta tuottaa merkittävän mekaanisen stressin vaihdevälin sisällä, mikä saa vaihdevälin painumaan, siirtymään tai muuttumaan, eristyslevyjen ja -levyjen löystymään, ytimen kiinnitysboltien löystymään, korkean jännitvaihdevälin venymään tai räjähtämään, ja lopulta johtamaan kaukokuljetusmuuntajan epäonnistumiseen. Samalla vaihdevälineet kohdataan suhteellisen suureen elektromagneettisen momentin, ja eristysmateriaali irtoaa, paljastaen johtovälin ja aiheuttaen kulmakierrosten väliset lyhyyskireet. Vähäisille muodonmuutoksille, jos ne eivät korjata heti, kuten palauttaa levyn paikan, tiivistää vaihdevälin paineväkeä, vetolevyjä ja -vaakoja, ja vahvistaa johtimien kiinnitystä, useiden lyhyyskireiden kumulatiivinen vaikutus myös vahingoittaa kaukokuljetusmuuntajaa.

2.1.2 Toimenpiteet lyhyyskireiden vähentämiseksi

• Valintavaatimusten optimointi. Valitessa kaukokuljetusmuuntajaa valitse sellainen, joka voi sujuvasti suorittaa lyhyyskiretestin. Määritä kohtuullisesti kaukokuljetusmuuntajan kapasiteetti ja valitse sen lyhyyskireen vastus järkevästi. Yritä käyttää energiatehokasta S11-mallista kaukokuljetusmuuntajia ja poista käytöstä korkean energiaa kuluttavat muuntajat.

• Toimintaolosuhteiden ja ympäristön optimointi. Paranna sähköjohtojen eristystasoa, erityisesti kaukokuljetusmuuntajan alijännitulostusjohtojen eristystasoa tietylle etäisyydelle. Samalla noudata tiukempia turvaväylä- ja turvavälimatkan vaatimuksia alijännitjohtoissa, vähennä lähialueen virhetilanteiden vaikutusta ja vaaroja. Tämä sisältää huomion alijännitputkien asennuksen ja huollon laatuun (koska alijännitputkien räjähtäminen on yleensä yhtä kuin toisen sähkövirtayhdistelmän), estä pienten eläinten pääsyn, ja paranna alijännitvarauksen laatu, estää varauksen silitysvarauksen silitysvarauksen silitysvarauksen silitysvarauksen silitysvarauksen silitysvarauksen silitysvarauksen silitysvarauksen silitysvarauksen silitysvarauksen silitysvarauksen silitysvarauksen silitysvarauksen silitysvarauksen silitysvarauksen silitysvarauksen silitysvarauksen silitysvarauksen silitysvarauksen silitysvarauksen silitysvarauksen silitysvarauksen silitysvarauksen silitysvarauksen silitysvarauksen silitysvarauksen silitysvarauksen silitysvarauksen silitysvarauksen silitysvarauksen silitysvarauksen silitysvarauksen silitysvarauksen silitysvarauksen silitysvarauksen silitysvarauksen silitysvarauksen silitysvarauksen silitysvarauksen silitysvarauksen silitysvarauksen silitysvarauksen silitysvarauksen silitysvarauksen silitysvarauksen silitysvarauksen silitysvarauksen silitysvarauksen silitysvarauksen silitysvarauksen silitysvarauksen silitysvarauksen silitysvarauksen silitysvarauksen silitysvarauksen silitysvarauksen silitysvarauksen silitysvarauksen silitysvarauksen silitysvarauksen silitysvarauksen silitysvarauksen silitysvarauksen silitysvarauksen silitysvarauksen silitysvarauksen silitysvarauksen silitysvarauksen silitysvarauksen silitysvarauksen silitysvarauksen silitysvarauksen silitysvarauksen silitysvarauksen silitysvarauksen silitysvarauksen silitysvarauksen silitysvarauksen silitysvarauksen silitysvarauksen silitysvarauksen silitysvarauksen silitysvarauksen silitysvarauksen silitysvarau......