Mazungumzo kuhusu Matukio ya Mabadiliko ya Umeme wa Mikoa ya Kijiji

1. Ujumbe wa Mwanzo

Kwa sababu ya muda mrefu wa kutumika, vitendo na matukio vya transforma za uchaguzi katika mitandao ya umeme ya kijiji hazitoshi kutozwa. Matukio haya yanatokana na sifa nyingi, kama nguvu za nje kama upungufu na mapinduzi, na maambukizi ya asili ambayo hayatoshi kutozwa kama magonjwa ya maiti. Pia, baadhi ya maeneo ya kijiji, mstari wa kiwango cha chini huchanganyikiwa kidogo, mara nyingi huchanganya kuvunjika na kuongezeka, ambayo huachana na transforma za uchaguzi. Hii imekuwa sababu muhimu ya kushindilia.

Ili kupunguza kuvunjika kwa transforma za uchaguzi na kupunguza matukio yao katika mitandao ya umeme ya kijiji, makala hii inajumuisha na kuanaliza aina tofauti za matukio na sababu za transforma za uchaguzi, inajaribu hatua za kuzuia, inajitahidi zaidi kutafuta na kusuluhisha hatari na maeneo madogo ya transforma za uchaguzi, inaweza kuzuia na kusimamia matukio ya kuvunjika kwa transforma za uchaguzi, na kwa hivyo kuongeza ulinzi wa umeme wa mitandao ya umeme ya kijiji.

Sasa, transforma za uchaguzi zinazotumika katika mitandao ya umeme ya kijiji ni zinazokuwa na maji ya kuoga. Matukio ya transforma hizi huenebana kwa ndani na nje. Matukio ya ndani ni sifa mbalimbali zinazotokea ndani ya boksi la transforma. Aina kuu ni kuvunjika kati ya mikoa, kuvunjika kati ya mikoa, na kuvunjika kwa kilemba au mikoa yenye kilemba kunywesha kwenye gamba ya nje. Matukio ya nje ni sifa mbalimbali zinazotokea juu ya bushing za kuoga nje ya boksi la transforma na mikoa yake. Aina kuu ni kuvunjika kutokana na kuogelea au kukata bushing za kuoga, na kuvunjika kati ya mikoa au kuvunjika kwa mstari wa chini.

Tangu matukio ya transforma za uchaguzi yasiyofanikiwa yakubalika, kuna njia nyingi za kugawanya. Kwa mfano, kutoka kwa mtazamo wa mzunguko wa mkondo, ni kubalika kwa matukio ya mkondo, matukio ya magnetic circuit, na matukio ya oil circuit. Ikiwa kubalika kulingana na muundo mkuu wa transforma ya uchaguzi, wanaweza kubalika kwa matukio ya windings, matukio ya core, matukio ya oil quality, na matukio ya accessories. Kwa kawaida, aina za matukio ya transforma za uchaguzi huenebana kwa eneo lake, kama matukio ya insulation, matukio ya core, matukio ya tap-changer, na kadhalika. Kati yake, matukio ya short-circuit ya outlet ya transforma ya uchaguzi yana athari kubwa zaidi kwa transforma yenyewe na ina ukurasa wa kutosha sasa. Pia, kuna matukio ya leakage ya transforma ya uchaguzi, na kadhalika. Sifa mbalimbali za matukio haya yanaweza kuwa thermal faults, electrical faults, au wote watano hawa pamoja. Lakini, matukio ya leakage ya transforma ya uchaguzi haipewi sifa za thermal au electrical faults kwa kawaida.

Hivyo basi, ni vigumu kubalika kwa aina za matukio ya transforma za uchaguzi kwenye mtazamo fulani. Makala hii hutumia aina za matukio ya transforma za uchaguzi zinazotokana na kawaida, kama matukio ya short-circuit, matukio ya discharge, matukio ya insulation, matukio ya core, matukio ya tap-changer, matukio ya oil-gas leakage, matukio ya damage ya force ya nje, na matukio ya fuse protection. Kila aina inaelezea kwa undani kwa sababu na hatua tekniki zake.

2. Tathmini ya Matukio ya Transforma za Uchaguzi
2.1 Matukio ya Short-Circuit
2.1.1 Tathmini ya Sababu za Matukio

Matukio ya short-circuit ya transforma za uchaguzi huenebana kwa matukio ya outlet ya transforma za uchaguzi, pamoja na matukio kati ya mikosa ya ndani au mikosa ya windings na ardhi, na matukio kati ya mikosa, ambayo huachana na transforma.

Wakati wa kutumika kwa kawaida, transforma za uchaguzi, matukio ya short-circuit ya outlet huachana sana. Kulingana na tafiti za mapenzi, matukio yaliyotokana na athari ya current ya short-circuit kwa transforma za uchaguzi katika mitandao ya umeme ya kijiji huachana na asilimia 40 ya matukio yote. Kuna matukio mengi kama haya. Hasa, wakati outlet ya chini kuvunjika, windings huwezekanavyo kurudishwa. Katika hali mbaya, windings zote zinaweza kurudishwa, ambayo huachana na athari na hasara kubwa. Kwa hivyo, inapaswa kupewa msingi mzuri.

Athari za short-circuit ya outlet kwa transforma za uchaguzi huenebana kwa viwango viwili:
Insulation Overheating Fault Caused by Short-Circuit Current
Kwa sababu ya changanyikazi ya mikosa ya chini, overloading na kuvunjika huonekana mara nyingi. Wakati transforma ya uchaguzi inapata short-circuit ya haraka, mikosa ya juu na chini yanaweza kupita current ya short-circuit mara kadhaa ya thamani imara. Hii huunda joto kubwa, kuongeza joto la transforma ya uchaguzi na kuongeza joto la coil haraka, kuleta uzee wa insulation. Waktu transforma ya uchaguzi haiwezi kupeleka current ya short-circuit na ustawi wa moto wake unapungua, material ya insulation ya transforma itakuwa na athari kubwa, kuleta upungufu na kuvunjika kwa transforma.
Winding Deformation Fault Caused by Short-Circuit Electrodynamic Force
Wakati transforma ya uchaguzi inapata short-circuit, ikiwa current ya short-circuit ni ndogo na fujo linapungua vizuri, deformation ya winding itakuwa ndogo. Ikiwa current ya short-circuit ni kubwa na fujo linapungua na utaratibu uliyopungua au hakupungua, sekta ya pili itakuwa na current ya short-circuit mara 20-30 zaidi ya thamani imara. Sekta ya kwanza ya transforma ya uchaguzi itakuwa na current kubwa kutoa kwa kinyume na demagnetizing effect ya current ya short-circuit ya sekta ya pili. Current kubwa huitengeneza stress mechanical kwenye coil, kuleta compression, shifting, au deformation, insulation pads na plates kuleta looseness, bolts za clamping ya core kuleta slackness, coil ya high voltage kuleta distortion au bursting, na mwishowe kuleta failure ya transforma ya uchaguzi. Pia, windings huwezekanavyo kupata electromagnetic torque kubwa, na material ya insulation kuflaki, kuonyesha wire body na kuleta inter-turn short-circuits. Kwa deformations ndogo, ikiwa haijawekwa vizuri, kama kurestore position ya pads, kutighten pressure nails za windings na pull-plates na pull-rods za yoke, na kuongeza clamping force ya leads, cumulative effect baada ya multiple short-circuit impacts itakuwa na athari kwa transforma ya uchaguzi.

2.1.2 Hatua za Kupunguza Matukio ya Short-Circuit

• Optimization of Selection Requirements. Wakati wa chagua transforma ya uchaguzi, chagua ile inayoweza kupita short-circuit test vizuri. Thamani sahihi ya transforma ya uchaguzi na chagua short-circuit impedance wake vizuri. Jaribu kutumia transforma za uchaguzi za aina ya S11 na zingatia zile za energy consumption kubwa.

• Optimization of Operating Conditions and Environment. Ongeza insulation level ya power lines, hasa insulation level ya low-voltage outlet lines ya transforma ya uchaguzi kwa umbali fulani. Pia, ongeza standards za safety corridor na safety distance requirements ya low-voltage lines ili kupunguza impact na hatari za nearby-area faults. Hii inajumuisha kujitahidi kwa kutosha kwa installation na maintenance quality ya low-voltage dropper terminals (kwa sababu ya explosion ya low-voltage terminals ni kama secondary short-circuit), kupunguza uzinduzi wa wanyama ndogo, na kuboresha quality requirements za low-voltage fuses ili kupunguza situations kama fuses not blowing.

• Optimization of Operating Modes. Wakati wa kupata operating mode, hitungu current ya short-circuit na limit its hazards. Hasa, punguza transforma ya uchaguzi kutumika under overload. Jaribu kutafuta na kutathmini electrical load ya transforma ya uchaguzi.

• Improvement of Operation Management Level. Kwanza, punguza short-circuit impacts caused by misoperation. Ongeza monitoring na maintenance ya muda wa transforma za uchaguzi, kupata degree ya deformation ya transforma za uchaguzi, na kuaminisha safe operation yake. Pia, ongeza efforts za inspection ya power consumption ya users katika area ya transforma ya uchaguzi ili kupunguza overloading problems caused by user power theft.

2.2 Discharge Faults

Kulingana na density ya discharge, matukio ya discharge za transforma za uchaguzi huenebana kwa partial discharge, spark discharge, na high-energy discharge. Discharge huwa na athari mbili za kuharibu insulation: moja ni kwamba particles za discharge zinapiga insulation, kuleta upungufu wa insulation na kuongezeka hadi insulation ikavunjika. Nyingine ni kwamba action ya chemical gases kama heat, ozone, na nitrogen oxides zinazotokana na discharge zinaharibu insulation, kuongeza dielectric loss, na mwishowe kuleta thermal breakdown.

2.2.1 Partial Discharge Faults of Distribution Transformers

Partial discharge ni aina ya discharge isiyotembelea kabisa inayotokea kwenye pembeni ya air gaps, oil films, au conductors ndani ya insulation structure kwa kutumia voltage. Kuanzia, partial discharge ni aina ya discharge ya energy chache. Wakati discharge hii inatokea ndani ya transforma ya uchaguzi, hali ni complex. Kulingana na media tofauti za insulation, partial discharge inaweza kubalika kwa partial discharge kwenye bubbles na partial discharge kwenye oil. Kulingana na eneo la insulation, inajumuisha partial discharge kwenye cavities za solid insulation, kwenye electrode tips, kwenye oil-corner gaps, kwenye oil gaps kati ya oil na insulation paperboards, na kwenye surface ya solid insulation kwenye oil. Sababu za partial discharge ni ifuatavyo:

• Wakati kuna bubbles kwenye oil au cavities kwenye solid insulation material, kwa sababu ya constant dielectric chache kwa gas, inapewa electric field strength kubwa kwa alternating voltage, lakini withstand voltage strength yake ni chache kuliko ya oil na paper insulation materials. Kwa hivyo, discharge inaweza kuanza kwanza kwenye air gap.

• Influence of external environmental conditions. Kwa mfano, ikiwa oil treatment haijasafishwa kwa kutosha na bubbles zinapopanda kutoka kwenye oil, itakua discharge.

• Kwa sababu ya ubora chache wa manufacturing. Kwa mfano, discharge inatokea kwenye sehemu fulani zinazokuwa na corners sharp. Bubbles, debris, na moisture zinapatikana, au kwa sababu ya temperature factors za nje kama paint nodules, zinapewa electric field strength kubwa.

• Discharge caused by poor contact between metal parts or conductors. Hata ikiwa density ya partial discharge si kubwa, ikiwa itaendelea, itakuwa na cycle mbaya wa discharge, mwishowe kuleta breakdown au upungufu wa equipment na kuleta burnout accidents.

2.2.2 Spark Discharge Faults of Distribution Transformers

Kwa kawaida, spark discharge haiharibu insulation haraka. Inajumuisha abnormal oil chromatographic analysis, increase in partial discharge quantity, au light gas. Ni rahisi kupata na kusuluhisha, lakini lazima tuwe na msingi mzuri kwa maendeleo yake. Sababu za spark discharge ni ifuatavyo:

Spark Discharge Caused by Floating Potential. Katika equipment za power voltage kubwa, metal part fulani, kwa sababu ya structure au contact chache kwa wakati wa transport na operation, inapungua na inakaa kati ya high-voltage na low-voltage electrodes, inakata voltage kulingana na impedancelyake. Potential iliyopewa ground kwenye metal part hii inatafsiriwa kama floating potential. Electric field strength karibu na object inayokuwa na floating potential ni kubwa, mara nyingi inapunguza solid dielectric zinazokuwa karibu au kuleta carbonization.

Pia, inaweza kuleta insulating oil kuvunjika characteristic gases mengi kwa floating potential, kuleta result abnormal ya insulating oil chromatographic analysis. Floating discharge inaweza kutokea kwenye metal parts kwenye high potential ndani ya distribution transformer, kama regulating winding, wakati grading ball ya bushing na no-load tap-changer shift fork anapokuwa na floating potential. Kwa parts kwenye ground potential, kama silicon steel sheet magnetic shielding na various metal bolts for fastening, ikiwa connection yao kwenye ground inapungua au kuleta floating-potential discharge. Poor contact at the end of the high-voltage bushing of the distribution transformer can also form a floating potential and cause spark discharge.

Spark Discharge Caused by Impurities in Oil
Sababu kuu ya spark discharge faults kwenye distribution transformers ni asili ya impurities katika mafuta. Impurities hizi zinajumuisha maji, fibrous substances (kwa kawaida wet fibers), na kadhalika. Dielectric constant ε ya maji ni mara 40 kubwa kuliko ya distribution transformer oil. Katika electric field, impurities zinapolarize kwanza na zinapewa kwenye eneo kubwa zaidi la electric field intensity, kama vile karibu na electrodes, na zinajaribishwa kufuata mstari wa electric field. Hivyo, "bridge" ya impurity hupatikana karibu na electrodes.

Conductivity na dielectric constant ya "bridge" ni zote zinazokuwa zaidi kuliko ya distribution transformer oil. Kulingana na electromagnetic fields principles, presence ya "bridge" hupunguza electric field kwenye oil. Kwa sababu dielectric constant ya fibers ni chache, electric field kwenye oil kwenye pembeni ya fibers hupunguza. Kwa hivyo, discharge hupatikana kwanza na hutokea hapa kwenye sehemu ya oil. Oil hupunguza kwenye high-field-strength environment, kuleta gases, ambayo hupunguza bubble size na hutokea discharge. Baada ya hii, process hutokea pole pole, kuleta spark discharge kwenye oil gap nzima kupitia gas channel. Hivyo, spark discharge inaweza kutokea kwenye voltage chache.

Ikiwa umbali kati ya electrodes sio mkubwa na kuna impurities mengi, "bridge" inaweza kunitumia electrodes. Hapa, kwa sababu conductivity ya "bridge" ni kubwa, current kubwa hunyoka kwenye "bridge" (magnitude ya current inategemea capacity ya supply), kuleta heating intense ya "bridge". Maji na oil karibu na "bridge" hupunguza na kuva vapor, kutengeneza gas channel - "bubble bridge", na spark discharge hutokea.

Ikiwa fibers sio wet, conductivity ya "bridge" ni chache, na impact yake kwenye spark discharge voltage ya oil ni chache; kinyume chake, impact ni kubwa. Kwa hivyo, spark discharge ya distribution transformer oil kutokana na impurities ni kulingana na heating process ya "bridge". Wakati impulse voltage inafanya kazi au electric field inepo extreme non-uniform, impurities hazitoze kufanya "bridge", na impact yao inaweza kuwa limited kwa kuwakata electric field. Spark discharge process inategemea magnitude ya applied voltage.

2.2.3 Arc Discharge Faults of Distribution Transformers

Arc discharge ni aina ya discharge ya energy kubwa, ambayo inajumuisha insulation breakdown kati ya windings turns au layers. Matukio mengine ni lead breakage, flashover kwa ground, na arcing ya tap-changers.

• Influence of Arc Discharge. Kwa sababu ya arc discharge faults energy density ni kubwa, gases hupunguza haraka. Mara nyingi inapunguza dielectric kwa electron avalanches, kuleta perforation, char, au carbonization ya insulating paper, deformation, melting, au burning ya metals. Katika hali mbaya, inaweza kuleta upungufu wa equipment au explosions. Matukio haya ni vigumu kupanga mapema na hawana omena wazi, mara nyingi inatokana na sudden manner.

• Gas Characteristics of Arc Discharge. Baada ya arc discharge fault kutokea, distribution transformer oil pia hupunguza na kuwa black. Components kuu za characteristic gases katika oil ni H2 na C2H2, followed by C2H6 na CH4. Ikiwa discharge fault inajumuisha solid insulation, CO na CO2 pia hupunguza.Kwa ufupi, forms tatu za discharge zina tofauti na mahusiano fulani. Tofauti zina discharge energy level na gas composition, na mahusiano ni kwamba partial discharge ni predecessor wa forms nyingine, na nyingine zinaenda kwa faida ya development ya mwishoni. Kwa sababu matukio yaliyotokana na distribution transformers mara nyingi ni kwenye hali ya gradual development, na zaidi ni sio single-type faults, bali ni aina moja inayojulikana na aina nyingine, au several types inatokea pamoja. Kwa hivyo, analisis zaidi na suluhisho la kipekee linahitaji.

2.3 Insulation Faults

Sasa, distribution transformers zinazotumika zaidi katika mitandao ya umeme ya kijiji ni oil-immersed transformers. Insulation ya distribution transformer inamaanisha insulation system iliyotengenezwa na materials zake. Ni masharti muhimu kwa kutumika kwa kawaida kwa distribution transformer, na muda wa kutumika wa distribution transformer unatumika kwa muda wa insulation materials (kama vile oil-paper au resin). Tafiti zimeonyesha kuwa asilimia kubwa ya upungufu na matukio ya distribution transformers yanatokana na upungufu wa insulation system.

Kwa hivyo, kuzuia upungufu wa distribution transformer na kuimarisha kwa kutosha maintenance ya insulation system inaweza, kwa bahati nyingi, kuaminisha muda wa kutumika kwa distribution transformer. Maintenance ya prevention na prediction ni muhimu kwa kuongeza muda wa kutumika wa distribution transformers na kuongeza ulinzi wa umeme.

Katika distribution transformers za kuoga, materials muhimu za insulation ni insulating oil na solid insulation materials kama vile insulating paper, cardboard, na wooden blocks. Aging ya insulation ya distribution transformer inamaanisha kuwa materials hizi zinapungua kwa asili, kuleta upungufu au kumpungua insulation strength.

2.3.1 Solid Paper Insulation Faults

Solid insulation ni moja ya components muhimu za insulation ya distribution transformers za kuoga, inajumuisha insulating paper, insulating board, insulating pad, insulating coil, insulating binding tape, na kadhalika. Component kuu ni cellulose. Baada ya insulating paper aging, degree of polymerization na tensile strength zinapungua, na maji, CO, na CO2 zinapungua. Pia, furfural (furfuraldehyde) pia hupungua. Most of these aging products are harmful to electrical equipment. They can reduce the breakdown voltage and volume resistivity of the insulating paper, increase the dielectric loss, decrease the tensile strength, and even corrode the metal materials in the equipment.

2.3.2 Liquid Oil Insulation Faults

Reasons for the Deterioration of Distribution Transformer Oil

Contamination inamaanisha kuwa maji na impurities zinapatikana katika mafuta. Hayo si oxidation products ya mafuta. Performance ya insulation ya contaminated oil hupungua, breakdown electric field strength hupungua, na dielectric loss angle hupungua.
Deterioration ni result ya oil oxidation. Oxidation hii haijulikana tu kwa oxidation ya hydrocarbons katika pure oil, bali pia inajumuisha acceleration ya oxidation process kwa impurities katika mafuta, hasa copper, iron, na aluminum metal shavings.

Oxygen hupatikana kwenye air ndani ya distribution transformer. Hata katika distribution transformer kamili, kuna oxygen kiasi cha 0.25% kwa volume. Oxygen ana solubility kubwa, kwa hivyo anapewa kiasi kubwa kati ya dissolved gases katika mafuta.

Wakati distribution transformer oil hupungua, maji kama catalyst na heat kama accelerator hupeleka distribution transformer oil kufanya sludge. Athari kuu zake ni ifuatavyo: kwa kufanya electric field, sediment particles zinapewa kubwa; impurities zinajumuisha kwenye eneo kubwa zaidi la electric field, kufanya "bridge" ya conductivity kwa insulation ya distribution transformer; sediment sio uniform, bali inafanya strips slender, na inaweza kuwa arranged kwenye mstari wa electric field, ambayo inaweza kusababisha kutoleta heat, kusongeza aging ya insulation materials, na kuleta upungufu wa insulation resistance na insulation level.

The Process of Distribution Transformer Oil Deterioration

Wakati wa deterioration process ya mafuta, bidhaa kuu katika stage kila moja ni peroxides, acids, alcohols, ketones, na sludge.Katika early deterioration stage, peroxides zinazopatikana kwenye mafuta hupungana na insulating fiber materials kufanya oxidized cellulose, kuleta deterioration ya mechanical strength ya insulating fibers, kuleta brittleness na insulation shrinkage. Acids zinazopatikana ni aina ya fatty acid sticky. Ingawa corrosiveness yake si kubwa kama mineral acids, growth rate na impact yake kwenye organic insulation materials ni kubwa.

Katika later deterioration stage, sludge hupatikana. Wakati acids hupunguza copper, iron, insulating paint, na materials mengine, sludge hupatikana. Ni aina ya substance polymeric conductor ya asphalt-like inayoweza kudissolve kwa moderate kwenye mafuta. Kwa kutumia electric field, hupatikana haraka na hukusanya kwenye insulation materials au edges za distribution transformer tank, deposits kwenye mafuta pipes na radiator fins ya cooler, na kadhalika, kuleta operating temperature ya distribution transformer na kuleta electrical withstand strength.

Oxidation process ya mafuta inajumuisha reaction conditions mbili. Moja ni kwamba acid value katika distribution transformer oil ni kubwa, kufanya mafuta kuwa acidic. Nyingine ni kwamba oxides dissolved katika mafuta hupunguza compounds insoluble katika mafuta, gradually deteriorating quality ya distribution transformer oil.

2.3.3 Winding Insulation Moisture In