Jaké jsou příčiny poruch proudových transformátorů a protiporušovací opatření pro poruchy

Jako technik první linie pro údržbu se každodenně zabývám proudovými transformátory (CTs). CTs převádějí vysoké primární proudy na nízké sekundární proudy pro ochranu a měření v rozvodných stanicích a linkách, pracují v sérii dlouhodobě. Nicméně, čelí poruchám způsobeným externími (nevyvážené zatížení, špatné zapojení atd.) a interními (defekty izolace) problémy. Tyto poruchy, jako jsou otevřené obvody na straně sekundární nebo průlom izolace, poškozují přesnost měření, fungování ochrany a stabilitu sítě. Níže sdílím zkušenosti z praxe.

1. Struktura CT (Pohled na údržbu)

CT má primární a sekundární cívky, jádro a izolaci (naftovou, SF6, pevnou). Primární cívka je zapojena v sérii s obvodem, sekundární je spojena s přístroji/relémi. Klíčové: Méně otáček na straně primární, více na straně sekundární a běžná operace téměř ve stavu krátkého obvodu. Kritické: Nikdy nerozevíjejte sekundární obvod; spolehlivě jej zazemlete (viděl jsem nebezpečné elektrické oblouky způsobené otevřenými obvody).

2. Funkce & Princip (Praktický pohled)

CTs snižují velké proudy pro bezpečnou ochranu a měření pomocí elektromagnetické indukce, izolují vysoké napětí. Během kalibrací kontroloji poměr mezi primárním a sekundárním proudem k ověření správnosti CTs.

3. Třídění podle výkonu
(1) Optické CTs (OTA)

Založeny na Faradayově magnetooptickém efektu, používají se v síťových testech. Jsou citlivé na teplotu, ale vhodné pro silná magnetická pole.

(2) Nízkovýkonové CTs

S mikrokristalinovými jádry nabízejí široké lineární rozsahy, nízké ztráty a vysokou přesnost pro velké proudy – ideální pro průmyslová měření.

(3) CTs s vzduchovým jádrem

Bez železného jádra, což eliminuje magnetické nasycení. Jsou populární v reléové ochraně pro svou odolnost proti rušivým vlivům, vhodné pro komplexní prostředí.

4. Příčiny poruch (Zkušenosti z terénu)
(1) Termický průlom izolace

Vysokonapěťové CTs generují teplo/dielektrické ztráty. Defektní izolace (např. nerovnoměrné balení) způsobuje přehřátí a průlom – často se objevuje u staršího zařízení.

(2) Částečný výboj

Normální kapacitance CT je rovnoměrně rozložena, ale špatná výroba/nepravilná konstrukce (např. posunuté stínění) způsobuje lokální vysoké pole. Nerušené výboje vedou k selhání kondenzátoru.

(3) Přetížení na straně sekundární

Těžké zatížení v systémech 220 kV zvyšuje sekundární napětí a proud, což způsobuje chyby. Poruchy mohou způsobit nasycení jádra a nesprávné funkce relé. Otevřené sekundární obvody (např. uvolněné dráty) vytvářejí vysoké napětí – rizikové!

5. Reakce na poruchy
(1) Dodržování operačních pravidel

• Zapojení: Přísně série zapojte obvody, cívky a přístroje; použijte správné konfigurace (jednofázové, hvězdicové).

• Kompensace chyb: Přidejte cívky/jádra k opravě chyb pomocí kapacity/indukce.

• Kalibrace: Proveďte demagnetizaci/test polarity po instalaci/údržbě.

(2) Zásah v nouzi (Bezpečnost především)

• Vypnutí: Okamžitě odpojte proud pro bezpečnost.

• Prohlídka sekundárního obvodu: Zkontrolujte otevřené obvody, minimalizujte primární proud, použijte izolační vybavení a postupujte podle diagramů.

Pro otevřené sekundární obvody:

• Odhad dopadu: Identifikujte postižené obvody, hlášte dispečinku.

• Snížení zatížení/izolace: Převedte zatížení a deenergizujte pokud je poškozeno.

• Krácení sekundárního obvodu: Použijte schválené materiály; jiskry naznačují poruchy dále v obvodu, bez jisker jsou problémy blíže k zdroji.

(3) Detekční techniky

• Testování izolace: Měření dielektrických ztrát a kapacity pro identifikaci defektů – dobré pro hodnocení stáří.

• Infracevní termografie: Můj klíčový nástroj! Rychle detekuje volná spojení a termické problémy.

Závěr

CTs jsou klíčové pro spolehlivost sítě. Ovládnutí jejich struktury, principů a zásahu při poruchách zajišťuje stabilitu. Dodržování směrnic, použití detekčních nástrojů a reakce v nouzi minimalizují selhání – zajišťují bezpečnější síť.