Jakie są przyczyny awarii transformatorów prądowych i jakie środki zapobiegawcze można podjąć w przypadku awarii?

Jako technik obsługi pierwszej linii, codziennie stykam się z transformatorami prądowymi (CTs). CTs przekształcają wysoką wartość prądu pierwotnego w niską wartość prądu wtórnego do ochrony/pomiarów w podstacji/linii, działając szeregowo długoterminowo. Jednak napotykają one uszkodzenia spowodowane czynnikami zewnętrznymi (niezbalansowane obciążenia, błędne połączenia itp.) i wewnętrznymi (defekty izolacji). Te usterki, takie jak otwarte obwody wtórne lub przebicia izolacji, szkodzą dokładności pomiarów, działaniu ochrony oraz stabilności sieci. Poniżej dzielę się spostrzeżeniami z praktyki.

1. Struktura CT (Widok Obsługi)

CT ma cewki pierwotne/wtórne, rdzeń i izolację (nawilżoną olejem, SF6, stałą). Cewka pierwotna jest połączona szeregowo z obwodem, a cewka wtórna jest podłączona do instrumentów/relé. Kluczowe: mniej zwrotów cewki pierwotnej, więcej zwrotów cewki wtórnej, i normalna praca bliska krótkiemu przewodowi. Krytyczne: Nigdy nie otwieraj obwodu wtórnego; zabezpiecz go solidnie (widziałem niebezpieczne łuki elektryczne z powodu otwartych obwodów).

2. Funkcja & Zasada Działania (Praktyczna)

CTs redukują duże prądy do bezpiecznej ochrony/pomiarów poprzez elektromagnetyczną indukcję, izolując wysokie napięcia. Podczas kalibracji sprawdzam stosunek prądów pierwotnych do wtórnych, aby zweryfikować CTs.

3. Klasyfikacja Wydajności
(1) Optyczne CTs (OTA)

Opiera się na efekcie magneto-optycznym Faradaya, używane w testach sieci. Czułe na temperaturę ale dobre dla silnych pól magnetycznych.

(2) Niskomocne CTs

Z rdzeniami z mikrokrystalicznej stali stopowej oferują szerokie zakresy liniowe, niskie straty i wysoką precyzję dla dużych prądów—idealne do pomiarów przemysłowych.

(3) CTs z rdzeniem powietrznym

Bez rdzenia żelaznego, unikając nasycenia magnetycznego. Popularne w ochronie relé ze względu na silną odporność na interferencje, odpowiednie dla skomplikowanych środowisk.

4. Przyczyny Usterek (Doświadczenie Terenowe)
(1) Termiczne Przebicie Izolacji

Wysokonapięciowe CTs generują ciepło/straty dielektryczne. Uszkodzona izolacja (np. nierównomierna opakowanie) powoduje przegrzewanie i przebicie—częste w starszym sprzęcie.

(2) Częściowa Rozładowanie

Normalna pojemność CT rozprowadza się równomiernie, ale słaba produkcja/konstrukcja (np. nieprawidłowe ekranowanie) powoduje lokalne wysokie pola. Nierozwiązane rozładowania prowadzą do awarii kondensatorów.

(3) Nadmierne Obciążenie Wtórne

Ciężkie obciążenia w systemach 220 kV zwiększają napięcie/prąd wtórny, powodując błędy. Usterki mogą nasycić rdzenie, źle działają relé. Otwarte obwody wtórne (np. luźne przewody) tworzą wysokie napięcia—ryzykowne!

5. Reakcja na Usterkę
(1) Postępowanie zgodnie z Regulaminem

• Połączenia: Szeregowe połączenia obwodów, cewek i instrumentów; używanie odpowiednich konfiguracji (jednofazowych, gwiazdowych).

• Kompensacja Błędów: Dodawanie cewek/rdzeni do korekcji błędów poprzez pojemność/indukcyjność.

• Kalibracja: Wykonanie demagnetyzacji/testów polaryzacji po instalacji/obsłudze.

(2) Postępowanie w Nagłych Przypadkach (Bezpieczeństwo Najpierw)

• Wyłączenie Zasilania: Natychmiastowe wyłączenie zasilania dla bezpieczeństwa.

• Inspekcja Obwodu Wtórniego: Sprawdzenie otwartych obwodów, minimalizacja prądu pierwotnego, używanie sprzętu izolacyjnego, postępowanie według diagramów.

Dla otwartych obwodów wtórnych:

• Ocena Skutków: Identyfikacja dotkniętych obwodów, zgłoszenie do dyspozytora.

• Redukcja Obciążenia/Izolacja: Przeniesienie obciążeń i odłączenie, jeśli są uszkodzone.

• Krótkie Zamknięcie Wtórne: Używanie zatwierdzonych materiałów; iskry oznaczają usterki dalej w dół, brak iskier oznacza problemy wyżej.

(3) Techniki Wykrywania

• Testy Izolacji: Pomiar strat dielektrycznych, pojemności, aby wykryć defekty—dobre do oceny starzenia.

• Termografia Infraczerwona: Mój kluczowy narzędzie! Szybko wykrywa luźne połączenia/problemy termiczne.

Podsumowanie

CTs są kluczowe dla niezawodności sieci. Opanowanie ich struktury, zasad działania i reagowania na usterki zapewnia stabilność. Postępowanie zgodnie z wytycznymi, korzystanie z narzędzi detekcyjnych i działania w nagłych przypadkach minimalizują awarie—zapewniając bezpieczniejszą sieć.