Каковы причины неисправностей трансформаторов тока и меры по устранению неисправностей?

В качестве техника первой линии обслуживания я ежедневно работаю с трансформаторами тока (ТТ). ТТ преобразуют высокие значения первичного тока в низкие значения вторичного тока для защиты и измерения на подстанциях/линиях, работая последовательно долгое время. Однако они сталкиваются с неисправностями, вызванными внешними (небаланс нагрузки, неправильное подключение и т.д.) и внутренними (дефекты изоляции) проблемами. Эти неисправности, такие как разрыв вторичной цепи или пробой изоляции, вредят точности измерений, работе защиты и стабильности сети. Ниже я делюсь опытом, полученным на практике.

1. Структура ТТ (с точки зрения обслуживания)

ТТ имеет первичные/вторичные обмотки, сердечник и изоляцию (масляную, SF6, твердую). Первичная обмотка подключается последовательно к цепи, вторичная - к приборам/реле. Важно: меньше витков первичной обмотки, больше витков вторичной, и нормальная работа близка к короткому замыканию. Критически важно: никогда не открывайте вторичную цепь; надежно заземлите ее (я видел опасные дуговые вспышки из-за открытых цепей).

2. Функция и принцип (практический)

ТТ снижают большие токи для безопасной защиты и измерения с помощью электромагнитной индукции, изолируя высокое напряжение. Во время калибровки я проверяю соотношение первичного и вторичного тока, чтобы убедиться в правильности работы ТТ.

3. Классификация по производительности
(1) Оптические ТТ (ОТА)

Основаны на магнито-оптическом эффекте Фарадея, используются в сетевых испытаниях. Чувствительны к температуре, но хорошо подходят для сильных магнитных полей.

(2) Низковольтные ТТ

С сердечниками из микрокристаллического сплава, они предлагают широкий линейный диапазон, низкие потери и высокую точность для больших токов - идеально подходят для промышленных измерений.

(3) ТТ без железного сердечника

Без железного сердечника, что предотвращает магнитное насыщение. Популярны в релейной защите благодаря высокой помехозащищенности, подходят для сложных условий.

4. Причины неисправностей (опыт в полевых условиях)
(1) Тепловой пробой изоляции

Высоковольтные ТТ генерируют тепло и диэлектрические потери. Дефектная изоляция (например, неравномерная намотка) вызывает перегрев и пробой - часто встречается в старом оборудовании.

(2) Локальный разряд

Нормальная емкость ТТ распределяется равномерно, но плохое изготовление или конструкция (например, смещенные экраны) вызывают локальные высокие поля. Нерешенные разряды приводят к отказам конденсаторов.

(3) Избыточная вторичная нагрузка

Тяжелые нагрузки в системах 220 кВ увеличивают вторичное напряжение и ток, вызывая ошибки. Неисправности могут вызвать насыщение сердечников, неправильную работу реле. Открытые вторичные цепи (например, ослабленные провода) создают высокое напряжение - опасно!

5. Реакция на неисправности
(1) Соблюдение правил эксплуатации

• Подключение: строго последовательное подключение цепей, обмоток и приборов; использование правильных конфигураций (однофазная, звезда).

• Компенсация ошибок: добавление обмоток/сердечников для корректировки ошибок с помощью емкости/индуктивности.

• Калибровка: выполнение демагнетизации/проверки полярности после установки/обслуживания.

(2) Экстренное реагирование (безопасность прежде всего)

• Отключение питания: немедленно отключить питание для безопасности.

• Проверка вторичной цепи: проверка на наличие разрывов, минимизация первичного тока, использование средств изоляции и следование схемам.

Для открытых вторичных цепей:

• Оценка влияния: определение затронутых цепей, сообщение диспетчеру.

• Уменьшение нагрузки/изоляция: передача нагрузки и обесточивание при повреждении.

• Короткое замыкание вторичной цепи: использование одобренных материалов; искры указывают на проблемы ниже по току, отсутствие искр - выше по току.

(3) Методы обнаружения

• Испытание изоляции: измерение диэлектрических потерь, емкости для выявления дефектов - хорошо для оценки старения.

• Инфракрасная термография: мой ключевой инструмент! Быстро обнаруживает ослабленные соединения и тепловые проблемы.

Заключение

ТТ важны для надежности сети. Овладение их структурой, принципами и способами устранения неисправностей обеспечивает стабильность. Соблюдение руководящих принципов, использование средств обнаружения и действия в чрезвычайных ситуациях минимизируют отказы, обеспечивая более безопасную сеть.