Нисковолтовите трансформатори на тока, като незаменими устройства за измерване и защита в електроенергийните системи, често срещат различни дефектни ситуации при комбинираното им използване с друго електрооборудване поради фактори от околната среда, проблеми със свързването на оборудването и неправилна инсталация и поддръжка. Тези дефектни ситуации не само засягат нормалната работа на електроустановките, но могат и да застрашават личната безопасност. Ето защо е необходимо да се разберат дълбоко видовете дефекти, методите за преценка и предпазните мерки, за да се гарантира стабилната и надеждна работа на селските електрически мрежи и нисковолтовите разпределителни системи.
I. Типични сценарии за свързване на нисковолтовите трансформатори на тока с друго електрооборудване
Нисковолтовите трансформатори на тока се използват основно в свързване със следното оборудване в електроенергийните системи, формирайки различни приложения:
Системи за измерване на електроенергията: Свързани с измервателни прибори като ватчасметки и мощностомери, за точни измервания на потребителската електроенергия. В селските електрически мрежи те се срещат обикновено в метричните кутии на земеделците или от нисковолтната страна на разпределителните трансформатори, отговарящи за превръщането на големите токове в стандартни малки сигнални токове от 5A или 1A за целите на измерването.
Защитни устройства: Свързани с защитни устройства като автомати, остатъчни токови защитни устройства и защитни устройства срещу прекомерно бреме, за наблюдение на статуса на линейния ток и своевременно отключване на дефектните токове. В селските разпределителни кутии те често се използват за наблюдение на прекомерното бреме, късо съединение или утечка на тока.
Автоматизирани контролни системи: Свързани с автоматизирани устройства като PLC и RTU за отдалечено наблюдение и управление на работното състояние на електроустановките. Те са общи в селските малки обработни заводи, насосни станции за орошение и други места.
Разпределителни трансформатори: Свързани с изходящите линии от нисковолтната страна на трансформаторите за наблюдение на работното състояние и бремето на трансформаторите. Те са общи в изходящите линии от нисковолтната страна на селските разпределителни трансформатори.
II. Общи дефекти при комбинираното използване на нисковолтовите трансформатори на тока с друго електрооборудване
1. Открит цепен в вторичната верига
Открит цепен във вторичната верига е един от най-опасните дефекти на нисковолтовите трансформатори на тока, характеризиращ се главно с:
Феноменални характеристики: Указанията на амперметрите и мощностомерите внезапно стават нула или се колебаят значително; тялото на трансформатора издава аномален "бучещ" звук или звук от разряд; има видими опожарили се петна на терминалната плочка; ватчасметката спира да се върти или се върти аномално.
Причини за дефект: Разхлабени терминали във вторичната верига; скъсани вторични жици при инсталирането на счетачи; случайно отключване на вторичната верига по време на поддръжка; лош контакт поради оксидация на терминалната плочка; механично повредяване на вторичните жици, водещо до скъсване.
Опасности от дефект: При открит цепен вторичната страна генерира високо напрежение от няколко хиляди волта, което заплашва безопасността на операторите; сериозна насищаемост на железния ядро води до прекомерно затопляне, което може да изгори изолационни материали; защитните устройства функционират неправилно или не функционират поради загуба на сигнала.
Типичен селски сценарий: В един селски район, вторичните жици на трансформатора на тока в метричната кутия се разхлабиха на терминалите след дългогодишно трептене. Когато земеделците използваха високомощни електроуреди, открит цепен във вторичната верига генерираше високо напрежение, което причиняваше изгаряне на счетача и създаваше опасност от пожар.
2. Дефект от лош контакт
Лошият контакт е един от най-общи дефекти, когато нисковолтовите трансформатори на тока са свързани с друго оборудване:
Феноменални характеристики: Нестабилни указания на амперметрите, интермитентно присъствие; аномално повишаване на температурата на терминалите на трансформатора; често неправилно функциониране на защитните устройства; увеличение на грешките при измерването; видима оксидация и потъмняване на терминалната плочка.
Причини за дефект: Разхлабени винтове на терминалната плочка; недостатъчен контактен участък между жиците и терминалите; оксидация или корозия на жиците; стареене на материалите на терминалната плочка; невъзложени момента на болтовете; увеличена контактна съпротивление, ускорена от влажна среда.
Опасности от дефект: Увеличена контактна съпротивление води до местно прекомерно затопляне, което ускорява стареенето на изолацията; увеличени грешки при измерването влияят на точността на измерването; защитните устройства функционират неправилно или не функционират поради аномални сигнали; дълготрайно лош контакт може да причини късо съединение или пожар.
Типични селски данни: В измервателна верига, свързана с медни жици с площ 2.5 мм², когато контактната съпротивление надхвърли 0.65 мΩ, температурното повишаване на терминалите може да достигне над 40°C; когато контактната съпротивление надхвърли 1 мΩ, температурното повишаване може да достигне над 70°C, което далеч надвишава безопасния лимит.
3. Дефекти от прекомерно бреме и насищаемост на железния ядро
Прекомерното бреме и насищаемостта на железния ядро са общи типове дефекти в селските електрически мрежи, характеризиращи се главно с:
Феноменални характеристики: Указанията на амперметрите надхвърлят номиналната стойност; тялото на трансформатора се затопля значително; защитните устройства функционират неправилно или не функционират; увеличени грешки при измерването; аномални шумове от железния ядро.
Причини за дефект: Големи колебания в бремето на селските електрически мрежи (например върхови потребления на електроенергия по време на Празник на пролетта и многобройни насоси, работещи едновременно по време на сезона на оросяване) причиняват трансформатора да работи във възстанали условия за дълго време; неправилно избиране на коефициента на точност на трансформатора; късо съединение, което надхвърля капацитета на трансформатора; намалена производителност на материала на железния ядро; намалена магнитна проницаемост поради повишаване на температурата.
Опасности от дефект: Насищаемостта на железния ядро води до увеличени грешки при измерването, което влияе на точността на измерването; защитните устройства функционират неправилно или не функционират поради искажени сигнали; намалена изолационна производителност на трансформатора; дълготрайно прекомерно бреме може да изгори трансформатора.
Типични селски данни: Трансформаторът на тока от нисковолтната страна на селския разпределителен трансформатор достигна 120% от номиналния ток по време на летната сезон на оросяване, причинявайки насищаемост на железния ядро, грешка в измерването от 8% и трикратно увеличение в броя на неправилните функционирования на защитните устройства.
4. Дефект от намалена изолационна производителност
Изолационните дефекти са особено изразени в селските електрически мрежи, характеризиращи се главно с:
Феноменални характеристики: Намалена изолационна съпротивление (трябва да е ≥1000MΩ при нормални условия); частично разрядяване; видими разрядни знаци; увеличена утечка на тока; влага или влажни петна на повърхността на оборудването.
Причини за дефект: Влажна селска среда и слаба герметизация на трансформатора, водеща до проникване на вода; повреда на изолацията, причинена от гризане от малки животни; ускорено стареене на изолацията при дълготрайна работа при висока температура; намалена изолационна производителност поради натрупване на прах на терминалната плочка; пробив на изолацията, причинен от молниен разряд.
Опасности от дефект: Намалена изолационна производителност води до утечки или късо съединения; неправилно функциониране на защитните устройства; увеличени грешки при измерването; и може дори да причини пожар в тежки случаи.
Типични селски данни: В южните селски области, влажността се поддържа над 80% през цялата година. Изолационната съпротивление на трансформаторите без мерки за защита от влага може да се намали от началната стойност от 2000MΩ до под 500MΩ в рамките на 2-3 години.
III. Методи за преценка на общи дефекти
1. Преценка на дефект от открит цепен във вторичната верига
Метод на наблюдение на счетачите: Проверете дали указанията на свързаните амперметри и мощностомери внезапно стават нула или се колебаят значително; дали ватчасметката спира да се върти или се върти аномално.
Метод на идентификация на звука: Приближете се до тялото на трансформатора и слушайте за аномален "бучещ" или разряден звук; звукът трябва да е малък и равномерен при нормална работа.
Метод на измерване на температурата: Използвайте инфрачервен термометър за измерване на температурата на тялото на трансформатора, която трябва да е ≤40°C при нормални условия; тя може да достигне над 60°C при открит цепен.
Метод на измерване на импеданса: Използвайте специален прибор за измерване на импеданса на вторичната верига. Ъгълът на импеданса е независим от честотата при правилно свързване; импедансът се увеличава значително (>10000Ω) при открит цепен.
Селска техника за преценка: В селските нисковолтови метрични кутии, ако се установи, че ватчасметката внезапно спира да работи, докато потребителството на електроенергията на земеделците е нормално, вторичната верига на трансформатора на тока трябва да бъде подозрителна за открит цепен.
2. Преценка на дефект от лош контакт
Метод на измерване на съпротивлението на веригата: Използвайте микроометър за измерване на съпротивлението на вторичната верига, което трябва да е ≤0.65mΩ при нормални условия; съпротивлението може да надхвърли 1mΩ при лош контакт.
Метод на мониторинг на температурното повишаване: Използвайте инфрачервен термометър за мониторинг на температурното повишаване на терминалната плочка, което трябва да е ≤15°C при нормални условия; температурното повишаване може да надхвърли 30°C при лош контакт.
Метод на измерване на вибрациите: Използвайте датчик за вибрации за измерване на аномални вибрации. При лош контакт, амплитудата на вибрациите може да надхвърли 2g и да продължи повече от 10 секунди.
Метод на измерване на бремето: Свържете стандартно бреме към вторичната верига на трансформатора и наблюдавайте дали изходящият ток е стабилен; токът може да се колебае при лош контакт.
Селска техника за преценка: В метричните кутии след централизирано четене на селската мрежа, ако се установи, че измерването на ватчасметката на определен домакин е аномално, докато измерването на други домакини е нормално, трябва да се фокусира върху проверката на свързването на вторичната верига на трансформатора на тока за този домакин.
3. Преценка на дефекти от прекомерно бреме и насищаемост на железния ядро
Метод на мониторинг на тока: Проверете дали реалната бремева сила на первичната страна надхвърля номиналната стойност; особено внимание трябва да се обърне на върховните периоди на потребителството на електроенергия в селските електрически мрежи, като Празник на пролетта и сезон на оросяване.
Метод на изпитване на грешките: Използвайте калибратор на трансформатора за изпитване на грешките на отношението и фазата, които трябва да отговарят на изискванията за ниво на точност при нормални условия; грешките могат значително да се увеличат при прекомерно бреме или насищаемост.
Метод на измерване на екситационните характеристики: Измерете вторичното напрежение при различни токове и начертайте екситационната крива; наклонът на кривата ще се промени значително при насищаемост на железния ядро.
Метод на идентификация на звука: Железният ядро може да издава аномален звук при насищаемост; звукът трябва да е малък и равномерен при нормална работа.
Селска техника за преценка: От нисковолтната страна на селските разпределителни трансформатори, ако се установи, че защитните устройства често функционират неправилно, когато работят едновременно множество високомощни електроуреди, трансформаторът на тока трябва да бъде подозрителен за прекомерно бреме или насищаемост на железния ядро.
4. Преценка на дефект от намалена изолационна производителност
Метод на измерване на изолационната съпротивление: Използвайте мегометър с 2500V за измерване на изолационната съпротивление между первичната и вторичната, вторичната към земята и первичната към земята; тя трябва да е ≥1000MΩ при нормални условия.
Метод на измерване на частичното разрядяване: Използвайте прибор за измерване на частичното разрядяване за детектиране на вътрешно разрядяване в трансформатора; количеството на разрядяване ще се увеличи, когато изолационната производителност се намали.
Метод на визуална проверка: Проверете дали има влажни петна, замърсяване или повреда на повърхността на трансформатора; дали има натрупане на прах или знаци от гризане на животни на терминалната плочка.
Метод на измерване на влажността: Използвайте хигрометър за измерване на влажността на околната среда, в която е инсталиран трансформатора; влажна среда в селските области може да доведе до намалена изолационна производителност.
Селска техника за преценка: В южните селски области, ако се установи, че изолационната съпротивление на трансформатора значително се е намалила, трябва да се фокусира върху проверката дали герметизиращата структура е целостна и дали околната влажност е твърде висока.
IV. Решения на общи дефекти
1. Обработка на дефект от открит цепен във вторичната верига
Екстрена обработка: След установяване на дефект от открит цепен, немедлено деактивирайте съответните защитни устройства; използвайте изолационни инструменти, за да създадете кратко свързване на вторичната страна близо до терминалите на трансформатора; ако има искра при краткото свързване, това указва, че дефектната точка е в цепената под точката на краткото свързване; ако няма искра при краткото свързване, дефектната точка може да е в цепената преди точката на краткото свързване.
Дългосрочни решения: Заменете вторичните клеми с клеми с надеждно качество; използвайте златни или оловни материали за клемите, за да намалите оксидацията; инсталирайте антиразхлабващи прокладки или клипсово ограничителни устройства, за да се предотврати разхлабяване, причинено от вибрации; регулярно проверявайте свързването на вторичната верига.
Селски предложения за обработка: В селските нисковолтови метрични кутии, могат да бъдат инсталирани устройства за защита от кратко свързване на вторичната верига, които автоматично създават кратко свързване, когато се установи открит цепен; трябва да се провеждат регулярни проверки от електротехници, особ
