Düşük gerilim akım transformatörleri, güç sistemlerinde ölçümler ve koruma için vazgeçilmez cihazlar olarak, çevresel faktörler, ekipman bağlantı sorunları ve yanlış kurulum ve bakım nedeniyle diğer güç ekipmanlarıyla birlikte kullanıldıklarında çeşitli arızalarla karşılaşabilir. Bu arızalar, sadece güç ekipmanlarının normal çalışmasını etkilemekle kalmaz, aynı zamanda kişisel güvenliği de tehdit edebilir. Bu nedenle, kırsal elektrik şebekelerinin ve düşük gerilim dağıtım sistemlerinin istikrarlı ve güvenilir bir şekilde çalışmasını sağlamak için arıza türlerini, değerlendirme yöntemlerini ve önleyici önlemleri derinlemesine anlamak gerekir.
I. Düşük Gerilim Akım Transformatörlerinin Diğer Güç Ekipmanlarıyla Tipik Bağlantı Senaryoları
Düşük gerilim akım transformatörleri, güç sistemlerinde aşağıdaki ekipmanlarla genellikle birlikte kullanılır ve farklı uygulama senaryoları oluşturur:
Elektrik enerjisi ölçüm sistemleri: KWh metreleri ve güç metreleri gibi ölçüm cihazlarıyla bağlantılı olup, kullanıcıların elektrik tüketimini doğru bir şekilde ölçer. Kırsal elektrik şebekelerinde, çiftçilerin metre kutularında veya dağıtım transformatörlerinin düşük gerilim tarafında yaygın olarak bulunurlar ve ölçüm amacıyla büyük akımları 5A veya 1A standart küçük akım sinyallerine dönüştürme görevini üstlenirler.
Röle koruma cihazları: Anahtarlardan, artan akım koruyucularından ve aşırı yük koruyucularından oluşan koruma cihazlarıyla bağlantılı olup, hat akımı durumunu izler ve hata akımlarını zamanında keser. Kırsal dağıtım kutularında, hat aşırı yük, kısa devre veya sızıntıyı izlemek için sıkça kullanılırlar.
Otomasyon kontrol sistemleri: PLC'ler ve RTU'lar gibi otomasyon ekipmanlarıyla bağlantılı olup, güç ekipmanlarının çalışma durumunu uzaktan izleme ve kontrol eder. Küçük kırsal işleme tesislerinde, sulama pompalama istasyonlarında ve diğer yerlerde yaygın olarak kullanılırlar.
Dağıtım transformatörleri: Transformatörlerin düşük gerilim tarafındaki çıkış hatlarıyla bağlantılı olup, transformatörlerin çalışma durumu ve yük koşullarını izler. Kırsal dağıtım transformatörlerinin düşük gerilim tarafındaki çıkış hatlarında yaygın olarak bulunurlar.
II. Düşük Gerilim Akım Transformatörlerinin Diğer Güç Ekipmanlarıyla Birlikte Kullanıldığında Ortaya Çıkan Yaygın Arızalar
1. İkincil Devrede Açık Devre Arızası
İkincil devrede açık devre, düşük gerilim akım transformatörlerinin en tehlikeli arızalarından biridir ve genellikle şu özelliklerle belirtilir:
Görünüş özellikleri: Ampermetre ve wattmetre göstergeleri aniden sıfır olur veya önemli ölçüde dalgalanır; transformatör gövdesinden anormal "zımbırtı" sesi veya serbest akım sesi çıkar; terminal bloklarında görünen yanık izler; wattmetre dönmeyi bırakır veya anormal bir şekilde döner.
Arıza nedenleri: İkincil devre terminalinde gevşek connection; metre kurulumu sırasında ikincil tel kopması; bakım sırasında ikincil devrenin yanlışlıkla açılması; terminal bloğunun oksidasyonundan kaynaklanan zayıf contact; mekanik hasar sonucu ikincil tellerin kopması.
Arıza tehlikeleri: Açık devre olduğunda, ikincil taraf birkaç bin volt yüksek gerilim üretir, operatörlerin güvenliğini tehdit eder; demir çekirdeğin aşırı doygunluğu, ısınma ve yalıtım malzemelerinin yakılmasına yol açabilir; sinyal kaybı nedeniyle koruma cihazları yanlış çalışır veya çalışamaz.
Tipik kırsal senaryo örneği: Bir köy transformatör alanında, metre kutusundaki akım transformatörünün ikincil telleri, uzun süreli titreşim nedeniyle terminalde gevşedi. Çiftçiler yüksek güçli elektrikli cihazları kullandıktan sonra, ikincil devredeki açık devre yüksek gerilim üretti, metre yanıp yangın tehlikesi yarattı.
2. Zayıf Contact Arızası
Zayıf contact, düşük gerilim akım transformatörlerinin diğer ekipmanlarla bağlantılı olduğu durumlarda en yaygın arızalardan biridir:
Görünüş özellikleri: Ampermetre gösterge istikrarsızlığı, ara sıra var olma; transformatör terminalinde anormal sıcaklık artış; koruma cihazlarının sıklıkla yanlış çalışması; ölçüm hatalarının artması; terminal bloklarında görünen oksidasyon ve siyahlaşma.
Arıza nedenleri: Terminal bloğu vidalarının gevşemesi; teller ile terminal arasındaki yetersiz contact alanı; tellerin oksidasyonu veya erozyonu; terminal bloğu malzemelerinin yaşlanması; uygun olmayan vidalama momenti; nemli ortamda hızlandırılan contact direnci.
Arıza tehlikeleri: Artan contact direnci, lokal ısınmaya yol açarak yalıtım yaşlanmasını hızlandırır; ölçüm hatalarının artması, ölçüm doğruluğunu etkiler; anormal sinyaller nedeniyle koruma cihazları yanlış çalışır veya çalışamaz; uzun vadeli zayıf contact, kısa devre veya yangına neden olabilir.
Tipik kırsal senaryo verisi: 2.5mm² bakır tellerle bağlantılı bir ölçüm devresinde, contact direnci 0.65mΩ'yi aşarsa, terminal sıcaklık artış 40℃'den fazlaya ulaşabilir; contact direnci 1mΩ'yi aşarsa, sıcaklık artış 70℃'den fazlaya ulaşabilir, bu da güvenlik limitini çok aşar.
3. Aşırı Yük ve Demir Çekirdek Doygunluğu Arızaları
Aşırı yük ve demir çekirdek doygunluğu, kırsal elektrik şebekelerinde sıkça karşılaşılan arıza tiplerindendir ve genellikle şu özelliklerle belirtilir:
Görünüş özellikleri: Ampermetre gösterge, nominal değerden aşırı olur; transformatör gövdesi önemli ölçüde ısınır; koruma cihazları yanlış çalışır veya çalışamaz; ölçüm hatalarının artması; demir çekirdeğinden anormal gürültü.
Arızanın nedenleri: Kırsal ağ yüklerindeki büyük dalgalanmalar (örneğin, Çin Yeni Yılı sırasında zirve elektrik tüketimi ve sulama döneminde birden fazla su pompasının eş zamanlı çalışması) trafoyu uzun süreli aşırı yük altında çalıştırıyor; trafo doğruluk sınır faktörünün yanlış seçilmesi; kısa devre akımının trafo taşıma kapasitesini aşması; manyetik çekirdek malzemesinin performansının düşmesi; sıcaklık artışı sonucu manyetik geçirgenliğin azalması.
Arızanın tehlikeleri: Manyetik çekirdeğin doyuma ulaşması ölçüm hatalarını artırarak ölçüm doğruluğunu etkiler; sinyal bozulması nedeniyle koruma cihazları yanlış çalışır veya çalışmaz; trafo yalıtım performansının düşmesi; uzun süreli aşırı yük trafonun yanmasına neden olabilir.
Tipik kırsal senaryo verileri: Yaz sürenin sulama dönemine rastlayan dönemde, bir kırsal dağıtım transformatörünün düşük gerilim tarafındaki akım transformatörü, nominal akımın %120'ne ulaştı, bu da manyetik çekirdeğin doyuma ulaşmasına, %8 ölçüm hatası ve koruma cihazlarının yanlış işlemlerinin üç katına çıkmasına neden oldu.
4. Yalıtım Performansının Düşüşü Hatası
Yalıtım hataları özellikle kırsal elektrik ağlarında belirgin olup, genellikle şu şekilde karakterize edilir:
Görünür özellikler: Yalıtım direncinin düşmesi (normal koşullarda ≥1000MΩ olması gerekir); kısmi salma olayı; yüzeyde salma izleri; sızıntı akımının artması; ekipmanın yüzeyinde nem veya su lekeleri.
Arızanın nedenleri: Nemli kırsal ortamlar ve trafoya su sızdırmasının kötü olan mühendisliği; küçük hayvanların kemirmesi sonucu oluşan yalıtım hasarı; uzun süreli yüksek sıcaklıkta çalışma sonucu hızlanan yalıtım yaşlanması; terminal bloğunda toprak birikimi sonucu azalan yalıtım performansı; yıldırım aşırı gerilimi sonucu oluşan yalıtım kırılması.
Arızanın tehlikeleri: Azalan yalıtım performansı sızıntı veya kısa devreye neden olur; koruma cihazlarının yanlış çalışmasını artırır; ölçüm hatalarını artırır; ve ciddi durumlarda yangına bile neden olabilir.
Tipik kırsal senaryo verileri: Güney kırsal bölgelerde nem oranı yıl boyunca %80'in üzerinde tutulmaktadır. Neme karşı önlem alınmayan trafoların yalıtım direnci, başlangıç değeri 2000M&Ω'dan 2-3 yıl içinde 500M&Ω'nın altına düşebilir.
III. Yaygın Arızalar için Değerlendirme Yöntemleri
1. İkincil Devrede Açık Devre Arızasının Değerlendirilmesi
Ölçüm cihazı gözlem yöntemi: Bağlı ampermetre ve wattmetrelerin gösterimlerinin aniden sıfıra düşüp düşmediğini veya önemli ölçüde dalgalanıp dalgalanmadığını kontrol edin; wattmetrenin durup durmadığını veya normalden farklı bir şekilde dönüp döndüğünü kontrol edin.
Ses tanıma yöntemi: Trafo gövdesine yaklaşın ve anormal "hüm" sesleri veya salma seslerini dinleyin; normal işlem esnasında ses küçük ve düzgün olmalıdır.
Sıcaklık algılama yöntemi: Bir kızılötesi termometre kullanarak trafo gövdesinin sıcaklığını ölçün, normal koşullarda ≤40℃ olması gerekir; açık devre olduğunda 60℃'yi aşabilir.
İmpedans test yöntemi: Özel bir cihaz kullanarak ikincil devrenin impedansını ölçün. Normal bağlandığında impedans açısı frekanslardan bağımsız olur; açık devre olduğunda impedans önemli ölçüde (>10000&Ω) artar.
Kırsal senaryo değerlendirme becerisi: Kırsal düşük gerilim ölçüm kutularında, çiftçilerin elektrik kullanımının normal olduğu halde elektrik sayacının aniden durması durumunda, ilk olarak akım transformatörünün ikincil devresinde açık devre olması şüphelenilmelidir.
2. Kontak Sorunu Değerlendirilmesi
Döngü direnç test yöntemi: Mikro-ohmmetre kullanarak ikincil devre direncini ölçün, normal koşullarda ≤0,65m&Ω olması gerekir; kontak sorunu olduğunda direnç 1m&Ω'yi aşabilir.
Sıcaklık yükselimi izleme yöntemi: Kızılötesi termometre ile terminal bloğunun sıcaklık yükselimini izleyin, normal koşullarda ≤15℃ olması gerekir; kontak sorunu olduğunda sıcaklık yükselimi 30℃'yi aşabilir.
Titreşim algılama yöntemi: Titreşim sensörü kullanarak anormal titreşimleri tespit edin. Kontak sorunu olduğunda titreşim genliği 2g'yi aşabilir ve 10 saniyeden fazla sürebilir.
Yük test yöntemi: Standart bir yükü transformatörün ikincil devresine bağlayın ve çıkış akımının stabil olup olmadığını gözlemleyin; kontak sorunu olduğunda akım dalgalanabilir.
Kırsal senaryo değerlendirme becerisi: Kırsal ağ merkezi okuma dönüşümünden sonra, belirli bir evin elektrik sayacının ölçümünde anormal bir durum tespit edilirken diğer evlerin ölçümü normal olduğunda, odaklanılan konu o evin akım transformatörünün ikincil devresinin bağlantı durumu olmalıdır.
3. Aşırı Yük ve Manyetik Çekirdek Doyumu Arızalarının Değerlendirilmesi
Akım izleme yöntemi: Birincil taraftaki gerçek yük akımının nominal değerinden daha fazla olup olmadığını kontrol edin; kırsal elektrik ağlarındaki zirve elektrik tüketim dönemlerine, örneğin Çin Yeni Yılı ve sulama dönemine özel dikkat edilmelidir.
Hata test yöntemi: Transformatör kalibratörü kullanarak oran hatası ve faz hatasını test edin, normal koşullarda doğruluk seviyesi gereksinimlerini karşılamalıdır; aşırı yük veya doyum sırasında hatalar önemli ölçüde artabilir.
Güçlendirme karakteristiği testi: Farklı akımlar altında ikincil gerilimi ölçün ve güçlendirme eğrisini çizin; demir çekirdeği doyduğunda eğrinin eğimi önemli ölçüde değişecektir.
Ses tanıma yöntemi: Demir çekirdek doyduğunda anormal bir ses çıkarabilir; normal işlem sırasında ses küçük ve düzgün olmalıdır.
Köy senaryosu değerlendirme becerisi: Köy dağıtım transformatörlerinin düşük gerilim tarafında, birden fazla yüksek güçli elektrikli cihaz aynı anda çalıştırıldığında koruma cihazlarının sık sık hatalı çalıştığını fark ederseniz, akım transformatörünün aşırı yüklenmiş veya demir çekirdeğinin doyduğu şüphelenilmelidir.
4. yalıtım performansının azalması hatası değerlendirilmesi
Yalıtım direnci test yöntemi: Bir 2500V megohmmetre ile birincil-ikincil, ikincil-zemine ve birincil-zemine arasındaki yalıtım direncini ölçün; normal koşullarda ≥1000MΩ olmalıdır.
Kısmi salınımlı test yöntemi: Kısmi salınımlı test cihazı kullanarak transformatörün içindeki salınımları tespit edin; yalıtım performansı azaldıkça salınımlar artacaktır.
Gözle kontrol yöntemi: Transformatör yüzeyinde su izi, kir veya hasar olup olmadığını kontrol edin; terminal bloğunda toz birikimi veya hayvan ısırığı belirtileri olup olmadığına bakın.
Nem ölçüm yöntemi: Bir nemölçer kullanarak transformatörün kurulum ortamındaki nemi ölçün; köy bölgelerinde nemli bir çevre yalıtım performansının azalmasına yol açabilir.
Köy senaryosu değerlendirme becerisi: Güney köy bölgelerinde, transformatörün yalıtım direncinin önemli ölçüde azaldığını fark ettiyseniz, mühürleme yapısının bütünlüğünü ve çevresel nemin çok yüksek olup olmadığını kontrol etmeye odaklanmalısınız.
IV. Yaygın Hataların Çözümü
1. İkincil Devrede Açık Devre Hatası İşlemi
Acil müdahale: Açık devre hatasını keşfettikten sonra, ilgili koruma cihazlarını derhal devredışı bırakın; yalıtkan araç gereçleri kullanarak transformatöre yakın terminalde ikincil tarafı kısa devre yapın; kısa devre yaparken parlatma varsa, bu, kısa devre noktasından aşağıdaki devrede arızanın olduğunu gösterir; kısa devre yaparken parlatma yoksa, arıza noktası muhtemelen kısa devre noktasından önceki devrede olabilir.
Uzun vadeli çözümler: Kaliteli olan ikincil bağlantı noktalarıyla değiştirin; oksidasyonu azaltmak için altın kaplama veya çinko kaplama terminal malzemeleri kullanın; titreşimden kaynaklanan gevşeme önleyici gasketler veya tık-kilit sınırlayıcılar takın; ikincil devrenin bağlantı durumunu düzenli olarak kontrol edin.
Köy senaryosu işleme önerileri: Köy düşük gerilim ölçüm kutularında, açık devre algılandığında otomatik olarak kısa devre yapan ikincil devre kısa devre koruma cihazları monte edilebilir; elektrikçiler tarafından düzenli incelemeler yapılmalı, özellikle zirve enerji tüketimi dönemlerinden önce.
2. Zayıf Temas Hatası İşlemi
Bakım önlemleri: Spekifikasyona göre (örneğin M4 vidalar için 0.8-1.2N·m) bir tork anahtarı kullanarak terminal vidalarını sıkın; terminal üzerindeki oksit tabakasını düzenli olarak temizleyin; terminal temas yüzeylerine iletken macun uygulayın; yaşlanmış veya hasarlı terminal bloklarını kontrol edip değiştirin.
Önleyici önlemler: Terminal bloğu bağlantılarında nem koruyucu ısıtıcılar takın (nem %60> olduğunda otomatik başlatılır); tozu engellemek için G4 sınıfı filtre pamuğu kullanın (her 6 ayda bir değiştirin); IP65 koruma seviyesine sahip ölçüm kutuları kullanın; terminal bloklarını düzenli olarak kontrol edip bakım yapın.
Köy senaryosu işleme önerileri: Köy ağ ölçüm kutularında, altın kaplama veya çinko kaplama terminal malzemeleri kullanılabilir; sarsıntıya dayanıklı terminal blokları kullanılabilir; terminal bağlantı durumu her üç ayda bir kontrol edilmelidir; nemli sezon boyunca kontrol sıklığı artırılmalıdır.
3. Aşırı Yük ve Demir Çekirdeği Doygunluğu Hatası İşlemi
Koruma yapılandırması: Gerçekteki hat yüküne göre uygun dönüşüm oranlarına sahip transformatörler seçin; koruma akım transformatörleri uygun doğruluk sınır faktörleri seçmelidir (örneğin 10P15, 15 kat nominal akımı dayanabilir); giriş hatlarında kabloların kesit alanına uygun artırmalı akım kesicileri yapılandırın (örneğin 2.5mm² bakır kablo ile C20A koruyucular).
Seçim önerileri: Hat uzunluğuna ve yük koşullarına göre ikincil nominal akımı 1A veya 5A olan transformatörler seçin; 1A transformatörleri uzun mesafe ölçümü için uygun dır; kırsal elektrik ağlarında, iyi anti-doygunluk performansına sahip demir çekirdeği malzemeleri (örneğin permalloy) seçebilirsiniz.
Köy senaryosu işleme önerileri: Çiftçilerin evlerine giren hatlarda, kablonun çapına göre uygun koruma cihazları seçin (örneğin 1.5mm² bakır kablo ile C10A, 2.5mm² ile C20A, 4mm² ile C25A); dağıtım transformatörlerinin düşük gerilim tarafında, yük koşullarına göre yeterli transformatör kapasitesi rezerve edin; gerçek zamanlı olarak transformatörlerin çalışma durumunu izlemek için akıllı izleme cihazları kullanın.
4. Yalıtım Performansının Azalması Hatası İşlemi
Bakım önlemleri: Transformatörün mühürleme yapısının bütünlüğünü düzenli olarak kontrol edin; silikon lastik mühür halkaları kullanarak mühürlemeyi artırın; ölçüm kutularında nem koruyucu ısıtıcılar takın; transformatör yüzeyindeki kirliği temizleyin.
Önleyici önlemler: IP65 koruma seviyesine sahip ölçüm kutularını seçin; kabuk için alev geciktiren ABS malzemeleri kullanın; terminal bloğunda nemten korunmuş bağlantı uçlarını kullanın; düzenli olarak yalıtım direnci testleri yapın.
Kırsal alan senaryo çözüm önerileri: Güney kırsal bölgelerde, epoksi reçineyle dökme dönüşümlere geçilebilir; ölçüm kutularına sıcaklık ve nem izleme cihazları yerleştirin; düzenli olarak yaşlanan sıkıştırma malzemelerini inceleyip değiştirin; yıldırım riski olan bölgelerde yıldırım parlatıcıları kurun.
