Jaké jsou běžné závady nízko napěťových transformátorů a jejich řešení

Otevřený obvod na sekundární straně

Otevřený obvod na sekundární straně je typická porucha nízkonapěťových transformátorů, projevující se neobvyklými čteními voltmeteru (nula/kolísání), vadnými elektroměry, hučivými zvuky a přehříváním jádra. Při otevřeném obvodu dochází k nárůstu sekundárního napětí (není sekundární proud k vyrovnání primární EMF), což způsobuje nasycení jádra, deformaci toku a potenciální přehřívání/poškození.

Příčiny zahrnují uvolněné terminály, špatný kontakt nebo lidskou chybu. V nízkonapěťových systémech je sekundární strana zapojena paralelně s měřicími a ochrannými zařízeními (vysoký odpor, téměř bez zátěže). Přerušení/špatný kontakt vytvářejí otevřený obvod – např. zrezivělé terminály 10kV podstace způsobily otevřený obvod, chyby voltmeteru a nesprávné fungování ochrany.

Pro opravu: Nejprve deaktivujte ochrany náchylné k nesprávnému fungování. Zkontrolujte spoje/terminály (změřte sekundární odpor multimetrem). Bezpečně opravte místa otevřeného obvodu. Dočasně propojte sekundární stranu na testovacích terminálech (nevhodné pro dlouhodobé použití).

Porucha poškození izolace

Poškození izolace je běžné, způsobující tavení vysokonapěťových pojistek, vnitřní výboje, přehřívání nebo požár. Je způsobeno vlhkem, rezí, prachem nebo mechanickým poškozením (degradací izolačních materiálů jako epoxidová pryskyřice, silikátová ocel nebo papír).

Absorpce vody v epoxidové pryskyřici náhle stoupá při vysoké vlhkosti a teplotě (95% RH, 65°C), snižuje objemový odpor z 1,57×10¹⁵ Ω·cm na 5,21×10¹⁴ Ω·cm. Prach a vibrace urychlují stárnutí.

Příklad: Transformátor napětí 10kV podstace selhal kvůli proniknutí vody (špatné utěsnění), což snížilo odpor izolace a spustilo tavení vysokonapěťové pojistky.

Prevence: Pravidelné testy izolace (>1MΩ, megohmmetr 2500V pro 10kV PTs). Udržujte zařízení čisté, zajistěte jednobodové uzemlení. Pro vlhké transformátory: lehké případy použijte cirkulaci horkého oleje; vážné případy vyžadují vakuové sušení nebo výměnu izolace.

Porucha příliš velké chyby

Příliš velká chyba způsobuje nesoulad čtení měřičů, odchylky měření a nesprávné rozhodnutí ochrany. Podle JJG314 - 2010 musí chyby zůstat v mezích pro 25%–100% nominální sekundární zátěže. Mimo rozmezí (příliš vysoká/nízká) zátěž způsobuje chyby.

Příčiny: Přetížená sekundární strana, příliš velký pokles napětí v vodiči, špatný kontakt nebo tvrdé prostředí. Např. dlouhé/malé průřezové dráty 10kV sekundární strany způsobily >0,5% chyby měření.

Oprava: Zkontrolujte sekundární spoje (zajistěte dobrý kontakt). Změřte délku/průřez drátu; pokud je třeba, nahraďte/zkrátte dráty. Upravte chyby (pokud úprava selže, nahraďte).

Porucha mechanického poškození

Mechanické poškození (deformace vinutí, uvolněné jádro, poškozené schránky) vzniká nesprávnou dopravou, instalací nebo vibrací. Poškozuje přesnost a způsobuje částečné výboje/problémy s izolací – např. vibrace při instalaci 10kV transformátoru uvolnila jádro, což způsobilo hluk a chyby.

Prevence: Použijte tlumiče otřesů (včelí vůl + polyuretanová pěna) během dopravy (omezte posun komponent na <1mm). Instalujte podle specifikací, pravidelně kontrolujte konstrukci.

Porucha vícebodového uzemlení sekundárního obvodu

Vícebodové uzemlení způsobuje posun neutrálního napětí a nesprávné rozhodnutí ochrany. Nízkonapěťové systémy vyžadují jednobodové uzemlení; vícebodové uzemlení vytváří okružní proudy.

Příčiny: Špatná instalace, poškozené vodiče nebo špatné kontakty. Např. společné uzemlení pomocných vinutí fází B/C 10kV podstace způsobilo přetížení, tavení pojistky a nesprávné fungování ochrany.

Oprava: Identifikujte a odstraněte nadbytečné body uzemlení (zajistěte jeden bod uzemlení). Zkontrolujte spoje. Změřte odpor mezi UN a zemnicí ochranného panelu (≈0Ω ukazuje vícebodové uzemlení).