Jakie są typowe usterki niskonapięciowych transformatorów napięcia i ich rozwiązania

Przepustowość otwarta na stronie wtórnej

Przepustowość otwarta na stronie wtórnej to typowy defekt transformatorów napięcia niskiego napięcia, który objawia się nietypowymi odczytami woltomierza (zerowe/fluktuujące), awarią liczników energii, buczeniem i przegrzewaniem rdzenia. W przypadku przepustowości otwartej, napięcie wtórne gwałtownie rośnie (brak prądu wtórnego do zrównoważenia EMF pierwotnego), co powoduje nasycenie rdzenia, zniekształcenie strumienia magnetycznego i potencjalny przegrzew/uszkodzenie.

Przyczyny obejmują luźne terminale, słabe kontakty lub błędy ludzkie. W systemach niskiego napięcia, strona wtórna jest połączona równolegle z licznikami/urządzeniami ochronnymi (wysokie impedancje, blisko bezobciążone). Przerwanie/słaby kontakt tworzy przepustowość otwartą – np., zardzewiałe terminale stacji 10kV spowodowały przepustowość otwartą, błędy woltomierza i nieprawidłowe działanie ochrony.

Aby naprawić: Najpierw wyłączyć ochrony podatne na błędy. Sprawdzić stawy/terminale (zmierzyć opór wtórny wielozakresowym omomierzem). Bezpiecznie naprawić punkty przepustowości otwarte. Tymczasowo krótko złączyć stronę wtórną na terminalach testowych (nie do długotrwałego użytku).

Awaria uszkodzenia izolacji

Uszkodzenie izolacji jest powszechne, powodując topnienie bezpieczników wysokiego napięcia, wewnętrzne wyładowania, przegrzewanie lub pożar. Powodowane przez wilgoć, rdzę, kurz lub uszkodzenia mechaniczne (degradację materiałów izolacyjnych, takich jak żywica epoksydowa, stal silikonowa lub papier).

Pochłanianie wody przez żywicę epoksydową gwałtownie wzrasta w wysokiej wilgotności/temperaturze (95% RH, 65℃), obniżając objętościową rezystywność z 1,57×10¹⁵Ω·cm do 5,21×10¹⁴Ω·cm. Kurz i wibracje przyspieszają starzenie.

Przykład: Transformator napięcia stacji 10kV uległ awarii z powodu wniknięcia wody (słaba szczelność), obniżając opór izolacyjny i topiąc bezpiecznik wysokiego napięcia.

Prewencja: Regularne testy izolacji (>1MΩ, megoomierz 2500V dla PT 10kV). Utrzymywać czystość sprzętu, zapewniać jednopunktowe zazemnienie. Dla wilgotnych transformatorów: lekkie przypadki wymagają cyrkulacji gorącego oleju; ciężkie przypadki wymagają suszenia próżniowego lub wymiany izolacji.

Awaria nadmiernego błędu

Nadmierny błąd powoduje niezgodne odczyty liczników, odchylenia pomiarowe i błędne osądy ochrony. Zgodnie z JJG314-2010, błędy muszą pozostawać w granicach dla 25%-100% obciążenia wtórnego nominalnego. Obciążenia poza zakresem (zbyt wysokie/niskie) powodują błędy.

Przyczyny: Przeciążenie strony wtórnej, zbyt duży spadek napięcia przewodnika, słabe kontakty lub trudne warunki środowiskowe. Np., długie/cienkie przewody wtórne 10kV spowodowały >0,5% błędów pomiarowych.

Naprawa: Sprawdzić połączenia wtórne (zapewnić dobry kontakt). Zmierzyć długość/przekrój przewodów; zastąpić/ skrócić przewody, jeśli to konieczne. Dostosować błędy (zastąpić, jeśli dostosowanie nie powiedzie się).

Awaria uszkodzenia mechanicznego

Uszkodzenie mechaniczne (deformacja cewek, luźne rdzenie, pęknięte obudowy) wynika z niewłaściwego transportu, montażu lub wibracji. Szkodzi dokładności i powoduje częściowe wyładowania/oproblemy z izolacją – np., wibracje podczas montażu transformatora 10kV rozluźniły rdzeń, powodując hałas i błędy.

Prewencja: Używać amortyzujących opakowań (karton miodowata + pianka poliuretanowa) podczas transportu (ograniczyć przemieszczenie elementów do <1mm). Montować zgodnie ze specyfikacjami, regularnie sprawdzać konstrukcję.

Awaria wielopunktowego zazemnienia obwodu wtórnego

Wielopunktowe zazemnienie powoduje przesunięcia napięcia neutralnego, błędne osądy ochrony. Systemy niskiego napięcia wymagają jednopunktowego zazemnienia; wielopunktowe zazemnienie tworzy prądy wirujące.

Przyczyny: Niedbały montaż, uszkodzone przewody lub złe kontakty. Np., wspólne zazemnienie pomocniczych cewek fazy B/C stacji 10kV spowodowało przepływ nadmiernego prądu, topnienie bezpiecznika i błędną pracę ochrony.

Naprawa: Zidentyfikować i usunąć dodatkowe punkty zazemnienia (zapewnić jedno zazemnienie). Sprawdzić połączenia. Sprawdzić opór między UN a szyną zazemnienia panełu ochronnego (≈0Ω wskazuje na wielopunktowe zazemnienie).