Jakelutransformatorien korkean epäonnistumisprosentin syyt ja ratkaisut

1. Maatalousjakotransformatorien epäonnistumisen syyt

(1) Eritysmyrkkyjen vaurioituminen

Maaseudun sähköntarjoamisessa käytetään yleensä 380/220V:n sekoitusjärjestelmää. Yksiphasiaisiin kuormiin kohdistuva korkea osuus aiheuttaa usein merkittävän kolmijännitekuorman epätasapainon jakotransformatorissa. Monissa tapauksissa tämä epätasapaino ylittää standardien määrittelemät sallitut rajat, mikä johtaa erityksen varhaiseen ikääntyneeksi, heikkenemiseen ja lopulta palamiseen.

Jakotransformatorit altistuvat usein pitkäaikaiselle ylikuormitukselle, alavolttilaidan sähköjohtojen ongelmaille tai yhtäkkiä tapahtuvalle merkittävälle kuorman lisääntymiselle, mikä aiheuttaa vaurioita riittämättömän suojauksen vuoksi. Alavolttilaidalla olevien suojalaitteiden puuttuminen yhdessä korkeavolttilaidan tiputussulkeiden myöhästyneen toiminnan (tai kokonaan epätoimivuuden) kanssa mahdollistaa tilanteen, jossa transformatorit kuljettavat huomattavasti suurempia virtauksia kuin niiden arvovirta (joskus useita kertoja suurempi). Tämä aiheuttaa nopean lämpötilan nousun, joka kiihdyttää erityksen ikääntymistä ja lopulta johtaa rypistykseen.

Pitkäaikaisen käytön jälkeen tiivistyskomponentit, kuten kumirengasrakenteet ja tiivistysnauhat, ikääntyvät, rikkoutuvat ja lopulta epäonnistuvat. Jos nämä eivät havaita ja vaihdeta heti, ne aiheuttavat öljyn pirstalehtimisen ja öljypinnan laskua. Ilmaa sisältävä kosteus pääsee valtavasti insulointiöljyyn, mikä drastisesti vähentää sen dielektrista kapasiteettia. Merkittävä öljypuute voi altistaa kytkintä ilmaa vastaan, mikä johtaa kosteuden imeytymiseen, purkkaamiseen, lyhythajautukseen ja transformatorin palamiseen.

Valmistusvirheet ovat myös epäonnistumisen syy. Riittämättömät tuotantoprosessit, kierrosten kerrosten riittämätön vernikointi (tai huonolaatuinen eritysverniki), riittämätön kuivatus ja epäluotettava kierrosten yhdisteen tarkkuus voivat luoda erityssuojan haavoittuvuutta. Lisäksi huollossa lisätty alalaatuinen insulointiö tai kosteuden ja impuriteettien pääsy korjauksen aikana heikentää öljyn laatua ja erityksen vahvuutta, mikä lopulta johtaa erityksen rikkoutumiseen ja transformatorin epäonnistumiseen.

(2) Ylikirjeisyys

Ukkosvarannon suojaukset epäonnistuvat usein maavarauksen arvojen epäriittävyyden vuoksi. Vaikka alun perin sopivatkin, maavarauksen järjestelmät voivat heikentyä teräksen räjähtämisen, oksidoinnin, murtojen tai huonojen hitausyhteyksien vuoksi, mikä aiheuttaa huomattavan maavarauksen arvon nousun ja tekee transformaattorista alttiiksi ukkosvaurioille.

Ukkosvarannon asetukset ovat usein väärin. Monet maatalouden jakotransformatorit ovat varustettu vain korkeavolttilaidan sähköiskuvaroitsijoilla. Koska maaseudulla käytetään pääasiassa Yyn0-yhdistettyjä transformaattoreita, ukkosen iskut voivat aiheuttaa sekä positiivisia että negatiivisia muunnosylikirjeitä. Ilman alavolttilaidan sähköiskuvaroitsijoita, transformaattorit ovat huomattavasti alttiimpia näiden ylikirjeiden aiheuttamalle vahingolle.

Maaseudun 10kV-sähköjärjestelmät kokevat usein ferromagneettista resonaansia. Resonaansiylikirjeiden aikana jakotransformatorien ensimmäiset virtaukset voivat kasvaa huomattavasti, polttamaan kierrokset tai aiheuttamaan sulkuvalojen purkkaamisen ja jopa räjähdyksen.

(3) Huonot toimintaolosuhteet

Kesän korkean lämpötilan aikana tai kun transformaattorit toimivat jatkuvasti ylikuormituksen alla, öljyn lämpötila nousee liian korkeaksi. Tämä vaikuttaa vakavasti lämmön siirtymiseen ja kiihdyttää erityksen ikääntymistä, heikkenemistä ja epäonnistumista, mikä lyhentää huomattavasti transformaattorin käyttöikää.

(4) Väärä kytkimen toiminta tai huonolaatuinen kytkin

Maaseudun sähkönkulutuksessa on hajaannettuja kuormia, vahvoja kausihenkilöitä, suuria huippu-kuilueroja, pitkiä alavolttilaidan sähköjohtoja ja merkittäviä jänniteputoamia, mikä johtaa suuriin jännitevaihteluihin. Tämä saa maaseudun sähkönsiirtohenkilökunnan usein säätämään itsenäisesti transformaattorien kytkimiä. Suurin osa näistä säädöistä ei noudata asianmukaisia menettelytapoja, eikä vaihtoehtoisten kytkinten vastusta mitata ja vertailla ennen palauttamista palveluun. Tämän seurauksena monet transformaattorit epäonnistuvat väärästä kytkimen sijainnista, huonosta yhteydestä, lisääntyneestä yhteyden vastustuksesta ja kytkimen palamisesta.

Huonolaatuiset kytkimet, jotka eivät tarjoa riittävää staattista ja dynaamista yhteyttä, tai jotka eivät vastaa ulkoisia merkintöjä (jotka eivät vastaa todellisia sisäisiä sijainteja), voivat aiheuttaa purkkaamisen ja lyhythajautukset komission jälkeen, mikä vahingoittaa kytkimiä tai koko kierroksen.

(5) Transformaattorin ydinmaanjäristysten ongelmat

Jakotransformaattoreiden laadulliset ongelmat voivat aiheuttaa silikonteräslevyjen välisen eritysvernikin varhaisen ikääntymisen pitkäaikaisessa käytössä, mikä johtaa monipisteisiin ydinmaanjäristyksiin ja transformaattorin epäonnistumiseen.

(6) Pitkäaikainen ylikuormituksen alla toiminta

Maaseutun taloudellisen kehityksen myötä sähkötarve on kasvanut huomattavasti. Kuitenkin uusien transformaattoreiden riittämätön lisäys tai korvaaminen suurempia kapasiteetteja omaavilla on pakottanut nykyiset transformaattorit toimimaan jatkuvasti ylikuormituksen alla. Lisäksi maaseudun yksiphasiaisten kuormien suuri osuus tekee kolmijännitekuorman tasapainottamisen vaikeaksi, mikä johtaa tietyissä faasseen vakavaan pitkäaikaiseen ylikuormittumiseen, kun taas neutraalilevyn virtaukset ylittävät huomattavasti sallitut rajat. Nämä olosuhteet lopulta johtavat transformaattorin palamiseen.

2. Toimenpiteet

Relevanttien standardien mukaan jokaisella jakotransformaattorilla on oltava kolme perussuojaa: ukkosvaranto, lyhythajautussuoja ja ylikuormitusvaranto.

Ukkosvarannon kannalta on asennettava sähköiskuvaroitsijat sekä korkeavolttilaidan että alavolttilaidan puolelle transformaattoria, ja sinkivärisillä varoitsijoilla on oltava etusija.

Lyhyys- ja ylikuormitus-suojauksen tulisi olla erillään. Korkean jännitteen puolella sijaitsevat pudotussulakkeet pitäisi pääasiassa suojata muuntimen sisäisiä lyhyyskäyriä, kun taas ylikuormituksen ja matalan jännitteen puolen lyhyyskäyrien suojauksen tulisi toteutua matalajännitteisten säröjen tai sulakkeiden avulla, jotka on asennettu matalan jännitteen puolelle.

Toiminnassa vaiheen kuormituksen sähkövirrat pitäisi seurata säännöllisesti klampiampeereilla varmistaaksemme, että kolmivaiheinen kuormituksen epätasapaino pysyy sallittujen rajojen sisällä. Kun havaitaan liian suuri epätasapaino, kuormituksen uudelleenjakaminen on tarpeellista saadaksemme epätasapainon takaisin normaaleille tasoille.

Jakomuuntimien säännöllinen tarkastus ja testaus määrätyillä aikaväleillä on välttämätöntä. Tarkastajien tulisi tarkistaa öljyn väri, määrä ja lämpötila normaalisuudesta sekä etsiä öljyn vuotoja. Kylkien pinnat pitäisi tarkastaa silmänrauhojen tai sähköjänteiden merkkejä varten. Kaikki poikkeamat on käsiteltävä välittömästi. Suositellaan myös muuntimien ulkopuolisen pinnan säännöllistä puhdistamista poistaaksemme lika- ja kontaminaattoreita kylkeistä ja muista pinnoista.

Joka vuosi ennen ukkoskautta, korkean ja matalan jännitteen suojasulakkeiden ja maanjohdisten perusteellinen tarkastus on tehtävä. Epästandardiset suojasulakkeet on vaihdettava. Maanjohdinten tulee olla ilman katkoksia, huonoja liitoskohtia tai murtumia. Alumiinijohtoja ei tulisi käyttää maanjohdinna, vaan suositellaan 10-12 mm halkaisijan teräsputkeja tai 30×3 mm platoputkea.

Maanjätevastus on testattava vuosittain talvella hyvissä säilössä (vähintään viikon jatkuva selkeä säätä). Epästandardiset maanjätejärjestelmät on korjattava.

Muuntimen päätepisteiden ja ilmajohtojen yhteyksien luomiseksi korkean ja matalan jännitteen puolella tulisi käyttää kupari-alumiini-siirtymäkomponentteja tai kupari-alumiinitarvikkeita. Ennen yhdistämistä näiden komponenttien pinnat pitäisi hioa pehmeällä hioharjalla ja levittää sopiva määrä johtoaiteetta.

Muuntimen askelvalitsimen toiminnossa menettelytapasäännöt on noudatettava tiukasti. Asettelun jälkeen muuntimia ei pitäisi palauttaa välittömästi palveluun. Sen sijaan jokaisen vaiheen DC-vastusta on mitattava silta-ammeterillä ennen ja jälkeen operaation ja verrattava. Jos merkittäviä muutoksia ei havaita, operaation jälkeen on verrattava vaiheen väliset ja linjan väliset DC-vastukset, missä vaiheen erot eivät saisi ylittää 4 %:ia ja linjan erot 2 %. Jos nämä kriteerit eivät täyty, syytä on löydettävä ja korjattava. Vasta sitten, kun nämä vaatimukset täyttyvät, muuntimen voidaan palauttaa palveluun.