Orsaker och lösningar för hög fel frekvens hos distributionstransformatorer

1. Orsaker till misslyckanden i jordbruksfördelningstransformatorer

(1) Isoleringsbeskada

Landsbygdsförsörjning använder vanligtvis 380/220V blandade försörjningssystem. På grund av den höga andelen enfaslast används fördelningstransformatorerna ofta under betydande trefasbelastningsobalans. I många fall överstiger obalansen den tillåtna gränsen som anges i standarder, vilket leder till för tidig åldring, försämring och fel i transformatorväxlingsisolering, vilket slutligen leder till utbränning.

När fördelningstransformatorer utsätts för långvariga överbelastningsförhållanden, fel på lågspänningssidan eller plötsliga signifikanta ökningar av belastningen kan skador uppstå på grund av otillräcklig skydd. Saknaden av skyddsutrustning på lågspänningssidan, kombinerat med att högspänningsfalluttagare inte fungerar på rätt sätt (eller inte alls), gör att transformatorerna får bära strömmar som ligger långt över deras nominella värden (ibland flera gånger det nominella strömmätvärdet). Detta orsakar dramatiska temperaturökningar, vilket accelererar isoleringens åldring och leder till växlingsutbränning.

Efter långvarig drift kan tätningskomponenter som gummit och packningar försämras, spricka och sluta fungera. Om de inte upptäcks och ersätts snabbt leder detta till oljelektriskt läckage och minskad oljenivå. Fukt från luften tränger sedan in i isoleringsoljan i stora mängder, vilket drastiskt minskar dess dielektriska styrka. Allvarlig oljetillfång kan exponera spänningsregulatorn för luft, vilket leder till fukttagning, avsläpp, kortslut och transformatorutbränning.

Tillverkningsdefekter bidrar också till fel. Otillräckliga tillverkningsprocesser, ofullständig lackimpregnering av växlingslager (eller dålig kvalitetsisolering lack), otillräcklig torkning och osäker svetsning av växlingskontakter kan skapa isoleringsbrister. Dessutom, genom att tillföra undermålig isoleringsolja vid underhåll eller genom att tillåta att fukt och orenheter tränger in under reparationer, försämras oljekvaliteten och isoleringsstyrkan, vilket slutligen leder till isoleringsbrott och transformatorfel.

(2) Överspänning

Skydd mot blixtnedslag misslyckas ofta på grund av jordningsmotståndsvärden som inte uppfyller kraven. Även om de initialt är i enlighet med reglerna kan jordningsystem försämras med tiden på grund av rost, oxidation, brytning eller dåliga svetsningar, vilket leder till dramatiska ökningar i jordningsmotstånd och gör transformatorerna sårbara för blixtnedslagskador.

Oegentlig konfiguration av blixtnedslagsskydd är vanlig. Många jordbruksfördelningstransformatorer har endast överspänningsskydd installerat på högspänningsidan. Eftersom landsbygdsförsörjning främst använder Yyn0-anslutna transformatorer, kan blixtnedslag generera både positiva och inversa övervoltage. Utan lågspänningsidans överspänningsskydd blir transformatorerna betydligt mer sårbara för skador från dessa övervoltage.

Landsbygdssystem för 10kV eluppfyllnad upplever ofta ferromagnetisk resonans. Under resonansöverspänning kan primärströmmen i fördelningstransformatorer öka dramatiskt, vilket leder till växlingsutbränning eller buschflammande och till och med explosion.

(3) Dåliga driftförhållanden

Under sommarens heta perioder eller när transformatorer opererar kontinuerligt under överbelastningsförhållanden, stiger oljetemperaturen drastiskt. Detta påverkar allvarligt värmeavledningen och accelererar isoleringens åldring, försämring och fel, vilket drastiskt förkortar transformatorernas livslängd.

(4) Oegentlig drift av spänningsregulator eller dålig kvalitet

Elkonsumtion på landsbygden präglas av spridda laster, starka säsongsmönster, stora topp-dalg skillnader, långa lågspänningsledningar och signifikanta spänningsfall, vilket resulterar i stora spänningsvariationer. Detta leder till att elektriker ofta justerar transformatorernas spänningsregulatorer själva. De flesta av dessa justeringar följer inte korrekta procedurer, och likströmsresistansvärden mäts inte och jämförs efter operation innan de återgår till drift. Som ett resultat misslyckas många transformatorer på grund av felaktig positionering av spänningsregulator, dålig kontakt, ökad kontaktresistans och brända spänningsregulatorer.

Spänningsregulatorer av dålig kvalitet med otillräcklig statisk och dynamisk kontakt, eller icke matchande positionsindikatorer (där yttre markeringar inte motsvarar faktiska interna positioner), kan orsaka avsläpp och kortslutolyckor efter kommissionering, vilket leder till skadade spänningsregulatorer eller hela växlingar.

(5) Jorderingsproblem i transformatorernas kärnor

Kvalitetsproblem i fördelningstransformatorer kan orsaka att isoleringslack mellan siliciumstålplattor åldras för tidigt under långvarig drift, vilket leder till multipel kärnjordning och transformatorfel.

(6) Långvarig överbelastningsdrift

Med ekonomisk utveckling på landsbygden har elförbrukningen ökat dramatiskt. Men eftersom det inte finns tillräckligt med nya transformatorer eller ersättning med enheter med högre kapacitet tvingas befintliga transformatorer operera kontinuerligt under överbelastningsförhållanden. Dessutom, den höga andelen enfaslast på landsbygden gör trefasbelastningsbalansering svår att uppnå, vilket leder till att vissa faserna utsätts för allvarlig långsiktig överbelastning medan neutralledströmmar avsevärt överstiger tillåtna värden. Dessa förhållanden leder slutligen till transformatorutbränning.

2. Åtgärder

Enligt relevanta standarder måste varje fördelningstransformator ha tre grundläggande skydd: blixtnedslagsskydd, kortslutskydd och överbelastningsskydd.

För blixtnedslagsskydd måste överspänningsregulatorer installeras på både hög- och lågspänningsidan av transformatorn, där zinkoxidregulatorer är det föredragna valet.

Kortslutsskydd och överbelastningsskydd bör betraktas separat. Högspänningsfallbrytare bör huvudsakligen skydda mot interna kortslutningsfel inuti transformatorn, medan överbelastningsförhållanden och lågspänningskortslutningar bör hanteras av lågspänningsbrytare eller säkringar installerade på lågspänningssidans.

Under drift bör faslastströmmar regelbundet övervakas med klämmaampere för att verifiera att trefasbelastningen är inom tillåtna gränser. När överdriven obalans upptäcks måste omedelbar lastfördelning genomföras för att få obalansen inom standardgränser.

Regelbunden inspektion och testning av distributionstransformatorer enligt fastställda scheman är nödvändigt. Inspektörerna bör kontrollera oljefärg, nivå och temperatur för normalitet samt leta efter oljeläckage. Isolatorers ytor bör undersökas för flashover eller utsläppsmärken. Alla avvikelser måste åtgärdas omedelbart. Periodisk rengöring av transformatorernas yttre för att ta bort smuts och föroreningar från isolatorer och andra ytor rekommenderas också.

Innan varje årlig åskstormssäsong bör en grundlig inspektion av både hög- och lågspänningsnederbördshanterare och jordningsledningar genomföras. Icke-kompatibla nederbördshanterare måste bytas ut. Jordningsledningar får inte ha trasiga strängar, dåliga svetsningar eller brutna delar. Aluminiumledare bör aldrig användas för jordningsledningar; istället rekommenderas stålstänger med 10-12 mm diameter eller platt stålband med 30×3 mm.

Jordningsmotstånd bör testas årligen under vintern vid gynnsamma väderförhållanden (minst en vecka av kontinuerligt klart väder). Icke-kompatibla jordningssystem måste åtgärdas.

Anslutningar mellan transformatorterminaler och överbystromledare på både hög- och lågspänningssidan bör använda koppar-aluminiumövergångskomponenter eller koppar-aluminiummonteringsskruvar. Innan anslutning bör dessa komponenters ytor poleras med fint sandpapper och täckas med en lämplig mängd ledande fett.

När du arbetar med transformatorns spänningsstegringar måste procedurer strikt följas. Efter justering får transformatorn inte omedelbart sättas i drift igen. Istället ska DC-motståndsvarde för varje fas mätas med en bro innan och efter operationen och jämföras. Om inga betydande ändringar observeras bör det efter operationen fas-till-fas och linje-till-linje DC-motståndsvarde jämföras, med fasavvikelse som inte överstiger 4% och linjeavvikelse mindre än 2%. Om dessa kriterier inte uppfylls måste orsaken identifieras och rättas. Bara efter att dessa krav har uppfyllts kan transformatorn sättas i drift igen.