Основни причини за отказ на трансформатор H59 за разпределение

1. Прекомерна натовареност

Първо, с подобряването на стандартите на живот, електроенергийното потребление е увеличено бързо. Оригиналните трансформатори за разпределение H59 имат малка капацитет—“малка кобила, дърпяща голяма кола”—и не могат да удовлетворят потребителските нужди, което води до работа на трансформаторите в условия на прекомерна натовареност. Второ, сезонните вариации и екстремни метеорологични условия довеждат до пиково потребление на електроенергия, което допълнително причинява работата на трансформаторите H59 в условия на прекомерна натовареност.

В резултат на дългосрочна работа при прекомерна натовареност, вътрешните компоненти, обмотки и изолацията от масло стареят предварително. Натовареността на трансформаторите е основно сезонна и зависеща от времето—особено в селските райони по време на активния земеделски сезон, когато трансформаторите работят при максимална или прекомерна натовареност, докато през нощта те работят при лека натовареност. Това води до големи вариации на кривата на натовареност, с температура на работа над 80 °C в пик и спадане до 10 °C при минимум.

Освен това, инспекциите на селските трансформатори показват, че всеки трансформатор натрупа повече от 100 грама влага в долната част средно. Тази влага влизане през дихателната дейност на трансформаторното масло при термично разширяване и съкращаване, след което се осадява от маслото. Освен това, недостатъчните нива на масло понижават повърхността на маслото, увеличавайки контактната площ между изолиращото масло и въздуха, което ускорява абсорбцията на влага от атмосферата. Това намалява вътрешната изолационна сила и веднъж, когато изолацията се деградира под критичен праг, се появяват вътрешни пробойни и короткоколона фалута.

2. Неавторизирано попълване с масло на трансформаторите H59 за разпределение

Електротехник добави масло към един трансформатор H59 за разпределение, докато той беше под напрежение. Един час по-късно, падащите високонапрегови предпазни предпазители на два фази изгоряха, придружени от леко разпръскване на масло. На място инспекцията потвърди необходимостта от основен ремонт. Основните причини за изгарянето на трансформатора бяха:

• Новодобавеното трансформаторно масло не беше съвместимо със съществуващото масло в резервоара. Трансформаторните масла имат различни базови формули, и смесването на различни видове масла обикновено е забранено.

• Маслото беше добавено без изключване на трансформатора. Смесването на горещо и студено масло ускори вътрешната циркулация, разбъркаха влагата от долната част и я разпределиха в високонапреговите и нисконапреговите обмотки, намаляйки изолацията и причинявайки пробой.

• Беше използвано маслото с ниско качество.

3. Неправилна компенсация на реактивната мощност, причиняваща резонансна прекомерна напрегнатост

За да се намалят загубите в линията и да се подобри използването на оборудването, регламентите препоръчват инсталирането на устройства за компенсация на реактивната мощност на трансформаторите H59 за разпределение с мощност над 100 кВА. Ако обаче компенсацията е неправилно конфигурирана—така, че общата ёмкостна реактивност да е равна на общата индуктивна реактивност в контура—може да се появи ферорезонанс в линията и свързаното оборудване, което води до прекомерна напрегнатост и прекомерен ток, които могат да изгорят трансформатора H59 и друго електрическо оборудване.

4. Ферорезонансна прекомерна напрегнатост на системата

В селските 10 кВ разпределителни мрежи, линиите се различават по дължина, височина над земята и размер на проводниците. Комбинирано с честите превключвания на трансформаторите H59, сваръчни машини, кондензатори и големи натоварвания, параметрите на системата се променят значително. Освен това, интермитентното еднофазно заземяване в 10 кВ незаземена нейтрална система може да задейства резонансна прекомерна напрегнатост. Когато това се случи, в леки случаи се взривяват високонапреговите предпазни предпазители; в тежки случаи се изгарят трансформаторите, а в редки случаи, се появява пробой или експлозия на изходящите източници.

5. Прекомерна напрегнатост от мълнии

Трансформаторите H59 за разпределение трябва, според регламентите, да бъдат оборудвани с квалифицирани ограничители на напрежението от двете страни—високонапреговата и нисконапреговата—за намаляване на повредите, причинени от мълнии и ферорезонансна прекомерна напрегнатост на обмотките и изходящите източници. Общи причини за повреди, свързани с прекомерна напрегнатост, включват:

• Неправилна инсталация или тестуване на ограничителите. Обикновено, три ограничителя споделят един заземващ пункт. С времето, корозията от погаждане или слабо поддръжка може да наруши или да деградира този заземващ контакт. По време на мълнии или резонансна прекомерна напрегнатост, недостатъчното заземяване не позволява ефективно изпускане към земята, което води до пробой на трансформатора.

• Преувеличено разчитане на застраховане. Много потребители приемат, че тъй като трансформаторът е застрахован, инсталацията и тестуването на ограничителите са ненужни—вярвайки, че застрахователите ще покрият поръчките. Този начин на мислене е допринесъл значително за широко разпространените повреди на трансформаторите през годините.

• Акцент само върху ограничителите от високонапреговата страна, пренебрегвайки нисконапреговата страна. Без нисконапрегови ограничители, ударът на мълнията от страната на ниското напрежение може да индуцира обратни напрегнатости, които напрягат високонапреговата обмотка и потенциално повреждат нисконапреговата обмотка.

6. Вторичен краткосрочен замыкание

Когато се случи вторично краткосрочно замыкание, токове на замыкание, няколко до десетки пъти по-големи от номиналния ток, протичат на вторичната страна. Соответстващо голям ток протича и на първичната страна, за да противодейства на демагнетизиращия ефект на тока на замыкание на вторичната страна. Такива огромни токове:

• Генерирают огромен механичен стрес в обмотките, събирайки bobini, ослабявайки главната и междинна изолация, и причинявайки деформация;

• Причиняват бързо повишение на температурата в двете обмотки. Ако предпазните предохранители са неправилно размерени или са заменени с меден/алуминиев тел, обмотките могат бързо да изгорят.

7. Лош контакт при регулиращия механизъм

• Нисък качествен регулиращ механизъм с лош дизайн, недостатъчно пружинно натискане или непълен контакт между движещите и неподвижните контакти може да намали изолационното разстояние между несъвпадащите контакти, водейки до пробиви, кратки съединения и бързо изгаряне на обмотките за регулиране или цели катушки.

• Човешка грешка: Някои електроинсталатори грешно разбират принципите на регулирането без нагрузка. След корекцията, контактите може да се свързат само частично. Освен това, продължителната работа води до замърсяване на неподвижните контакти, което води до лош контакт, пробиви и последващо отказване на трансформатора.

8. Заблокиран дихателен порт
Трансформаторите с мощност над 50 кВА обикновено имат „дихателен“ механизм, инсталиран в резервоара. Жилището на дихателния механизъм обикновено е прозрачен стъклен цилиндър, пълен с осушител. То е хрупко по време на транспортиране, затова производителите често изпращат единиците с малка квадратна метална плоча, закрепена над дихателния порт вместо истинския дихателен механизъм, за да се предотврати проникването на влага.

При включването, тази метална плочка трябва незабавно да бъде премахната и заменена с функционален дихателен механизъм. Ако това не се направи, топлината, генерирана по време на работата, причинява разширяване на маслото и увеличаване на вътрешното налягане. Без функциониращ дихателен механизъм, маслото не може правилно да циркулира, топлината не може да се разпръсва и температурите на ядрото и обмотките продължават да се повишават. Изолацията постоянно се деградира, докато трансформаторът в крайна сметка изгори.

9. Други проблеми
Общи проблеми при ежедневната експлоатация и поддръжка на H59 разпределителни трансформатори включват:

• По време на поддръжка или инсталация, завинчването или развинчването на мута на проводящата пръчка може да причини пръчката да се завърти, водейки до контакт между вторичните меки медни жици—причиняващ фазово-фазово кратко съединение или прекъсване на первичните обмотки.

• Падането на инструменти или предмети по време на работа върху трансформатора може да повреди изоляторите, причинявайки леки пробиви към земята или сериозни кратки съединения.

• След поддръжка, тестове или замяна на кабели на паралелни трансформатори, липсата на проверка на фазовата последователност и произволно свързване може да доведе до грешна фазировка. При включване, големи циркулиращи токове протичат, изгаряйки трансформатора.

• Противокражбените измервателни кутии, инсталирани на нисконапрегнатата страна, често страдат от ограничения в пространството и слаба работна техника—някои свръзки просто са обвити с жица. Това създава високо контактно съпротивление на нисконапрегнатите терминали, водейки до прегряване и пробиви при тежка нагрузка, в крайна сметка изгарящи проводящите пръчки.