Hovedårsager til H59 fordelingstransformator fejl

1. Overbelastning

For det første er der med forbedringen af folks levestandard en generel stigning i elforbrug. De originale H59 fordelingstransformatorer har en lille kapacitet - "en lille hest trækker en stor vogn" - og kan ikke opfylde brugernes behov, hvilket fører til, at transformatorerne opererer under overbelastningsforhold. For det andet føre sæsonvariationer og ekstreme vejrforhold til toppunkt for elforbrug, hvilket yderligere forårsager, at H59 fordelingstransformatorer kører overbelasted.

På grund af langvarig overbelastning aldrer interne komponenter, vindinger og olieisolering for tidligt. Transformatorbelastningen er i høj grad sæson- og tidsafhængig - især i landlige områder under travle dyrkningsperioder, hvor transformatorerne opererer på fuld eller overbelastning, mens de kører under let belastning om natten. Dette resulterer i en stor variation i belastningskurven, med driftstemperaturer, der når over 80 °C ved toppunkt, og falder så lavt som 10 °C ved minimum.

Desuden viser inspektioner af landlige transformatorer, at hver transformator akkumulerer mere end 100 gram fugt i bunden i gennemsnit. Denne fugt indtrænger gennem transformerolien under dens åndedrætsvirksomhed under termisk udvidelse og kontraktion, og præcipiterer derefter ud af oljen. Yderligere, manglende oljeniveauer nedsætter oljeflads, hvilket øger kontaktfladen mellem isolerende olje og luft, hvilket accelererer fugtopsugning fra atmosfæren. Dette reducerer intern isoleringsstyrke, og når isolationen degraderer under en kritisk grænse, forekommer interne nedbrydninger og kortslutningsfejl.

2. Uautoriseret opladning af olie i H59 fordelingstransformatorer

En elektriker tilføjede olie til en H59 fordelingstransformator, mens den var under strøm. Efter en time sprang højspændingsudslukningsfuse på to faser, sammen med en let oljesprøjtning. På-sted-inspektion bekræftede behovet for en stor reparation. De primære årsager til, at transformatorerne brændte ud, var:

• Den nytilføjede transformerolie var inkompatibel med den eksisterende olie i tanken. Transformerolier har forskellige basisformuleringer, og blanding af forskellige typer er generelt forbudt.

• Olie blev tilføjet uden at deaktivere transformator. Blanding af varm og kold olie accelererede den interne cirkulation, rørte fugt fra bunden og distribuerede den i høj- og lavspændingsvindinger, hvilket nedsatte isolation og forårsagede nedbrydning.

• Understandard transformerolie blev anvendt.

3. Forkert reaktiv effektkompensation forårsager resonant overspænding

For at reducere linjeforetabler og forbedre udstyrseffektivitet anbefaler regler installation af reaktiv effektkompensationsenheder på H59 fordelingstransformatorer med en kapacitet over 100 kVA. Men hvis kompensation er forkert konfigureret - sådan at den samlede kapacitive reaktance er lig den samlede induktive reaktance i kredsløbet - kan ferroresonans opstå i linjen og forbundet udstyr, hvilket fører til overspænding og overstrøm, der kan bryde ned H59-transformatorer og andre elektriske enheder.

4. Systemferroresonans overspænding

I landlige 10 kV fordelingsnetvarierer linjer i længde, højde over jorden og ledningsstørrelse. I kombination med hyppigt skift af H59-transformatorer, svarende maskiner, kondensatorer og store belastninger ændrer systemparametre betydeligt. Desuden kan periodisk enfasestrøm til jorden i et 10 kV usammenhængende neutral system udløse resonant overspænding. Når dette sker, resulterer mindre tilfælde i sprukket højspændingsfuse; alvorlige tilfælde fører til transformatornedbrydning, og i sjældne tilfælde bushingflashover eller eksplosion.

5. Lynoverspænding

H59 fordelingstransformatorer skal ifølge regler være udstyret med kvalificerede lynovergangsbeskyttelsesenheder på både høj- og lavspændingsider for at mindske skade fra lyn og ferroresonant overspændinger til vindinger og bushings. Almindelige årsager til skade relateret til overspænding inkluderer:

• Forkert installation eller test af beskyttelsesenheder. Typisk deler tre beskyttelsesenheder en enkelt jordforbindelse. Over tid kan korrosion fra vejrtildeling eller dårlig vedligeholdelse bryde eller degradere denne jordforbindelse. Under lyn eller resonant overspændelseshændelser kan utilstrækkelig jordforbindelse forhindre effektiv udladning til jorden, hvilket fører til transformatornedbrydning.

• Overforladelse på forsikringsskatte. Mange brugere antager, at da transformator er forsikret, er installation og test af beskyttelsesenheder unødvendige - de tror, forsikringsvirksomheder vil dække fejl. Denne holdning har bidraget betydeligt til bredt spredt transformatorskade over årene.

• Beton på kun højspændingside beskyttelsesenheder, mens lavspændingsiden ignoreres. Uden lavspændingsbeskyttelsesenheder kan et lynslag på lavspændingsiden inducere inverse spændningsbølger, der stresser højspændingsvindingen og potentielt skader lavspændingsvindingen også.

6. Sekundær kortslutning

Når en sekundær kortslutning forekommer, flyder kortslutningsstrømme flere til mange gange den nominale strøm på sekundær siden. En tilsvarende stor strøm flyder også på primær siden for at modvirke demagnetiserende effekt af sekundær fejlstrøm. Sådanne massive strømme:

• Genererer enorm mekanisk stress i vindinger, komprimerer spoler, løsner hoved- og mellemlagisolation, og forårsager deformation;

• Forårsager hurtig temperaturstigning i begge vindinger. Hvis sikringene er forkert dimensionerede eller erstattet med kobber/aluminiumstråd, kan vindingerne hurtigt brænde ud.

7. Dårlig kontakt ved tap-changer

• Lavkvalitets tap-changere med dårlig design, utilstrækkelig fjedertryk eller ufuldstændig kontakt mellem de bevægelige og stillestående kontakter kan reducere isolationsafstanden mellem misaligned kontakter, hvilket fører til bueildning, kortslutninger og hurtig brænding af tap-vindinger eller hele spoler.

• Menneskesygfejl: Nogle elektrikere forstår forkert principperne bag no-load tap-changing. Efter justering kan kontakter kun delvist engagere. Alternativt kan langtidsdrift føre til forurening af stillestående kontakter, hvilket resulterer i dårlig kontakt, bueildning og sidst, men ikke mindst, transformatorfiasko.

8. Blokeret pustepunkt
Transformatorer over 50 kVA har typisk et "pusteværktøj" installeret på konserveringsbeholderen. Pusteværktøjsbeholderen er normalt en gennemsigtig glasylinder fyldt med tørstoff. Det er skrøbeligt under transport, så producenterne sender ofte enheder med en lille firkantet metalplade boltet over pustepunktet i stedet for at installere det faktiske pusteværktøj, for at forhindre fugtindtrængen.

Ved indkørsel skal denne metalplade straks fjernes og erstattes med det funktionelle pusteværktøj. Hvis dette ikke sker, vil den opbyggede varme under drift forårsage olieudvidelse og øget intern tryk. Uden et fungerende pusteværktøj kan olien ikke cirkulere korrekt, varmen kan ikke dispergeres, og temperaturen i kerne og vindingerne fortsætter med at stige. Isolationen forringes kontinuerligt indtil transformatoren sidst, men ikke mindst, brænder ud.

9. Andre problemer
Almindelige problemer i daglig drift og vedligeholdelse af H59 distributivtransformatorer inkluderer:

• Under vedligeholdelse eller installation kan stramning eller løsning af den ledende stangenød kan føre til rotation af stangen, hvilket resulterer i kontakt mellem sekundære bløde kobberledere—hvad der forårsager fasen-fase kortslutninger eller knækking af primære vindingledere.

• Uheldig nedfald af værktøjer eller objekter under arbejde på transformatoren kan skade bushinger, hvilket forårsager mindre flashover til jorden eller alvorlige kortslutninger.

• Efter vedligeholdelse, test eller kabelersættelse på parallellede transformatorer, kan manglende fasefølgeverifikation og tilfældig genforbindelse føre til forkert fasering. Når den aktiveres, flyder store cirkulerende strømme, hvilket forårsager brænding af transformator.

• Antityvest meterbokse installeret på lavspændings-siden lider ofte af pladsbegrænsninger og dårlig håndværkskvalitet—nogle forbindelser er blot omviklet med tråd. Dette skaber høj kontaktmodstand ved LV-terminaler, hvilket fører til overophedning og bueildning under tung belastning, og sidst, men ikke mindst, brænding af ledeksempler.