H59-jakomuuntajan epäonnistumisen pääsyyt

1. Ylikuormitus

Ensiksi, kun elintasot ovat parantuneet, sähköntarve on yleisesti kasvanut nopeasti. Alkuperäiset H59-jakautusmuuntajat, joiden kapasiteetti on pieni – "pieni hevonen vetää isoja lasteja" – eivät pysty vastaamaan käyttäjien tarpeisiin, mikä johtaa muuntajien toimintaan ylikuormitettuna. Toiseksi, vuodenaikojen vaihtelu ja äärimmäiset sääolosuhteet aiheuttavat huippusähköntarvetta, mikä lisää H59-jakautusmuuntajien ylikuormitusta.

Pitkäaikaisen ylikuormituksen seurauksena sisäiset komponentit, kytkentät ja öljyisolointi ikääntyvät ennenaikaisesti. Muuntajan kuormitukset ovat suurelta osin vuodenaikoihin ja aikaan sidottuja – erityisesti maaseudulla viljelykauden aikana, jolloin muuntajat toimivat täysi- tai ylikuormitettuina, kun taas yöllä ne toimivat keveällä kuormituksella. Tämä johtaa suuriin kuormituksen vaihteluihin, joissa toimintalämpötila nousee huipussa yli 80 °C:een ja laskee vähimmäisarvoon 10 °C:een.

Lisäksi maaseutualueiden muuntajien tarkastuksissa on havaittu, että kukin muuntaja kertyy keskimäärin yli 100 grammaa kosteutta pohjaan. Tämä kosteus pääsee öljyn hengitystoiminnon kautta lämpölaajenemisen ja -supistumisen aikana, ja sitten se jää öljystä. Lisäksi riittämättömät öljyn tasot alentavat öljypinnan, mikä lisää isoloivan öljyn ja ilman kosketuspinta-alaa, mikä nopeuttaa ilmakehän kosteuden imeytymistä. Tämä vähentää sisäistä isolointivoimaa, ja kun isolointi heikkenee kriittisen kynnyksen alapuolelle, tapahtuu sisäinen rikkoutuminen ja lyhyysvirhetilanteita.

2. Kielletty öljyn lisäys H59-jakautusmuuntajiin

Sähkömontaaja lisäsi öljyä H59-jakautusmuuntajiin, kun se oli päälle. Tunnin kuluttua korkeajännitepurkki purskahti kahdella faasilla, minkä kanssa oli myös lievä öljyhaju. Paikan päällä tehdyn tarkastuksen perusteella vahingon korjaamista vaadittiin. Muuntajan palamisen pääsyyt olivat:

• Uusi lisättävä öljy ei ollut yhteensopiva vanhan öljyn kanssa tankissa. Muuntajöljyillä on erilaisia perustekijöitä, ja niiden sekoittaminen on yleensä kiellettyä.

• Öljyä lisättiin ilman, että muuntajaa sammutettiin. Kuuman ja kylmän öljyn sekoittaminen nopeensi sisäistä kiertoa, mikä levitti pohjan kosteutta korkean- ja matalajännitekytkentöihin, mikä vähensi isolointia ja aiheutti rikkoutumisen.

• Käytetty epälaatuinen muuntajöljy.

3. Virheellinen reaktiivinen voima kompensointi aiheuttama resonanssiyhdenkuva

Linjahäviöiden vähentämiseksi ja laitteiden hyödyntämisen parantamiseksi säännökset suosittelevat reaktiivisen voiman kompensointilaiteiden asentamista yli 100 kVA:n H59-jakautusmuuntajiin. Jos kuitenkin kompensointi on virheellisesti määritelty – niin että kokonaismuuntajien kapasitiivinen reaktanssi on sama kuin kokonaismuuntajien induktiivinen reaktanssi piirissä – voi tapahtua ferroresonanssi linjassa ja yhdistetyissä laitteissa, mikä johtaa yhdenkuvaan ja ylipotentiaaliin, jotka voivat tuhota H59-muuntajan ja muut sähkölaitteet.

4. Järjestelmän ferroresonanssiyhdenkuva

Maaseutualueiden 10 kV jakeluverkoissa linjat vaihtelevat pituudessa, maanpinnan välissä ja johtimen koon suhteen. Yhdistettynä usein tapahtuvaan H59-muuntajien, hitauskaasuasemien, kondensaattorien ja suurten kuormien kytkentään, järjestelmän parametrit muuttuvat merkittävästi. Lisäksi väliaikainen yksifasaista maanpaikkaa 10 kV maan neutraalilla järjestelmässä voi aiheuttaa resonanssiyhdenkuvan. Kun tämä tapahtuu, lievät tapaukset johtavat korkean jännitepurkkien purskahtamiseen; vakavat tapaukset johtavat muuntajan palamiseen, ja harvoin tapahtuvin tapauksin, purkkipuun sammalaminen tai räjähdys.

5. Ukkosyhdenkuva

H59-jakautusmuuntajissa on asennettava määräyksien mukaan hyväksytyt ukkosvarmistimet sekä korkean- että matalajännitepuolen vähentää ukkosen ja ferroresonanssiyhdenkuvan aiheuttamaa vahinkoa kytkentöihin ja purkkipuita. Yleisiä yhdenkuvan aiheuttamia vahingoita ovat:

• Virheellinen varmistimen asentaminen tai testaus. Yleensä kolme varmistinta jakavat yhden maanjäristyksen. Ajan myötä sään vaikutuksesta tai huonon ylläpidon seurauksena tämä maayhteys voi katkea tai heikentyä. Ukko- tai resonanssiyhdenkuva-aikana riittämätön maayhteys estää tehokkaan purkauksen maahan, mikä johtaa muuntajan rikkoutumiseen.

• Liian suuri luottamus vakuutukseen. Monet käyttäjät uskovat, että koska muuntaja on vakuutettu, varmistimen asentaminen ja testaus eivät ole tarpeellisia – he uskovat, että vakuutusyhtiöt kattavat vahingot. Tämä asenne on edistänyt laajasti muuntajien vahingoittumista vuosien varrella.

• Ainoastaan korkean jännitepuolen varmistimiin panostaminen, jättäen matalan jännitepuolen huomiotta. Ilman matalajännitevarmistimia, ukkosen iskeminen matalajännitepuolella voi aiheuttaa käänteisiä jänniteseppeleitä, jotka stressaavat korkeajännitekytkentää ja mahdollisesti vahingoittavat myös matalajännitekytkentää.

6. Sekundäärinen lyhyyskierre

Kun sekundäärinen lyhyyskierre tapahtuu, sekundäärillä puolella virtaa useita kertaa suurempi virta kuin normaalisti. Vastaavasti suuri virta virtaa myös primääripuolella vastustamaan sekundäärin sijaintivirran demagnetisoivaa vaikutusta. Tällaiset valtavat virtat:

• Tuottavat valtavia mekaanisia rasituksia kytkentöihin, tiivistävät kytkentöjen pyöreitä, löyhkäyttävät pää- ja välikerrosten isoloinnin ja aiheuttavat muodonmuutoksia;

Tämä aiheuttaa nopean lämpötilan nousun molemmissa kytkentissä. Jos sähkökatkaisimet on asetettu väärin tai ne on korvattu kuparin/lyijyn kaapelin avulla, kytkennät voivat palautua nopeasti.

7. Heikko kontakti kytkentämuunnoksessa

• Heikko laatuinen kytkentämuunnos, jossa on huono suunnittelu, riittämätön kehän paine tai epätäydellinen kontakti liikkuvan ja paikan päällä olevan kontaktin välillä, voi vähentää erottumien välistä eristysväliä, mikä johtaa kaaruleikkiin, lyhyihin sulkuihin ja nopeaan kytkentäkytkennän tai koko kytkennän paloutumiseen.

• Ihmisen virhe: Jotkut sähkömiehet eivät ymmärrä tyhjiön alaisuudessa tapahtuvia kytkentämuunnosten periaatteita. Kytkentään jälkeen kontaktit saattavat osallistua vain osittain. Vaihtoehtoisesti, pitkä ajanjakso johtaa pilaantumiseen paikan päällä olevissa kontakteissa, mikä johtaa heikkoon kontaktointiin, kaaruleikkiin ja lopulta muuntajan epäonnistumiseen.

8. Tukkiutunut hengitysaukko
Yli 50 kVA:n muuntajat sisältävät yleensä "hengityksen" säilytystankissa. Hengityksen talo on yleensä läpinäkymäinen lasiputki, joka on täytetty kuivatusaineella. Se on herkkä kuljetuksessa, joten valmistajat toimittavat usein yksiköt metallilevyä, joka on kiinnitetty hengitysaukon päälle, sen sijaan, että asennetaan varsinaista hengitystä, jotta estetään kosteen pääsy.

Käyttöönoton yhteydessä tämä metallilevy on poistettava nopeasti ja korvattava toimivalla hengityksellä. Muuten käytön aikana syntyvä lämpö aiheuttaa öljyn laajenemisen ja sisäisen paineen kasvaminen. Ilman toimivaa hengitystä öljy ei virtaa kunnolla, lämpö ei tule ulos, ja ytimen ja kytkennän lämpötila jatkaa nousua. Erityisvaikutus heikentyy jatkuvasti, kunnes muuntaja lopulta palaa.

9. Muut ongelmat
H59-jakoiskumuuntajien arkipäivän käytön ja huollon yleisiin ongelmiin kuuluu:

• Huollossa tai asennuksessa johtokangasruuvien tiivistäminen tai löyhennys saattavat aiheuttaa ruuvien pyörimisen, mikä johtaa sekundääristen pehmeiden kuparijohtien kosketukseen – aiheuttaen vaihe-vaiheen lyhytsulut tai ensimmäisen kytkennän johtojen murtumisen.

• Työkalujen tai esineiden sattumalta pudotus muuntajassa työskentelemisen aikana voi vahingoittaa nippuja, mikä johtaa pieniin maan pistohyppyihin tai vakaviin lyhyihin suluihin.

• Huollossa, testauksessa tai kabeleyhdistyksessä parallellisissa muuntajissa epäonnistuminen vaihejärjestyksen tarkistamisessa ja satunnaisessa uudelleenyhdistämisessä voi johtaa väärään vaiheuttamiseen. Kun se on energisoitu, suuret kiertovirrat virtaavat, palauttaen muuntajan.

• Varausten varalta asennettu mittauslaite alavolttilaisessa puoleessa usein kärsii tilan rajoituksesta ja huonosta työsuorituksessa – jotkut yhteydet on vain kiedetty langalla. Tämä luoo korkean kontaktiresistanssin alavolttilaisissa terminaaleissa, mikä johtaa ylikuumenemiseen ja pistohyppyihin raskaassa lastissa, lopulta palauttaen johtokangasruuvit.