H59 elosztási transzformátor hibák fő oka

1. Túlterhelés

Elsőként, az emberek életminőségének javulásával a villamosenergia-fogyasztás gyorsan növekedett. Az eredeti H59 elosztótranszformátorok kis kapacitásúak—“kis ló nagy szekérre”—, és nem felelnek meg a felhasználói igényeknek, ami túlterhelést okoz a transzformátorokban. Másodszor, a szezonális változások és a szélsőséges időjárási körülmények csúcstermelést okoznak, ami további túlterhelést jelent az H59 elosztótranszformátorok számára.

A hosszú távú túlterhelés miatt a belső komponensek, a tekercsek és a szénhidrát izoláció előidézett öregedésbe kerül. A transzformátor-terhelés nagy mértékben szezonális és időbeli—különösen a vidéki területeken a sokmunka időszakban, amikor a transzformátorok teljes vagy túlterhelésen működnek, míg éjszaka könnyebben terhelten futnak. Ez nagy terhelési görbét eredményez, ahol a működési hőmérséklet a csúcson 80 °C felett, a minimumon pedig 10 °C alatt éri el.

Továbbá, a vidéki transzformátorok vizsgálata azt mutatja, hogy minden transzformátor átlagosan 100 gramm földtartalomot gyűjt a talajon. Ez a víz a transzformátorolaj hőmérsékleti kiterjedése és zsugorodása során lélegzik be, majd a szénhidrátból kiesik. Ezenkívül a szénhidrát szintjének hiánya csökkenti a szénhidrát felszínét, ami növeli a szénhidrát és a légkör közötti érintkezési területet, ami gyorsítja a légkörből történő vízfelvételt. Ez csökkenti a belső izolációs erejét, és ha az izoláció kritikus küszöb alá esik, belső lehullás és rövidzárlat történik.

2. Jogszerűségi olajfeltöltés H59 elosztótranszformátorokon

Egy elektrotechnikus olajat töltött fel egy H59 elosztótranszformátorba, amikor a berendezés bekapcsolt volt. Egy óra múlva két fázisban meghibásodott a magasfeszültségi leesőbiztosító, kísérő olajszóródással. A helyszíni vizsgálat arra utalt, hogy szükség van nagyobb javításra. A transzformátor lehullásának fő oka:

• Az újonnan hozzáadott transzformátorolaj nem kompatibilis volt a tartályban lévő meglévő olajjal. A transzformátorolajok különböző alapanyagokból készülnek, és általában tilos különböző típusokat keverni.

• Olajat töltöttek fel, anélkül hogy a transzformátort kikapcsolnák. A forró és hideg olaj keverése gyorsította a belső cirkulációt, felkeverte a talajban lévő vízt, és elosztotta a magas- és alacsonyfeszültségi tekercsekbe, ami csökkentette az izolációt és lehullást okozott.

• Alacsony minőségű transzformátorolajt használtak.

3. Hibás reaktív teljesítmény-kiegyensúlyozás rezonzáló túlfeszültséghez vezet

A vonalveszteségek csökkentése és a berendezések hatékonyságának javítása érdekében a szabályzatok ajánlást tesznek a 100 kVA-nál nagyobb H59 elosztótranszformátorokra telepítendő reaktív teljesítmény-kiegyensúlyozó berendezésekkel. Ha azonban a kiegyensúlyozás rosszul van beállítva—azaz a teljes kapacitív reaktancia egyenlő a teljes induktív reaktanciával a körben—ferrorezonancia történhet a vonalban és a csatlakoztatott berendezésekben, ami túlfeszültséget és túláramlást okoz, ami lehullást okozhat az H59 transzformátorban és más villamos berendezésekben.

4. Rendszer ferrorezonancia túlfeszültsége

A vidéki 10 kV elosztóhálózatokban a vonalak hossza, a talajhoz való távolsága és a vezeték mérete változó. Ezeket a gyakori H59 transzformátorok, hőtárógépek, kondenzátorok és nagy terhelések kapcsolási műveleteivel kombinálva a rendszer paraméterei jelentősen változnak. Ezenkívül az 10 kV függőleges neutrális rendszerben a rendszeres egyfázisú talajzáródás rezonzáló túlfeszültséget okozhat. Ilyen esetekben enyhe esetekben a magasfeszültségi biztosítók megragadnak; súlyos esetekben a transzformátor lehull, ritkább esetben a ceruzafény vagy robbanás történik.

5. Villámlás miatti túlfeszültség

Az H59 elosztótranszformátoroknak szabály szerint mind a magas-, mind az alacsonyfeszültségi oldalon minőségi villámlásvédőket kell rendelkezniük, hogy minimalizálják a villámlás és a ferrorezonancia miatti túlfeszültségek káros hatását a tekercsekre és a ceruzafényre. A túlfeszültség miatti károk gyakori oka:

• Rosszul telepített vagy tesztelt védők. Általában három védő osztja meg az egyetlen földkapcsoló pontot. Idővel a jóllehet a természeti körülmények vagy a rossz karbantartás miatt a földkapcsoló pont korrodálhat vagy romlhat. A villámlás vagy a rezonzáló túlfeszültség esetén a rossz földkapcsolás nem engedi a hatékony földbevezetést, ami transzformátor-lehullást okoz.

• Túlzottan a biztosításra támaszkodnak. Sok felhasználó azt feltételezi, hogy mivel a transzformátor biztosított, a védők telepítése és tesztelése nem szükséges—hiszen a biztosítók foglalkoznak a hibákkal. Ez a gondolkodásmód jelentősen hozzájárult a transzformátorok széles körű károsodásához az évek során.

• Csak a magasfeszültségi oldali védőkre koncentrálva, figyelmen kívül hagyva az alacsonyfeszültségi oldalt. Nincs alacsonyfeszültségi védő esetén a villámlás az alacsonyfeszültségi oldalon fordított feszültség impulzust generálhat, ami stresszel terheli a magasfeszültségi tekercset, és potenciálisan károsíthatja az alacsonyfeszültségi tekercset is.

6. Másodlagos rövidzárlat

Másodlagos rövidzárlat esetén a másodlagos oldalon a rövidzárlati áramok többszörösével, akár tucatnyiszorosával halad a nominális áram. A primáris oldalon is nagy áram folyik, hogy ellensúlyozza a másodlagos hibájárat demagnetizáló hatását. Ilyen nagy áramok:

• Nagy mechanikai nyomást gyújtanak a tekercsekben, ami kitömöríti a tekercseket, megragadja a fő és rétegközi izolációt, és formaváltást okoz;

• Gyors hőmérséklet-emelkedést okoz mindkét tekercsben. Ha az átmenők helytelen méretűek vagy réz/ alumínium dróttal helyettesítik őket, a tekercsek gyorsan kifulladhatnak.

7. Rossz kapcsolat a fázisváltón

• Alacsony minőségű, rosszan tervezett fázisváltók, kevés nyomású rugókkal vagy részleges kapcsolattal a mozgó és a rögzített kapcsoló között csökkenthetik a rosszul igazított kapcsolók közötti izolációs távolságot, ami így vonhatja maga után a villámzást, a rövidzáratot és a fázisváltó tekercsek vagy az egész tekercsök gyors kifulladását.

• Emberi hiba: Néhány elektromos tévedést követ el a tisztaszomszédos fázisváltási eljárások megértésében. A beállítás után a kapcsolók csak részlegesen csatlakozhatnak. Vagy a hosszú távú működés során a rögzített kapcsolók szennyeződnek, ami rossz kapcsolatot, villámzást és végül a transzformátor kifulladását eredményezheti.

8. Elfogott lélegeztetőport
A 50 kVA-nál nagyobb teljesítményű transzformátoroknál általában telepítve van egy „lélegeztető” a tartályon. A lélegeztető háza általában egy átlátszó fehérjesszerű üvegcilinder, amely szivárgóanyaggal van töltve. Ez a rész kiszáradhat a szállítás során, ezért a gyártók gyakran egy kis négyzet alakú fémlemezzel zárják le a lélegeztetőport ahelyett, hogy a tényleges lélegeztetőt beállítanák, hogy megakadályozzák a nedvesség bejutását.

A beüzemelés során ezt a fémlemezt gyorsan le kell cserélni a működőképes lélegeztetőre. Ellenkező esetben a működés során generált hő a szívókiterjedést és a belső nyomás növekedését okozza. Működőképes lélegeztető nélkül a szívó nem tud megfelelően cirkulálni, a hő nem tud lebomlani, és a mag és a tekercsek hőmérséklete folyamatosan emelkedik. Az izoláció folyamatosan romlik, amíg a transzformátor végül kifullad.

9. Egyéb problémák
A H59 elosztási transzformátorok nap mint nap történő üzemeltetése és karbantartása során gyakran előforduló problémák:

• A karbantartás vagy a telepítés során a vezetőrúd mesterkarika felfüggesztése vagy lehúzása miatt a rúd elfordulhat, ami a másodlagos puha réz vezetékek közötti kapcsolódást okozhatja – ez vezethet fázis-fázis rövidzárhoz vagy elsődleges tekercsvezetékek megszakadásához.

• A transzformátoron végzett munka során véletlenül elengedett eszközök vagy tárgyak sérthetik a bukszókat, ami enyhébb földkapcsolódásig vagy súlyos rövidzárhoz vezethet.

• Párhuzamosan működő transzformátorok karbantartása, tesztelése vagy kábelcseréje után, ha a fázis-sorrend ellenőrzése nélkül véletlenszerűen újracsatlakoztatják, helytelen fázis-sorrend jöhet létre. Energizálás során nagy körkeringő áramok haladnak át, ami a transzformátor kifulladását okozhatja.

• Az alsó feszültség oldalon telepített ellenszabályzó mérésekből származó korlátozott tér és rossz munkavégzés miatt néha a kapcsolatok csak dróttal vannak behajtva. Ez magas kapcsolati ellenállást okoz az alsó feszültség termináljain, ami nehéz terhelés mellett túlzott melegedést és villámzást eredményez, végül a vezetőrúd kifulladását okozhatja.