Huvudsakliga orsaker till H59-fördelningstransformatorns fel
1. Överbelastning
För det första, med den förbättrade levnadsstandarden har elförbrukningen generellt ökat snabbt. De ursprungliga H59-fördelningstransformatorerna har liten kapacitet—“en liten häst som drar en stor vagn”—och kan inte uppfylla användarnas behov, vilket gör att transformatorerna fungerar under överbelastningsvillkor. För det andra leder säsongsförändringar och extremt väder till topp i elförbrukning, vilket ytterligare orsakar att H59-fördelningstransformatorerna fungerar överbelastade.
På grund av långvarig överbelastning åldras interna komponenter, virvlar och oljeisolering förtidigt. Transformatorlasten är till stor del säsongsbunden och tidsberoende—särskilt i landsbygdsområden under intensiva odlingssäsonger, när transformatorerna fungerar vid full eller överbelastning, medan de nattetid kör under lätt belastning. Detta resulterar i en stor variation i lastkurvan, med driftstemperaturer som når över 80 °C vid topp och sjunker så lågt som 10 °C vid minimum.
Vidare visar inspektioner av landsbygdstransformatorer att varje transformator ackumulerar mer än 100 gram fukt på botten i genomsnitt. Denna fukt tränger in genom andningsrörelsen hos transformeroljan under termisk utvidgning och kontraktion och faller sedan ut ur oljan. Dessutom sänker otillräckliga oljenivåer oljeytan, vilket ökar kontaktytan mellan isolerande olja och luft, vilket accelererar fuktabsorption från atmosfären. Detta minskar den interna isoleringsstyrkan, och när isoleringen försämras under ett kritiskt tröskelvärde inträffar interna kortslutningar och fel.
2. Obehörig tillfyllning av olja i H59-fördelningstransformatorer
En elektriker lade till olja i en H59-fördelningstransformator medan den var energiserad. Ett timme senare sprängdes högspänningsfalluttagare på två faser, följt av en lätt oljesprutning. En platsinspektion bekräftade behovet av stora reparationer. De huvudsakliga orsakerna till transformatorns brinnande var:
Den nya tillagda transformeroljan var oförenlig med den befintliga oljan i tanken. Transformeroljor har olika basformuleringar, och blandning av olika typer är generellt förbjudet.
Olja lades till utan att avenergisera transformatorn. Blandning av varm och kall olja accelererade den interna cirkulationen, rörde upp fukt från botten och distribuerade den i hög- och lågspänningsvirvlarna, vilket minskade isoleringen och ledde till kortslutning.
Underlägsen transformerolja användes.
3. Otillbörlig reaktiv effektkompensation som orsakar resonant överspänning
För att minska linjeförluster och förbättra utrustningsanvändning rekommenderar reglerna att reaktiv effektkompensationsenheter installeras på H59-fördelningstransformatorer med en kapacitet över 100 kVA. Om dock kompensationen är felkonfigurerad—så att den totala kapacitiva reaktansen liknar den totala induktiva reaktansen i kretsen—kan ferromagnetisk resonans uppstå i linjen och anslutna enheter, vilket leder till överspänning och överströmning som kan bränna ut H59-transformatorn och andra elektriska enheter.
4. Systemets ferromagnetiska resonans överspänning
I landsbygdens 10 kV-fördelningsnät varierar linjerna i längd, markavstånd och ledarsnitt. Tillsammans med frekventa kopplingar av H59-transformatorer, svetsmaskiner, kondensatorer och stora belastningar ändras systemparametrarna betydligt. Dessutom kan intermittenta enfasiga jordkopplingar i ett 10 kV-system utan jordat neutralpunkt utlösa resonant överspänning. När detta inträffar resulterar mindre fall i sprängda högspänningsfusfalluttagare; allvarliga fall leder till transformatorbrand, och i sällsynta fall, buchsförsvagning eller explosion.
5. Blixt överspänning
H59-fördelningstransformatorer måste, enligt regler, vara utrustade med godkända blixtskydd på både hög- och lågspänningssidan för att minska skador från blixtar och ferromagnetisk överspänning på virvlar och buchs. Vanliga orsaker till skador relaterade till överspänning inkluderar:
Otillbörlig installation eller testning av blixtskydd. Vanligtvis delar tre blixtskydd en enda jordpunkt. Med tiden kan korrosion från väderexponering eller dålig underhållning bryta eller förvärra denna jordförbindelse. Under blixtar eller resonant överspänning hindrar otillräcklig jordning effektiv avledning till jorden, vilket leder till transformatorfel.
Överlitande på försäkringstäckning. Många användare antar att eftersom transformatorn är försäkrad, är installation och testning av blixtskydd onödigt—de tror att försäkringsbolagen kommer att täcka fel. Denna inställning har bidragit betydligt till omfattande transformatorskador under åren.
Endast fokus på högspänningsblixtskydd medan lågspänningsblixtskydd ignoreras. Utan lågspänningsblixtskydd kan en blixt på LV-sidan inducera inversa spänningstoppar som stressar HV-virveln och potentiellt skadar även LV-virveln.
6. Sekundär kortslutning
När en sekundär kortslutning inträffar flödar kortslutningsströmmar flera till tiotal gånger den nominella strömmen på sekundärsidan. En motsvarande stor ström flödar också på primärsidan för att motverka demagnetiserande effekten av sekundärfelströmmen. Sådana enorma strömmar:
Genererar enorm mekanisk stress inuti virvlar, komprimerar spolar, löser huvud- och mellanlagrisolering, och orsakar deformation;
Förorsakar snabb temperaturökning i båda spolarna. Om säkringar är felaktigt dimensionerade eller ersatta med koppar/aluminiumtråd kan spolar snabbt brinna ut.
7.Dålig kontakt vid tapppositionerare
Lågkvalitativa tapppositionerare med dåligt design, otillräcklig fjädertryck eller ofullständig kontakt mellan rörliga och fasta kontakter kan minska isoleringsavståndet mellan missplacerade kontakter, vilket leder till bågar, kortslutningar och snabb utbränning av tapspolar eller hela spolar.
Mänskligt fel: Vissa elektriker förstår inte principerna för belastningsfri tapppositionering. Efter justering kan kontakter endast delvis engageras. Alternativt kan långtidsexponering orsaka föroreningar på fasta kontakter, vilket resulterar i dålig kontakt, bågar och slutligen transformerutslag.
8. Förseglad andningsport
Transformer med en effekt över 50 kVA har vanligtvis en "andningsport" installerad på konserverngetank. Andningsportens behållare är vanligtvis en transparent glas cylinder fylld med torkmedel. Den är skör under transport, så tillverkare levererar ofta enheter med en liten kvadratisk metallplatta som är fastskruvad över andningsporten istället för att installera den faktiska andningsporten, för att förhindra fuktinträngning.
Vid inrättning måste denna metallplatta omedelbart tas bort och ersättas med den fungerande andningsporten. Om inte, orsakar värme genererad under drift oljeexpansion och ökad intern tryck. Utan en fungerande andningsport kan oljan inte cirkulera korrekt, värme kan inte spridas, och temperaturen i kärnan och spolar fortsätter stiga. Isolation degraderar kontinuerligt tills transformern slutligen brinner ut.
9. Andra problem
Vanliga problem i daglig drift och underhåll av H59-distributionstransformer inkluderar:
Under underhåll eller installation kan åtdragning eller lossning av ledningsnuten orsaka att ledningen roterar, vilket leder till kontakt mellan sekundära mjuka kopparledningar—vilket orsakar fas-till-fas kortslutning eller brytning av primära spolars ledningar.
Olyckliga fall av verktyg eller föremål under arbete på transformern kan skada bushingar, vilket orsakar mindre fladdring till mark eller allvarliga kortslutningar.
Efter underhåll, testning eller kabellösning på parallella transformer, kan ett misslyckat utförande av fassekvensverifiering och slumpmässig återanslutning resultera i fel fasning. När energi ges, flyter stora cirkulerande strömmar, vilket bränner ut transformern.
Säkerhetsmätboxar installerade på lågspänningssidan lider ofta av utrymmesbegränsningar och dålig arbetsgörelse—vissa anslutningar är helt enkelt omvindade med tråd. Detta skapar hög kontaktresistans vid LV-terminaler, vilket leder till överhettning och fladdring under tung belastning, vilket slutligen bränner ut ledningsstäcken.
