Što su kvarovi u transformatoru

Što su greške u transformatoru?

Definicija grešaka u transformatoru

Greške u transformatoru odnose se na probleme poput propada izolacije i grešaka jezgra koje se mogu pojaviti unutar ili vani transformatora.

Vanjske greške u snaznom transformatoru

Vanjska kratak spoj snaznog transformatora

Kratki spojevi mogu se dogoditi u dvije ili tri faze električnog sustava. Struja greške obično je visoka, ovisno o naponu pri kratkom spoju i impedanciji cijevi do točke greške. Ova visoka struja greške povećava gubitke bakra, što uzrokuje zagrijavanje unutar transformatora. Također stvara ozbiljne mehaničke naprezanja, posebno tijekom prvog ciklusa struje greške.

Površinsko preopterećenje naponom u snaznom transformatoru

Površinsko preopterećenje naponom u snaznom transformatoru može biti dvije vrste,

• Privremeni valovi naponskog talasa

• Preopterećenje naponom na frekvenciji mreže

Privremeni valovi naponskog talasa

Visoki napon i visoka frekvencija talasa mogu nastati u električnom sustavu zbog sljedećih razloga,

• Talasni zemljani kontakt ako je neutralna točka izolirana.

• Operacije preklapanja različitih električnih uređaja.

• Atmosferski udar bljeske.

Bez obzira na uzrok talasnog naponskog talasa, on je ipak talas koji se širi s visokim i strmim oblikom talasa te visokom frekvencijom. Taj talas putuje kroz mrežu električnog sustava, a kada stigne do snaznog transformatora, uzrokuje propad izolacije između zavojnice pored terminala linije, što može stvoriti kratki spoj između zavoja.

Preopterećenje naponom na frekvenciji mreže

Uvijek postoji mogućnost preopterećenja sustava naponom zbog iznenadnog odspajanja velike opterećenosti. Iako je amplituda ovog naponskog talasa veća od njegove normalne razine, frekvencija je ista kao i u normalnim uvjetima. Preopterećenje naponom u sustavu uzrokuje povećanje naprezanja na izolaciji transformatora. Kao što znamo, povećanje napona uzrokuje proporcionalno povećanje radnog fluksa.

To stoga uzrokuje povećanje gubitaka željeza i proporcionalno veliko povećanje magnetizacijske struje. Povećani fluks preusmjerava se s jezgra transformatora na druge čelične konstrukcijske dijelove transformatora. Šrafove jezgra, koji obično nosi malo fluksa, može podvrgnuti velikoj komponenti fluksa preusmjerenog s zasićene regije jezgra. U takvim uvjetima, šraf se može brzo zagrijati i uništiti vlastitu izolaciju kao i izolaciju zavojnice.

Učinak smanjenja frekvencije u snaznom transformatoru

Kao što je napon fiksiran brojem zavoja u zavojnici. Iz ove jednadžbe jasno je da ako se frekvencija smanji u sustavu, fluks u jezgru raste, učinci su više ili manje slični onima preopterećenja naponom.

Unutarnje greške u snaznom transformatoru

Glavne greške koje se javljaju unutar snaznog transformatora kategorizirane su kao,

• Propad izolacije između zavojnice i zemlje

• Propad izolacije između različitih faza

• Propad izolacije između susjednih zavoja, tj. inter-turn greška

• Greška jezgra transformatora

Unutarnje zemljane greške u snaznom transformatoru

Unutarnje zemljane greške u zavojnici spojenoj zvijezdom s neutralnom točkom zemljano spojenu kroz impedanciju

U zavojnici spojenoj zvijezdom s neutralnom točkom zemljano spojenoj kroz impedanciju, struja greške ovisi o impedanciji zemljanja i udaljenosti od točke greške do neutralne točke. Napon na točki greške je veći ako je dalje od neutralne točke, što dovodi do veće struje greške. Struja greške također ovisi o ležajnoj reaktanciji dijela zavojnice između točke greške i neutralne točke, ali to je obično niska u usporedbi s impedancijom zemljanja.

Unutarnje zemljane greške u zavojnici spojenoj zvijezdom s neutralnom točkom čvrsto zemljano spojenoj

U ovom slučaju, impedancija zemljanja je idealno nula. Struja greške ovisi o ležajnoj reaktanciji dijela zavojnice između točke greške i neutralne točke transformatora. Struja greške također ovisi o udaljenosti između neutralne točke i točke greške u transformatoru.

Kao što je rečeno u prethodnom slučaju, napon između ove dvije točke ovisi o broju zavoja između točke greške i neutralne točke. Dakle, u zavojnici spojenoj zvijezdom s neutralnom točkom čvrsto zemljano spojenoj, struja greške ovisi o dvama glavnim faktorima, prvo o ležajnoj reaktanciji dijela zavojnice između točke greške i neutralne točke, a drugo o udaljenosti između točke greške i neutralne točke. 

Ali ležajna reaktancija zavojnice varira složeno s pozicijom greške u zavojnici. Vidi se da reaktancija brzo opada za točku greške koja se približava neutralnoj točki, pa je struja greške najveća za grešku blizu neutralne točke. Tada je napon dostupan za struju greške nizak, a istodobno je reaktancija koja suprotstavlja strujanju greške također niska, stoga je vrijednost struje greške dovoljno visoka. 

Opet, za točku greške daleko od neutralne točke, napon dostupan za struju greške je visok, ali istodobno je reaktancija koju nudi dijel zavojnice između točke greške i neutralne točke visoka. Može se primijetiti da struja greške ostaje na vrlo visini razini kroz cijelu zavojnicu. Drugim riječima, struja greške održava vrlo visoku magnitudu neovisno o poziciji greške na zavojnici.

Unutarnje greške između faza u snaznom transformatoru

Greške između faza u transformatoru su rijetke. Ako se takva greška dogodi, generirat će značajnu struju kako bi se aktivirala trenutna prekomjerna struja releja na primarnoj strani, kao i diferencijalni relej.

Inter-turns greške u snaznom transformatoru

Snazni transformator spojen s električnim sustavom visokog napon, vrlo je vjerojatno da će biti izložen visokim magnitudama, strmom fronti i visokoj frekvenciji impulsnog naponca zbog talasa bljeske na transmisivnoj liniji. Naponski naprezaji između zavoja postaju toliko veliki, da ne mogu održati naprezanje i uzrokuju propad izolacije između inter-turna na nekim točkama. Također, LV zavojnica je izložena zbog prenesenog talasa naponca. Veći broj propada snaznih transformatora nastaje od grešaka između zavoja. Inter-turns greške mogu se dogoditi i zbog mehaničkih sila između zavoja koje nastaju zbog vanjskog kratkog spoja.

Greška jezgra u snaznom transformatoru

Ako je bilo koji dio laminacija jezgra oštećen ili premostio vodljivim materijalom, može uzrokovati eddijevu struju i lokalno pregrjevanje. To se može dogoditi i ako propade izolacija šrafova koristena za čvrsto zategivanje laminacija jezgra. Ove greške uzrokuju teško lokalno pregrjevanje, ali ne znatno utječu na ulaznu i izlaznu struju transformatora, što ih čini teškim za otkrivanje standardnim elektrotehničkim shemama zaštite. Prekomjerno pregrjevanje može razbiti transformatorsko ulje, oslobađajući plinove koji se akumuliraju u Buchholz relju i pokreću alarm.