Mik a hibák a transzformátorban?

Milyen hibák lépnek fel a transzformátorban?

Transzformátor-hibák definíciója

Az erőművek transzformátorainak külső hibái

Az erőművek transzformátorának külső rövidzárlata

A rövidzárat két vagy három fázisban lehet elkövetni az elektromos energia rendszerében. A hibajárat általában nagy, függően a rövidzárt feszültségtől és a hiba pontig terjedő áramkör impedanciától. Ez a magas hibajárat növeli a rézveszteséget, ami internális melegedést okoz a transzformátorban. Ugyanakkor súlyos mechanikai nyomást is jelent, különösen a hibajárati ciklus első körénél.

Az erőművek transzformátorának magas feszültségű zavarai

Az erőművek transzformátorának magas feszültségű zavara két fajtája van,

• Átmeneti impulzusfeszültség

• Hatalmi frekvenciánál magasabb feszültség

Átmeneti impulzusfeszültség

Magas feszültségű és magas frekvenciájú impulzusok felléphetnek az energiarendszerben a következő okokból bármelyike miatt,

• Izzó talaj, ha a neutrális pont izolált.

• Különböző elektrikus berendezések kapcsolása.

• Atmoszferikus villámimpulzus.

Bármilyen okból is keletkezik az impulzusfeszültség, végül is egy utazó hullám, amely magas és meredek hullámformával, valamint magas frekvenciával bír. Ez a hullám utazik az elektromos energia rendszerében, és amikor elér egy erőművek transzformátorát, lebontja a vonalvégpont melletti forgáscsoportok közötti izolációt, ami rövidzárat okozhat a forgáscsoportok között.

Hatalmi frekvenciánál magasabb feszültség

Mindig lehet, hogy a rendszerben feszültségnövekedés történik a nagy terhelés váratlan leválasztása miatt. Bár ez a feszültség amplitúdusa magasabb, mint a normál szint, a frekvencia ugyanolyan, mint a normál esetben. A rendszerben a feszültségnövekedés növeli a transzformátor izolációjának stresszt. Ahogy tudjuk, a feszültség növekedése arányosan növeli a munkafluxust.

Ezért növekszik a vasveszteség és aránylag nagy mértékben a magnetizáló áram. A növekedett fluxus a transzformátor magjától más acélos szerkezeti részekre irányul. A mag-szivárgók, amelyek általában csak kevés fluxust visznek, nagyobb fluxus komponenshez kaphatnak, amely a mag telített részeitől származik. Ilyen körülmények között a szivárgó gyorsan melegedhet, és elpusztíthatja saját izolációját, valamint a csomópont izolációját is.

Az alacsony frekvencia hatása az erőművek transzformátorára

Ahogy, a feszültség a csomópontok száma fix. Ebből az egyenletből világos, hogy ha a rendszer frekvenciája csökken, a mag fluxusa növekszik, a hatás hasonló a túlfeszültség hatásához.

Az erőművek transzformátorának belső hibái

Az erőművek transzformátorán belül fellépő fő hibák a következők:

• Izolációs meghibásodás a csomópont és a föld között

• Izolációs meghibásodás különböző fázisok között

• Izolációs meghibásodás szomszédos forgáscsoportok között, azaz inter-turn hiba

• Transzformátor maghiba

Belső földkapcsoló hibák az erőművek transzformátorában

Belső földkapcsoló hibák csillagkapcsolási csomóponttal, ahol a neutrális pont rezisztancia által kötődik a földre

Csillagkapcsolási csomóponttal, ahol a neutrális pont rezisztancia által kötődik a földre, a hibajárat függ a földkapcsoló rezisztanciatól és a hibapont távolságától a neutrális ponthoz képest. A hibaponton a feszültség magasabb, ha messzebb van a neutrálistól, ami magasabb hibajáratot eredményez. A hibajárat függ a hibapont és a neutrális közötti csomópont-rész áramkör rezisztanciájától, de ez általában alacsony a földkapcsoló rezisztanciahoz képest.

Belső földkapcsoló hibák csillagkapcsolási csomóponttal, ahol a neutrális pont szilárdan kötődik a földre

Ebben az esetben a földkapcsoló rezisztancia ideálisan nulla. A hibajárat függ a hibapont és a neutrális ponthoz tartozó csomópont-rész rezisztanciájától. A hibajárat függ a hibapont és a neutrális ponthoz tartozó távolságtól a transzformátorban.

Mint korábban említettük, a két pont közötti feszültség függ a hibapont és a neutrális ponthoz tartozó csomópontszámoktól. Tehát a csillagkapcsolási csomóponttal, ahol a neutrális pont szilárdan kötődik a földre, a hibajárat két fő tényezőtől függ, először a hibapont és a neutrális ponthoz tartozó csomópont-rész rezisztanciájától, és másodszor a hibapont és a neutrális ponthoz tartozó távolságtól.

De a csomópont rezisztanciája összetett módon változik a hibapont helyzetével a csomópontban. Látható, hogy a rezisztancia nagyon gyorsan csökken, ahogy a hibapont közelebb kerül a neutrálishoz, és így a hibajárat legmagasabb a hibapont közelében a neutrálishoz. Így ezen a ponton a hibajárat számára elérhető feszültség alacsony, és ugyanakkor a rezisztancia, ami ellenzi a hibajáratot, is alacsony, így a hibajárat értéke elég magas.

Ugyanakkor a hibapont távolabb a neutrális ponthoz, a hibajárat számára elérhető feszültség magas, de ugyanakkor a hibapont és a neutrális ponthoz tartozó csomópont-rész rezisztanciája magas. Megfigyelhető, hogy a hibajárat a csomópont egész területén nagyon magas szinten marad. Más szóval, a hibajárat nagyon magas szinten tart, függetlenül a hibapont helyzetétől a csomópontban.

Belső fázis-fázis hibák az erőművek transzformátorában

A transzformátor fázis-fázis hibái ritkák. Ha ilyen hiba történik, jelentős áramot generál, ami a primáris oldali pillanatnyi túlmenő áram relét, valamint a differenciálrelét is aktiválja.

Inter-turn hibák az erőművek transzformátorában

Az extra magas feszültségű átviteli rendszerrel kapcsolódó erőművek transzformátorai nagyon valószínűleg nagymértékű, meredek frontú és magas frekvenciájú impulzusfeszültségnek vannak kitett a villamosági villámtalaj miatt. A forgáscsoportok közötti feszültségi stressz olyan nagy lesz, hogy nem tudja fenntartani, és okoz izolációs meghibásodást a forgáscsoportok között bizonyos pontokon. Az alsó feszültségű csomópont is stresszes, mert a továbbított impulzusfeszültség miatt. Nagy számú erőművek transzformátorának meghibásodása a forgáscsoportok közötti hiba miatt fordul elő. Inter-turn hiba is akkor fordulhat elő, ha mechanikai erők alakulnak ki a forgáscsoportok között a külső rövidzárat miatt.

Maghiba az erőművek transzformátorában

Ha a mag lappangásának bármely része megsérül vagy vezető anyaggal kapcsolódik, eddycurrent és helyi túlmelegedést okozhat. Ez akkor is bekövetkezhet, ha a mag lappangásait rögzítő szivárgók izolációja meghibásodik. Ezek a hibák súlyos helyi melegedést okoznak, de nem jelentősen befolyásolják a transzformátor be- és kimenő áramát, ami nehézkeséget okoz a standard elektromos védelmi rendszerekkel történő detektálásukban. A túlmelegedés túlmenő formája lerombolhatja a transzformátor olaját, ami gázokat bocsát ki, amelyek felhalmozódnak a Buchholz-relében, és riasztást indítanak.