Hva er feil i transformator?

Hva er feil i transformator?

Definisjon av transformatorfeil

Feil i transformator refererer til problemer som isoleringsnedbrytninger og kjernefeil som kan oppstå innenfor eller utenfor transformator.

Eksterne feil i krafttransformator

Ekstern kortslutning av krafttransformator

Kortslutninger kan oppstå i to eller tre faser av elektrisk kraftsystem. Feilstrømmen er vanligvis høy, avhengig av kortsluttet spenning og kretsimpedans opp til feilpunktet. Denne høye feilstrømmen øker kobbertap, noe som fører til intern varming i transformator. Det skaper også alvorlige mekaniske spenninger, spesielt under den første perioden av feilstrømmen.

Høy spenning forstyrrelse i krafttransformator

Høy spenning forstyrrelser i krafttransformator deler seg i to typer,

• Overgangs overspenning

• Nettfrekvens overvoltage

Overgangs overspenning

Høy spenning og høy frekvens overspenning kan oppstå i kraftsystemet på grunn av følgende årsaker,

• Buelysing mot bakken hvis neutrale punktet er isolert.

• Skruoperasjoner av ulike elektriske utstyr.

• Atmosfæriske lynimpuls.

Uansett årsakene til overspenningen, er det likevel en reisende bølge med høy og bratt bølgeform og også høy frekvens. Denne bølgen reiser i elektrisk kraftsystem nettverket, når den når krafttransformator, forårsaker nedbrytning av isolasjonen mellom vikter nær linjeterminal, noe som kan skape kortslutning mellom vikter.

Nettfrekvens overvoltage

Det kan alltid være en sjanse for systemovervoltage på grunn av plutselig frakobling av stor belastning. Selv om amplituden av denne spenningen er høyere enn normal nivå, er frekvensen den samme som den var under normale forhold. Overvoltage i systemet forårsaker en økning i stress på transformatorisolasjon. Som vi vet, øker spenning, øker arbeidsflyt proporsjonalt.

Dette fører derfor til, økt jerntap og proporsjonalt stort øk i magnetiseringsstrøm. Økte flyt blir ledet fra transformatorkjernen til andre stålkonstruksjonsdeler i transformator. Kjerneknuter som normalt bærer lite flyt, kan bli utsatt for en stor komponent av flyt ledet fra mättet område av kjernen ved siden av. Under slike forhold, kan knuten raskt oppvarmes og ødelegger sin egen isolasjon samt viktisolasjon.

Underfrekvens effekt i krafttransformator

Som, spenning som antallet av vikter i vikingen er fast. Fra, denne ligningen er det klart at hvis frekvensen reduseres i et system, øker flyten i kjernen, effekter er mer eller mindre lik de av overvoltage.

Interne feil i krafttransformator

De hovedfeil som oppstår inne i en krafttransformator er kategorisert som,

• Isoleringens nedbrytning mellom viking og jord

• Isoleringens nedbrytning mellom forskjellige faser

• Isoleringens nedbrytning mellom nabovikter, dvs. inter-turn feil

• Transformator kjernefeil

Interne jordfeil i krafttransformator

Interne jordfeil i en stjerneforbindelse med neutralpunkt jordet gjennom en impedans

I en stjerneforbindelse med neutralpunkt jordet gjennom en impedans, avhenger feilstrømmen av jordingsimpedansen og avstanden fra feilpunktet til neutral. Spenningen ved feilpunktet er høyere hvis det er lenger unna neutral, noe som fører til høyere feilstrøm. Feilstrømmen avhenger også av lekkasjereaktanse av vikingdelen over feilpunktet og neutral, men dette er vanligvis lavt sammenlignet med jordingsimpedansen.

Interne jordfeil i en stjerneforbindelse med neutralpunkt solidt jordet

I dette tilfellet er jordingsimpedansen ideelt null. Feilstrømmen er avhengig av lekkasjereaktanse av vikingdelen som kommer over feilpunktet og neutralpunktet av transformator. Feilstrømmen er også avhengig av avstanden mellom neutralpunktet og feilpunktet i transformator.

Som nevnt i forrige tilfelle, avhenger spenningen mellom disse to punktene av antallet vikter som kommer over feilpunktet og neutralpunktet. Så i stjerneforbindelse med neutralpunkt solidt jordet, avhenger feilstrømmen av to hovedfaktorer, først lekkasjereaktanse av vikingdelen som kommer over feilpunktet og neutralpunktet, og for det andre avstanden mellom feilpunktet og neutralpunktet. 

Men lekkasjereaktanse av viking varierer på kompleks måte med posisjonen av feilen i viking. Det ser man at reaktansen minsker svært raskt for feilpunkt nærme neutralen, og dermed er feilstrømmen høyest for feil nær neutralend. Så ved dette punktet, er spenningen tilgjengelig for feilstrømmen lav, og samtidig reaktansen som motvirker feilstrømmen er også lav, dermed er verdien av feilstrømmen høy nok. 

Igjen ved feilpunkt langt fra neutralpunkt, er spenningen tilgjengelig for feilstrømmen høy, men samtidig er reaktansen tilbudt av vikingdelen mellom feilpunkt og neutralpunkt høy. Det kan bemerkes at feilstrømmen holder seg på et svært høyt nivå gjennom hele viking. Med andre ord, feilstrømmen beholder en svært høy størrelse uavhengig av posisjonen av feilen på viking.

Interne fase til fase feil i krafttransformator

Fase til fase feil i transformator er sjeldne. Hvis slik en feil oppstår, vil den gi opphav til betydelig strøm for å aktivere øyeblikkelig overstrøm relé på primærside samt differensrelé.

Inter Turns Feil i Krafttransformator

Krafttransformator koblet til ekstra høy spenningsoverføringsystem, er svært sannsynlig å bli utsatt for høy grad, steil front og høy frekvens impulsspenning på grunn av lynsurge på overføringslinjen. Spenningsstresset mellom viktene blir så stort, at det ikke kan opprettholde stresset og forårsaker isolasjonsnedbrytning mellom inter-turns i noen punkter. Lavspenningviktingen er også stresset på grunn av overførte surgespenning. Et svært stort antall krafttransformatornedbrytninger oppstår fra feil mellom turns. Inter-turns-feil kan også oppstå på grunn av mekaniske krefter mellom turns oppstått av ekstern kortslutning.

Kjernefeil i krafttransformator

Hvis noen del av kjernelaminatet er skadet eller brodd av en ledende materiale, kan det forårsake eddystrøm og lokal overoppvarming. Dette kan også skje hvis isolasjonen av bolter som brukes til å feste kjernelaminatet mislykkes. Disse feilene forårsaker alvorlig lokal varming, men påvirker ikke signifikant transformatorinngang og -utgangstrøm, noe som gjør dem vanskelige å oppdage med standard elektriske beskyttelsesskjemaer. For mye overoppvarming kan bryte ned transformatorolje, slipper gasser som akkumulerer i Buchholz-reléet og utløser en alarm.