Šta su kvarovi na transformatoru

Šta 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

Vanjski kratični put u snaznom transformatoru

Kratični putevi mogu nastati u dva ili tri faza električnog sistema. Struja greške obično je visoka, u zavisnosti od naponskog padanja i impedancije kruga do tačke greške. Ova visoka struja greške povećava gubitke bakra, što dovodi do unutrašnjeg zagrevanja transformatora. Takođe stvara ozbiljne mehaničke stresove, posebno tokom prvog ciklusa struje greške.

Poročna naponska perturbacija u snaznom transformatoru

Poročne naponske perturbacije u snaznom transformatoru su dve vrste,

• Tranzijentni talasi napon

• Prekomjeran napon frekvencije mreže

Tranzijentni talasi napon

Visoki napon i visoka frekvencija talasa može nastati u električnom sistemu zbog bilo kog od sledećih razloga,

• Iskrenje na zemlji ako je neutralna tačka izolovana.

• Operacije preključivanja različitih električnih uređaja.

• Atmosferski impulsi od munje.

Bez obzira na uzroke talasa napona, to je ipak talas koji se širi sa visokim i strmim oblikom vala i takođe ima visoku frekvenciju. Ovaj talas se širi kroz mrežu električnog sistema, kada stigne do snaznog transformatora, dovodi do propada izolacije između zavojnika blizu terminala linije, što može stvoriti kratični put između zavojnika.

Prekomjeran napon frekvencije mreže

Uvek postoji mogućnost prekomjernog napona u sistemu zbog iznenadnog odspajanja velike opterećenosti. Iako je amplituda ovog napona veća od normalne, frekvencija je ista kao i u normalnim uslovima. Prekomjeran napon u sistemu dovodi do povećanja stresa na izolaciji transformatora. Kao što znamo, povećanje napona dovodi do proporcionalnog povećanja radnog fluksa.

To dovodi do povećanja gubitaka željeza i proporcionalno velikog povećanja magnetizirajuće struje. Povećani fluks se preusmjerava sa jezgra transformatora na druge čelične konstrukcijske delove transformatora. Šipke jezgra koje obično nose malo fluksa, mogu biti izložene velikom delu fluksa preusmerenog sa zasićenog regiona jezgra. U takvim uslovima, šipka se može brzo zagrijati i uništiti sopstvenu izolaciju, kao i izolaciju zavojnika.

Efekti podfrekvencijskog stanja u snaznom transformatoru

Kao što je broj zavoja u vijaku fiksiran, iz ove jednačine je jasno da, ako se frekvencija smanji u sistemu, fluks u jezgru raste, efekti su više manje slični onima prekomjernog napona.

Unutrašnje greške u snaznom transformatoru

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

• Propad izolacije između zavojnika i zemlje

• Propad izolacije između različitih faza

• Propad izolacije između susednih zavojnika, tj. inter-turn greška

• Greška jezgra transformatora

Unutrašnje greške zemljenja u snaznom transformatoru

Unutrašnje greške zemljenja u zvezdastom spoju sa neutralnom tačkom zemljenom kroz impedansu

U zvezdastom spoju sa neutralnom tačkom zemljenom kroz impedansu, struja greške zavisi od impedanse zemljenja i udaljenosti od tačke greške do neutralne tačke. Napon na tački greške je veći ako je dalje od neutralne tačke, što dovodi do veće struje greške. Struja greške takođe zavisi od leakežnog reaktansa dela vijaka između tačke greške i neutralne tačke, ali to je obično nisko u poređenju sa impedansom zemljenja.

Unutrašnje greške zemljenja u zvezdastom spoju sa neutralnom tačkom čvrsto zemljenom

U ovom slučaju, impedansa zemljenja je idealno nula. Struja greške zavisi od leakežnog reaktansa dela vijaka između tačke greške i neutralne tačke transformatora. Struja greške takođe zavisi od rastojanja između neutralne tačke i tačke greške u transformatoru.

Kao što je rečeno u prethodnom slučaju, napon između ove dve tačke zavisi od broja zavoja između tačke greške i neutralne tačke. Dakle, u zvezdastom spoju sa neutralnom tačkom čvrsto zemljenom, struja greške zavisi od dva glavna faktora, prvo leakežnog reaktansa dela vijaka između tačke greške i neutralne tačke i drugo rastojanje između tačke greške i neutralne tačke. 

Ali leakežni reaktans vijaka varira složenim načinom u zavisnosti od položaja greške u vijaku. Vidi se da reaktans brzo opada za tačku greške koja se približava neutralnoj tački, pa je struja greške najveća za grešku blizu neutralne tačke. Dakle, na toj tački, napon dostupan za struju greške je nizak, a istovremeno reaktans koji se suprotstavlja strujanju greške je takođe nizak, stoga je vrednost struje greške dovoljno visoka. 

Opet, za tačku greške daleko od neutralne tačke, napon dostupan za struju greške je visok, ali istovremeno reaktans koji pruža deo vijaka između tačke greške i neutralne tačke je visok. Može se primetiti da struja greške ostaje na veoma visokom nivou kroz ceo vijak. Drugim rečima, struja greške održava veoma visoku magnitudu nezavisno od položaja greške na vijaku.

Unutrašnje greške faza-faza u snaznom transformatoru

Greške faza-faza u transformatoru su retke. Ako se takva greška desi, dovodi do značajne struje koja aktivira trenutnu prekomjernu strujnu releju na primarnoj strani, kao i diferencijalnu releju.

Inter-turns greške u snaznom transformatoru

Snazni transformator povezan sa sistemom ekstra visokog napona, veoma je verovatno da će biti izložen visokim magnitudama, strmim frontama i visokim frekvencijama impulsnog napona zbog munjastih talasa na prijenosnoj liniji. Naponski stresovi između zavoja postaju toliko veliki da ne mogu da ih održe, što dovodi do propada izolacije između inter-turna na nekim tačkama. Takođe, LV vijak je pod stresom zbog prenesenog talasa napon. Veoma veliki broj propada snaznih transformatora nastaje između zavoja. Inter-turn greške mogu se dogoditi i zbog mehaničkih sila između zavoja nastalih vanjskim kratičnim putem.

Greška jezgra u snaznom transformatoru

Ako je bilo koji deo laminacija jezgra oštećen ili mostovito povezan vodljivim materijalom, može dovesti do eddijskih struja i lokalnog pregrejanja. To se može desiti i ako izolacija šipki koristena za utiskivanje laminacija jezgra propadne. Ove greške dovode do teških lokalnih zagrevanja, ali ne znatno utiču na ulaznu i izlaznu struju transformatora, što ih čini teškim za detektovanje standardnim elektrotehničkim shemama zaštite. Prekomerno pregrejanje može dovesti do propada transformatorskog ulja, oslobađajući plinove koji se akumuliraju u releju Buchholza i aktiviraju alarm.