Termiese en Meganiese Prestasie-toetsing van Verspreidingstransformateurs: Verstek Betroubaarheid en Lang Lewe

Inleiding

In die komplekse landskap van kragverspreiding speel verspreidingstransformateurs 'n kardinale rol. Hierdie transformateurs het die taak om die spanting van die primêre verspreidingsvlakke na die gepaste gebruikspantings vir eindgebruikers te verlaag. Hul korrekte funksionering is krities vir die handhawing van 'n stabiele en doeltreffende kragnetwerk. Hierdie artikel gaan in op twee essensiële aspekte van die assessering van verspreidingstransformateurs: termiese prestasie-toetsing en meganiese prestasie-toetsing, terwyl dit ook ondersoek hoe diensonderbreking voorkom kan word en hoe spandingsvariasies bestuur kan word.

Termiese Prestasie-Toetsing van Verspreidingstransformateurs

Die Betekenis van Termiese Inspeksie

Verspreidingstransformateurs genereer hitte tydens operasie. Hitte word hoofsaaklik veroorsaak deur winding-verliese en kern-histerese binne hierdie transformateurs. Ongekontroleerde hitte-akkumulasie in transformateurs kan lei tot die degradasie van isolasie, versnel die ouderdomsproses van die transformateurs, en stel 'n beduidende risiko van katastrofiese foute voor. Reguleuse termiese inspeksies van transformateurs is dus van uiterste belang. Hierdie inspeksies, wat temperatuur-monitering en warmteplek-deteksie in transformateurs insluit, funksioneer as vroeë waarskuwingstelsels. Deur termiese anomalië in transformateurs vinnig te identifiseer, kan tegnici afbreekings voorkom en verseker dat daar ononderbroke kraglewering deur die verspreidingsnetwerk plaasvind.

Kern Termiese Toetskomponente vir Transformateurs

Verskeie toetse vorm die basis van termiese prestasie-inspeksies vir verspreidingstransformateurs:

• Temperatuurstyg-toets: 'n Fundamentele inspeksie vir transformateurs, hierdie toets meet die temperatuurstyg in die windings en olie van transformateurs onder gerateerde belasting. Afwyking van die vestigde standaarde in transformateurs signaliseer potensiële probleme soos ondoeltreffende koeling of interne weerstand-probleme. Sulke bevindings roep 'n nader inspeksie van komponente soos koelventilatore, vinne, of koelvloeistofvlakke in transformateurs op.

• Termiese Beeldvorming-inspeksie: Infrarood-kameras word in hierdie nie-invasiewe inspeksietegniek vir transformateurs gebruik. Hulle maak 'n kaart van die oppervlakte-temperature van transformateurs, wat verborge warmteplekke, wat moontlik as gevolg van los verbindinge of geblokkeerde dukke binne die transformateurs, beskyn. Dit maak gerigte herstelle in transformateurs moontlik voordat isolasie-skade plaasvind.

• Olietemperatuuranalise: Monsters neem en toets die viskositeit en suurinhoud van die transformateur-olie gee insig in die termiese spanningvlakke wat deur die transformateurs ervaar word. Verhoogde suurheid in die olie van transformateurs dui op oormaatlike verhitting, wat 'n inspeksie van die hittesbronne en koel-meganismes binne die transformateurs teweegbring.

Inspeksie Protokolle en Standaarde vir Transformateurs

Standaarde soos IEEE C57.12.90 en IEC 60076 beveel sistematiese termiese inspeksies van transformateurs aan. Tydens toetsing simuleer tegnici volbelastings-toestande op die transformateurs terwyl hulle temperatuur-gradiënte naby moniteer. Byvoorbeeld, 'n temperatuurstyg-inspeksie in transformateurs vereis dat die transformateurs vir 'n aantal ure gestabiliseer word voordat lesings geneem word. Gedetailleerde dokumentasie van elke inspeksie van transformateurs, insluitend ambiënte toestande, toetsduur, en termiese profiele, maak trend-analise van die transformateurs oor tyd moontlik.

Frekwensie en Aangepaste Strategieë vir Transformateurinspeksies

Die frekwensie van termiese inspeksies vir transformateurs hang af van verskillende faktore soos belastingsvariasie en omgewings-toestande. Verspreidingstransformateurs in stedelike areas met fluktuërende belastings mag maandelikse inspeksies vereis, terwyl dié in plattelandareas met kwartaal-wysige kontroles kan volstaan. In warm klimae word die intervalle tussen termiese inspeksies van transformateurs verkort om die effekte van hitte-spanning te betrek. Geavanceerde monitoresisteme maak nou kontinue termiese inspeksies van transformateurs moontlik via ingeboude sensore, wat real-time data van die transformateurs na beheersentra transmeer.

Oorkom Inspeksie Uitdagings in Transformateurs

Termiese inspeksies van transformateurs staan voor sekere uitdagings. Notabel, vals-positiewe kan weens tussentydse belastingspieke in transformateurs voorkom. Om dit te verminder, koppel tegnici termiese data met elektriese parameters, soos belastingsstrome in transformateurs. Daarbenewens, toegang tot swaar-te-reik komponente, soos interne windings in transformateurs, vereis gespecialiseerde kennis. Sommige inspeksies van transformateurs vereis olie-aflating, wat strikte veiligheidsprotokolle benodig. Reguliere kalibrasie van termiese sensore in transformateurs verseker akkurate inspeksieresultate.

Integrering van Termiese Inspeksie met Transformateur Onderhoud

Termiese inspeksies van transformateurs funksioneer as 'n brug tussen data-insameling en onderhoudbewerkings. 'n Alomvattende inspeksierapport van transformateurs, wat warmteplekke, koel-onbevoegdhede, of olie-degenerasie in transformateurs vlag, lewer onmiddellike intervensies. Byvoorbeeld, as 'n termiese beeldvorming-inspeksie 'n geblokeerde koelvin in 'n transformateur onthul, word skoonmaak of vervanging 'n prioriteit. Deur termiese inspeksies in die voorsorg-ondershedule van transformateurs te integreer, kan operators die lewenspanne van die transformateurs verleng en kragnetwerk-kwetsbaarhede verminder.

Meganiese Prestasie-Toetsing van Verspreidingstransformateurs

Die Noodsaaklikheid van Meganiese Inspeksie vir Transformateurs

Verspreidingstransformateurs word gedurende hul lewenssiklus blootgestel aan meganiese spansinge. Elektriese foute kan intense elektromagnetiese kragte genereer wat die windings van die transformateurs kan vertrooi. Daarbenewens, seismiese aktiwiteit of ruwe hanteer tydens vervoer kan interne komponente van die transformateurs skade. Reguleuse meganiese inspeksies, wat van visuele kontroles tot dinamiese toetsing van die transformateurs strek, is noodsaaklik vir die opsporing van versteekte defekte. Deur meganiese swakpunte vroeg in die transformateurs te identifiseer, kan operators teen plotselinge afbreekings beskerm wat die kragtoelewing kan verstoer en die algehele infrastruktuur wat op hierdie transformateurs vertrou, kan bedreig.

Kern Meganiese Toetskomponente vir Transformateurs

Verskeie toetse is integraal deel van meganiese prestasie-inspeksies van verspreidingstransformateurs:

• Kortsluit Impuls-toets: Hierdie inspeksie simuleer foute-toestande om die vermoë van die transformateurs om elektromagnetiese kragte te weerstaan, te assesseer. Afwykings in impedansie of winding-verskuiwing in die transformateurs signaliseer meganiese spanning, wat 'n inspeksie van klampstrukture en ondersteuningsramme binne die transformateurs teweegbring.

• Vibrasie Analise-inspeksie: Sensore word gebruik om vibrasies tydens die operasie van die transformateurs te moniteer. Abnormale frekwensies wat in die transformateurs opgespoor word, dui op probleme soos losdele, mislyne kerne, of beskadigde koelventilatore. Hierdie nie-invasiewe inspeksiemetode help tegnici meganiese probleme in die transformateurs te identifiseer en te herstel voordat hulle escaleer.

• Meganiese Impak-toets: Toegepas tydens die vervaardigingsproses of na die vervoer van die transformateurs, evalueer hierdie toets die veerkrag van die transformateurs teen skokke. Val-toetse of seismiese simuleringe open blootstellen kwetsbaarhede in komponente soos die tank, bushings, of terminalverbindings van die transformateurs, wat inspeksies van kritiese gewrigte teweegbring.

Inspeksie Protokolle en Standaarde vir Transformateurs

Standaarde soos IEEE C57.12.90 en IEC 61378 beveel streng meganiese inspeksies van transformateurs aan. Tydens toetsing, volg tegnici presiese prosedures. Byvoorbeeld, kortsluit-toetse in transformateurs vereis gekontroleerde stroom-injeksies terwyl die meganiese reaksies van die transformateurs naby moniteer word. Gedetailleerde dokumentasie van elke inspeksie van die transformateurs, insluitend toetsparameters, waargenome vervormings, en herstelbevels, bou 'n historiese rekord vir toekomstige analise van die transformateurs.

Frekwensie en Kontekstuele Aanpassing vir Transformateurinspeksies

Die frekwensie van meganiese inspeksies vir transformateurs varieer op grond van gebruikstoestande. Verspreidingstransformateurs in aardbewegings-prone areas mag kwartaal-wysige vibrasie-inspeksies ondergaan, terwyl dié in stabiele omgewings met jaarlikse kontroles kan volstaan. Nuut geïnstalleerde transformateurs ontvang dikwels onmiddellike post-transport-inspeksies om hul integriteit te verifieer. Geavanceerde monitoresisteme maak nou kontinue meganiese inspeksies van transformateurs moontlik via ingeboude spanningsmetings en versnellingmetings.

Oorkom Inspeksie Uitdagings in Transformateurs

Meganiese inspeksies van transformateurs het hul eie kompleksiteite. Die opsporing van interne skade sonder om die transformateurs te demontereen, is 'n beduidende hindernis. Sommige inspeksies, soos ultraklank-toetsing vir versteekte barste in die transformateurs, vereis gespecialiseerde kennis. Daarbenewens, die onderskeiding van normale sleet van abnormal degenerasie in die transformateurs vereis ervaring. Om hierdie uitdagings te aanspreek, kombineer tegnici verskeie inspeksiemetodes, soos vibrasie-analise met visuele inspeksies, en maak hulle gebruik van historiese data vir vergelykende assesseringe van die transformateurs.

Integrering van Meganiese Inspeksie met Transformateur Onderhoud

Meganiese inspeksies van transformateurs funksioneer as 'n kardinale skakel tussen diagnose en aksie. 'n Alomvattende inspeksierapport van die transformateurs, wat probleme soos los bout, verfrommelde windings, of beskadigde ondersteunings vlag, bepaal dringende herstelle of komponentvervanging. Byvoorbeeld, as 'n vibrasie-inspeksie 'n mislyne kern in 'n transformateur onthul, word herlyning en herverseker 'n topprioriteit. Deur meganiese inspeksies in die voorsorg-ondershedule van die transformateurs te integreer, kan operators die lewenspanne van die transformateurs verleng en kragnetwerk-bestaanbaarheid versterk.

Voorkoming van Diensonderbreking in Verspreidingstransformateurs

Hoe Transformateurs, Sekundaries, en Vuses Werk

Verspreidingstransformateurs verlaag die spanting van die verspreidings- of primêre voederpanting na die gebruikspanting. Hulle is verbonden aan die primêre voeder, sub-voeders, en laterale deur primêre vuses of gefuseerde afsnyders. Die primêre vus ontkoppel sy geassosieerde verspreidingstransformator van die primêre voeder wanneer 'n transformator-fout of laag-impedansie sekundêre-sirkelfout voorkom. Gefuseerde afsnyders, wat normaalweg gesluit is, bied 'n gemaklike manier om klein verspreidingstransformateurs vir inspeksie en onderhoud te ontkoppel.

Voldoende oorbelastingbeskerming van 'n verspreidingstransformator kan nie net met 'n primêre vus bereik word nie. Dit is as gevolg van die verskil in die vorm van sy stroom-tydskurve en die veilige stroom-tydskurve van 'n verspreidingstransformator. As 'n klein genoeg vus gebruik word om volledige oorbelastingbeskerming vir die transformator te bied, word baie van die waardevolle transformator oorbelastingskapasiteit verloor omdat die vus vroeg spring. So 'n klein vus spring ook dikwels onnodig op stroompieke. Dus, moet 'n primêre vus op grond van slegs kortsluitbeskerming gekies word, met sy minimum springstroom gewoonlik meer as 200% van die volle belastingsstroom van sy geassosieerde transformator.

Verspreidingstransformateurs wat aan oorligte openbedrading-voeders gekoppel is, word dikwels blootgestel aan ernstige blikseminval. Om isolasie-afbraak en transformator-foute as gevolg van bliksem te minimeer, word bliksem-afleiders algemeen met hierdie transformateurs gebruik.

Die sekundêre leidings van 'n verspreidingstransformator is tipies stevig verbonden aan radiale sekundêre sirkels, waarvan kliëntdiens-tappe geneem word. Dit beteken dat die transformator geen beskerming het teen oorbelasting en hoë-impedansie foute op sy sekundêre sirkels nie. Relatief min verspreidingstransformateurs word deur oorbelasting verbrand, hoofsaaklik omdat hulle dikwels nie volledig tot hul oorbelastingskapasiteit gebruik word nie. 'n Ander faktor wat bydra tot die lae aantal oorbelasting-gerelateerde foute, is die gereelde belastingsnavorsings en korrigerende maatreëls wat voordat gevaarlike oorbelastings plaasvind, geneem word. Echter, hoë-impedansie foute op hul sekundêre sirkels veroorsaak waarskynlik meer verspreidingstransformator-foute as oorbelasting, veral in areas met swak boomtoestande.

Vuses in die sekundêre leidings van verspreidingstransformateurs is net so min effektief in die verbranding van transformateurs te voorkom as primêre vuses, om soortgelyke redes. Die regte manier om voldoende beskerming vir 'n verspreidingstransformator teen oorbelasting en hoë-impedansie foute te verkry, is deur 'n skakelaar in die sekundêre leidings van die transformator te installeer. Die trippingskurwe van hierdie skakelaar moet regtig gecoördineer wees met die veilige stroom-tydskurve van die transformator. Die primêre vus moet ook met die sekundêre skakelaar gecoördineer wees sodat die skakelaar op enige stroom wat deur dit kan vloei, voor die vus beskadig word, trippie.

Foute op 'n kliëntdiens-verbinding van die sekundêre sirkel na die diensskakelaar is uiterst selde. Dus, is die gebruik van 'n sekundêre vus by die punt waar die diens-verbinding op die sekundêre sirkel tapp, nie ekonomies regverdig nie, behalwe in ongewone gevalle soos groot dienste van ondergrondse sekundêre sirkels.

Oorwegings oor Spandingsvariasie

Gaan uit van 'n maksimum spandingsvariasie van ongeveer 10% by enige kliëntdiens-skakelaar, kan die verdeeling van hierdie val onder die verskillende dele van die stelsel, by volle belasting, ongeveer as volg wees:

• 2% spandingsvariasie in die primêre voeder tussen die eerste en laaste transformateurs

• 2.5% spandingsvariasie in die verspreidingstransformator

• 3% spandingsvariasie in die sekundêre sirkel

• 0.5% spandingsvariasie in die kliëntdiens-verbinding

Die feit dat die spanting by die primêre van die eerste verspreidingstransformator gewoonlik nie presies gehandhaaf kan word nie, verduidelik die ander 2%.

Hierdie syfers is tipies vir oorligte stelsels wat woonlaste voorsien. Echter, dit kan beduidend verskil in ondergrondse stelsels waar kabelsirkels en groot verspreidingstransformateurs gebruik word, of wanneer industriële en kommersiële laste voorsien word.

Die ekonomiese grootte van die verspreidingstransformator en sekundêre-sirkel kombinasie vir enige uniforme lastdigtheid en boukonstruksie, by spesifieke markpryse, kan maklik bepaal word eenmaal die totale toegelaatbare spandingsval in hierdie twee dele van die stelsel vasgestel is. As die transformator te groot is, sal die sekundêre sirkel koste en totale koste te hoog wees. Omgekeerd, as die transformator te klein is, sal die transformator koste en totale koste te hoog wees.

Behandeling van Lastverandering in Transformateurs

Soos in enige ander deel van die verspreidingsstelsel, moet lastverandering of lastgroei in verspreidingstransformateurs en sekundêre sirkels oorweeg en beplan word. Verspreidingstransformateurs en sekundêre sirkels word nie net geïnstalleer om die lase wat bestaan op die tydstip van installasie, te bedien nie, maar ook om 'n mate van toekomstige lase te akkommodeer. Echter, dit is nie ekonomies om te veel toelating te maak vir groei nie.

Wanneer 'n verspreidingstransformator gevaarlik oorbelaa word, kan dit vervang word deur een van die volgende groter grootte indien die stroomdragvermoë van die sekundêre sirkel en die algehele spandingsregulerings toelaat. Indien nie, kan 'n ander transformator van ongeveer dieselfde grootte tussen die oorbelaste transformator en die naasliggende een geïnstalleer word. Dit behels die verwydering van las van die oorbelaste transformator deur deel van sy sekundêre sirkel en geassosieerde las aan die nuwe transformator te koppel. Dit verminder ook die las op die sekundêre sirkel van die oorbelaste transformator en verbeter die algehele spandingsregulerings. In areas met redelik uniforme las, kan transformators relatief vinnig aan beide kante van die oorbelaste transformator geïnstalleer moet word om bevredigende spandingsomstandighede te handhaaf en oorbelasting van dele van die sekundêre sirkel te voorkom. Dieselfde resultaat kan ook behaal word deur 'n nuwe transformator te installeer en die oorbelaste transformator te herposisioneer sodat dit in die middel van sy verkorte sekundêre sirkel voorsien.

Transformateurbanking vir Verbeterde Diens

Met verspreidingstransformateurs en sekundêre sirkels gerangskik soos in die tipiese radiale konfigurasie, word enige een las slegs deur een transformator en in slegs een rigting oor die sekundêre sirkel versuplieë. As gevolg hiervan kan 'n plotselinge las, soos wanneer 'n motor gestart word, op 'n kliëntdiens ligflakker op ander kliëntdiense wat deur dieselfde transformator gevoorsien word, veroorsaak. Die toenemende gebruik van motor-aangedrewe toestelle in woonareas lei tot 'n beduidende aantal ligflakker-klae. In sommige areas kan ligflakker, eerder as spandingsregulerings, die bepalende faktor in die grootte en rangskikking van transformateurs en sekundêre sirkels wees.

Die banking van verspreidingstransformateurs is gewoonlik die beste en mees ekonomiese manier om ligflakker te verbeter of te vermy. Transformateurbanking beteken parallelle op die sekundêre kant van 'n aantal transformateurs, alle gekoppel aan dieselfde primêre sirkel. Die sekundêre sirkel-rangskikking in 'n bankgedeelde transformateuropstelling kan verskeie vorme aanneem, soos loops of roosters soos in 'n sekundêre-netwerkstelsel gebruik. Echter, bankgedeelde transformateurs, wat gekoppel is aan en gevoorsien word oor 'n enkele radiale-primêre voeder, is 'n vorm van radiale verspreidingsstelsel, anders as 'n sekundêre-netwerk loop of rooster wat oor twee of meer primêre voeders gevoorsien word en baie groter diensbetroubaarheid bied.

Die omskakeling van die gewone radiale sekundêre sirkel-rangskikking na die bankgedeelde transformateuropstelling kan gewoonlik eenvoudig en goedkoop deur die opening van die gaps tussen die radiale sekundaries van 'n aantal transformateurs wat met dieselfde primêre voeder geassosieer is, en die installasie van die regte primêre en sekundêre vuses, gedoen word.

Beskerming in Transformateurbanking

Twee groot vorme van beskerming is gebruik wanneer transformateurs gebank word. Die eerste rangskikking, wat waarskynlik die oudste en mees algemene is, behels die verbind van die verspreidingstransformateurs aan die primêre voeder deur primêre vuses of gefuseerde afsnyders. Hierdie vuses moet slegs op 'n fout in hul geassosieerde transformator spring. Al die transformateurs is aan die gemeenskaplike sekundêre sirkel gekoppel deur sekundêre vuses, waarvan die doel is om 'n foutieve transformator van die sekundêre sirkel te ontkopple. Die grootte van die sekundêre vus moet so wees dat dit op 'n primêre fout tussen sy transformator en die geassosieerde primêre vus spring. Foute op die sekundêre sirkel word normaalweg verwag om self klaar te brand. Om die frequente spring van sekundêre vuses op sekundêre-sirkelfoute te voorkom, moet hierdie vuses relatief lange springtye op alle foutstrome hê, maar nie so lang dat dit faal om 'n mate van beskerming vir die transformateurs teen sekundêre foute wat nie vinnig klaar brand nie, te bied nie.

Die gebruik van 'n sekundêre skakelaar met regte stroom-tydkenmerke is voorkeurlik bo sekundêre vuses wanneer transformateurs gebank word, aangesien dit groter beskerming vir die transformator teen oorbelasting en hoë-impedansie foute bied. Die sekundêre vuses of skakelaars moet minder tyd neem om oop te gaan as die primêre vuses op enige moontlike stroom om die spring van primêre vuses op 'n sekundêre fout te verhoed.

'n Transformatorfout word deur die transformator se primêre en sekundêre vuses geklaar sonder diensonderbreking. Die meeste sekundêre foute klaar vinnig, maar wanneer 'n sekundêre fout voortduur, kan verskeie of al die sekundêre vuses spring en sommige transformateurs kan verbrand raak. Ervaring wys dat met sorgvuldige studie van verwagte foutstrome en regte keuse van primêre en sekundêre vuses, hierdie