Анализ на дефекти и мерки за защита на трансформатор H59/H61
1. Причини на повредата на H59/H61 маслонапълнените трансформатори за разпределение в селското стопанство
1.1 Повреда на изолацията
Селското електропитане често използва система с 380/220V. В резултат на високия процент на еднофазни навеси, H59/H61 маслонапълнените трансформатори за разпределение често функционират при значително несбалансирано трьохфазно бреме. В много случаи степента на несбалансираност на трьохфазното бреме превишава допустимите граници, което води до преждевременно стареене, влошаване и окончателна повреда на изолацията на обмотките, довеждайки до изгаряне.
Когато H59/H61 маслонапълнените трансформатори за разпределение са подложени на продължително прекомерно бреме, дефекти на нисконапълнената страна или внезапно увеличение на бремето, а на нисконапълнената страна не са инсталирани защитни устройства—а падащите предпазители на високонапълнената страна не реагират навременно (или изобщо)—трансформаторите са принудени да носят дефектни токове, които надвишават техния номинален ток (понякога няколко пъти по-големи от номиналната стойност) за дълги периоди. Това води до остър температурен скачок, ускорявайки стареенето на изолацията и окончателно изгарянето на обмотките.
След продължителна работа, компонентите за затваряне като каучукови гуми и прокладки в H59/H61 маслонапълнените трансформатори за разпределение стареят, пукат и губят своята ефективност. Ако не са открити и заменени навреме, това води до протичане на масло и спадане на нивото му. Водата от въздуха тогава влизат в изолационното масло в големи количества, драстично намалявайки неговата диелектрична сила. В сериозни условия на недостиг на масло, регулиращият ключ може да остане без покритие, абсорбира вода и причини разряд или кратно съединение, изгаряйки трансформатора.
Недостатъчни производствени процеси—като непълно наситяване с лак между слоевете на обмотките (или лошо качество на изолационния лак), недостатъчен изсушаване или ненадеждно сваряване на връзките на обмотките—оставят скрити дефекти на изолацията в H59/H61 маслонапълнените трансформатори за разпределение. Освен това, при включване или поддръжка, може да бъде добавено подобно изолационно масло, или влагата и замърсенията могат да влязат в маслото, влошавайки качеството му и намалявайки силата на изолацията. С времето, това може да доведе до пробив на изолацията и изгарянето на H59/H61 маслонапълнения трансформатор за разпределение.
1.2 Преизправление
Съпротивлението на заземяването за защита от мълнии не отговаря на необходимите стандарти. Дори ако беше в съответствие при пускането, корозията, оксидирането, разрушаването или лошото сваряване на сталните компоненти на системата за заземяване с времето могат да доведат до драматично увеличение на съпротивлението на заземяването, което води до повреда на трансформатора при удари на мълнии.
Неправилна конфигурация на защитата от мълнии е обикновена: много селски H59/H61 маслонапълнени трансформатори за разпределение са оборудвани само с един комплект високонапълнени преизправни ограничители на високонапълнената страна. Тъй като селските електросистеми почти изключително използват Yyn0-свързани трансформатори, удари на мълнии могат да индуцират както напред, така и обратно преобразуване на преизправления. Без преизправни ограничители на нисконапълнената страна, тези преизправления значително увеличават риска от повреда на трансформатора.
В селската 10kV електросистема има относително висока вероятност за ферорезонанс. По време на резонансни преизправления, первичният ток на H59/H61 маслонапълнените трансформатори за разпределение се увеличава рязко, потенциално изгарящ обмотките или причинявайки пробив на изолаторите—дори и експлозия.
1.3 Жестоки условия на работа
По време на горещите летни периоди или когато H59/H61 маслонапълнените трансформатори за разпределение работят постоянно при прекомерно бреме, температурата на маслото се увеличава прекомерно. Това сериозно влошава разпространяването на топлина, ускорява стареенето, влошаването и повредата на изолацията, и окончателно съкращава срока на служба на трансформатора.
1.4 Неправилна работа на регулиращия ключ или лошо качество
Селските електрически навеси са разпръснати, силно сезонни, с големи разлики между връх и долна точка и дълги нисконапълнени линии, което води до значителни колебания на напрежението. В резултат, селските електромеханици често ръчно регулират регулиращите ключове на H59/H61 маслонапълнените трансформатори за разпределение. Повечето от тези регулировки не следват предписаните процедури, и след регулировката, се измерват рядко и се сравняват DC съпротивленията на всяка фаза преди повторно включване. В резултат, много трансформатори страдат от неправилно позиционирани регулиращи ключове или лош контакт, причинявайки рязко увеличение на контактното съпротивление и изгарянето на регулиращия ключ.
Регулиращи ключове с лошо качество—с недостатъчен контакт между неподвижните и подвижните контакти, или несъответствие между външните указатели на позиция и фактическите вътрешни позиции—могат да причинят разряд или кратно съединение след включване, водейки до разрушаване на регулиращия ключ или дори на цялата обмотка.
1.5 Проблеми с заземяването на ядрото на трансформатора
В резултат на вродени проблеми с качеството, изолационният лак между пластинките от силиконово желязо в H59/H61 маслонапълнените трансформатори за разпределение старее с времето или се влошава преждевременно поради други причини, причинявайки многоточково заземяване на ядрото и довеждайки до повреда.
1.6 Продължителна работа при прекомерно бреме
С развитието на селската икономика, потребността в електроенергия е нараснала драстично. Обаче, нови H59/H61 маслонапълнени трансформатори за разпределение не са били навременно инсталирани, нито съществуващите единици са били заменени с модели с по-голяма капацитет. В резултат, съществуващите трансформатори работят при хронично прекомерно бреме. Комбинирано с високия процент на еднофазни навеси в селските райони—които не позволяват сбалансирано трьохфазно бреме—една фаза често изпитва сериозно дълготрайно прекомерно бреме, и токът в нейтралната линия надвишава допустимите граници. Тези условия окончателно довеждат до изгарянето на H59/H61 маслонапълнения трансформатор за разпределение.
2. Контрмери
Според съответните разпореждания, всеки H59/H61 маслоизпълнен разпределителен трансформатор трябва да е оборудван с три основни защити: против мълнии, краткосвърз и прекомерна натовареност. Защитата от мълнии изисква присъствие на ограничители на перепада на напрежението както на високоволтовата, така и на нисковолтовата страна, като се предпочитат ограничителите от цинк-оксид (ZnO). Защитата от краткосвърз и прекомерна натовареност трябва да бъде разглеждана отделно: високоволтовите падащи предпазни устройства трябва в основния си обем да защитават от вътрешни краткосвързи, докато прекомерната натовареност и краткосвързите на нисковолтовата линия трябва да бъдат обработвани от нисковолтови автоматични предпазни устройства или предпазни устройства, инсталирани на нисковолтовата страна.
По време на експлоатацията, трябва редовно да се използват клещови амперметри за измерване на теченията на трифазната натовареност и проверка дали несъответствието остава в рамките на регулаторните граници. Ако несъответствието надхвърли допустимите стойности, трябва незабавно да се извърши преразпределение на натовареността, за да се възстанови съответствието.
Редовните проверки на H59/H61 маслоизпълнените разпределителни трансформатори трябва да се провеждат според разпорежданията, проверявайки цвета, равнището и температурата на маслото за нормалност и търсене на утечка на масло. Повърхностите на изолаторите трябва да бъдат проверени за наличие на следи от пробив или разряд. Всички аномалии трябва да бъдат коригирани незабавно. Външната повърхност на трансформатора, особено изолаторите, трябва периодично да се почиства, за да се премахнат замърсителите и контаминантите.
Преди сезонът на грози, високоволтовите и нисковолтовите ограничители на перепада на напрежението и заземящите водачи трябва да подлежат на детайлна проверка. Несъответстващите ограничители трябва да бъдат заменени. Заземящите водачи не трябва да показват разкъсани жици, слаби сварки или разцепления. Не трябва да се използва алюминиево нишало; вместо това, заземящите водачи трябва да бъдат направени от кругла стомана с диаметър 10–12 мм или плоска стомана 30×3 мм.
Заземящото съпротивление трябва да се тестира ежегодно по време на сухата зимна погода (след поне една седмица непрекъснато ясно време). Несъответстващите системи за заземяване трябва да бъдат коригирани. При свързването на контактните щифове на трансформатора с въздушните водачи на високоволтовата и нисковолтовата страна, трябва да се използват медно-алюминиеви преходни конектори или медно-алюминиеви апаратни кламери. Преди свързването, контактните повърхности на тези конектори трябва да бъдат полирани с хартия номер 0 и покрити с подходящо количество проводима мастило.
Операциите с переключвателите на H59/H61 маслоизпълнените разпределителни трансформатори трябва стриктно да следват разпорежданията. След корекцията, трансформаторът не трябва незабавно да бъде повторно включен. Вместо това, трябва да се сравнят DC съпротивленията на всички фази преди и след операцията, използвайки мост на Уитстоун. Ако не се наблюдава значителна промяна, трябва да се сравнят DC съпротивленията между фазите и линиите след операцията: разликите между фазите не трябва да надхвърлят 4%, а разликите между линиите трябва да бъдат по-малки от 2%. Ако тези критерии не са изпълнени, причината трябва да бъде установена и коригирана. Само след изпълнение на тези изисквания, H59/H61 маслоизпълненият разпределителен трансформатор може да бъде въведен обратно в експлоатация.
