H59/H61-muuntajan vika-analyysi ja suojausmenetelmät

1. H59/H61 öljyimurtuun jakaumatransformatorien vaurioituneiden syyt maataloudessa

1.1 Erityisesti eristysvauriot
Maaseudun sähköntarjoamisessa yleisesti käytetty 380/220V-sekoitusjärjestelmä johtaa usein merkittävään kolmivaiheisen kuorman epätasapainoon, koska yksivaiheisiä kuormia on paljon. Monissa tapauksissa kolmivaiheisen kuorman epätasapaino ylittää huomattavasti sallitut rajat, mikä aiheuttaa kympitse rypistymisen, heikkenemisen ja lopulta katoamisen, mikä johtaa polttoon.

Kun H59/H61 öljyimurtuun jakaumatransformatorit kokovat pitkäaikaista ylilastitusta, alavolttilaidan virhetilanteita tai äkillisiä suuria kuormituksen nousuja, ja kun alavolttilaidalla ei ole suojalaitteita – samalla kun korkeavolttilaidan tipuva sulakin epäonnistuu toimimaan oikea-aikaisesti (tai lainkaan) – transformaattorit joutuvat kuljettamaan virhevirtauksia, jotka ylittävät niiden valmistajan määrittelemän virtasuuruuden (joskus useinkertaisesti). Tämä johtaa nopeaan lämpötilan nousuun, eristyksen vanhentumisen kiihtymiseen ja lopulta kympien polttumiseen.

Pitkäaikaisen käytön myötä H59/H61 öljyimurtuun jakaumatransformatorien tiiviyskomponentit, kuten gummirengaset ja tukki, vanhenevat, hajoavat ja menettävät tehokkuuden. Jos näitä ei havaita ja vaihdeta ajalla, se johtaa öljyn vuotoon ja tasapinnan laskuun. Ilman kosteus pääsee suuren määrän sisään eristysöljyyn, mikä drastisesti vähentää sen dielektrinen kestävyys. Vakavissa öljyhäviötilanteissa kytkentävaihtaja voi altistua ilmaan, imeä sisään kosteutta ja aiheuttaa sähkökatkaisuja tai lyhyitse, mikä tuhoaa transformaattorin.

Puutteelliset valmistusprosessit, kuten epätäydellinen pinnoitushappo kympien välillä (tai huolleton laatu eristyspinnoitushappesta), riittämätön kuivatus tai epäluotettava kympien yhdisteen hitaus, jättävät piilossa eristyshäiriöitä H59/H61 öljyimurtuun jakaumatransformatorissa. Lisäksi komissionoinnin tai ylläpidon yhteydessä saattaa lisätä huolletonta eristysöljyä, tai kosteus ja kontaminaatio voivat päästä öljyyn, mikä heikentää öljyn laatua ja vähentää eristyksen vahvuutta. Ajan myötä tämä voi johtaa erityksen murroksiin ja H59/H61 öljyimurtuun jakaumatransformatorin polttumiseen.

1.2 Ylivirta
Ukkosvarannon maanjäähdytin vastus ei vastaa vaadittavia standardeja. Vaikka se olisi alussa ollut sopusointuinen, maanjäähdytysjärjestelmän teräsosien korroosit, oxidointi, katkeaminen tai huolleton hitaus voivat aiheuttaa maanjäähdytin vastuksen huomattavan kasvun ajan myötä, mikä johtaa transformaattorin vaurioitumiseen ukkosiskuissa.

Virheellinen ukkosvarannon asettaminen on yleistä: monet maaseudun H59/H61 öljyimurtuun jakaumatransformatorit on varustettu vain yhdellä sarjalla korkeavolttilaidan ukkosvarnontoja. Koska maaseudun sähköjärjestelmät käyttävät melkein yksinomaan Yyn0-kytkettyjä transformaattoreita, ukkosiskut voivat aiheuttaa sekä etu- että takasuuntainen muunnosylivirta. Ilman alavolttilaidan ukkosvarnontoja, nämä ylivirrat merkittävästi lisäävät transformaattorin vaurioitumisen riskiä.

Maaseudun 10kV-sähköjärjestelmällä on suhteellisen korkea ferroresonanssin todennäköisyys. Resonanssiylivirran aikana H59/H61 öljyimurtuun jakaumatransformatorien ensimmäisen puolen virta nousee jyrkästi, mikä voi polttaa kympit tai aiheuttaa salkun sumet – jopa räjähdystä.

1.3 Ankarat käyttöolosuhteet
Kesän kuumina aikoina tai kun H59/H61 öljyimurtuun jakaumatransformatorit toimivat jatkuvasti ylilastitettuna, öljyn lämpötila nousee liian korkeaksi. Tämä heikentää huomattavasti lämmön siirtymistä, kiihdyttää erityksen ikääntymistä, heikkenemistä ja lopulta häiriintymistä, mikä nopeuttaa transformaattorin käyttöikärajaa.

1.4 Virheellinen kytkentävaihtajan käyttö tai huolleton laatu
Maaseudun sähköntarve on hajautettua, erittäin kausivaltainen, suuri huippu-valli-eroilla ja pitkällä alavolttilaidalla, mikä johtaa merkittäviin jännitevaihteluihin. Tämän vuoksi maaseudun sähkömiehet usein manuaalisesti säätävät H59/H61 öljyimurtuun jakaumatransformatorien kytkentävaihtajia. Suurin osa näistä säädöistä ei noudata määrätyjä menettelytapoja, eikä kytkentävaihtajan asettamisen jälkeen harvoin mitata ja verrata jokaisen vaiheen DC-potentiaalin arvoja ennen uudelleen sähköistämistä. Seurauksena monet transformaattorit kärsivät väärästi asetetuista kytkentävaihtajeista tai huonoesta yhteydestä, mikä aiheuttaa yhteyden vastuksen huomattavan kasvun ja kytkentävaihtajan polttumisen.

Huolletonten kytkentävaihtajien, joilla on riittämätön yhteys staattisten ja liikkuvien kontaktien välillä, tai ulkoisten asemointi-indikaattoreiden ja todellisten sisäisten asemointien välillä, voivat aiheuttaa sähkökatkaisuja tai lyhyitse, mikä johtaa kytkentävaihtajan tuhoutumiseen tai jopa koko kympien tuhoutumiseen.

1.5 Transformaattorydin maantulevat ongelmat
H59/H61 öljyimurtuun jakaumatransformatorien sisäisten laadunongelmien vuoksi silikonteräslevyjen välissä oleva eristyspinnoitushappo vanhenee ajan myötä tai heikkenee muita syitä, mikä aiheuttaa rydystä useampi pisteksi maantuloksen ja lopulta vaurion.

1.6 Pidempiaikainen ylilastitus
Maaseudun talouden kehittymisen myötä sähköntarve on kasvanut huomattavasti. Uusia H59/H61 öljyimurtuun jakaumatransformatoreita ei ole asennettu ajoissa, eikä nykyisiä yksiköitä ole vaihdettu suurempiin kapasiteettisiin malliin. Tämän seurauksena nykyiset transformaattorit toimivat jatkuvasti ylilastitettuna. Yhden vaiheen ylilastituseen liittyvien yksivaiheisten kuormien runsaassa määrässä maaseudussa, joka estää tasapainoisen kolmivaiheisen kuorman, yksi vaihe kokee vakavan pitkäaikaisen ylilastitukset, ja neutraalijohdon virta ylittää huomattavasti sallittuja rajoituksia. Nämä olosuhteet lopulta johtavat H59/H61 öljyimurtuun jakaumatransformatorin polttumiseen.

2. Vastatoimenpiteet
Järjestelmän mukaisesti jokaisen H59/H61 öljypohjaisen jakamustransformatorin on oltava varustettu kolmella perussuojalla: salama-, lyhyyskierroksen- ja yliloaduksen suojaksi. Salamasuojaus vaatii valosulauttimia sekä korkean- että alavolttilajissa, missä prioriteettina on sinkivunoksidi (ZnO) -valosulauttimien käyttö. Lyhyyskierros- ja yliloaduksen suojausta on harkittava erikseen: korkean volttilajin pudotussulat ovat ensisijaisesti suunniteltu suojaamaan sisäisiä lyhyyskierroksia, kun taas yliloadukset ja alavolttilajin lyhyyskierrokset on käsiteltävä alavolttilajin sulkemispainikkeilla tai sulatuilla, jotka asennetaan alavolttilajille.

Toiminnassa kolmen vaiheen kuormitusvirta on mitattava säännöllisesti klemmallisilla ammetreillä, tarkistaaksemme pysyykö epätasapaino säännössä määritellyn rajan sisällä. Jos epätasapaino ylittää sallitut arvot, kuormituksen uudelleenjakaminen on tehtävä välittömästi palauttaaksemme sen sääntöjen mukaiseksi.

H59/H61 öljypohjaisten jakamustransformatorien säännölliset tarkastukset on suoritettava mukaan lukien öljyn väri, öljytaso ja öljylämpötilan normaalisuuden tarkistaminen sekä öljyn vuodon varhaisvaroituksen löytäminen. Tulehdus- tai sähköstön merkit säiliöiden pinnalla on tarkistettava. Kaikki poikkeamat on käsiteltävä välittömästi. Transformatiorakenteen ulkopuolesta, erityisesti säiliöissä, on puhdistettava säännöllisesti poistaaksemme likaa ja kontaminaatioita.

Vuoden myrskykauden aluksi korkean- ja alavolttilajin valosulauttimet sekä maanjohdot on tarkastettava huolellisesti. Epästandardit valosulauttimet on vaihdettava. Maanjohdossa ei saa olla katkeroituja kierteitä, huonosti hitaudettuja liitoskohtia tai rajoja. Alumiini Kierrätyskierrätyskiertä ei saa käyttää; sen sijaan maanjohdintekijöiden tulisi olla 10–12 mm halkaisijan pyöreä teräs tai 30×3 mm litteä teräs.

Maanjännitys on testattava vuosittain kuivana talvina (vähintään viikon jatkuvan selkeän sääolosuhteiden jälkeen). Epästandardit maanjärjestelmät on parannettava. Kun transformatiorakenteen polttimoihin yhdistetään ilmakuljetusjohtoja korkean- ja alavolttilajissa, on käytettävä kupari-alumiinit siirtymäyhteyksiä tai kupari-alumiinit laitteet. Ennen yhdistämistä, näiden yhteyksien kosketuspinnat on kiiltävä N:o 0-liikeruohoilla ja peitetty sopivalla määrällä johtoa.

H59/H61 öljypohjaisten jakamustransformatorien tapausmuuntajan toiminta on noudatettava säännöksiä. Jälkeen muutoksen, transformatori ei voi välittömästi uudelleenenergoida. Sen sijaan, kaikkien vaiheiden ennen ja jälkeen toiminnan jälkeen on verrattava Wheatstone siltaa käyttäen. Jos ei ole havaittu merkittäviä muutoksia, on verrattava toiminnan jälkeen vaiheiden ja linjojen välinen DC-vastus: vaiheiden erot eivät saa ylittää 4 %, ja linjojen erot eivät saa olla vähemmän kuin 2 %. Jos nämä kriteerit eivät täyty, on tunnistettava ja korjattava syy. Vasta sitten, kun nämä vaatimukset täyttyvät, H59/H61 öljypohjainen jakamustransformatori voidaan palauttaa palveluun.