H59/H61-transformerfeilanalyse og beskyttelsesforanstaltninger

1.Årsaker til skader på landbrukets H59/H61 oljeinnehavende distribusjonstransformatorer

1.1 Isolasjonskader
Landbruksforsyningen bruker ofte et blandingssystem på 380/220V. På grunn av den høye andelen enefasebelastede, opererer H59/H61 oljeinnehavende distribusjonstransformatorer ofte under betydelig ubalansert trefasebelastning. I mange tilfeller overstiger graden av trefasebelastningsubalans langt grensene som er tillatt i driftsreglene, noe som fører til forhastet aldring, forverring og til slutt tap av vindingsisolasjon, og dermed utbrenning.

Når H59/H61 oljeinnehavende distribusjonstransformatorer opplever langvarig overlast, feil på lavspenningsiden, eller plutselige store økninger i belastning, og det er ikke installert beskyttelsesmekanismer på lavspenningsiden—mens høyvoltage-side fallut-fuse ikke fungerer raskt (eller i det hele tatt)—må transformatorer bære feilstrømmer langt over deres nominelle strøm (noen ganger flere ganger verdien) i lengre perioder. Dette resulterer i en brå temperaturstigning, som forsterker isolasjonsaldring og til slutt fører til utbrenning av vindinger.

Etter langvarig drift, aldrer, sprukker og mister effektiviteten seglerkomponenter som gummi-kuler og klemmer i H59/H61 oljeinnehavende distribusjonstransformatorer. Hvis dette ikke oppdages og byttes ut i tide, kan det føre til oljelekkasje og nedgang i olnivå. Fuktighet fra luften kommer da inn i isoleringsoljen i store mengder, noe som dramatisk reduserer dens dielektriske styrke. Under alvorlige oljemangelforhold kan spenningskontaktoren bli utsatt for luft, absorbere fuktighet, og forårsake utslipp eller kortslutning, med utbrenning av transformator som resultat.

Ufullstendige produksjonsprosesser—som utilstrekkelig vernisimpregnering mellom vindingslag (eller dårlig kvalitet isoleringsverniss), utilstrekkelig tørking, eller ureliable vindingsforbindelse svelling—laster igjen skjulte isolasjonsdefekter i H59/H61 oljeinnehavende distribusjonstransformatorer. I tillegg, under kommisjonering eller vedlikehold, kan substandard isoleringsolje bli tilsatt, eller fuktighet og forurensninger kan komme inn i oljen, noe som forverrer oljekvaliteten og reduserer isolasjonens styrke. Over tid kan dette føre til isolasjonsnedbrytning og utbrenning av H59/H61 oljeinnehavende distribusjonstransformator.

1.2 Overvoltage
Jordmotstand for lynbeskyttelse oppfyller ikke de nødvendige standardene. Selv om den var i samsvar ved kommisjonering, kan korrosjon, oksidasjon, brudd eller dårlig svelling av jordsystemets stålkomponenter over tid føre til en dramatisk økning i jordmotstand, noe som resulterer i skade på transformator under lynnedslag.

Utenriktet lynbeskyttelse er vanlig: mange landbrukshusholdnings H59/H61 oljeinnehavende distribusjonstransformatorer er utstyrt med bare ett sett høyvoltage-side lynovertrykkdempere. Siden landbruksstrømsystemer nesten utelukkende bruker Yyn0-tilkoblede transformatorer, kan lynnedslag inducere både fremover og bakovertransformerte overvoltage. Uten lynovertrykkdempere på lavspenningsiden, øker disse overvoltage risikoen for transformatorskade betydelig.

Det landlige 10kV strømsystemet har en relativt høy sannsynlighet for ferroresonans. Under resonanse-overvoltage-hendelser, skyter primærside-strømmen i H59/H61 oljeinnehavende distribusjonstransformatorer skarpt, noe som potensielt kan føre til utbrenning av vindinger eller bushing flashover—og selv eksplosjon.

1.3 Tunge driftsbetingelser
Under sommerens høye temperaturperiode eller når H59/H61 oljeinnehavende distribusjonstransformatorer opererer kontinuerlig under overlast, stiger oljetemperaturen unødig. Dette forverrer alvorlig varmeavledning, fremskynder isolasjonsaldring, forverring og tap, og forkorter til slutt transformatorens levetid.

1.4 Ukorrekt tapendringsoperasjon eller dårlig kvalitet
Landbrukselektriske belastninger er spredte, høyst sesongmessige, med store topp-dal forskjeller og lange lavspenningslinjer, noe som resulterer i betydelige spenningsfluktueringer. Som et resultat justerer landbrukselektrikere ofte manuelt tapendringene på H59/H61 oljeinnehavende distribusjonstransformatorer. De fleste av disse justeringene følger ikke foreskrevne prosedyrer, og etter justering måles sjeldent DC-motstandverdiene for hver fase og sammenlignes før re-energizing. Derfor lider mange transformatorer av uriktig plasserte tapendringer eller dårlig kontakt, noe som fører til en skarp økning i kontaktmotstand og utbrenning av tapendringen.

Dårlig kvalitet tapendringer—med utilstrekkelig kontakt mellom statiske og bevegelige kontakter, eller misfasede eksterne posisjonsindikatorer mot faktiske interne posisjoner—kan føre til utslipp eller kortslutning etter energiforsyning, med til slutt ødelegging av tapendringen eller enda verre, hele vindingen.

1.5 Transformer kjernegrunnproblemer
På grunn av innebygd kvalitetsproblemer i H59/H61 oljeinnehavende distribusjonstransformatorer, aldrer isoleringsvernissen mellom silisiumstål-laminater over tid eller forverres for tidlig av andre årsaker, noe som fører til flerpunktsgjøring av kjernen og skade som følge.

1.6 Prolonged Overload Operation
Med utviklingen av det landlige økonomien, har elektrisitetsbehovet økt dramatisk. Imidlertid har nye H59/H61 oljeinnehavende distribusjonstransformatorer ikke blitt installert på tide, og eksisterende enheter har ikke blitt erstattet med modeller med større kapasitet. Dette fører til at nåværende transformatorer opererer under kronisk overlast. Kombinert med den høye andelen enefasebelasted i landlige områder—som hindrer balansert trefase-belasting—opplever en fase ofte alvorlig langvarig overlast, og nøytralstrøm overstiger tillatte grenser betydelig. Disse vilkårene fører til slutt til utbrenning av H59/H61 oljeinnehavende distribusjonstransformator.

2. Tiltak
I henhold til relevante forskrifter må hver H59/H61 oljeendempet fordeltransformator være utstyrt med tre grunnleggende beskyttelser: mot lyn, kortslutning og overbelastning. Lynbeskyttelse krever at det er surgebrytere både på høy- og lavspennssiden, med foretrukket bruk av sinkoksid (ZnO) brytere. Kortslutnings- og overbelastningsbeskyttelsen skal vurderes separat: høyspenningssvingbrytere skal hovedsakelig beskytte mot interne kortslutninger, mens overbelastninger og kortslutninger i lavspenningsledningen skal håndteres ved hjelp av lavspenningsbrytere eller sikringer installert på lavspennssiden.

Under drift skal klippamper regelmessig brukes til å måle trefase belastningsstrømmer og sjekke om ubalansen er innenfor reguleringsgrensene. Hvis ubalansen overstiger tillatte verdier, må lasten umiddelbart omdistribueres for å bringe den tilbake innenfor grensene.

Rutineinspeksjoner av H59/H61 oljeendempet fordeltransformatorer må gjennomføres ifølge forskrifter, med kontroll av oljefarge, oljenivå og oljetemperatur for normalitet samt leting etter oljelas. Overflater av busser skal undersøkes for flashover eller slagsparkemerker. Eventuelle unormaliteter må behandles umiddelbart. Transformatorens ytre, spesielt busser, skal rengjøres periodisk for å fjerne smuss og forurensninger.

Før årets tordenperiode, må høy- og lavspenningsurgebrytere og jordkonduktorer undergå grundig inspeksjon. Ikke-konformistiske brytere må erstattes. Jordkonduktorer må ikke ha brudd, dårlige sveiser eller sprang. Aluminiumstrikk kan ikke brukes; i stedet skal jordkonduktorer være laget av rundt stål med diameter 10–12 mm eller fladt stål 30×3 mm.

Jordmotstand må testes årlig under tørr vinterveir (etter minst en uke med ubrudt klarvær). Ikke-konformistiske jordsystemer må rettes opp. Når transformatorens terminalstuder kobles til ledninger på høy- og lavspennssiden, må koblingsklemmer eller -klammer av kopper-aluminium brukes. Før kobling, må kontaktflater av disse klemmene poleres med No. 0 sandpapir og dekket med en passende mengde ledirfett.

Skruoperasjoner på H59/H61 oljeendempet fordeltransformatorer må strengt følge forskrifter. Etter justering, må ikke transformatoren umiddelbart settes i drift igjen. I stedet må DC-motstandsmålinger for alle faser før og etter operasjonen sammenlignes ved hjelp av en Wheatstonebro. Hvis ingen betydelige endringer observeres, må fase-fase- og linje-linje DC-motstandsverdier etter operasjon sammenlignes: fasen avvik må ikke overstige 4%, og linjeavvik må være mindre enn 2%. Hvis disse kriteriene ikke er oppfylt, må årsaken identifiseres og rettet. Bare etter at disse kravene er oppfylt, kan H59/H61 oljeendempet fordeltransformator settes i drift igjen.