Hvad er de metoder, der kan reducere fejlhyppigheden for udendørs strømtransformatorer

1. Forskningsgrunde og baggrund
1.1 Vigtigheden af strømtransformatorer

Strømtransformatorer spiller en rolle i strømtransformation og elektrisk isolation. De omdanner den store strøm i det primære system til en proportional lille sekundærstrøm, som leveres til måleenheder, relæbeskyttelse og automatiske enheder. I kraftsystemet er strømtransformatorernes rolle uerstattelig og spiller direkte en nøglerolle for den sikre og stabile drift af kraftnettet.

1.2 Hårdt arbejdsmiljø for udendørs strømtransformatorer

Udendørs strømtransformatorer udsættes ofte for abnorme elektriske og naturlige miljøer, hvilket betyder, at deres fejlrate er høj. På grund af de faktiske forhold er kontrollen over elektriske og naturlige miljøer begrænset. Derfor er det endnu mere nødvendigt at sikre pålideligheden af deres forbindelse i det primære system for bedre at kunne tilpasse sig miljøet.

1.3 Ufuldstændig traditionel teknologi for udendørs strømtransformatorer

For forbindelsen mellem pilehovedet på udendørs strømtransformatorer og kobberbjælker er kontaktfladen ikke tilstrækkelig. Under langvarig udendørs drift har, om forbindelsen er god og pålidelig, direkte indflydelse på linjens belastningskapacitet. En lille kontaktflade, dårlig kontakt og for høj kontaktmodstand kan føre til varmegenerering. Hvis dette ikke opdages og håndteres i tide, vil det brænde pilehovedet og den forbundne kobberbjælke. Langvarig overbelastning og for høje temperaturer kan endda brænde udendørs strømtransformatorerne.

2. Fejlstatus for strømtransformatorer i transformerstations under et bestemt eldistributionsselskabs jurisdiktion

Der er i alt fem udendørs transformerstationer under et bestemt eldistributionsselskabs jurisdiktion. Af dem har 10kV-udgangslinjer og lavspændings-siden af hovedtransformatorerne i 35kV-Transformerstation 1 og Transformerstation 2 33 tørretypede udendørs stolpestype strømtransformatorer af model LBZW - 10. Pilehovederne er skruetype, og de forbundne aluminium (kobber) bjælker fastgøres på skruerne gennem to øverst og nederst nødder. Fejl som varmegenerering ved pilehovederne og de forbundne aluminium (kobber) bjælker, og endda smeltning af aluminiumsbjælker og skade på strømtransformatorer, er forekommet mange gange.

Gennem statistisk analyse af fejl og defekter hos de vigtigste primære enheder i Transformerstation 1 i 2008, 2009 og 2010: Af de fem typer primære hovedenheder, nemlig strømtransformatorer, hovedtransformatorer, afbrydere og spændingstransformatorer, er fejlprocenten for strømtransformatorer 28%, hvilket er den højeste. Dette viser, at under samme driftsforhold er strømtransformatorer mere tilbøjelige til fejl end andre enheder. Yderligere analyse viser, at antallet af fejl i disse tre år er direkte relateret til tid. De specifikke detaljer vises i følgende tabel.

Det kan直观地从表格中看出，故障主要集中在5月至8月的汛期（尤其是6月）。三年平均每月故障次数达到1.17次，表明线路负荷越大，电流互感器越容易发生故障。 深入分析故障发生次数显示，主要故障因素为：2008年至2010年间，14次故障由电流互感器接头故障引起，2次故障由雷击等因素引起。除2008年和2009年的两次直接雷击损坏外，其他故障点均在桩头与铝（铜）排的连接处。 主要故障处理方法有：重新紧固螺丝，更换损坏的螺母和垫片；更换损坏的铝排；更换电流互感器（当桩头损坏且绝缘试验不合格时）。然而，这些方法无法从根本上消除此类故障。 ### 3. 电流互感器故障原因分析及对策 通过分析认为，户外10kV电流互感器的故障主要有四个主要原因： #### 3.1 设备原因 电流互感器本身的结构不合理。 #### 3.2 人为原因 人员维护技术水平不高，日常维护不到位。 #### 3.3 方法问题 基于经验解决故障，缺乏针对性的方法。 #### 3.4 环节因素 电流互感器长期高负荷运行，变电站位于潮湿山区，因此接头易腐蚀氧化。 确认主要原因是电流互感器本身的结构不合理。螺纹式接线桩头与铜排的接触面太小，是铝排熔化和电流互感器发热损坏的主要原因。改善户外电流互感器桩头与铜排的连接状况，增大接触面积，减小接触电阻成为改进方向。初步设想设计一种连接线夹来实现这一目标。 ### 4. 具体实施 #### 4.1 确定线夹规格 根据1号变电站10kV户外电流互感器桩头的螺纹外径（12mm，粗牙），定制M-12型号的双孔杆夹线夹。 #### 4.2 试装验证 在部门试验区内安装符合GB-2314-2008标准的改进线夹到试验电流互感器上。发现其能与桩头紧密接触，并扩大了接触面积。 #### 4.3 全站测试应用 将双孔铜杆夹线夹旋入电流互感器的螺纹，并拧紧固定螺丝，确保接触面积和连接牢固，减小接触电阻。对1号变电站进行全站测试，改善户外电流互感器桩头与铜排的连接状况。 ### 5. 效果检验 经过半年的实际运行观察和分析，在1号变电站整个10kV户外电流互感器桩头上安装双孔杆夹线夹后，得出以下结论： #### 5.1 接触面积改善 改进前，桩头与铜排的接触面积为2.26cm²。改进后为15cm²，扩展比达到563.7%。 #### 5.2 接触电阻降低 用回路电阻测量仪测量，改进前桩头直接固定铝排时的接触电阻为608μΩ。改进后（用双孔铜杆夹线夹固定）为460μΩ，降低比率为24.3%。 #### 5.3 温度降低 在相同负荷（150A）下，改进前的红外成像测温值为52℃，改进后为46℃，降温率为11.5%。 #### 5.4 故障率降低 跟踪调查改进后的电流互感器。汛期（5月至8月）故障统计显示：改进前总故障次数为14次（平均每月3.67次），改进后总故障次数为1次（6月因雷击引起）。汛期故障次数从每月近1.17次降至0.25次。 改造后，除一次雷击引起的故障外，未再发生发热、烧毁等故障。电流互感器在主一次设备中的故障比例下降至不到15%。在整个1号变电站10kV户外电流互感器桩头上安装改进后的双孔铜杆夹线夹，增加了接触面积，降低了接触电阻，成功降低了户外电流互感器的故障率。 按10kV线路停电12小时，电流200A，电价0.5元计算，每减少一次停电可增加电费约2万元以上。十次可达20万元以上，不仅提高了供电可靠性，还为企业带来了巨大的经济效益。 【注意事项】 - 若是内容翻译有明确书写体要求，就必须按照要求的书写体格式输出翻译。 - 若是内容翻译没有有明确书写体要求则：• 若目标语言存在多书写体（如旁遮普语），输出使用最广泛的标准书写体（如拉丁字母），若是需要翻译的语种有多种书写方式，请输出使用范围最广的书写字体。 - 切忌一定不能出现任何解释说明，只输出最终翻译结果 - 即使内容很短或很长，也要完整翻译输出，禁止省略或总结。 【输出规范】 - 输出仅为纯译文，无任何前缀、后缀、标点（除非原文自带）、解释或注释。 - 仅输出翻译结果，无任何前缀、后缀、解释、注释、思考过程或多余字符。 - 保持原文结构完整有序：换行、段落、列表、样式等必须100%保留。 - 语句通顺、术语准确、风格专业，符合电力科技行业语境。- 严格遵守格式与结构，仅输出最终译文，严禁任何附加内容，严禁输出多余无关的字、字符，不要出现任何思考字眼。 【输出内容】

1. Forskningsgrunde og baggrund
1.1 Vigtigheden af strømtransformatorer

Strømtransformatorer spiller en rolle i strømtransformation og elektrisk isolation. De omdanner den store strøm i det primære system til en proportional lille sekundærstrøm, som leveres til måleenheder, relæbeskyttelse og automatiske enheder. I kraftsystemet er strømtransformatorernes rolle uerstattelig og spiller direkte en nøglerolle for den sikre og stabile drift af kraftnettet.

1.2 Hårdt arbejdsmiljø for udendørs strømtransformatorer

Udendørs strømtransformatorer udsættes ofte for abnorme elektriske og naturlige miljøer, hvilket betyder, at deres fejlrate er høj. På grund af de faktiske forhold er kontrollen over elektriske og naturlige miljøer begrænset. Derfor er det endnu mere nødvendigt at sikre pålideligheden af deres forbindelse i det primære system for bedre at kunne tilpasse sig miljøet.

1.3 Ufuldstændig traditionel teknologi for udendørs strømtransformatorer

For forbindelsen mellem pilehovedet på udendørs strømtransformatorer og kobberbjælker er kontaktfladen ikke tilstrækkelig. Under langvarig udendørs drift har, om forbindelsen er god og pålidelig, direkte indflydelse på linjens belastningskapacitet. En lille kontaktflade, dårlig kontakt og for høj kontaktmodstand kan føre til varmegenerering. Hvis dette ikke opdages og håndteres i tide, vil det brænde pilehovedet og den forbundne kobberbjælke. Langvarig overbelastning og for høje temperaturer kan endda brænde udendørs strømtransformatorerne.

2. Fejlstatus for strømtransformatorer i transformerstations under et bestemt eldistributionsselskabs jurisdiktion

Der er i alt fem udendørs transformerstationer under et bestemt eldistributionsselskabs jurisdiktion. Af dem har 10kV-udgangslinjer og lavspændings-siden af hovedtransformatorerne i 35kV-Transformerstation 1 og Transformerstation 2 33 tørretypede udendørs stolpestype strømtransformatorer af model LBZW - 10. Pilehovederne er skruetype, og de forbundne aluminium (kobber) bjælker fastgøres på skruerne gennem to øverst og nederst nødder. Fejl som varmegenerering ved pilehovederne og de forbundne aluminium (kobber) bjælker, og endda smeltning af aluminiumsbjælker og skade på strømtransformatorer, er forekommet mange gange.

Gennem statistisk analyse af fejl og defekter hos de vigtigste primære enheder i Transformerstation 1 i 2008, 2009 og 2010: Af de fem typer primære hovedenheder, nemlig strømtransformatorer, hovedtransformatorer, afbrydere og spændingstransformatorer, er fejlprocenten for strømtransformatorer 28%, hvilket er den højeste. Dette viser, at under samme driftsforhold er strømtransformatorer mere tilbøjelige til fejl end andre enheder. Yderligere analyse viser, at antallet af fejl i disse tre år er direkte relateret til tid. De specifikke detaljer vises i følgende tabel.

Det kan ses direkte fra tabellen, at fejl koncentreres i oversvømmelsesperioden fra maj til august (især i juni). Gennemsnitligt antal fejl pr. måned over tre år når 1.17, hvilket indikerer, at jo større linjebelastningen, jo mere tilbøjelige er strømtransformatorerne til at fejle.

Yderligere analyse af antallet af fejl viser, at de hovedfejlår er: Fra 2008 til 2010 blev 14 fejl forårsaget af fejl i forbindelserne på strømtransformatorerne, og 2 fejl blev forårsaget af lynnedslag og andre faktorer. Bortset fra de to tilfælde med direkte skade af lynnedslag i 2008 og 2009, ligger de andre fejlpunkter ved forbindelserne mellem pilehoveder og aluminium (kobber) bjer.

De hovedbehandlingsmetoder for fejl er: Genindstramning af skruer og udskiftning af beskadigede mønter og plader; udskiftning af beskadigede aluminiumsbjer; udskiftning af strømtransformator (når pilehovedet er beskadiget og isolationsprøven mislykkes). Disse metoder kan dog ikke grundlæggende eliminere sådanne fejl.

3. Analyse af årsager til fejl i strømtransformatorer og modforanstaltninger

Gennem analyse tror man, at der er fire hovedårsager til fejl i udendørs 10kV strømtransformatorer:

3.1 Udstyr årsager

Selve struktur af strømtransformator er urimelig.

3.2 Menneskelige årsager

Teknikniveauet for personale vedligeholdelse er ikke højt, og dagligt vedligehold er ikke på plads.

3.3 Metode problemer

Løsning af fejl baseret på erfaring, mangel på målrettede metoder.

3.4 Forbindelsesfaktorer

Strømtransformatorer opererer under høj belastning i lang tid, og transformerstationen er placeret i et fugtigt bjergområde, så leddene er tilbøjelige til korrosion og oksidation.

Det er bekræftet, at den primære årsag er den urimelige struktur af selve strømtransformator. Kontaktfladen mellem skruetype pilehoved og kobberbjælke er for lille, hvilket er den primære årsag til smeltning af aluminiumsbjælke og varmeskade på strømtransformator. Forbedring af forbindelsesforholdet mellem pilehovedet på udendørs strømtransformator og kobberbjælke, øgning af kontaktarealet og reduktion af kontaktmodstanden er blevet forbedringsretninger. Det er først forestillet sig at designe en forbindelsesklem for at nå dette.

4. Specifik implementering
4.1 Bestem klemmedimensioner

Efter skruens ydre diameter (12mm, grovhårdhed) på pilehovedet på 10kV udendørs strømtransformator i Transformerstation 1, tilpasser producenten en dobbelt-hul-pole-klemme, med typen M - 12.

4.2 Prøveinstallation og verificering

Installér den forbedrede klemme, der opfylder GB - 2314 - 2008 standard, i afdelingens testområde på teststrømtransformator. Det er fundet, at den kan være i tæt kontakt med pilehovedet og udvide kontaktarealet.

4.3 Fuld-transformerstation testanvendelse

Skru dobbelt-hul kobber pole-klemme ind i skruen på strømtransformator, og stram fastgørelseskruen for at sikre kontaktarealet og forbindelsesfasthed, og reducere kontaktmodstanden. Før gennemførelse af fuld-transformerstation test på Transformerstation 1 for at forbedre forbindelsesforholdet mellem pilehovedet på udendørs strømtransformator og kobberbjælke.

5. Effektkontrol

Efter halvandet års reelle drift, observation og analyse af installation af dobbelt-hul pole-klemme på pilehoveder af 10kV udendørs strømtransformatorer i hele Transformerstation 1, drages følgende konklusioner:

5.1 Kontaktareal forbedring

Før forbedring var kontaktarealet mellem pilehovedet og kobberbjælken 2.26cm². Efter forbedring er det 15cm², og expansionsforholdet når 563.7%.

5.2 Kontaktmodstand reduktion

Målt med en løbskredsmåler, er kontaktmodstanden, når pilehovedet direkte fastgør aluminiumsbjælken før forbedring, 608µΩ. Efter forbedring (fastgjort med dobbelt-hul kobber pole-klemme) er det 460µΩ, og reduktionsforholdet når 24.3%.

5.3 Temperatur reduktion

Under samme belastning (150A), er infrarød billedtemperaturmålingen før forbedring 52°C, og efter forbedring er det 46°C, og temperaturen reduktion forholdet er 11.5%.

5.4 Fejlrate reduktion

Spor og undersøg de forbedrede strømtransformatorer. Fejlstatistikken under oversvømmelsesperioden (maj til august) viser, at: det samlede antal fejl før forbedring er 14 gange (gennemsnitligt 3.67 gange pr. måned), og det samlede antal fejl efter forbedring er 1 gang (forårsaget af lynnedslag i juni). Antallet af fejl under oversvømmelsesperioden er faldet fra næsten 1.17 gange pr. måned til 0.25 gange pr. måned.

Efter transformationen, bortset fra fejl forårsaget af lynnedslag, er der ikke forekommet fejl som varmegenerering og brænding. Andelen af antallet af fejl for strømtransformatorer blandt de vigtigste primære enheder er faldet til under 15%. Installation af den forbedrede dobbelt-hul kobber pole-klemme på pilehoveder af 10kV udendørs strømtransformatorer i hele Transformerstation 1 øger kontaktarealet, reducerer kontaktmodstanden og formåede at reducere fejlrate for udendørs strømtransformatorer.

Beregnet baseret på en 10kV linje uden strøm i 12 timer, en strøm på 200A, og en strømpris på 0.5 yuan, kan hver reduktion af en strømafbrydelse øge strømregningen med omkring mere end 20.000 yuan. Ti gange kan nå over 200.000 yuan, hvilket ikke kun forbedrer strømforsyningens pålidelighed, men også bringer enorme økonomiske fordele til virksomheden.