Que métodos hai para reducir a taxa de fallos dos transformadores de corrente ao aire libre

1. Investigación de Razóns e Contexto
1.1 Importancia dos Transformadores de Corrente

Os transformadores de corrente desempeñan un papel de transformación da corrente e isolamento eléctrico. Convertem a gran corrente do sistema primario nunha corrente secundaria proporcional máis pequena, que se fornece a instrumentos de medida, protección por relés e dispositivos automáticos. No sistema eléctrico, o papel dos transformadores de corrente é insubstituible e xoga un papel clave na operación segura e estable da rede eléctrica.

1.2 Entorno de Traballo Adverso dos Transformadores de Corrente ao Aire Libre

Os transformadores de corrente ao aire libre suelen resistir entornos eléctricos e naturais anómalos, polo que a súa taxa de fallo tende a ser alta. Debido ás condicións prácticas, o control do entorno eléctrico e natural é limitado. Polo tanto, é ainda máis necesario asegurar a fiabilidade da súa conexión no sistema primario para adaptarse mellor ao entorno.

1.3 Tecnoloxía Tradicional Imperfeita dos Transformadores de Corrente ao Aire Libre

Para a conexión entre a cabeza do pilar dos transformadores de corrente ao aire libre e as barras de cobre, a superficie de contacto non é suficiente. Durante a operación ao aire libre a longo prazo, se a conexión é boa e fiable afecta directamente á capacidade de carga da liña. Unha pequena superficie de contacto, un mal contacto e unha resistencia de contacto excesiva poden causar xeración de calor. Se non se descobre e trata a tempo, pode queimar a cabeza do pilar e a barra de cobre conectada. A sobrecarga a longo prazo e as temperaturas demasiado altas incluso poden queimar o transformador de corrente ao aire libre.

2. Estado de Fallos dos Transformadores de Corrente nas Subestacións Baixo Xurisdición dunha Certa Compañía Eléctrica

Hai un total de cinco subestacións ao aire libre baixo xurisdición dunha certa compañía eléctrica. Entre eles, nas liñas de saída de 10kV e no lado de baixa tensión do transformador principal das Subestacións 1 e 2 de 35kV, hai 33 transformadores de corrente postais secos do modelo LBZW - 10. As cabezas de conexión son do tipo tornillo, e as barras de aluminio (cobre) conectadas están fixadas nos tornillos mediante dous tarraxes superiores e inferiores. Han ocorrido moitas veces fallos como xeración de calor nas cabezas de conexión e nas barras de aluminio (cobre) conectadas, e incluso fusión de barras de aluminio e danos en transformadores de corrente.

A través do análise estatístico dos fallos e defectos do equipo principal primario da Subestación 1 en 2008, 2009 e 2010: entre os cinco tipos de equipos principales, nomeadamente transformadores de corrente, transformadores principais, interruptores e transformadores de tensión, a proporción de fallos de transformadores de corrente é do 28%, o que é o máis alto. Esto indica que, baixo as mesmas condicións de operación, os transformadores de corrente son máis propensos a fallos que outros equipos. O análise en profundidade mostra que o número de fallos nestes tres anos está directamente relacionado co tempo. Os detalles específicos aparecen na seguinte táboa.

Pode observarse intuitivamente na táboa que os fallos están concentrados na época de crecidas de maio a agosto (especialmente en xuño). O número medio mensual de fallos en tres anos alcanza 1,17 veces, indicando que canto maior é a carga da liña, máis propensos son os transformadores de corrente a fallos.

O análisis en profundidade do número de ocurrencias de fallos mostra que os factores de fallo principais son: de 2008 a 2010, 14 fallos foron causados por fallos nas uniones dos transformadores de corrente, e 2 fallos foron causados por raios e outros factores. Excepto os dous casos de danos directos por raios en 2008 e 2009, os outros puntos de fallo están nas conexiones entre as cabezas de pilar e as barras de aluminio (cobre).

Os métodos principais de manejo de fallos son: volver a apertar tarraxes e substituír tarraxes e arandelas danados; substituír barras de aluminio danadas; substituír o transformador de corrente (cando a cabeza de pilar está danada e a proba de aislamento falla). Pero estes métodos non poden eliminar fundamentalmente tales fallos.

3. Análise das Causas de Fallos dos Transformadores de Corrente e Medidas Correctivas

A través do análise, crée que hai catro causas principais de fallos nos transformadores de corrente ao aire libre de 10kV:

3.1 Razóns de Equipo

A estrutura do propio transformador de corrente é irrazoable.

3.2 Razóns Humanas

O nivel técnico do mantemento do persoal non é alto, e o mantemento diario non está a posto.

3.3 Problemas de Método

Resolver fallos baseándose na experiencia, faltando métodos orientados.

3.4 Factores de Enlace

Os transformadores de corrente operan a alta carga durante moito tempo, e a subestación está situada nunha zona montañosa húmida, polo que as uniones son propensas á corrosión e oxidación.

Confírmase que a causa principal é a estrutura irrazoable do propio transformador de corrente. A superficie de contacto entre a cabeza de conexión de tipo tornillo e a barra de cobre é demasiado pequena, que é a razón principal da fusión da barra de aluminio e do danado térmico do transformador de corrente. Melorar a condición de conexión entre a cabeza de pilar do transformador de corrente ao aire libre e a barra de cobre, aumentar a superficie de contacto e reducir a resistencia de contacto converteuse en direccións de mellora. Inicialmente, prevése deseñar unha abrazadera de conexión para lograr isto.

4. Implementación Específica
4.1 Determinar a Especificación da Abrazadera de Conexión

De acordo co diámetro exterior do tornillo (12mm, rosca groga) da cabeza de pilar do transformador de corrente ao aire libre de 10kV na Subestación 1, personalizar unha abrazadera de conexión de doble orificio do fabricante, co modelo M - 12.

4.2 Instalación e Verificación de Proba

Instalar a abrazadera de conexión mellorada que cumple coa norma GB - 2314 - 2008 na área de proba do departamento no transformador de corrente de proba. Descúbrese que pode estar en contacto estanco coa cabeza de pilar e ampliar a superficie de contacto.

4.3 Aplicación de Proba na Subestación Completa

Atornillar a abrazadera de conexión de doble orificio de cobre ao tornillo do transformador de corrente, e apertar o tarraxe de fixación para asegurar a superficie de contacto e a firmeza da conexión, e reducir a resistencia de contacto. Realizar unha proba na subestación completa na Subestación 1 para mellorar a condición de conexión entre a cabeza de pilar do transformador de corrente ao aire libre e a barra de cobre.

5. Inspección de Efecto

Despois de media ano de operación real e observación e análise da instalación da abrazadera de conexión de doble orificio nas cabezas de pilar dos transformadores de corrente ao aire libre de 10kV na Subestación 1 completa, sácase as seguintes conclusións:

5.1 Meloría da Superficie de Contacto

Antes da mellora, a superficie de contacto entre a cabeza de pilar e a barra de cobre era de 2,26cm². Despois da mellora, é de 15cm², e a taxa de expansión alcanza o 563,7%.

5.2 Redución da Resistencia de Contacto

Medida con un instrumento de medida de resistencia de bucle, a resistencia de contacto cando a cabeza de pilar fixaba directamente a barra de aluminio antes da mellora era de 608μΩ. Despois da mellora (fixada con unha abrazadera de conexión de doble orificio de cobre), é de 460μΩ, e a taxa de redución alcanza o 24,3%.

5.3 Redución de Temperatura

Baixo a mesma carga (150A), o valor de medición de temperatura por imaxe infravermella antes da mellora era de 52°C, e despois da mellora, é de 46°C, e a taxa de redución de temperatura é do 11,5%.

5.4 Redución da Taxa de Fallos

Seguir e investigar os transformadores de corrente mellorados. As estatísticas de fallos durante a época de crecidas (de maio a agosto) mostran que: o número total de fallos antes da mellora foi de 14 veces (un promedio de 3,67 veces por mes), e o número total de fallos despois da mellora foi de 1 vez (causada por un raio en xuño). O número de fallos durante a época de crecidas diminuiu de case 1,17 veces por mes a 0,25 veces por mes.

Despois da transformación, excepto o fallo causado por un raio, non se produciron fallos como xeración de calor ou queimado. A proporción do número de fallos de transformadores de corrente entre o equipo principal diminuiu a menos do 15%.Instalar a abrazadera de conexión de doble orificio de cobre mellorada nas cabezas de pilar dos transformadores de corrente ao aire libre de 10kV na Subestación 1 completa aumenta a superficie de contacto, reduce a resistencia de contacto e reduce exitosamente a taxa de fallos dos transformadores de corrente ao aire libre.

Calculado baseado nunha liña de 10kV sen enerxía durante 12 horas, unha corrente de 200A e un prezo de electricidade de 0,5 yuan, cada redución dun corto de enerxía pode aumentar a tarifa de electricidade en aproximadamente máis de 20.000 yuan. Dez veces poden alcanzar máis de 200.000 yuan, o que non só melhora a confiabilidade do suministro de enerxía, senón que tamén trae enormes beneficios económicos á empresa.