Koji su načini smanjenja stopa otkaza vanjskih strujnih transformatora

1. Istraživanje razloga i pozadine
1.1 Važnost transformatora struje

Transformatori struje igraju ulogu pretvorbe struje i električne izolacije. Oni pretvaraju veliku struju primarnog sustava u proporcionalnu manju sekundarnu struju, koja se isporučuje mjernim instrumentima, relé-om za zaštitu i automatiziranim uređajima. U elektroenergetskom sustavu, uloga transformatora struje je nezamjenjiva i direktno igra ključnu ulogu u sigurnom i stabilnom radu mreže.

1.2 Teško radno okruženje vanjskih transformatora struje

Vanjski transformatori struje često izdržavaju neslučajna električna i prirodna okruženja, stoga njihova stopa otkaza tendira da bude visoka. Zbog praktičnih uvjeta, kontrola električnog i prirodnog okruženja je ograničena. Stoga je još važnije osigurati pouzdanost njihove veze u primarnom sustavu kako bi bolje prilagodili okruženju.

1.3 Nedovršena tradicionalna tehnologija vanjskih transformatora struje

Za vezu između vrha stuba vanjskih transformatora struje i bakrenih traka, kontaktirajuća površina nije dovoljna. Tijekom dugotrajnog rada na otvorenom, dobro i pouzdano spajanje izravno utječe na kapacitet opterećenja linije. Mala kontaktirajuća površina, loš kontakt i preveliki otpor kontakta mogu uzrokovati topljenje. Ako se to ne otkrije i ne obradi na vrijeme, to može izgorjeti vrh stuba i povezanu bakrenu traku. Dugotrajan preopterećenje i previsoke temperature čak mogu izgorjeti vanjski transformator struje.

2. Stanje grešaka transformatora struje u području određene elektroprivrede

U području određene elektroprivrede ukupno postoji pet vanjskih podstanci. Međutim, u 10kV izlaznim linijama i niskonaponskom stranici glavnog transformatora 35kV Podstanice 1 i Podstanice 2, nalazi se 33 suhih vanjskih stupastih transformatora struje modela LBZW - 10. Vrhovi stubova su tipa vijka, a povezane aluminijumske (bakrene) trake fiksiraju se na vijce kroz dva gornja i donja matice. Dogodile su se mnoge greške poput topljenja vrhova stubova i povezanih aluminijumskih (bakrenih) traka, čak i taloženje aluminijumskih traka i oštećenje transformatora struje.

Kroz statističku analizu grešaka i defekata glavnog primarnog opreme Podstanice 1 u 2008., 2009. i 2010. godini: među pet vrsta glavnog primarnog opreme, to jest transformatora struje, glavnih transformatora, prekidača i transformatora napona, udio grešaka transformatora struje iznosi 28%, što je najviši. To pokazuje da se pod istim uvjetima rada, transformatori struje više otkazuju nego druga oprema. Dublja analiza pokazuje da je broj otkaza tijekom ovih tri godine izravno povezan s vremenom. Konkretni detalji prikazani su u sljedećoj tablici.

Iz tablice se intuitivno može vidjeti da su otkazi koncentrirani u poplavinskom razdoblju od svibnja do kolovoza (posebno u lipnju). Prosjek otkaza mjesečno u tri godine dosegu 1,17 puta, što upućuje na to da su veće opterećenje linije, veći su otkazi transformatora struje.

Dublja analiza broja pojavljivanja otkaza pokazuje da su glavni faktori otkaza: od 2008. do 2010. godine, 14 otkaza uzrokovani su greškama na spojevima transformatora struje, a 2 otkaza uzrokovani su pogodama munjama i drugim faktorima. Osim dva slučaja direktnog oštećenja pogodama munjama u 2008. i 2009. godini, ostali otkazi su na spojevima između vrhova stuba i aluminijumskih (bakrenih) traka.

Glavni metode rješavanja otkaza su: ponovno zategivanje vijaka i zamjena oštećenih matica i prstena; zamjena oštećenih aluminijumskih traka; zamjena transformatora struje (kada je oštećen vrh stuba i test izolacije neuspješan). Međutim, ove metode ne mogu temeljito eliminirati takve otkaze.

3. Analiza uzroka otkaza transformatora struje i protivmjeri

Analizom se smatra da postoje četiri glavna uzroka otkaza vanjskih 10kV transformatora struje:

3.1 Uzroci opreme

Struktura same transformatora struje nije razumni.

3.2 Ljudski uzroci

Tehnički razina održavanja osoba nije visoka, a redovito održavanje nije dovršeno.

3.3 Problemi metoda

Rješavanje otkaza temeljeno na iskustvu, nedostaje ciljane metode.

3.4 Faktori veza

Transformatori struje dugotrajno rade pod visokim opterećenjem, a podstanica se nalazi u vlaznoj brdskoj regiji, tako da su spojevi podložni koroziji i oksidaciji.

Potvrđeno je da je primarni uzrok nerazumnoj strukturi samog transformatora struje. Kontaktirajuća površina između vrha stuba s vijkom i bakrene trake je prevelika, što je glavni razlog taloženju aluminijumskih traka i topljenju transformatora struje. Poboljšanje stanja veze između vrha vanjskog transformatora struje i bakrene trake, povećanje površine kontakta i smanjenje otpora kontakta postalo su smjerovi poboljšanja. Inicijalno se predviđa dizajniranje spojnog klipa kako bi se to ostvarilo.

4. Konkretna implementacija
4.1 Odredite specifikaciju spojnog klipa

Prema vanjskom promjeru vijka (12mm, grubo navijanje) vrha stuba 10kV vanjskog transformatora struje u Podstanici 1, prilagođen je dvostrukoprolazni stub-spojni klip proizvođaču, s modelom M - 12.

4.2 Probna instalacija i verifikacija

Instalirajte poboljšani spojni klip koji odgovara standardu GB - 2314 - 2008 u probnom području odjela na probnom transformatoru struje. Utvrđeno je da može biti u bliskom kontaktu s vrhom stuba i proširiti površinu kontakta.

4.3 Cjelokupna probna primjena u podstanici

Zavijte dvostrukoprolazni bakreni stub-spojni klip u vijak transformatora struje, zategnite fiksni vijak kako bi osigurali površinu kontakta i čvrsto spajanje, smanjite otpor kontakta. Provodite cjelokupnu probnu primjenu u Podstanici 1 kako bi poboljšali stanje veze između vrha vanjskog transformatora struje i bakrene trake.

5. Inspekcija rezultata

Nakon polugodišnjeg stvarnog rada, praćenja i analize instalacije dvostrukoprolaznog stub-spojnog klipa na vrhovima 10kV vanjskih transformatora struje u cijeloj Podstanici 1, dovedeni su sljedeći zaključci:

5.1 Poboljšanje površine kontakta

Prije poboljšanja, površina kontakta između vrha stuba i bakrene trake iznosila je 2,26cm². Nakon poboljšanja, iznosi 15cm², a omjer proširenja iznosi 563,7%.

5.2 Smanjenje otpora kontakta

Mjereno instrukcijom za mjeru zatvorenog kruga, otpor kontakta kad vrh stuba direktno fiksira aluminijumu prije poboljšanja iznosi 608μΩ. Nakon poboljšanja (fiksiran s dvostrukoprolaznim bakrenim stub-spojnim klipom), iznosi 460μΩ, a omjer smanjenja iznosi 24,3%.

5.3 Smanjenje temperature

Pod istim opterećenjem (150A), vrijednost infracrvene slike temperature prije poboljšanja iznosi 52°C, a nakon poboljšanja 46°C, a omjer smanjenja temperature iznosi 11,5%.

5.4 Smanjenje stopa otkaza

Praćenje i ispitivanje poboljšanih transformatora struje. Statistika otkaza tijekom poplavinskog razdoblja (svibanj do kolovoza) pokazuje: ukupan broj otkaza prije poboljšanja iznosi 14 puta (prosjek 3,67 puta mjesečno), a ukupan broj otkaza nakon poboljšanja iznosi 1 put (uzrokovano pogodom munjom u lipnju). Broj otkaza tijekom poplavinskog razdoblja smanjen je s gotovo 1,17 puta mjesečno na 0,25 puta mjesečno.

Nakon transformacije, osim otkaza uzrokovanog pogodom munjom, nisu se dogodili otkazi poput topljenja i izgorjevanja. Udio broja otkaza transformatora struje među glavnim primarnim opremama smanjen je na manje od 15%.Instalacija poboljšanih dvostrukoprolaznih bakrenih stub-spojnih klipova na vrhovima 10kV vanjskih transformatora struje u cijeloj Podstanici 1 povećava površinu kontakta, smanjuje otpor kontakta i uspješno smanjuje stopu otkaza vanjskih transformatora struje.

Na temelju računa za 10kV liniju bez struje 12 sati, struja 200A i cijena električne energije 0,5 yuana, svako smanjenje jednog prekida struje može povećati trošak električne energije za više od 20.000 yuana. Deset puta može dosegnuti više od 200.000 yuana, što ne samo unapređuje pouzdanost snabdijevanja strujom, već donosi i ogromne ekonomske koristi tvrtki.