วิธีใดบ้างที่สามารถลดอัตราการเกิดความเสียหายของหม้อแปลงกระแสไฟฟ้าภายนอก

1. สาเหตุและพื้นหลังของการวิจัย
1.1 ความสำคัญของหม้อแปลงกระแสไฟฟ้า

หม้อแปลงกระแสไฟฟ้ามีบทบาทในการแปลงกระแสไฟฟ้าและการแยกทางไฟฟ้า พวกเขาแปลงกระแสไฟฟ้าที่ใหญ่จากระบบหลักเป็นกระแสไฟฟ้าที่เล็กกว่าในสัดส่วนซึ่งจะถูกส่งไปยังเครื่องมือวัด อุปกรณ์ป้องกันวงจร และอุปกรณ์อัตโนมัติ ในระบบพลังงาน บทบาทของหม้อแปลงกระแสไฟฟ้าไม่สามารถแทนที่ได้และมีบทบาทสำคัญโดยตรงในการทำงานอย่างปลอดภัยและเสถียรของระบบสายส่งไฟฟ้า

1.2 สภาพแวดล้อมการทำงานที่รุนแรงของหม้อแปลงกระแสไฟฟ้ากลางแจ้ง

หม้อแปลงกระแสไฟฟ้ากลางแจ้งมักต้องทนทานต่อสภาพแวดล้อมไฟฟ้าและธรรมชาติที่ผิดปกติ ดังนั้นอัตราการชำรุดเสียหายจึงมักจะสูง เนื่องจากสภาพจริง การควบคุมสภาพแวดล้อมไฟฟ้าและธรรมชาติมีจำกัด ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมั่นใจในความเชื่อถือได้ของความเชื่อมต่อในระบบหลักเพื่อให้ปรับตัวเข้ากับสภาพแวดล้อมได้ดียิ่งขึ้น

1.3 เทคโนโลยีแบบดั้งเดิมที่ไม่สมบูรณ์ของหม้อแปลงกระแสไฟฟ้ากลางแจ้ง

สำหรับการเชื่อมต่อระหว่างหัวเสาของหม้อแปลงกระแสไฟฟ้ากลางแจ้งกับแท่งทองแดง พื้นที่สัมผัสไม่เพียงพอ ในระหว่างการทำงานกลางแจ้งระยะยาว ไม่ว่าการเชื่อมต่อจะดีและเชื่อถือได้หรือไม่ จะส่งผลโดยตรงต่อความสามารถในการโหลดของสายไฟ พื้นที่สัมผัสที่เล็ก การสัมผัสที่ไม่ดี และความต้านทานสัมผัสที่มากเกินไปสามารถทำให้เกิดความร้อน หากไม่พบและแก้ไขทันท่วงที มันจะทำให้หัวเสาและแท่งทองแดงที่เชื่อมต่อถูกไหม้ ความร้อนที่สูงเกินไปและความร้อนสะสมอาจทำให้หม้อแปลงกระแสไฟฟ้ากลางแจ้งไหม้ได้

2. สถานะของข้อผิดพลาดของหม้อแปลงกระแสไฟฟ้าในสถานีไฟฟ้าภายใต้เขตอำนาจของหน่วยงานจำหน่ายไฟฟ้าแห่งหนึ่ง

มีสถานีไฟฟ้ากลางแจ้งทั้งหมดห้าแห่งภายใต้เขตอำนาจของหน่วยงานจำหน่ายไฟฟ้าแห่งหนึ่ง ภายในสายไฟออก 10kV และด้านแรงดันต่ำของหม้อแปลงหลักในสถานีไฟฟ้า 35kV สถานีที่ 1 และสถานีที่ 2 มีหม้อแปลงกระแสไฟฟ้าแบบโพสต์กลางแจ้งแบบแห้ง LBZW - 10 จำนวน 33 ตัว หัวเสาเป็นแบบสกรู และแท่งอลูมิเนียม (ทองแดง) ที่เชื่อมต่อถูกยึดบนสกรูผ่านน็อตสองตัวด้านบนและด้านล่าง ได้เกิดข้อผิดพลาดหลายครั้ง เช่น การเกิดความร้อนที่หัวเสาและแท่งอลูมิเนียม (ทองแดง) ที่เชื่อมต่อ และการละลายของแท่งอลูมิเนียมและการเสียหายของหม้อแปลงกระแสไฟฟ้า

จากการวิเคราะห์สถิติข้อผิดพลาดและข้อบกพร่องของอุปกรณ์หลักในสถานีไฟฟ้าที่ 1 ในปี 2008, 2009, และ 2010: ระหว่างห้าประเภทของอุปกรณ์หลัก คือ หม้อแปลงกระแสไฟฟ้า หม้อแปลงหลัก สวิตช์แยก และหม้อแปลงแรงดัน ข้อผิดพลาดของหม้อแปลงกระแสไฟฟ้ามีสัดส่วน 28% ซึ่งสูงที่สุด แสดงให้เห็นว่าภายใต้เงื่อนไขการดำเนินงานเดียวกัน หม้อแปลงกระแสไฟฟ้ามีแนวโน้มที่จะเกิดข้อผิดพลาดมากกว่าอุปกรณ์อื่น ๆ การวิเคราะห์อย่างลึกซึ้งแสดงให้เห็นว่าจำนวนข้อผิดพลาดในสามปีนี้มีความสัมพันธ์โดยตรงกับเวลา รายละเอียดเฉพาะแสดงในตารางด้านล่าง

จากตารางสามารถเห็นได้ว่าข้อผิดพลาดมักเกิดขึ้นในช่วงฤดูฝนตั้งแต่เดือนพฤษภาคมถึงสิงหาคม (โดยเฉพาะในเดือนมิถุนายน) จำนวนข้อผิดพลาดเฉลี่ยต่อเดือนในสามปีนี้คือ 1.17 ครั้ง แสดงให้เห็นว่าเมื่อโหลดสายไฟมากขึ้น หม้อแปลงกระแสไฟฟ้ามีแนวโน้มที่จะเกิดข้อผิดพลาดมากขึ้น

การวิเคราะห์จำนวนการเกิดข้อผิดพลาดแสดงให้เห็นว่าปัจจัยหลักของการเกิดข้อผิดพลาดคือ: จากปี 2008 ถึง 2010 ได้เกิดข้อผิดพลาด 14 ครั้งเนื่องจากข้อผิดพลาดที่ข้อต่อของหม้อแปลงกระแสไฟฟ้า และ 2 ครั้งเนื่องจากฟ้าผ่าและปัจจัยอื่น ๆ นอกจากกรณีที่เกิดความเสียหายโดยตรงจากฟ้าผ่าในปี 2008 และ 2009 จุดข้อผิดพลาดอื่น ๆ อยู่ที่ข้อต่อระหว่างหัวเสาและแท่งอลูมิเนียม (ทองแดง)

วิธีการแก้ไขข้อผิดพลาดหลักคือ: ขันสกรูใหม่และเปลี่ยนน็อตและ墊片損壞；更換損壞的鋁排；當接頭損壞且絕緣測試不合格時，更換電流互感器。然而，這些方法不能從根本上消除此類故障。 ### 3. 電流互感器故障原因分析及對策 通過分析，認為10kV戶外電流互感器的主要故障原因有四個： #### 3.1 設備原因 電流互感器本身的結構不合理。 #### 3.2 人為原因 維護人員技術水平不高，日常維護不到位。 #### 3.3 方法問題 根據經驗處理故障，缺乏針對性的方法。 #### 3.4 環境因素 電流互感器長期在高負荷下運行，變電站位於潮濕的山區，因此接頭容易腐蝕和氧化。 確認主要原因是電流互感器本身的結構不合理。螺紋式接線柱與銅排的接觸面積太小，這是導致鋁排熔化和電流互感器熱損壞的主要原因。改進戶外電流互感器接線柱與銅排的連接條件，增加接觸面積，減少接觸電阻成為改進方向。初步考慮設計一種連接線夾來實現這一目標。 ### 4. 具體實施 #### 4.1 確定線夾規格 根據1號變電站10kV戶外電流互感器接線柱的螺紋外徑（12mm，粗牙），向廠家定制雙孔桿夾線夾，型號為M-12。 #### 4.2 試驗安裝與驗證 將符合GB-2314-2008標準的改進線夾安裝在部門試驗區域的試驗電流互感器上。發現它可以與接線柱緊密接觸並擴大接觸面積。 #### 4.3 全站試驗應用 將雙孔銅桿夾線夾旋入電流互感器的螺絲中，擰緊固定螺絲以確保接觸面積和連接牢固，減少接觸電阻。對1號變電站進行全站試驗，改進戶外電流互感器接線柱與銅排的連接條件。 ### 5. 效果檢查 經過半年的實際運行和觀察分析，在1號變電站全部10kV戶外電流互感器接線柱上安裝雙孔桿夾線夾後，得出以下結論： #### 5.1 接觸面積改善 改進前，接線柱與銅排的接觸面積為2.26cm²。改進後，接觸面積達到15cm²，擴大比例達563.7%。 #### 5.2 接觸電阻降低 使用回路電阻測量儀測量，改進前接線柱直接固定鋁排的接觸電阻為608μΩ。改進後（用雙孔銅桿夾線夾固定）為460μΩ，降低比例達24.3%。 #### 5.3 溫度降低 在相同負荷（150A）下，改進前紅外成像溫度測量值為52℃，改進後為46℃，溫度降低率為11.5%。 #### 5.4 故障率降低 跟蹤調查改進後的電流互感器。在汛期（5月至8月）的故障統計顯示：改進前總共發生故障14次（平均每月3.67次），改進後總共發生故障1次（6月由雷擊引起）。汛期故障次數從每月近1.17次降至每月0.25次。 改進後，除了雷擊引起的故障外，沒有發生發熱和燒毀等故障。電流互感器在主一次設備中的故障次數比例已降至15%以下。在1號變電站全部10kV戶外電流互感器接線柱上安裝改進的雙孔銅桿夾線夾，增加了接觸面積，減少了接觸電阻，成功降低了戶外電流互感器的故障率。 根據10kV線路停電12小時、電流200A、電價0.5元計算，每次減少一次停電可以增加電費約2萬元以上。十次可達20萬元以上，不僅提高了供電可靠性，還為企業帶來了巨大的經濟效益。