Външни и вътрешни дефекти в трансформатора
Едно от най-важните неща е да се защитят трансформаторите с висока капацитет против външни и вътрешни електрически дефекти.
Външни дефекти в електропреобразувателите
Външен кратък замыкание на електропреобразувателя
Краткото замыкание може да се появи в две или три фази на електроенергийната система. Уровнят на дефектния ток винаги е достатъчно висок. Той зависи от напрежението, което е кратко замкнато, и от импеданса на цепта до точката на дефект. Медната загуба на преобразувателя, който подава дефектния ток, рязко се увеличава. Това увеличение на медната загуба причинява вътрешно затопляне в трансформатора. Големият дефектен ток също причинява сериозни механични напрежения в трансформатора. Максималните механични напрежения се появяват по време на първия цикъл на симетричен дефектен ток.
Високонапрегови смущения в електропреобразувателите
Високонапреговите смущения в електропреобразувателите са от два вида,
Преходна вълна на напрежението
Наднормено напрежение на рабочата честота
Преходна вълна на напрежението
Високо напрежение и висока честота на вълната може да се появи в електроенергийната система поради следните причини,
Дъга на земята, ако нейтралната точка е изолирана.
Изключване на различни електрически уреди.
Атмосферен светкавичен импулс.
Каквато и да е причината за вълната на напрежението, тя е все пак пътуваща вълна с висока и стръмна форма и с висока честота. Тази вълна пътува в електроенергийната система, като при достигането до преобразувателя, причинява разрушаване на изолацията между обикновения оборот, близо до линейния терминал, което може да създаде кратко замыкание между обикновения оборот.
Наднормено напрежение на рабочата честота
Винаги има вероятност за наднормено напрежение в системата поради внезапното отключване на голяма нагрузка. Въпреки че амплитудата на това напрежение е по-висока от нормалното ниво, но честотата остава същата както в нормални условия. Наднорменото напрежение в системата причинява увеличение на напрежението в изолацията на преобразувателя. Както знаем, напрежението, увеличава пропорционално работещия поток.
Това следователно причинява увеличение на железената загуба и пропорционално голямо увеличение на магнетизиращия ток. Потокът се отклонява от ядрото на преобразувателя към други стоманени конструктивни части на преобразувателя. Болтовете, които обикновено пренасят малко поток, могат да бъдат подложени на голям компонент от потока, отклонен от наситената част на ядрото. Под такива условия болтът може бързо да се затопли и да унищожи собствената си изолация, както и изолацията на обмотката.
Ефект на поднормената честота в електропреобразувателите
Тъй като, напрежението
, броят на обикновения оборот в обмотката е фиксиран.
Следователно,
От това уравнение е ясно, че ако честотата намалее в системата, потокът в ядрото се увеличава, ефектите са по-големи или по-малки, подобни на тези при наднорменото напрежение.
Вътрешни дефекти в електропреобразувателите
Основните дефекти, които се появяват вътре в преобразувателя, са класифицирани като,
Разрушаване на изолацията между обмотката и земята
Разрушаване на изолацията между различните фази
Разрушаване на изолацията между съседни обороти, т.е. междинен дефект
Дефект на ядрото на преобразувателя
Вътрешни дефекти на земята в електропреобразувателите
Вътрешни дефекти на земята в звезден свързан обмотка с нейтрална точка, заземена чрез импеданс
В този случай дефектният ток зависи от стойността на заземяващия импеданс и е също пропорционален на разстоянието между точката на дефект и нейтралната точка, тъй като напрежението в точката зависи от броя на обикновения оборот, минаващи през нейтралната и дефектната точка. Ако разстоянието между дефектната точка и нейтралната точка е по-голямо, броят на обикновения оборот в това разстояние също е по-голям, следователно напрежението между нейтралната точка и дефектната точка е високо, което причинява по-висок дефектен ток. Така, с няколко думи, може да се каже, че стойността на дефектния ток зависи от стойността на заземяващия импеданс, както и от разстоянието между дефектната точка и нейтралната точка. Дефектният ток също зависи от утечката реактивност на частта от обмотката, минаваща през дефектната точка и нейтралната. Но в сравнение с заземяващия импеданс, тя е много ниска и очевидно се игнорира, тъй като се намира в серия с много по-висок заземяващ импеданс.
Вътрешни дефекти на земята в звезден свързан обмотка с нейтрална точка, заземена плътно
В този случай, заземяващият импеданс е идеално нула. Дефектният ток зависи от утечката реактивност на частта от обмотката, минаваща през дефектната точка и нейтралната точка на преобразувателя. Дефектният ток също зависи от разстоянието между нейтралната точка и дефектната точка в преобразувателя. Както казахме в предходния случай, напрежението между тези две точки зависи от броя на обикновения оборот, минаващи през дефектната точка и нейтралната точка. Така, в звезден свързан обмотка с нейтрална точка, заземена плътно, дефектният ток зависи от две основни фактора, първо, утечката реактивност на обмотката, минаваща през дефектната точка и нейтралната точка, и второ, разстоянието между дефектната точка и нейтралната точка. Но утечката реактивност на обмотката варира сложно с позицията на дефекта в обмотката. Се наблюдава, че реактивността бързо намалява за дефектна точка, приближаваща се до нейтралната, и следователно дефектният ток е най-висок за дефект, близо до нейтралния край. Така, в тази точка, напрежението, налично за дефектния ток, е ниско, и в същото време реактивността, която противодейства на дефектния ток, също е ниска, следователно стойността на дефектния ток е достатъчно висока. Отново, за дефектна точка, далеч от нейтралната точка, напрежението, налично за дефектния ток, е високо, но в същото време реактивността, предлагана от частта от обмотката между дефектната точка и нейтралната точка, е висока. Може да се забележи, че дефектният ток остава на много високо ниво през цялата обмотка. С други думи, дефектният ток поддържа много висока величина, независимо от позицията на дефекта в обмотката.
Вътрешни фазни дефекти в електропреобразувателите
Фазни дефекти в преобразувателя са рядки. Ако такъв дефект се случи, той ще доведе до значителен ток, за да активира моментната реле за наднормен ток на входящата страна, както и диференциалната реле.
