Eksterne og interne feil i transformator
Det er nødvendig å beskytte transformatorer med høy kapasitet mot eksterne og interne elektriske feil.
Eksterne feil i krafttransformator
Ekstern kortslutning av krafttransformator
Kortslutningen kan oppstå i to eller tre faser av elektrisk strømsystem. Nivået av feilstrøm er alltid høyt nok. Det avhenger av spenningen som er kortsluttet og impedansen i kretsen opp til feilpunktet. Kupferforbruket i transformatoren som leverer feilstrømmen øker brått. Dette økte kupferforbruket fører til intern varming i transformatoren. Stor feilstrøm produserer også sterke mekaniske spenninger i transformatoren. Maksimalt mekaniske spenninger forekommer under den første perioden av symmetrisk feilstrøm.
Høy spenningsforstyrrelse i krafttransformator
Høy spenningsforstyrrelse i krafttransformator er av to typer,
Overgangsurge spenning
Nettfrekvens over spenning
Overgangsurge spenning
Høy spenning og høy frekvens surge kan oppstå i strømsystemet på grunn av noen av følgende årsaker,
Bue jord hvis neutrale punkt er isolert.
Skruoperasjoner av ulike elektriske utstyr.
Atmosfærisk lynimpuls.
Uansett hva som er årsaken til surge spenning, er det likevel en reisende bølge med høy og steil bølgeform og også høy frekvens. Denne bølgen reiser i elektrisk strømsystem nettverket, når den når krafttransformatoren, forårsaker den nedbrytning av isolasjonen mellom vikter ved siden av linje terminal, som kan skape kortslutning mellom vikter.
Nettfrekvens over spenning
Det kan alltid være en sjanse for system over spenning på grunn av plutselig frakobling av stor belastning. Selv om amplituden av denne spenningen er høyere enn dens normale nivå, men frekvensen er den samme som det var i normal tilstand. Over spenning i systemet fører til en økning i stress på isolasjonen av transformator. Som vi vet at, spenning
, økt spenning fører til proporsjonell økning i arbeidsfluks.
Dette fører dermed til, økt jerntap og proporsjonelt stort økt magnetiseringsstrøm. Økt fluks blir ledet fra transformator kjernen til andre stålkonstruksjonsdeler av transformator. Kjernekuller som vanligvis bærer lite fluks, kan bli utsatt for en stor del av fluks ledet fra saturert region av kjernen ved siden av. Under slik betingelse, kan skruen raskt oppvarmes og ødelegger sin egen isolasjon samt vindingsisolasjon.
Effekt av lav frekvens i krafttransformator
Som, spenningantallet vikter i vindingen er fast.
Derfor,
Fra denne ligningen er det klart at hvis frekvensen reduseres i et system, øker fluksen i kjernen, effekten er mer eller mindre lik som over spenning.
Interne feil i krafttransformator
De hovedfeilene som forekommer inni en krafttransformator er kategorisert som,
Isolasjonsnedbrytning mellom vinding og jord
Isolasjonsnedbrytning mellom ulike fasen
Isolasjonsnedbrytning mellom nabovikter dvs. inter – turn feil
Transformator kjernefeil
Interne jordfeil i krafttransformator
Interne jordfeil i en stjerneforbindelse vinding med neutralet punkt jordet gjennom en impedans
I dette tilfellet er feilstrømmen avhengig av verdien av jorde impedans og er også proporsjonal med avstanden mellom feilpunktet og neutralet punkt da spenningen ved punktet avhenger av, antallet vindingsvikter som kommer over neutralet og feilpunkt. Hvis avstanden mellom feilpunktet og neutralet punkt er større, er antallet vikter under denne avstanden også større, derfor er spenningen over neutralet punkt og feilpunkt høy, noe som fører til høyere feilstrøm. Så, med få ord kan det si at, verdien av feilstrømmen avhenger av verdien av jorde impedans samt avstanden mellom feilpunktet og neutralet punkt. Feilstrømmen avhenger også av lekkasje reaktans av delen av vindingen over feilpunktet og neutralet. Men sammenlignet med jorde impedansen, er det veldig lavt og det ignoreres selvfølgelig da det kommer i serie med forholdsvis mye høyere jorde impedans.
Interne jordfeil i en stjerneforbindelse vinding med neutralet punkt solidt jordet
I dette tilfellet er jorde impedansen ideelt null. Feilstrømmen avhenger av lekkasje reaktans av delen av vindingen som kommer over feilpunktet og neutralet punkt av transformator. Feilstrømmen avhenger også av avstanden mellom neutralet punkt og feilpunkt i transformator. Som sagt i forrige tilfelle, avhenger spenningen mellom disse to punktene av antallet vindingsvikter som kommer over feilpunktet og neutralet punkt. Så i stjerneforbindelse vinding med neutralet punkt solidt jordet, avhenger feilstrømmen av to hovedfaktorer, først lekkasje reaktans av vindingen som kommer over feilpunktet og neutralet punkt og for det andre avstanden mellom feilpunktet og neutralet punkt. Men lekkasje reaktans av vindingen varierer på komplisert måte med posisjonen av feilen i vindingen. Det ser man at reaktansen synker svært raskt for feilpunkt nærme neutralet, og derfor er feilstrømmen høyest for feil nærme neutralet enden. Så på dette punktet, er spenningen tilgjengelig for feilstrømmen lav, og samtidig er reaktansen som motvirker feilstrømmen også lav, derfor er verdien av feilstrømmen høyt nok. Igen ved feilpunkt unna neutralet punkt, er spenningen tilgjengelig for feilstrømmen høy, men samtidig er reaktansen tilbudt av vindingsdelen mellom feilpunktet og neutralet punkt høy. Det kan bemerkes at feilstrømmen holder seg på et svært høyt nivå gjennom hele vindingen. Med andre ord, beholder feilstrømmen en svært høy verdi uavhengig av posisjonen av feilen på vindingen.
Interne fase til fase feil i krafttransformator
Fase til fase feil i transformator er sjeldne. Hvis en slik feil skulle oppstå, vil den gi opphav til betydelig strøm for å aktivere øyeblikkelig overstrøm relé på primær siden så vel som differensial relé.
Inter turns feil i krafttransformator
Krafttransformator koblet til elektrisk ekstra høy spenning overføringsystem, er veldig sannsynlig å bli utsatt for høy magnitude, steil front og høy frekvens impulsspenning på grunn av lynsurge på overføringslinjen. Spenningsstresset mellom vindingsvikter blir så stort, at det ikke kan bære stresset og forårsaker isolasjonsnedbrytning mellom inter – turns i noen punkter. LV vinding er også stresset på grunn av overførte surge spenning. En svært stor andel av krafttransformatorfeil oppstår fra feil mellom vikter. Inter turn feil kan også oppstå på grunn av mekaniske krefter mellom vikter oppstått av ekstern kortslutning.
Kjernefeil i krafttransformator
Hvis noen del av kjernelasjonen er skadet,
