Zunanji in notranji napaki v transformatorju

Za varovanje visokokapacitetnih transformatorjev pred zunanjimi in notranjimi električnimi napakami je ključno.

Zunanje napake v močnem transformatorju

Zunanji preklop v močnem transformatorju

Kratki preklop se lahko pojavi v dveh ali treh fazah električnega sistema. Stopnja napake tока je vedno dovolj visoka. Odvisna je od napetosti, ki je bila prekopljena, in od impedanci smeri do točke napake. Mednopreklonska izguba transformatorja, ki krati napako, se nenadoma poveča. Ta naraščajoča mednopreklonska izguba povzroča notranje seganje v transformatorju. Velik preklonski tok tudi ustvarja težke mehanske obremenitve v transformatorju. Največje mehanske obremenitve se pojavijo med prvim cikelom simetričnega preklonskega toka.

Napeti poskodbe v močnem transformatorju

Napeti poskodbi v močnem transformatorju obstajata v dveh vrstah,

1. Prelivni val napetosti

2. Prekomerna napetost na frekvenci omrežja

Prelivni val napetosti

Visoke napetosti in visoke frekvence prelivov se lahko pojavijo v sistemu zaradi katerihkoli naslednjih vzrokov,

• Izognjenje zemlje, če je neutralna točka izolirana.

• Vklop različne električne opreme.

• Atmosferični svetlobni impulzi.

Kakršen koli bi bil vzrok za prelivne napetosti, gre v bistvu za potujoči val z visoko in strmo valovno obliko ter visoko frekvenco. Ta val se premika skozi električni sistem, ko pride do močnega transformatorja, povzroči propad izolacije med zavojnicami blizu terminala, kar lahko ustvari preklop med zavojnicami.

Prekomerna napetost na frekvenci omrežja

Vedno obstaja možnost prekomerne napetosti v sistemu zaradi nenadnega odpovezanja velikega obroča. Čeprav je amplituda te napetosti višja kot njena normalna raven, frekvenca pa ostane enaka kot v normalnih pogojih. Prekomerna napetost v sistemu povzroči povečanje obremenitve na izolaciji transformatorja. Kot vemo, napetost, povečana napetost povzroča sorazmerno povečanje delovnega fluksa.
To tako povzroča, povečano železno izgubo in sorazmerno veliko povečanje magnetizacijskega toka. Povečan fluks se preusmeri s jdra transformatorja na druge dele transformatorja iz železa. Vinti, ki običajno nosijo malo fluksa, se lahko izpostavijo veliki komponenti fluksa, ki se preusmeri iz zasičenega območja jdra ob strani. V takšnih pogojih se vinti lahko hitro segajo in uničijo svojo izolacijo in izolacijo zavojnice.

Učinki podfrekvence v močnem transformatorju

Kot, napetost število zavojnic v zavojnici je fiksno.
Torej,
Iz te enačbe je očitno, da, če se frekvenca v sistemu zmanjša, se fluks v jdrskem materialu poveča, učinki so več ali manj enaki kot pri prekomerni napetosti.

Notranje napake v močnem transformatorju

Glavne napake, ki se pojavijo znotraj močnega transformatorja, so razvrščene kot,

1. Propad izolacije med zavojnico in zemljo

2. Propad izolacije med različnimi fazami

3. Propad izolacije med sosednjimi zavojnicami, torej inter-turn napaka

4. Napaka v jdrskem materialu transformatorja

Notranje zemljske napake v močnem transformatorju

Notranje zemljske napake v zvezdno povezani zavojnici z nevtralno točko zasidrjeno preko impedanca

V tem primeru je preklonski tok odvisen od vrednosti zemljskega impedanca in sorazmeren s razdaljo točke napake od nevtralne točke, saj napetost na točki odvisna od števila zavojnic, ki se nahajajo med nevtralno in napakno točko. Če je razdalja med napakno in nevtralno točko večja, je tudi število zavojnic na tej razdalji večje, zato je napetost med nevtralno in napakno točko visoka, kar povzroči visok preklonski tok. Z drugimi besedami, vrednost preklonskega toka je odvisna od vrednosti zemljskega impedanca in razdalje med napakno in nevtralno točko. Preklonski tok je tudi odvisen od protekne reaktance dela zavojnice med napakno in nevtralno točko. Vendar je v primerjavi s zemljskim impedansom zelo nizka in se je očitno ignorira, ker je v zaporedju z relativno veliko zemljsko impedanco.

Notranje zemljske napake v zvezdno povezani zavojnici z nevtralno točko trdno zasidrjeno

V tem primeru je zemljski impedans idealno nič. Preklonski tok je odvisen od protekne reaktance dela zavojnice, ki se nahaja med napakno in nevtralno točko transformatorja. Preklonski tok je tudi odvisen od razdalje med nevtralno in napakno točko v transformatorju. Kot je bilo povedano v prejšnjem primeru, je napetost med tema dvema točkama odvisna od števila zavojnic, ki se nahajajo med napakno in nevtralno točko. Torej, v zvezdno povezani zavojnici z nevtralno točko trdno zasidrjeno, je preklonski tok odvisen od dveh glavnih dejavnikov, prvič, protekne reaktance zavojnice, ki se nahaja med napakno in nevtralno točko, in drugič, razdalje med napakno in nevtralno točko. Vendar se protekna reaktanca zavojnice kompleksno spreminja glede na položaj napake v zavojnici. Opazimo, da se reaktanca zelo hitro zmanjša za napakno točko, ki se približuje nevtralni, zato je preklonski tok najvišji za napako blizu nevtralnega konca. Tukaj je napetost, ki je na voljo za preklonski tok, nizka, hkrati pa je reaktanca, ki preprečuje preklonski tok, tudi nizka, zato je vrednost preklonskega toka dovolj visoka. Ponovno, za napakno točko oddaljeno od nevtralne točke, je napetost, ki je na voljo za preklonski tok, visoka, vendar hkrati reaktanca, ki jo ponuja del zavojnice med napakno in nevtralno točko, je visoka. Opazimo, da preklonski tok ostane zelo visok skozi celotno zavojnico. S drugimi besedami, preklonski tok ohranja zelo visoko stopnjo, ne glede na položaj napake na zavojnici.

Notranje fazno-fazne napake v močnem transformatorju

Fazno-fazne napake v transformatorju so redke. Če se take napake pojavijo, bodo povzročile značilni tok, ki bo operiral trenutni prekomerni relé na primarni strani in diferencialni relé.

Inter-turns napake v močnem transformatorju