Spoljne i unutrašnje greške u transformatoru

Važno je zaštititi visokokapacitne transformatore od vanjskih i unutrašnjih električnih grešaka.

Vanjske greške u snaznom transformatoru

Vanjska kratka spojnica u snaznom transformatoru

Kratka spojnica može nastati u dvije ili tri faze električnog sistema snage. Nivo greške struje uvek je dovoljno visok. Ovisi o naponu koji je zatvoren kraticom i o impedanciji kruga do tačke greške. Gubitak bakra u transformatoru koji prenosi grešku iznenada se povećava. Ovo povećanje gubitka bakra dovodi do interne zagrevanja u transformatoru. Velika greška struje takođe proizvodi ozbiljne mehaničke stresove u transformatoru. Maksimalni mehanički stresovi nastaju tokom prvog ciklusa simetrične greške struje.

Povratna visoka naponska perturbacija u snaznom transformatoru

Povratna visoka naponska perturbacija u snaznom transformatoru dolazi u dva oblika,

1. Privremena talasna naponska perturbacija

2. Prenaponska frekvencijska perturbacija

Privremena talasna naponska perturbacija

Visoki napon i visoka frekvencija talasa mogu nastati u sistemu snage zbog bilo kog od sledećih razloga,

• Iskrenje na zemlju ako je neutralna tačka izolovana.

• Preključivanje različitih električnih opreme.

• Atmosferski svetlosni impulsi.

Bez obzira na uzroke talasne perturbacije, to je ipak talas sa visokim i strmim profilom i visokom frekvencijom. Taj talas se kreće u mreži električnog sistema snage, kada stigne do snaznog transformatora, dovodi do kvariranja izolacije između zavojaka susednih terminala linije, što može stvoriti kratku spojnicu između zavojaka.

Prenaponska frekvencijska perturbacija

Uvek postoji mogućnost prenapona u sistemu zbog iznenadnog isključivanja velikog opterećenja. Iako je amplituda ovog napona veća od normalnog nivoa, frekvencija je ista kao i u normalnim uslovima. Prenapon u sistemu dovodi do povećanja stresa na izolaciju transformatora. Kao što znamo, napon, povećan napon dovodi do proporcionalnog povećanja radnog fluksa.
To stoga dovodi do povećanja željeznih gubitaka i proporcionalno velikog povećanja magnetizirajuće struje. Povećani fluks se odvija s jezgra transformatora na druge čelične strukturne delove transformatora. Šipke jezgra koje obično nose malo fluksa, mogu biti podložne velikom komponentu fluksa odvedenog iz nasitene regije jezgra. Pod takvim uslovima, šipka se može brzo zagrijati i uništiti svoju izolaciju kao i izolaciju zavojaka.

Efekti niske frekvencije u snaznom transformatoru

Kao što je naponbroj zavojaka u zavojku je fiksiran.
Dakle,
Iz ove jednačine je jasno da, ako se frekvencija smanji u sistemu, fluks u jezgru raste, efekti su više-ma-manje slični onima prenapona.

Unutarnje greške u snaznom transformatoru

Glavne greške koje se javljaju unutar snaznog transformatora su kategorizirane kao,

1. Kvar izolacije između zavojaka i zemlje

2. Kvar izolacije između različitih faza

3. Kvar izolacije između susednih zavojaka, tj. inter-turn greška

4. Greška jezgra transformatora

Unutarnje greške zemlje u snaznom transformatoru

Unutarnje greške zemlje u zavojku povezanom zvezdasto s neutralnom tačkom zemljenom kroz impedansu

U ovom slučaju greška struje zavisi od vrednosti impedanse zemljenja i proporcionalna je rastojanju tačke greške od neutralne tačke, jer napon u toj tački zavisi od broja zavojaka koji se nalaze između neutralne i tačke greške. Ako je rastojanje između tačke greške i neutralne tačke veće, broj zavojaka na tom rastojanju je takođe veći, stoga je napon između neutralne tačke i tačke greške visok, što dovodi do veće greške struje. Dakle, u nekoliko reči, može se reći da vrednost greške struje zavisi od vrednosti impedanse zemljenja, kao i od rastojanja između tačke greške i neutralne tačke. Greška struje takođe zavisi od curenog reaktansa dela zavojka između tačke greške i neutralne tačke. Međutim, u poređenju sa impedansom zemljenja, to je vrlo nisko i očigledno se ignoriše jer se nalazi u seriji sa mnogo većom impedansom zemljenja.

Unutarnje greške zemlje u zavojku povezanom zvezdasto s neutralnom tačkom čvrsto zemljenom

U ovom slučaju, impedansa zemljenja je idealno nula. Greška struje zavisi od curenog reaktansa dela zavojka koji se nalazi između tačke greške i neutralne tačke transformatora. Greška struje takođe zavisi od rastojanja između neutralne tačke i tačke greške u transformatoru. Kao što je rečeno u prethodnom slučaju, napon između ove dve tačke zavisi od broja zavojaka koji se nalaze između tačke greške i neutralne tačke. Dakle, u zvezdastom povezanom zavojku s neutralnom tačkom čvrsto zemljenom, greška struje zavisi od dva glavna faktora, prvi je curen reaktans zavojka koji se nalazi između tačke greške i neutralne tačke, a drugi je rastojanje između tačke greške i neutralne tačke. Ali, curen reaktans zavojka varira na složeni način u zavisnosti od položaja greške u zavojku. Vidi se da reaktans brzo pada za tačku greške koja se približava neutralnoj tački, te je greška struje najveća za grešku blizu neutralne tačke. Dakle, u toj tački, napon dostupan za grešku struje je niski, a istovremeno reaktans koji se suprotstavlja grešci struje je takođe niski, stoga je vrednost greške struje dovoljno visoka. Ponovo, za tačku greške daleko od neutralne tačke, napon dostupan za grešku struje je visok, ali istovremeno reaktans koji se suprotstavlja delu zavojka između tačke greške i neutralne tačke je visok. Može se primetiti da greška struje ostaje na vrlo visokom nivou kroz ceo zavojak. Drugim rečima, greška struje održava vrlo visoku magnitudu neovisno o položaju greške na zavojku.

Unutarnje greške između faza u snaznom transformatoru

Greške između faza u transformatoru su retke. Ako se takva greška desi, dovodi do značajne struje koja aktivira trenutnu prekarnu relju na primarnoj strani, kao i diferencijalnu relju.

Inter-turns greška u snaznom transformatoru

Snazni transformator povezan sa ekstra visokim naponskim sistemom pri