Guasto del serbatoio conservatore del trasformatore di potenza: studio di caso e riparazione

1. Valutazione e analisi dei rumori anomali del trasformatore

Durante il funzionamento normale, un trasformatore emette solitamente un ronzio uniforme e continuo. Se si verificano rumori anomali, questi sono generalmente causati da archi interni/discharge o cortocircuiti istantanei esterni.

Aumento del rumore del trasformatore ma uniforme: Questo potrebbe essere causato da una messa a terra monofase o da risonanza nella rete elettrica, che causa sovratensione. Entrambi, la messa a terra monofase e la sovratensione risonante nella rete, aumenteranno il rumore del trasformatore, rendendolo più acuto del normale. In tali casi, dovrebbe essere fatta una valutazione complessiva in combinazione con le letture del voltmetro. Potrebbe anche essere dovuto a sovraccarico del trasformatore, specialmente quando il trasformatore fornisce carichi come forni ad arco o rettificatori a controllo di silicio. A causa dei componenti armonici, il trasformatore può emettere momentaneamente suoni simili a "wow-wow" o rumori intermittenti di "clic". Se il carico del trasformatore supera il valore di sovraccarico normale consentito, il carico dovrebbe essere ridotto secondo le regolamentazioni in loco.

Aumento e irregolarità del rumore del trasformatore: Quando si avvia attrezzatura elettrica di grande capacità, la variazione significativa del carico può causare un aumento del rumore del trasformatore. Analogamente, quando si verifica una risonanza ferromagnetica nel sistema, il trasformatore può produrre rumori irregolari con intensità variabile.

Rumori di scariche dal trasformatore: Questo indica una contaminazione grave dei componenti in porcellana o un contatto cattivo alle morsette dell'attrezzatura. Se si sentono rumori di scariche crepitanti provenienti dal trasformatore, e durante la notte o in condizioni piovose si vedono corona blu o scintille vicino ai bocchettieri del trasformatore, ciò suggerisce un contatto interno cattivo o un guasto all'isolamento. Se la scarica si verifica internamente, potrebbe essere una scarica statica da componenti non messi a terra, una scarica tra spire nelle avvolgimenti o una scarica dovuta a un contatto cattivo al cambio di presa. Il trasformatore emette suoni "crepitanti" o "ronzanti" che variano in base alla distanza dal punto di guasto. In tali casi, è necessario effettuare ulteriori test o mettere fuori servizio il trasformatore per ispezionarlo.

Rumori esplosivi dal trasformatore: Quando si verificano cortocircuiti o guasti a terra nel sistema, correnti di cortocircuito elevate attraversano il trasformatore, causando rumori "crepitanti". In casi gravi, si può sentire un forte ruggito, indicando un guasto all'isolamento all'interno o sulla superficie del trasformatore. Il trasformatore dovrebbe essere immediatamente messo fuori servizio per l'ispezione.

Rumori di acqua bollente dal trasformatore: Se il trasformatore emette suoni simili a quelli dell'acqua in ebollizione, accompagnati da cambiamenti rapidi di temperatura e aumento del livello d'olio, questo dovrebbe essere diagnosticato come un surriscaldamento grave causato da cortocircuiti negli avvolgimenti del trasformatore o da un contatto cattivo al cambio di presa. Il trasformatore dovrebbe essere immediatamente messo fuori servizio per l'ispezione.

Rumori vari dal trasformatore: Questi possono essere causati da vibrazioni di singoli componenti allentati sul trasformatore o da parti dimenticate sul nucleo. Se accompagnati da un aumento significativo del rumore del trasformatore mentre corrente e tensione non mostrano anomalie evidenti, potrebbe essere dovuto a viti penetranti allentate o bulloni allentati che premono sul nucleo, causando un aumento delle vibrazioni delle lamine di acciaio silicio. Ciò porta il trasformatore a emettere forti e irregolari "rumori" o suoni simili a "martellate" e "vento che soffia."

In sintesi, i guasti del trasformatore possono essere categorizzati in vari modi in base alle loro cause. Poiché i guasti del trasformatore coinvolgono un ampio spettro di aspetti, possono essere divisi in base ai circuiti: guasti del circuito elettrico, guasti del circuito magnetico e guasti del circuito olio. I guasti del circuito elettrico si riferiscono principalmente a guasti negli avvolgimenti e nei cavi di connessione, tra cui: invecchiamento dell'isolamento e ingresso di umidità negli avvolgimenti, contatti cattivi nel cambio di presa, qualità materiale e processi di fabbricazione scadenti, guasti causati da impatti di sovratensione e cortocircuiti nel sistema secondario. I guasti del circuito magnetico si riferiscono generalmente a guasti che si verificano nel nucleo, nell'incrocio e nei componenti di fissaggio, tra cui: cortocircuiti nelle lamine di acciaio silicio, danni all'isolamento tra viti penetranti e morsetti di fissaggio e il nucleo, e scariche causate da un cattivo collegamento a terra del nucleo.

I guasti del trasformatore non sono riflessi di un singolo fattore ma coinvolgono molti fattori, e a volte possono apparire fenomeni falsi. Pertanto, quando necessario, devono essere eseguiti test caratteristici del trasformatore e un'analisi complessiva per identificare in modo accurato e affidabile la causa del guasto, determinare la natura del guasto, proporre un metodo di trattamento più completo e garantire il funzionamento sicuro del trasformatore.

2. Studio di caso sulla manutenzione del trasformatore

Diagnosi e gestione del guasto della serbatoia di conservazione

Quando la serbatoia di conservazione mostra un livello d'olio pieno con olio del trasformatore che schizza fuori dal respiratore, ma la protezione a gas (relè Buchholz), la valvola di rilascio di pressione e la protezione differenziale non si sono attivate, i test elettrici eseguiti dopo aver spento il trasformatore danno risultati normali. Quando si apre la finestra di ispezione della serbatoia, non è visibile olio. In questa situazione, si può determinare che la serbatoia di conservazione ha subito un guasto.

La serbatoia di conservazione del trasformatore ha una struttura a capsula. Quando si apre il coperchio della finestra di ispezione, dovrebbe essere visibile l'olio attraverso la finestra di vetro. Quando la temperatura dell'olio nella vasca aumenta, l'olio espanso entra nella serbatoia di conservazione. In questo momento, il respiratore espelle l'aria dalla capsula e il livello d'olio aumenta con l'indicazione. Al contrario, quando la temperatura dell'olio nella vasca diminuisce, l'olio nella serbatoia di conservazione fluisce nuovamente nella vasca a causa della contrazione, e la capsula aspira aria mentre il livello d'olio diminuisce. La funzione della capsula è isolare l'aria dall'olio, prevenendo l'invecchiamento dell'olio isolante.

Quando la capsula si rompe, l'olio schizza fuori dal respiratore. Attraverso la finestra di osservazione, non è visibile olio isolante perché c'è aria tra la capsula e la vasca della serbatoia di conservazione. L'apertura ulteriore del coperchio laterale della serbatoia e l'estrazione della capsula per l'ispezione riveleranno crepe alla base della capsula.

Metodo di intervento: Sostituire la capsula. Aprire il porto di scarico del serbatoio di conservazione e iniettare olio attraverso la valvola del serbatoio fino a quando l'olio appare al porto di scarico, poi interrompere l'iniezione di olio e stringere il dado del porto di scarico. Successivamente, svuotare l'olio dalla valvola fino a che il livello dell'olio sia normale. A questo punto, la capsula aspirerà automaticamente aria secca attraverso il respiratore. In questo modo, il guasto del serbatoio di conservazione viene risolto prontamente.