Analiza i rešenje anomalnog višetачkog zemljanja jezgra transformatora

Postojanje višetockog zemljenja u jezgru transformatora dovodi do dve velike probleme: prvo, može dovesti do lokalnog prekornenja i pregrejavanja u jezgru, a u težim slučajevima, do lokalne oštećenosti ogorka; drugo, ciklični strujovi generisani u normalnoj žici za zemljenje jezgra mogu dovesti do lokalnog pregrejavanja transformatora i potencijalno do grešaka tipa ispravljanja. Stoga, greške višetockog zemljenja u jezgru transformatora direktno prijetila svakodnevnom radu transformatorskih stanica. Ovaj rad analizira anormalnu situaciju višetockog zemljenja u jezgru transformatora, predstavljajući proces analize greške i mera na mjestu za rješavanje.

1. Pregled greške zemljenja

Glavni transformator broj 1 u 220 kV transformatorskoj stanci je model SFPSZB-150000/220, proizveden 11. novembra 1986. godine, a u upotrebu stavljena 8. avgusta 1988. godine. Inicijalno koristio je prisilnu cirkulaciju ulja sa zrakom kao hlađenje, ali je 2012. godine promijenjen na prirodnu cirkulaciju ulja sa zrakom. 5. marta, testiranje struje zemljenja jezgra glavnog transformatora broj 1 pokazalo je 40 mA, što je značajno odstupanje od prethodnih testnih rezultata. Pregled uređaja za online nadzor i ograničenje struje zemljenja jezgra pokazao je struju zemljenja od 41 mA. 

Istorijatski podaci su pokazali da je uređaj automatski aktivirao otpornik ograničenja struje od 115 Ω 27. februara. Nakon utvrđivanja da glavni transformator broj 1 može imati problem višetockog zemljenja jezgra, osoblje pregledalo je podatke online nadzora kromatografije, ali nije pronašlo nijednu anomaliju. Osoblje za testiranje ulja uzelo je uzorke iz glavnog transformatora broj 1 popodne 5. marta za analizu kromatografskim metodom, ali su testni podaci pokazali da nema značajnih promjena, kako je prikazano u tabeli 1 s rezultatima testa rastvaranog gasa. Prema postavkama uređaja za online nadzor, kada prelazi struja zemljenja 100 mA, uređaj će automatski aktivirati otpornik za ograničenje struje zemljenja. Na temelju toga, utvrđeno je da glavni transformator broj 1 ima grešku višetockog zemljenja jezgra.

2 Analiza grešaka opreme

Testni podaci o strujnom pritisku na zemlju jezgra glavnog transformatora u proteklh tri godine prikazani su u Tabeli 2. Usporedba povijesnih testnih podataka pokazuje da su merenja strujnog pritiska na zemlju za glavni transformator broj 1 konstantno ostajali unutar normalnih granica, bez otkrivenih neobičnih tendencija u rastvorjenim plinovima u ulju. Međutim, strujni pritisak na zemlju je pokazao značajan porast, a uređaj za ograničavanje struje automatski je aktivirao otpornik za ograničavanje struje.

Na osnovu kompletne analize ovih uslova, može se utvrditi da glavni transformator broj 1 ima grešku višetockog spajanja na zemlju. Međutim, kada se dogodila višetočka veza na zemlju, onlajn nadzor nad vezom na zemlju jezgra i uređaj za ograničavanje struje odmah su aktivirali otpornik u trenutku povećanja struje, efektivno ograničavajući intenzitet struje. Kao rezultat toga, nisu se pojave nikakve neobičnosti u hromatografskoj analizi rastvorjenih plinova u ulju transformatora.

28. марта, tokom redovnog testa isključivanja struje na transformatoru broj 1, merenja otpornosti izolacije jezgra su potvrdila uslov višetockog zemljenja. Testni tim je merio otpornost izolacije jezgra pomoću napona od 1.000 V, pri čemu je otpornost izolacije bila "0". Korišćenjem multimetra za merenje otpornosti zemljenja jezgra pokazalo se da je stanje "provodljivo" sa vrednošću otpornosti "0". Ova merenja su dokazala da je jezgro glavnog transformatora broj 1 imalo višetocko zemljenje, konkretno metalno zemljenje.

3 Mere za rešavanje problema

(1) Uzevši u obzir da greška u zemljenju može biti uzrokovana mekim metalnim kontaktom, pokušaj eliminacije greške je bio kroz metodu impulsa kondenzatora: Kondenzator (kapacitet 26,94 μF) je naponjen do 2.500 V i razelektrio tri puta u glavni transformator broj 1. Nakon impulsa, merena je otpornost izolacije jezgra kako bi se utvrdilo da li se oporavilo. Ako nije oporavljeno, napon je podignut na 5.000 V za još tri impulsa. Ako greška i dalje postoji, dalji pokušaji bi bili prekinuti.

(2) Ako metoda impulsa kondenzatora ne uspe da eliminiše grešku u zemljenju, kada to omilostvine okolnosti, biće izvršena inspekcija transformatora s podizanjem kapa kako bi se direktno locirao tačka zemljenja i fundamentalno eliminovala greška višetockog zemljenja jezgra.

(3) Ako se glavni transformator ne može odmah isključiti za inspekciju i održavanje kapca, kao privremena mera moglo bi se implementirati vezivanje ograničujućeg otpornika u seriju sa spuštajućim vodnikom zemljenja. Glavni transformator broj 1 je opremljen uređajem za online nadzor i ograničenje struje zemljenja jezgra JY-BTJZ koji sadrži četiri podešive otpornosti (115, 275, 600 i 1.500 Ω), gde se automatski aktivirao otpornik od 115 Ω na osnovu veličine struje zemljenja. Nakon komisionisanja opreme, nadzor je intenziviran sa skraćenim ciklusima merenja struje zemljenja jezgra i analize hromatografskog sastava transformatornog ulja radi praćenja.

Specifičan proces implementacije na terenu bio je sledeći: Prvo, odspojena je vanjska veza zemljenja jezgra, a DC generator visokog napona je korišćen za nabijanje kondenzatora. Nakon otprilike 3 minuta nabijanja, napon je dostigao 2,5 kV. Zatim, koristeći izolovanu štapicu, spojna žica je vezana na spuštajući vodnik jezgra kako bi se kondenzator razelektrio u jezgro transformatora. Nakon jednog razelektrivanja kondenzatora u jezgro glavnog transformatora broj 1, 60-secundna otpornost izolacije jezgra se oporavila na 9,58 GΩ, sa koeficijentom apsorpcije 1,54, što je u skladu sa prethodnim testiranjem. Tačka zemljenja je uspešno eliminisana.

Nakon vraćanja u rad glavnog transformatora broj 1, merili smo struju zemljenja jezgra pomoću tester-a za struju zemljenja jezgra, pri čemu je prikazano 2 mA. Istovremeno, uređaj za stvarnotrajni nadzor struje zemljenja jezgra takođe je prikazao 2 mA, potvrđujući da je greška eliminisana.