Kako ocenjevati zaznavati in odpravljanje napak v transformatorjem jarku
Polje: Proizvodnja
China
1. Nevarnosti, vzroki in vrste napak zaradi ozemljitve na več točkah v jedru transformatorja
1.1 Nevarnosti napak zaradi ozemljitve na več točkah v jedru
V normalnem obratovalnem načinu mora biti jedro transformatorja ozemljeno na natanko eni točki. Med obratovanjem so navitja obdana z izmeničnimi magnetnimi polji. Zaradi elektromagnetne indukcije obstajajo parazitne kapacitete med visokonapetostnimi in nizkonapetostnimi navitji, med nizkonapetostnim navitjem in jedrom ter med jedrom in ohišjem transformatorja. Napetostna navitja se skozi te parazitne kapacitete sklicujejo in povzročajo plavajoč potencial jedra glede na ozemljitev. Ker so razdalje med jedrom (in drugimi kovinskimi deli) ter navitji neenake, nastanejo med posameznimi komponentami razlike v potencialu. Ko razlika v potencialu med dvema točkama preseže dielektrično trdnost izolacije med njima, pride do iskrenja. To iskrenje je prekinjeno in s časom povzroča degradacijo transformatorskega olja ter trdne izolacije.
Za odpravo tega pojava je jedro zanesljivo povezano z ohišjem, da se ohrani enak potencial. Če pa ima jedro ali druge kovinske komponente dve ali več točk ozemljitve, se ustvari zaprta zanka, ki inducira krožne tokove in povzroča lokalno pregrevanje. To vodi do razgradnje olja, zmanjšanja izolacijskih lastnosti in – v hudih primerih – do izgorevanja laminiranih listov iz silicijevega jekla, kar povzroči hudo okvaro transformatorja. Zato mora biti jedro transformatorja ozemljeno natanko na eni točki.
1.2 Vzroki napak ozemljitve jedra
Pogosti vzroki vključujejo:
- Kratke stike zaradi slabih gradbenih tehnik ali konstrukcijskih napak v ozemljitvenih trakovih;
- Ozemljitev na več točkah, povzročena s priključki ali zunanjimi dejavniki;
- Kovinski tuji predmeti, ki so ostali znotraj transformatorja med sestavljanjem, ali ostanki (npr. ostrice, rjava, varilni šljak), ki izvirajo iz neustreznih proizvodnih procesov jedra.
1.3 Vrste napak jedra
Pogoste vrste napak jedra transformatorja vključujejo naslednjih šest kategorij:
- Stik jedra z ohišjem ali pritiskalnimi strukturami:
Med namestitvijo ali transportom lahko vijaki na pokrovu ohišja ostanejo nepreobrnjeni ali neodstranjeni, kar povzroči stik jedra z ohišjem. Drugi primeri vključujejo stik pritiskalnih plošč z vejami jedra, ukrivljene liste silicijevega jekla, ki se dotikajo pritiskalnih plošč, odpadlo papirnato izolacijo med spodnjimi pritiskalnimi nogami in prečko, ki omogoča stik z laminati, ali preveliko dolge termometerske vtičnice, ki se dotikajo pritiskalnih elementov, prečk ali stebrov jedra.Preveliko dolgi jekleni rokavi skozi jedro vijakov, ki povzročajo kratki stik z listi silicijevega jekla. - Tuji predmeti v ohišju, ki povzročajo lokalne kratke stike v jedru:Na primer pri 31.500/110 kV močnostnem transformatorju na podstani v Šansi so med dvigovanjem pokrova odkrili ročaj izvijača, ki je bil zaklinjen med pritiskalno ploščo in prečko. Pri drugem transformatorju 60.000/220 kV so odkrili bakreno žico dolgo 120 mm.
- Vlažnost ali poškodba izolacije jedra:Nakopičena mulja in vlaga na dnu zmanjšata upornost izolacije. Razgradnja ali vlažnost v izolaciji pritiskalnih plošč, izolaciji nog, ali izolaciji ohišja jedra (kartonskih ploščah ali leseniških blokih) lahko povzročita ozemljitev na več točkah z visoko upornostjo.
- Izrabljena ležaja v oljnem črpalkah:Kovinski delci vstopijo v ohišje, usedejo se na dno in – pod vplivom elektromagnetnih sil – tvorijo prevodne mostove med spodnjo prečko jedra, nogami ali dnom ohišja, kar povzroči ozemljitev na več točkah.
- Slabo obratovanje in vzdrževanje, kot je npr. izostanek rednih pregledov.
2. Preskusne in obravnalne metode za napake jedra transformatorja
2.1 Preskusne metode za napake jedra
2.1.1 Metoda kljukasta ampermetra (načrtovanje na spletu):
Za transformatorje z zunanjimi vodiči za taloženje jedra omogoča ta metoda natančno in nepristransko merjenje večtočkovnega taloženja. Trenutek preko vodiča za taloženje bi moral biti letno meritve; običajno naj bi bil manjši od 100 mA. Če je višji, potrebno je izboljšati nadzor. Po komisiji merite tok taloženja večkrat, da vzpostavite osnovno vrednost. Če je začetna vrednost že visoka zaradi notranjega teka transformatorja (ne pomanjkljivosti) in naslednje meritve ostanejo stabilne, ni pomanjkljivosti. Vendar, če je tok presegel 1 A in se znatno povečal glede na osnovno vrednost, verjetno obstaja pomanjkljivost z nizko upornostjo ali kovinsko taloženje, ki zahteva takojšnjo pozornost.
Za transformatorje z zunanjimi vodiči za taloženje jedra omogoča ta metoda natančno in nepristransko merjenje večtočkovnega taloženja. Trenutek preko vodiča za taloženje bi moral biti letno meritve; običajno naj bi bil manjši od 100 mA. Če je višji, potrebno je izboljšati nadzor. Po komisiji merite tok taloženja večkrat, da vzpostavite osnovno vrednost. Če je začetna vrednost že visoka zaradi notranjega teka transformatorja (ne pomanjkljivosti) in naslednje meritve ostanejo stabilne, ni pomanjkljivosti. Vendar, če je tok presegel 1 A in se znatno povečal glede na osnovno vrednost, verjetno obstaja pomanjkljivost z nizko upornostjo ali kovinsko taloženje, ki zahteva takojšnjo pozornost.
2.1.2 Analiza raztopinih plinov (DGA) – Merjenje nivoja CO/CO₂ pod napetostjo:
Če se skupni hidrokarboni zelo povečajo, z metanom in etilenom kot glavnima komponentama, in ravni CO/CO₂ ostanejo nespremenjene, to kaže na pregrevanje golih kovin, morda zaradi večtočkovnega taloženja ali pomanjkljivosti izolacije med plastmi, kar zahteva dodatno preiskovanje. Če med hidrokarbani pride do pojavljanja acetilena, to nazna na intermitentno, nestabilno večtočkovno taloženje.
Če se skupni hidrokarboni zelo povečajo, z metanom in etilenom kot glavnima komponentama, in ravni CO/CO₂ ostanejo nespremenjene, to kaže na pregrevanje golih kovin, morda zaradi večtočkovnega taloženja ali pomanjkljivosti izolacije med plastmi, kar zahteva dodatno preiskovanje. Če med hidrokarbani pride do pojavljanja acetilena, to nazna na intermitentno, nestabilno večtočkovno taloženje.
2.1.3 Test upornosti izolacije (merjenje brez napetosti):
Uporabite megohmmeter na 2,500 V za merjenje upornosti izolacije med jedrom in rezervoarjem. Branje ≥200 MΩ kaže na dobro izolacijo jedra. Če megohmmeter kaže neprekinjenost, preklopite na ohmomter.
Uporabite megohmmeter na 2,500 V za merjenje upornosti izolacije med jedrom in rezervoarjem. Branje ≥200 MΩ kaže na dobro izolacijo jedra. Če megohmmeter kaže neprekinjenost, preklopite na ohmomter.
- Če je upornost 200–400 Ω: obstaja visoko-uporna taloženost; transformator potrebuje popravilo.
- Če je upornost >1,000 Ω: tok taloženja je majhen in težko odstranljiv; enota lahko nadaljuje delovanje z rednimi on-line nadzori (kljukasti ampermeter ali DGA).
- Če je upornost 1–2 Ω: kovinska taloženost je potrjena; takojšnja popravila so obvezna.
2.2 Metode za reševanje večtočkovnega taloženja
- Za transformatorje z zunanjo taložno vodilom lahko v taložni zanki vstavimo upor, da omejimo tok poteče. To je le začasna nujnostna ukrepa.
- Če je poteča povzročena kovinskim tuji telesom, preverjanje s podizanjem kapota običajno razkriva problem.
- Za poteče, ki so povzročene šipkami ali nagromaditvijo kovinskih prahov, učinkovi metode odpravljanja vključujejo impulzni razpored kapacitorja, stikalo ark ali visokotokuščne impulze.
3. Standardi kakovosti za vzdrževanje jedra močnega transformatorja
- Jedro mora biti ravno, s popolnoma izoliranim premazom, tesno postavljenimi plasti in brez dvignjenih ali valovitih robov. Površine morajo biti proste od ostankov olja in onesnaženosti; ne sme biti medplastnih kratkih zank ali mostov; širina povezav mora ustrezati specifikacijam.
- Jedro mora ohranjati dobro izolacijo od zgornjih/spodnjih grla, kvadratnih željez, tlacišč in podlag.
- Med jeklenimi tlacišči in jedrom mora obstajati enakomerno in vidno prazno območje. Izolirana tlacišča morajo biti nepokvarjena - brez puknin ali poškodbe - in pravilno zakrčena.
- Jeklena tlacišča ne smejo tvoriti zaprte zanke in morajo imeti natanko eno točko talože.
- Po odvezanju povezave med zgornjim grlom in jedrom ter med jeklenim tlaciščem in zgornjim grlom, merite upornost izolacije med jedrom/grlom in jedrom/tlaciščem. Rezultati ne smejo pokazati značilne spremembe glede na zgodovinske podatke.
- Vinti morajo biti zakrčeni; pozitivni/negativni tlaciščni studnice in zaklepni mutniki na grlah morajo biti trdno zaključeni, dobro stikajo s izolirnimi ščitniki in ne smejo pokazati znakov razpada ali gorečine. Negativne studnice morajo ohranjati zadostno razmik od zgornjega grla.
- Vinti skozi jedro morajo biti zakrčeni, z upornostjo izolacije, ki je v skladu s rezultati zgodovinskih testov.
- Olijske poti morajo biti proste; ločila olijskih kanalov morajo biti urejena, brez odpadanja ali preprečevanja pretoka.
- Jedro mora imeti le eno točko talože. Taložna traka mora biti iz violetnega bakra, debela 0,5 mm in široka ≥30 mm, vstavljena v 3–4 plasti jedra. Za velike transformatorje mora biti globina vstavljanja ≥80 mm. Izklopljena dele morajo biti izolirana, da se prepreči kratko zanko jedra.
- Taložna struktura mora biti mehansko trdna, dobro izolirana, brez zaprte zanke in ne sme stikati s jedrom.
- Izolacija mora biti čvrsta, taloženje pa zanesljivo.