Kuinka diagnostoida ja poistaa muuntajan ytimen maajäähdytysvirhe

Muuntajan vijoukset ja ydin ovat pääkomponentit, jotka vastaavat sähkömagneettisen energian siirtämisestä ja muuntamisesta. Niiden luotettavan toiminnan varmistaminen on tärkeä huolenaihe. Tilastotiedot osoittavat, että ydintä koskevat ongelmat ovat kolmanneksi yleisin syy muuntajien epäonnistumisiin. Valmistajat ovat kiinnittäneet yhä enemmän huomiota ydinongelmiin ja ne ovat ottaneet käyttöön teknisiä parannuksia, kuten luotettava ydinmaapitäminen, ydinmaanjäsen valvonta ja yhden pisteen maapitäminen. Toimintayksiköt ovat myös kiinnittäneet merkittävää huomiota ydinongelmien havaitsemiseen ja tunnistamiseen. Silti ydinvirheet muuntajissa tapahtuvat edelleen usein, pääasiassa monipisteen maapitämisestä ja huonosta ydinmaapitämisestä johtuen. Tämä artikkeli esittelee näiden kahden virhetypin diagnostiikan ja käsittelemisen menetelmät.

1. Monipisteen maapitämisvirheiden poistaminen

1.1 Väliaikaiset toimenpiteet, kun muuntajaa ei voida poistaa käytöstä

• Jos on olemassa ulkoinen maajohde ja virhevirta on suhteellisen suuri, maajohde voi erottaa väliaikaisesti toiminnan aikana. Kuitenkin tiiviisti valvottava, ettei ydille kehdy liukuvaa potentiaalia virhepisteen katoamisen jälkeen.

• Jos monipisteen maapitämisvirhe on epävakaa, työmaapiiriin voi lisätä variabeelin vastuksen (rheostatin) rajoittaakseen virtaa alle 1 A. Vastuksen arvo määritellään avoimen normaalin maajohdon reunustaman jännitteen jakamalla maajohdon läpi kulkevalla virtauksella.

• Kromatografian analyysia tulisi käyttää virhepaikan kaasunmuodostumisnopeuden seurantaan.

• Tarkkojen mittauspaikan määrittämisen jälkeen, jos sitä ei voida korjata suoraan, normaali ydinmaajohde voi siirtää samalle paikalle kuin virhepiste, mikä vähentää huomattavasti kiertovirtauksia.

1.2 Perusteelliset huoltotoimenpiteet

Kun valvonta vahvistaa monipisteen maapitämisvirheen, muuntajia, jotka voidaan sulkea pois, pitäisi heti deenergoida ja korjata täysin virheen poistamiseksi. Asianmukaiset huoltomenetelmät pitäisi valita monipisteen maapitämisen tyyppiin ja syytyn perusteella. Jossain tapauksissa kuitenkin virhepistettä ei löydetä edes sulkemisen ja ydinkorjauksen jälkeen. Tarkkan määrittämiseksi paikan päällä virhepisteen sijaintia varten voivat käytettäväksi:

• Jännite-menetelmä: Yhdistä ydin ja puristuskehikon välillä oleva maajohde. Anna 6 V DC-jännitteen silikati-vijoukseen ydinpylvään molemmilla puolilla. Käytä sitten DC-jännitetilimittaria mitatakseen jännitettä vierekkäisten vijousten välillä. Paikka, jossa jännite lukee nolla tai vaihtaa polaarisuutta, osoittaa virheen maapisteeseen.

• Vaihtojännite-menetelmä: Anna 220–380 V AC-jännitteen alijännitteinen vijous, joka luo magneettifluksen ytimessä. Kun ydin-puristuskehikon yhdistämä maajohde on katkaistu, käytä milliammetria detektoimaan virta, joka osoittaa monipisteen maapitämisvirheen. Siirrä milliammetrin anturi jokaisen ydinpylvään tasoa pitkin; paikka, jossa virta laskee nollaan, on virhepaikka.

2. Epänormaaliset ilmiöt, joita monipisteen maapitämisestä aiheutuu

• Ytimeen syntyy pyörviä, mikä lisää ytimen hukkaa ja aiheuttaa paikallista ylijäämää.

• Jos vakava monipisteen maapitäminen jää hoitamatta pitkään, jatkuvan toiminnan vuoksi öljy ja vijoukset ylijäämässä, mikä vanhentaa hitaasti öljy-paperisolintoja. Tämä saattaa aiheuttaa levysten välisen isolointikangoksen heikentyvän ja irroutuvan, mikä johtaa entistä vakavampiin ytimen ylijäämätilanteisiin ja lopulta ytimen palamiseen.

• Pitkäaikaista monipisteen maapitämistä heikentää öljyupotetuissa muuntajissa öljyisolinto, mikä tuottaa syttyvää kaasua, joka voi laukaisua Buchholzin (kaasu) relén.

• Ytimen ylijäämä voi hiilitä muuntajan säiliön sisällä olevat puupalaset ja puristuskomponentit.

• Vakava monipisteen maapitäminen voi palamaan maajohde läpi, mikä johtaa muuntajan normaalin yhden pisteen maapitämisen menettymiseen – äärimmäisen vaarallinen tilanne.

• Monipisteen maapitäminen voi myös aiheuttaa osittaisen purkautumisen ilmiötä.

3. Syy, miksi ydin on maapitettava vain yhdellä pisteellä normaalissa toiminnassa

Normaalissa toiminnassa on olemassa sähkökenttä sähköistyneiden vijousten ja muuntajan säiliön välillä. Ydin ja muut metalliosat sijaitsevat tässä kentässä. Epätasaisen kapasitanssijakauman ja vaihtelevan kentän voiman vuoksi, jos ydin ei ole luotettavasti maapitetty, tapahtuu laturi-purkautumisilmiö, joka vahingoittaa sekä kiinteitä että öljyisolintoja. Siksi ydin on maapitettava vain yhdellä pisteellä.

Ydin koostuu silikati-vijouksista. Eddy-virtauksien vähentämiseksi jokainen vijous on eristetty naapurivijouksista pienellä vastuksella (yleensä vain muutamilla tai useammilla kymmenillä ohmeilla). Kuitenkin hyvin korkean levysten välisen kapasitanssin vuoksi vijoukset toimivat altistuneina vaihtosähkökentille. Näin ollen yhden pisteen maapitäminen riittää pitämään koko pinon maapotentialtiin.

Jos ydin tai sen metalliosat ovat kaksi tai useampia maapisteitä (monipisteen maapitäminen), niin nämä pisteet muodostavat suljetun silmukan. Tämä silmukka yhdistää osan magneettifluksista, mikä aiheuttaa sähkömotorin ja kiertovirtauksen, jotka aiheuttavat paikallista ylijäämää ja saattavat jopa paloittaa ytimen.

Vain muuntajan ytimen yhden pisteen maapitäminen on luotettava ja normaali maapitäminen – eli ydin on maapitettava, ja se on maapitettava vain yhdellä pisteellä.

Ydinongelmat johtuvat pääasiassa kahdesta tekijästä: (1) huonot rakennustavat, jotka johtavat lyhytkiertoihin, ja (2) lisävarusteet tai ulkoinen tekijät, jotka aiheuttavat monipisteyhdistämisen.