Hogyan diagnosztizáljuk és kiküszöböljük a transzformátormag talajzárlat hibáit

A transzformátor tekercsei és magja az elektromágneses energiát továbbító és átalakító főbb komponensek. Az ők megbízható működésének biztosítása nagy jelentőségű. A statisztikai adatok szerint a maghoz kapcsolódó problémák a transzformátorok hibái között a harmadik leggyakoribb okot képezik. A gyártók egyre nagyobb figyelmet fordítanak a maghiányosságokra, és technikai fejlesztéseket végzettek a megbízható magszemelés, a magszemelés-figyelés, valamint az egyetlen pontbeli szemelés biztosításában. A működési osztályok is jelentős hangsúlyt fektettek a maghibák észlelésére és azonosítására. Ugyanakkor a transzformátorokban még mindig gyakran fordulnak elő maghibák, elsősorban többpontos szemelés és rossz minőségű magszemelés miatt. Ez a cikk két ilyen típusú hiba diagnosztizálását és kezelését mutatja be.

1. Többpontos szemelés hibáinak kiküszöbölése

1.1 Átmeneti intézkedések, ha a transzformátort nem lehet kiszolgáltatni

• Ha van külső szemelővezeték, és a hibajárulékos áram relatíve nagy, akkor a működés során ideiglenesen le lehet szedni a szemelővezetéket. Azonban szoros figyelemmel kell kísérni, hogy megelőzzük a mag fluktuáló potenciáljának kialakulását a hibapont eltűnését követően.

• Ha a többpontos szemelési hiba instabil, akkor változtatható ellenállást (rheostat) lehet behelyezni a működő szemelési körbe, hogy korlátozza az áramot 1 A alá. Az ellenállás értékét úgy határozzuk meg, hogy a nyitott normál szemelővezetéken mért feszültséget osztjuk a szemelővezetéken áramló árral.

• Kromatográfiai elemzést kell alkalmazni a gázkeletkezési sebesség monitorozására a hibahelyen.

• A hibapont pontos meghatározása után, ha közvetlen javítás nem lehetséges, a normál magszemelősáv áthelyezhető ugyanarra a helyre, mint a hibapont, hogy jelentősen csökkentse a keringő áramokat.

1.2 Részletes karbantartási intézkedések

Amint a figyelés megerősíti a többpontos szemelési hibát, a leállítható transzformátorokat rövidesen kiszolgáltatni, és teljes javítást végrehajtani kell a hiba teljes kiküszöböléséhez. A megfelelő karbantartási módszert a többpontos szemelés típusa és oka alapján kell kiválasztani. Egyes esetekben azonban még a leállítás és a mag levétele után sem található a hibapont. A szemeléspont helyi meghatározásához a következő módszereket használhatjuk:

• DC-módszer: Szakítsa meg a mag és a szerszámkar közötti összekötő sávot. Kapcsoljon 6 V DC feszültséget a joch silicon acél rétegeinek két oldalára. Ezután használjon DC feszültségmérőt, hogy egymás mellett lévő rétegek közötti feszültséget mérsékeltessen. Ahol a feszültség nullával vagy ellentétes polaritással mutat, ott található a hibaszemeléspont.

• AC-módszer: Kapcsoljon 220–380 V AC feszültséget a kisfeszültségi tekercsre, így létrehozva mágneses fluxust a magban. A mag-szerszámkar összekötő sáv nélkül használjon milliampermetert a többpontos szemelési hibára utaló áramfolyam észlelésére. Mozgassa a milliampermeter sondáját a joch minden rétegszintjén; ahol az áram nulla lesz, ott található a hibapont.

2. A többpontos szemelés által okozott rendellenességek

• Fogaskerekek indukálódnak a magban, növelve a magveszteségeket és helyi túlmelegedést okozva.

• Ha a súlyos többpontos szemelési hiba hosszabb időre marad, a folyamatos működés túlmelegíti az olajt és a tekercseket, lassan elidézve az olaj-papír izolációt. Ez a rétegizolációs bevonat romlását és levágódását okozza, ami súlyosabb magtúlmelegedést és végül a mag égését eredményezheti.

• A hosszú ideig tartó többpontos szemelés rombolja az olajmerülő transzformátorok izoláló olaját, gyártva enyhebb lángoló gázokat, amelyek aktiválhatják a Buchholz (gáz) relét.

• A mag túlmelegedése karbonizálhatja a transzformátor tankján belüli fa blokkokat és szerszámkomponenseket.

• Súlyos többpontos szemelés égési keresztmetszetet okozhat a szemelővezetéken, ami a transzformátor normális egyetlen pontbeli szemelésének elvesztését eredményezi – egy rendkívül veszélyes állapotot.

• A többpontos szemelés részleges kifoszlás jelenségeket is okozhat.

3. Oka annak, hogy a mag csak egyetlen pontban szemelhető legyen a normál működés során

A normál működés során elektrikus mező létezik a felhőzött tekercsek és a transzformátor tank között. A mag és más fémmellékletek ezen mezőben helyezkednek el. A nem egyenletes kapacitáns eloszlás és a különböző mezőerők miatt, ha a mag nem megbízhatóan van szemelve, akkor töltszabadulási jelenségek történnek, amelyek károsodtatják a szilárd és olajizolációt. Ezért a mag csak egyetlen pontban szemelhető.

A mag silicon acél rétegekből áll. A fogaskerekek csökkentésére minden réteget apró ellenállással (általában csak néhány vagy több tucat ohm) izolálnak a szomszédos rétegektől. Azonban a nagyon magas rétegenkénti kapacitás miatt a rétegek vezető útként viselkednek az alternatív elektrikus mezőkben. Így az egész rétegpakli egyetlen pontbeli szemelése elegendő ahhoz, hogy a teljes paklit a földpotenciálhoz szemelje.

Ha a mag vagy annak fémmellékletei két vagy több pontban vannak szemelve (többpontos szemelés), akkor zárt hurok jön létre ezek között a pontok között. Ez a hurok részben a mágneses fluxust köti, indukálva elektromos erőt és keringő áramokat, amelyek helyi túlmelegedést okozhatnak, és akár a mag égését is eredményezhetik.

Csak a transzformátor magjának egyetlen pontbeli szemelése tekinthető megbízhatónak és normálisan szemeltnek – azaz a magnak szemelve kell lennie, és pontosan egy pontban kell szemelnie.

A magfolyamatok legfőbb okai két tényező: (1) a rossz gyakorlatok az építészetben, amelyek rövidzárt áramköröket eredményeznek, és (2) a hozzáadékok vagy külső tényezők, amelyek többpontos földelést okoznak.