Како да дијагностицирате грешки на трансформаторите и да смањите шум
Со брзото развојување на економијата во Кина, и индустријата за електрична енергија постепено се расширува по маса, зголемувајќи ги барањата за и инсталацијата на капацитет и единичниот капацитет на трансформаторите. Оваа статија дава краток преглед на четири аспекти: конструкција на трансформатор, заштита од молнии на трансформатор, грешки на трансформатор и шум од трансформатор.
Трансформатор е често користено електрично уред кој може да конвертира електрична енергија на алтернативен ток. Тој може да преобразува една форма на електрична енергија (алтернативен ток и напон) во друга форма на електрична енергија (со иста фреквенција на алтернативен ток и напон). Во практичната применa, главната функција на трансформаторот е да менува нивоата на напон, со што се овозможува подобар пренос на енергија.
Според количинската релација на излезниот напон според входниот напон, трансформаторите се класифицираат како понизувачки или повисувачки трансформатори. Трансформатор со напонска релација помала од 1 се нарекува понизувачки трансформатор, чија главна функција е да доставува потребни напони за различни електрични уреди, осигурувајќи прифатлив напон за корисниците. Трансформатор со напонска релација поголема од 1 се нарекува повисувачки трансформатор, кој главно функционира за намалување на трговскиот трговски износ, минимизирање на загубите на енергија при пренос и проширување на дистанца на пренос.
Конструкција на трансформатор
Во средни и големи капацитети на електрични трансформатори, се обезбедува затворена масна цистерна, исполнета со трансформаторно масло. Витките и јадрото на трансформаторот се потопени во маслото за подобар отстранување на топлина. За изведување на витките и поврзување со надворешни кола се користат изолациони бушинги. Трансформаторот главно се состои од следниве компоненти: уред за регулација на напон, главно тело, изведуващи терминални уреди, масна цистерна, заштитни уреди и хладне уреди. Уредот за регулација на напон е поделен на на-нагрузка и без-нагрузка тап ченджери, суштински вид на тап свич; главното тело се состои од вожилни, јадро, изолационна структура и витки; изведуващите терминални уреди вклучуваат нисконапонски и високонапонски бушинги; масната цистерна вклучува аксесоари (вклучувајќи масни пробни вентили, табели, дренажни вентили, земни болци и точкови) и главното тело на цистерната (вклучувајќи дното, стените и покривот); заштитните уреди вклучуваат осушувачи дихатели, гасни релеи, конзервативни цистерни, масни поплавни релеи, индикатори на ниво на масло, температурски сензори и сигурносни вентили; хладните уреди се состојат од хладници и радијатори.
Шум од трансформатор и мерки за намалување
Трансформаторите често произведуваат звук во време на работа, главно поради електромагнетни сили кои предизвикуваат вибрации на главното тело и магнетострикција на силициум железни листови под магнетни полиња, како и шум генериран од вентилатори и сушилни системи. Човечкиот слушни систем може да го восприема звукот само во одредени фреквенции на вибрации; кога фреквенцијата е помеѓу 16 Hz и 2000 Hz, тоа може да се чуе. Ултразвукот над овој опсег и инфрозвукот под него не можат да се восприемат. Шумот се ширчи од јадрото до воздух, витки и захватачки структури - ова е главниот пат на пренос на шумот од електрични трансформатори. Шумот може да се намали со намалување на густината на магнетниот поток и минимизирање на магнетострикцијата во јадрото на силициум железни листови. Меѓутоа, намалувањето на густината на потокот го зголемува размерот на јадрото и бројот на силициум железни листови, што ги зголемува цените. За намалување на шумот без зголемување на цените, ефективно е додавањето на демпферни компоненти. На пример, поставување на каучукови формирани просторници помеѓу нисконапонските витки и јадрото може да ги затвори витките и да им даде амортизација. Оваа демпферна структура помага да се намали шумот во неговиот пренос.
Заштита од молнии на трансформатор
Во Кина, годишно многу трансформатори се повредуваат поради удари од молнии. Според соодветните власти, меѓу повредените 10 kV дистрибутивни трансформатори, 4%–10% се повредени поради молнии. Неправилни врски на земја и неправилна инсталација на трансформаторски заштитници од молнии се главните причини за повреди поврзани со молнии. Клучните проблеми вклучуваат: посебна земја на високонапонски и нисконапонски странични заштитници и неутрална точка на трансформаторот; прекумерно долги водичи и премал секција на земјски проводник; отсуство на заштитници на нисконапонската страна; користење на поддршка како земјски проводник за високонапонски заштитници; и недостиг на профилактички тестови на заштитници.
Грешки на трансформатор
Кога се случат било кои од следните промени во трансформаторот, анализа на грешки може да се направи според неговата реална оперативна состојба: трансформаторот предизвика прекин на енергија поради некоја непредвидена ситуација или се случи излезната кратка поврзување, но декомпонирањето не се случило; се појавуваат аномални појави во време на работа, што го принуждува операторите да го изключат трансформаторот за проверка или тест; во време на профилактички тестови, одржувачки прифатување, или комизија при нормални услови на прекин на енергија, еден или повеќе параметри надминуваат стандардните ограниченија. Ако се случи било која од гореспоменатите ситуации во реалната употреба, трансформаторот треба да подлегне соодветни проверки и тестови за да се осигура дека може да работи нормално.
Чекори за одредување на присуството на грешка:
Прво, одредете можността за грешка, и дали е очигледна (видлива) или скриена (латентна) грешка.
Второ, идентификувајте природата на грешката - дали е грешка поврзана со масло или тврда изолација, термичка грешка или електрична грешка.
Трето, фактори како моќта на грешката, времето до активација на реле поради насынување, тешкотија, тенденции за развој, топла точка, и ниво на насынување со гас во масло се чести индикатори за одредување на присуството на грешка.
Четврто, најдете соодветен метод за управување со инцидентот. Ако трансформаторот може да продолжи да работи по инцидентот, одредете дали се потребни промени во мерките за безбедност и методите за мониторинг, и дали е потребна интерна проверка или поправка.
Многу причини можат да доведат до грешки на трансформатор, кои можат да се класифицираат на повеќе начини. На пример, по тип на кружница, можат да се категоризираат како грешки во масната кружница, магнетна кружница и електрична кружница. Моментално, најчестата и најсериозната грешка на трансформатор е излезната кратка поврзување, што исто така може да предизвика грешки од разряд. Кратките поврзувања на трансформатори обично се однесуваат на кратки поврзувања меѓу фазите во трансформаторот, земни грешки на витки или излезните кратки поврзувања.
Многу непредвидени ситуација произлегуваат од такви грешки. На пример, кратка поврзување на нисконапонскиот излезната често бара замена на повређената витка; во сериозни случаи, може да биде потребна замена на сите витки, што доведува до значајни економски загуби и последици. Кратките поврзувања на трансформаторите заслужуваат сериозно внимание. На пример, трансформатор (110 kV, 31.5 MVA, модел SFS2E8-31500/110) доживеа кратка поврзување, придружено со прекин на главните три-странични превици на трансформаторот и активација на тежок гасен заштитник.
После враќање на трансформаторот во фабрика за поправка, проверката при подигнување на капакот открила: ржавина на и основата и горното јадро (збога дожд во време на инцидентот); сериозна деформација на средненапонската витка во фаза C, срушување на високонапонската витка во фаза C, и кратка поврзување меѓу нисконапонската и средненапонската витка поради преместување на клипсовите; сериозна деформација на средненапонската и нисконапонската витка во фаза B; нисконапонската витка во фаза C изгорела на две места; и многу мали медни честички и медни бисери помеѓу витките. Главните причини вклучуваа: недостаточна изолационна јачина на изолационата структура; невистински поставени клипсови, недостиг на подложници, и слабо преместување; и слабо витки.
Разряд главно повредува изолацијата на трансформатор, што се манифестира во два аспекти: Прво, активни гасови производени од разряд - како хлор оксиди, озон, и топлина - предизвикуваат хемиски реакции под одредени услови, што доведува до локална корозија на изолацијата, зголемување на диелектричните загуби, и на крајот до термички пробой. Второ, честички од разряд директно ударуваат во изолацијата, што предизвикува локална повреда на изолацијата, која постепено се шири и на крајот доаѓа до пробой.
На пример, трансформатор (63 MVA, 220 kV) доживеа разряд при 1.5 пати напон, придружено со слушним звукови на разряд и ниво на разряд до 4000–5000 pC. Кога тестниот напон на витките беше намален до 1.0 пати и методот на тест на линија-край беше смени во 1.5 пати напон, не се појави звук на разряд, а нивото на разряд резко се намалило под 1000 pC. При разбиранје и проверка, се откриле дрвастиподобни следи на разряд по крајната изолација, главно поради подолга изолационата материја.
Кога се случи делечен разряд врз површината на тврда изолација, особено кога се присутни и нормални и тангентни компоненти на јачината на електричното поле, резултантниот инцидент е најсериозен. Грешки од делечен разряд можат да се случат на било која локација со лоша изолационата материја или концентрирано електрично поле, како што е помеѓу витките, на изводите на високонапонските електростатички џинови, помеѓу фазните барикади, и на високонапонски изводи.
Трансформаторите се широко користени електрични уреди во електронски кружници и системи за енергија. Како кључно опрема во употребата, дистрибуцијата и преносот на енергија, трансформаторите играат незаменив улога. Затоа, во практичната употреба треба да се обрati повеќе внимание на трансформаторите.
