Jinsi ya Kudhibiti Magonjwa ya Transformer na Kupunguza Mwito

Kwa maendeleo ya haraka ya uchumi wa China, sekta ya umeme pia imeongezeka kwa ukubwa, na kuongeza mataraji kwa uwezo wa kusimamishwa na uwezo wa kitu moja. Maandiko haya yanayotoa maelezo mfupi kuhusu asili nne: muundo wa transformer, usalama wa transformer dhidi ya majini, hitilafu za transformer, na kelele za transformer.

Transformer ni vifaa vya umeme vilivyotumika sana ambavyo yanaweza kubadilisha nishati ya umeme AC. Inaweza kubadilisha moja ya aina ya nishati ya umeme (umeme AC na voltage) hadi aina nyingine ya nishati ya umeme (inayokuwa na tariki sawa ya umeme AC na voltage). Katika matumizi ya kawaida, fanya kuu ya transformer ni kubadilisha kiwango cha voltage, kufanya kutuma nishati iwe rahisi zaidi. 

Kulingana na uwiano wa voltage ya mwishoni kwa voltage ya kuingiza, transformers zinakagawanyika kama step-down au step-up transformers. Transformer unaoungwa na uwiano wa voltage chini ya 1 unatafsiriwa kama step-down transformer, ambao fanya kuu yake ni kutumaini voltage yenye haja kwa vifaa mbalimbali vya umeme, kuhakikisha wateja wanapokea voltage sahihi. Transformer unaoungwa na uwiano wa voltage juu ya 1 unatafsiriwa kama step-up transformer, ambao kazi kuu yake ni kupunguza gharama za kutuma nishati, kupunguza upatikanaji wa nishati wakati wa kutuma, na kuongeza umbali wa kutuma.

Muundo wa Transformer
Kwenye transformers wa uwezo wa kati na kubwa, inapatikana tangi yenye mafuta iliyoimekundwa, iliyojazwa na mafuta ya transformer. Mivumo na msingi wa transformer yamejaza katika mafuta kufanya joto linakua bora. Vifaa vya kushambuliwa vinatumika kuletea mivumo na kuunganisha na mitandao ya nje. Transformer unajumuisha sehemu zifuatazo: kifaa cha kubadilisha voltage, mwili mkuu, vifaa vya kutoa, tangi, vifaa vya usalama, na vifaa vya kunyonyesha. Kifaa cha kubadilisha voltage kinachopatanishwa kama on-load na off-load tap changers, ni aina ya switch ya tap; mwili mkuu unajumuisha leads, msingi, muundo wa insulation, na mivumo; vifaa vya kutoa vinajumuisha bushings za low-voltage na high-voltage; tangi inajumuisha vifaa vya ziada (iskawa valves za kutuma mifuta, nameplates, drain valves, grounding bolts, na wheels) na mwili mkuu wa tangi (iskawa fundo, walls, na cover); vifaa vya usalama vinajumuisha desiccant breathers, gas relays, conservator tanks, oil float relays, oil level indicators, temperature sensors, na safety vents; vifaa vya kunyonyesha vinajumuisha coolers na radiators.

Kelele za Transformer na Hatua za Kuondokana Nao
Transformers mara nyingi hupiga sauti wakati wa kutumika, kwa sababu ya nguvu electromagnetiki zinazosababisha viburudio kwa mwili mkuu na magnetostriction kwenye vipepeo vya silicon steel chini ya magnetic fields, pamoja na kelele zinazotoka kutoka fans na blowers za cooling system. Mzunguko wa kusikia wa binadamu anaweza kusikia sauti tu kwenye tariki fulani za viburudio; wakati tariki ni kati ya 16 Hz na 2000 Hz, inaweza kusikia. Ultrasound juu ya tariki hii na infrasound chini yake haiwezi kusikia. Kelele huenea kutoka kwenye msingi hadi hewa, mivumo, na mikakati ya kushambuliwa—hii ni njia kuu ya eneo la kelele za power transformer. Kelele zinaweza kupunguzwa kwa kupunguza density ya flux na kupunguza magnetostriction kwenye vipepeo vya silicon steel. Lakini kupunguza density ya flux huchangia ukubwa wa msingi na idadi ya vipepeo vya silicon steel, kuboresha gharama. Ili kupunguza kelele bila kuongeza gharama, kutumia vifaa vya damping ni fanya nzuri. Kwa mfano, kuweka spacers za rubber kati ya low-voltage winding na msingi unaweza kukusanya mivumo na kutumaini cushioning. Muundo huu wa damping unaweza kusaidia kupunguza kelele wakati wa eneo lake.

Usalama wa Transformer Dhidi ya Majini
Tanazania, idadi kubwa ya transformers zinaharibiwa kila mwaka kwa sababu ya majini. Kulingana na mashirika mafedha, kati ya transformers za distribution 10 kV zilizoharibiwa, 4%–10% zinaharibiwa kwa sababu ya majini. Usambazaji usiofaa wa awadi za grounding na utaratibu usiofaa wa kutengeneza lightning arresters za transformer ni sababu muhimu za haribifu dhidi ya majini. Changamoto muhimu zinajumuisha: grounding tofauti kwa high-voltage na low-voltage side arresters na neutral point ya transformer; awadi zinazofaa kwa urefu na cross-sections zenye uwezo mdogo; ubovu wa arresters kwenye low-voltage side; kutumia support structure kama awadi za grounding kwa high-voltage side arresters; na kutofanyika kwa majaribio ya prevention kwa arresters.

Hitilafu za Transformer
Wakati yoyote kati ya mabadiliko yafuatayo yatokea kwenye transformer, tathmini ya hitilafu inaweza kufanyika kulingana na hali yake ya kutumika: transformer hutumia outage ya nishati kwa sababu ya ajali au kushuhudia mabadiliko kama outlet short circuit, lakini kutengeneza haijawahi kufanyika; mabadiliko ya kawaida yanatokea wakati wa kutumika, kusukuma watumiaji kutumia transformer kwa ajili ya tathmini au majaribio; wakati wa majaribio ya prevention, utaratibu wa maintenance, au kutumia kwa mazingira safi ya kutumika, thamani ya parameter moja au zaidi zinazozidi hatari. Ikiwa yoyote kati ya hali hizi hayo yatokea wakati wa kutumika, transformer lazima liwekezwe kwenye majaribio na tathmini kuhakikisha anaweza kutumika kwa utaratibu.

Hatua za Kutathmini Ukuaji wa Hitilafu:

• Kwanza, tathmini uwezo wa hitilafu, na ikiwa ni hitilafu yenye uhakika (inayoweza kuona) au yenye furaha (latent).

• Pili, tathmini tabia ya hitilafu—ikiwa ni hitilafu ya mafuta au solid insulation, hitilafu ya moto au ya umeme.

• Tatu, viwango kama nguvu ya hitilafu, muda wa kutumia saturation relay, ukubwa, mwenendo wa kuongeza, hot spot temperature, na saturation level ya mafuta ni vituo vyenye kawaida kwa kutathmini ukuaji wa hitilafu.

• Nne, pata njia sahihi kwa kutatua tatizo. Ikiwa transformer anaweza kutumika baada ya tatizo, tathmini wakati wa kutumika ikiwa hatima safi na njia za kutathmini zinahitaji kubadilishwa, na ikiwa haitarajiwa kutathmini au kurudia.

Sababu nyingi zinaweza kusababisha hitilafu za transformer, ambazo zinaweza kugawanyika katika njia nyingi. Kwa mfano, kulingana na aina ya circuit, zinaweza kugawanyika kama hitilafu za mafuta, hitilafu za magnetic, na hitilafu za electrical. Sasa, hitilafu za transformer zinazotokea sana na zinazotegemea ni outlet short circuit, ambayo inaweza pia kusababisha discharge faults.Short-circuit faults kwenye transformers zinaweza kujumlisha phase-to-phase short circuits ndani ya transformer, ground faults kwenye leads au mivumo, na outlet short circuits.

Mashambuliaji mengi yanatokea kwa sababu ya hitilafu hizi. Kwa mfano, short circuit kwenye outlet ya chini ya transformer mara nyingi huchangia kutumia mivumo yaliyochangia; kwa mabadiliko magumu, mivumo yote yatahitaji kutumia, kusababisha gharama nyingi na athari. Transformer short circuits zinahitaji maono ya kutosha. Kwa mfano, transformer (110 kV, 31.5 MVA, model SFS2E8-31500/110) alikuwa na ajali ya short-circuit, pamoja na tripping ya switches za pande tatu za transformer mkuu na activation ya heavy gas protection.

Baada ya kurudi transformer kwenye factory kwa ajili ya kurudia, tathmini wakati wa kutumika kwenye hood lifting ilionyesha: rust kwenye both base na upper core (kwa sababu ya mvua wakati wa ajali); deformation kubwa kwenye medium-voltage winding kwenye phase C, collapse kwenye high-voltage winding kwenye phase C, na short circuit kati ya low- na medium-voltage windings kwa sababu ya displacement ya clamping plates; deformation kubwa kwenye medium- na low-voltage windings kwenye phase B; low-voltage winding kwenye phase C ilikuwa burned through kwenye two sections; na copper particles na copper beads mingi kati ya winding turns. Sababu muhimu zinajumuisha: strength ya insulation structure isiyoweza; misalignment ya clamping strips, missing pads, na displacement lenye urutalo; na mivumo yenye urutalo.

Discharge zinaharibu insulation ya transformer, inayoelezwa katika vipengele viwili: Kwanza, gases zinazotokana na discharge—kama chlorine oxides, ozone, na heat—zinaweza kusababisha chemical reactions kwa masharti fulani, kusababisha corrosion ya insulation ya mahali, uzito wa dielectric, na kwa mwisho thermal breakdown. Pili, discharge particles zinapigana moja kwa moja na insulation, kusababisha upunguza wa insulation ya mahali unayobaki na kusambaa hadi kufunguka.

Kwa mfano, transformer (63 MVA, 220 kV) alikuwa na discharge kwenye 1.5 mara voltage, pamoja na sauti za discharge zinazoweza kusikia na discharge levels kama 4000–5000 pC. Wakati test voltage ya inter-turn ilipunguza kwenye 1.0 mara na mtazamo wa line-end test method kuchangia kwenye 1.5 mara voltage support, hakukuwa na sauti za discharge na discharge level ilipunguza sana kwenye chini ya 1000 pC. Baada ya kutumia na kutathmini, tree-like discharge traces zilipatikana kwenye end insulation corner rings, kwa sababu kuu ya material ya insulation isiyoweza.

Marapo partial discharge zinatokea kwenye surface ya solid insulation, hasa wakati components normal na tangential za electric field strength zipo, ajali inayotokana na hii ni kubwa sana. Partial discharge faults zinaweza kutokea kwenye eneo lolote linaloko na material ya insulation isiyoweza au electric fields zinazokuwa concentrated, kama kati ya winding turns, kwenye leads za high-voltage winding electrostatic shields, kati ya phase barriers, na kwenye high-voltage leads.

Transformers ni vifaa vya umeme vilivyotumika sana katika electronic circuits na power systems. Kama vifaa muhimu katika kutumia, kutumia, na kutuma nishati, transformers wanaweza kufanya kazi ambayo haiwezi kutekeleza. Kwa hivyo, zaidi ya maoni yanapaswa kutumika kwa transformers kwenye matumizi ya kawaida.