Optimizācija apgabaltiesīšanas metožu transformatora jēga un klampi

Transformatoru zemesanas aizsardzības pasākumi ir sadalīti divos veidos: Pirmkārt, transformatora nulles punkta zemesana. Šis aizsardzības pasākums novērš nulles punkta sprieguma kustību, ko rada trīs fāžu slodzes nevienlīdzība transformatora darbības laikā, ļaujot aizsardzības ierīcēm strādāt ātri un samazinot īsosavas strāvas. Tas tiek uzskatīts par funkcionalo transformatora zemesanu. Otrkārt, transformatora dzelzs un klampu zemesana.

Šis aizsardzības pasākums novērš inducēto spriegumu, kas rodas dzelza un klampu virsūgā internā magnētiskā laukā, kas var izraisīt daļēju izplūšanas kaitējumus. Tas tiek uzskatīts par aizsardzības transformatora zemesanu. Lai nodrošinātu drošu un uzticamu transformatora darbību, šajā rakstā analizētas un optimizētas zemesanas metodes, kas piemērotas transformatora dzelzam un klampiem.

1. Dzelza un klampu zemesanas nozīme

Galvenie transformatora iekšējie komponenti ietver: vijoles, dzelzs un klampus. Vijoles veido transformatora elektriskās shēmas, dzelzs veido magnētisko shēmu, bet klampus galvenokārt izmanto, lai fiksētu vijoles un dzelza silīcija gāzes lapas. Normālā darbībā, kad strāva plūst caur primārām un sekundārām vijolēm, tās veido magnētiskās laukas. Šāda magnētiskā vide inducē spriegumu dzelza un klampu virsūgā.

Kā magnētiskā lauka stipruma palielinās, arī magnētiskais plūsmais palielinās, tam sekojot inducētie spriegumi arī pieaug. Tā kā magnētiskā lauka sadalījums nav vienmērīgs, neatbilstoši inducētie spriegumi rada potenciālu atšķirību, kas izraisa nepārtrauktu izplūšanu dzelza un klampu virsūgā, izraisojot transformatora iekšējos kaitējumus. Šis spriegums, kas izraisa transformatora iekšējos izplūšanas kaitējumus, tiek saukts par "plūstošu spriegumu". Tāpēc, darbības laikā, transformatora dzelzs un klampus jāzemeso vienā punktā, lai samazinātu un izbeigtu inducētos spriegumus.

Zemesojot transformatora dzelzu un klampus, atļauts tikai viens zemesanas punkts, lai novērstu cirkulārās strāvas starp dzelzu un klampiem. Ja pastāv divi vai vairāk zemesanas punkti, potenciālu atšķirību dēļ radīsies cirkulārās strāvas starp dzelzu un klampiem, izraisojot nevienmērīgu temperatūras paaugstināšanos transformatora iekšpusē. Tas tieši kaitē iekšējam solidāram izolučijai un paātrina izolučijas eļļas novecošanu, ietekmējot transformatora normālo izmantošanas laiku.

2. Dzelza un klampu zemesanas metodes un optimizācijas pieejas

Pašreizējās Ķīnas transformatoru dizainā dzelza un klampu zemesana tiek sasniegta, savienojot tos caur maziem ķepumiem vai izolētiem boltiem ar transformatora rezervuāra ārpusi, pēc tam zemesojot. Šī zemesanas metode ir sadalīta divos veidos:

Pirmā zemesanas metode (Attēls 1) savieno dzelzu un klampus caur ķepumiem vai izolētiem boltiem, pēc tam tiek tieši savienoti kopā un zemesots. Normālā transformatora darbībā šī zemesanas metode parāda trīs strāvas plūsmas ceļus, apzīmētos kā I1, I2 un I3:

• I1: Dzelzs → Zemesanas terminālis → Zeme

• I2: Klampus → Zemesanas terminālis → Zeme

• I3: Dzelzs → Zemesanas terminālis → Zeme → Klampus

Otrā zemesanas metode (Attēls 2) savieno dzelzu un klampus caur ķepumiem vai izolētiem boltiem atsevišķiem zemesanas punktiem. Šī zemesanas metode arī parāda trīs strāvas plūsmas ceļus normālā darbībā:

• I1: Dzelzs → Dzelza zemesanas punkts → Zeme

• I2: Klampus → Klampa zemesanas punkts → Zeme

• I3: Dzelzs → Dzelza zemesanas punkts → Zeme → Klampa zemesanas punkts → Klampus

No abām minētajām zemesanas metodēm inducētās zemesanas strāvas I1 un I2 atspoguļo normālas situācijas. Tomēr, inducētā zemesanas strāva I3 atšķiras būtībā:

Zemesanas metode, kas attēlota Attēlā 1, inducētā strāva plūst ceļā: dzelzs → zemesanas terminālis → klampus, izveidojot "cirkulāro strāvu" starp transformatora dzelzu un klampiem. Šīs strāvas termiskā efekta dēļ transformatora iekšējā temperatūra nevienmērīgi paaugstinās. Augsta temperatūra tieši izraisa solidāro izolučiju degradāciju un izolučijas eļļas novecošanu. Papildus, cirkulārās strāvas ietekmē, tiešsaistes monitorēšanas sistēmas nevar precīzi mērīt dzelza un klampu zemesanas strāvas, izraisojot nepareizu diagnosticēšanu, kad notiek ierīču kaitējumi. Tāpēc, pirmā zemesanas metode ir ar būtiskām trūkumiem.

Salīdzinājumā, zemesanas metode, kas attēlota Attēlā 2, vadīt inducēto strāvu caur: dzelzs → dzelza zeme → zeme → klampa zeme → klampus. Tā kā strāva plūst caur augstresistīvā zemi, nevar formēties "cirkulārā strāva" starp dzelzu un klampiem. Tas novērš nevienmērīgu temperatūras paaugstināšanos transformatorā un ļauj tiešsaistes monitorēšanas sistēmām precīzi mērīt abu dzelza un klampu zemesanas strāvas (saskaņā ar DL/T 596-2021 Enerģijas profilaktiskās pārbaudes kodeksu, dzelza zemesanas strāva transformatora darbības laikā nedrīkst pārsniegt 0,1 A, bet klampa zemesanas strāva nedrīkst pārsniegt 0,3 A). Tas sniedz uzticamu pierādījumu, lai noteiktu, vai transformatorā eksistē iekšēji kaitējumi.

Priekš xx-223000/500 bezuzbrukuma sprieguma reglamentācijas enerģijas transformatora, dzelzs un klampus zemeso, izmantojot metodi, kas attēlota Attēlā 1, kas piedāvā vairākas darbības problēmas:

(1) Darbības laikā viegli formējas "cirkulārā strāva" starp iekšējo dzelzu un klampiem. Termiskā efekta dēļ notiek nevienmērīga temperatūras paaugstināšanās, paātrinot solidāro izolučiju degradāciju un izolučijas eļļas novecošanu, samazinot transformatora izmantošanas laiku.

(2) Tāpēc, ka uz to ietekmē "apgrozības strāva", tiešraides uzraudzības sistēmas nevar precīzi izmērīt serdeņa un skavu zemējuma strāvas, tādējādi nav iespējams sniegt pārliecinošus pierādījumus, lai noteiktu iekšējās kļūdas.

(3) Serdeņa un skavu inducētās zemējuma strāvas var nepārtraukti mērīt un salīdzināt ar tiešraides sistēmas uzraudzītajām noplūdes strāvām, lai verificētu uzraudzības sistēmas precizitāti.

(4) Transformatora apkopes un remonta laikā, mērot izolācijas pretestību starp serdeni/skavām un zemi, jāatvieno ārējie zemējuma vadi. Tā kā šis transformatora modelis izmanto M10 vara skrūves (kas ir izolētas no zemes), lai savienotu serdeni un skavas, kurām ir lieliska elektriskā vadāmība, bet zema mehāniskā izturība un tās viegli salūst. Darba laikā šaurās telpās un nesabalansētu spēku ietekmē vara skrūves viegli var salūzt. Ņemot vērā transformatora kompaktās iekšējās konstrukcijas dēļ, šīs kļūdas novēršanai nepieciešams noņemt rezervuāra vāku, lai nomainītu skrūves, kas ietekmē parasto apkopes ciklus un ekspluatācijas efektivitāti.

Ņemot vērā šos četrus jautājumus, lai nodrošinātu precīzu serdeņa un skavu inducēto zemējuma strāvu noteikšanu ekspluatācijas laikā, pagarinātu transformatora kalpošanas laiku, novērstu "apgrozības strāvas" un izvairītos no apkopes darbiem, kas var izraisīt bojājumus un paplašināt remonta apjomu, ieteicams optimizēt transformatora serdeņa un skavu zemēšanas metodi no 1. attēlā redzamās konfigurācijas uz 2. attēlā redzamo konfigurāciju.

3.Secinājumi

Iedziļinoties transformatora iekšējo sastāvdaļu un funkciju detalizētā iepazīstināšanā, kā arī zinātniski analizējot ekspluatācijas laikā notiekošās izlādes kļūdas, ir veiksmīgi realizētas modificēšanas darbības pie defektīgām daļām. Šis pieejas veids ļauj pagarināt aprīkojuma kalpošanas laiku, uzlabot elektrotīkla drošību un samazināt aprīkojuma apkopes izmaksas.