Pagsasama-sama ng mga Paraan sa Pagsilid ng Core at Clamps ng Power Transformer

Ang mga hakbang sa pag-protect ng grounding ng transformer ay nahahati sa dalawang uri: Ang unang uri ay ang grounding ng neutral point ng transformer. Ang hakbang na ito ay nagpapahintulot na mabawasan ang drift ng voltage ng neutral point na dulot ng hindi pantay na load ng tatlong phase habang nakakilos ang transformer, na nagbibigay-daan para mabilis na mag-trip ang mga device ng proteksyon at mabawasan ang short-circuit current. Ito ang tinatawag na functional grounding para sa transformer. Ang pangalawang hakbang naman ay ang grounding ng core at clamps ng transformer.

Ang proteksyon na ito ay nagpapahintulot na maiwasan ang pagkabuo ng induced voltages sa ibabaw ng core at clamps dahil sa magnetic field sa loob habang nakakilos, na maaaring magresulta sa partial discharge faults. Ito ang tinatawag na protective grounding para sa transformer. Upang matiyak ang ligtas at maaswang operasyon ng transformer, ang artikulong ito ay nag-aanalisa at nagsasagawa ng pag-optimize ng mga paraan ng grounding partikular para sa core at clamps ng transformer.

1.Kahalagahan ng Grounding ng Core at Clamps

Ang pangunihang komponente sa loob ng isang transformer kabilang: windings, core, at clamps. Ang mga windings ay bumubuo ng electrical circuit ng transformer, ang core ay bumubuo ng magnetic circuit, at ang clamps ay pangunihang ginagamit upang i-secure ang mga windings at silicon steel sheets ng core. Sa normal na operasyon, ang primary at secondary coils ay lumilikha ng mga magnetic fields kapag may current na dumadaan sa kanila. Sa ilalim ng magnetic environment na ito, ang induced voltages ay lumilikha sa ibabaw ng core at clamps. 

Kapag tumaas ang lakas ng magnetic field, ang magnetic flux ay patuloy na lumalaki, na nagdudulot ng patuloy na pagtaas ng induced voltages. Dahil sa hindi pantay na distribution ng magnetic field, ang hindi pantay na induced voltages ay lumilikha ng potential differences, na nagreresulta sa patuloy na discharge sa ibabaw ng core at clamps, na nagdudulot ng internal fault sa transformer. Ang voltage na ito na nagdudulot ng internal discharge faults sa transformers ay tinatawag na "floating voltage." Kaya, sa panahon ng operasyon, ang core at clamps ng transformer ay dapat grounded sa isang punto upang mabawasan at maalis ang induced voltages.

Sa pagg-ground ng core at clamps ng transformer, pinapahintulot lamang ang isang grounding point upang maiwasan ang circulating currents sa pagitan ng core at clamps. Kung mayroong dalawa o higit pang grounding points, ang potential differences ay magdudulot ng circulating currents sa pagitan ng core at clamps, na nagdudulot ng abnormal na pagtaas ng temperatura sa loob ng transformer. Ito ay direktang nagdudulot ng pinsala sa internal solid insulation at nagpapabilis ng pagtanda ng insulation oil, na nakakaapekto sa normal na serbisyo ng buhay ng transformer.

2. Mga Paraan ng Grounding para sa Core at Clamps at Mga Pagpapaandar

Sa kasalukuyang disenyo ng mga transformer sa Tsina, ang grounding ng core at clamps ay pangunihang natutugunan sa pamamagitan ng pagsasagawa ng koneksyon sa pamamagitan ng maliliit na bushings o insulated bolts patungo sa labas ng tanke ng transformer bago grounded. Ang paraan ng grounding na ito ay nahahati pa sa dalawang paraan:

Ang unang paraan ng grounding (Figure 1) ay nagko-connect ng core at clamps sa pamamagitan ng bushings o insulated bolts, pagkatapos ay diretso silang inii-short-circuit bago grounded. Sa normal na operasyon ng transformer, ang paraan ng grounding na ito ay nagpapakita ng tatlong current flow paths, na may label na I1, I2, at I3:

• I1: Core → Grounding terminal → Lupa

• I2: Clamps → Grounding terminal → Lupa

• I3: Core → Grounding terminal → Lupa → Clamps

Ang pangalawang paraan ng grounding (Figure 2) ay nagrouroute ng core at clamps sa pamamagitan ng bushings o insulated bolts patungo sa hiwalay na grounding points. Ang paraan ng grounding na ito ay nagpapakita rin ng tatlong current flow paths sa panahon ng normal na operasyon:

• I1: Core → Grounding point ng core → Lupa

• I2: Clamps → Grounding point ng clamps → Lupa

• I3: Core → Grounding point ng core → Earth → Grounding point ng clamps → Clamps

Sa dalawang paraan ng grounding na nabanggit sa itaas, ang induced grounding currents na I1 at I2 ay kumakatawan sa normal na kondisyon. Gayunpaman, ang induced grounding current na I3 ay may mahalagang pagkakaiba:

Sa paraan ng grounding na ipinapakita sa Figure 1, ang induced current ay dadaan sa ruta: core → grounding terminal → clamps, na naglalikha ng "circulating current" sa pagitan ng core at clamps ng transformer. Sa ilalim ng thermal effect ng current na ito, ang internal temperature ng transformer ay abnormally tumataas. Ang mataas na temperatura ay direktang nagdudulot ng degradation ng solid insulation at pagtanda ng insulation oil. Bukod dito, dahil sa epekto ng circulating current, ang mga online monitoring systems ay hindi makakapagtantiya ng maayos ng grounding currents ng core at clamps, na nagdudulot ng misdiagnosis kapag may fault ang equipment. Kaya, ang unang paraan ng grounding ay may mahalagang kahinaan.

Sa katunayan, ang paraan ng grounding na ipinapakita sa Figure 2 ay nagrouroute ng induced current sa pamamagitan ng: core → core ground → earth → clamp ground → clamps. Dahil ang current ay dadaan sa high-resistance earth, walang "circulating current" ang mabubuo sa pagitan ng core at clamps. Ito ay nagpapahintulot na hindi magkaroon ng abnormal na pagtaas ng temperatura sa transformer at nagbibigay-daan para sa online monitoring systems na mas maayos na sukatin ang grounding currents ng core at clamps (ayon sa DL/T 596-2021 Power Preventive Test Code, ang core grounding current ay hindi dapat lampa sa 0.1 A at ang clamp grounding current ay hindi dapat lampa sa 0.3 A sa panahon ng operasyon ng transformer). Ito ay nagbibigay ng reliable na ebidensya para matukoy kung may internal fault sa loob ng transformer.

Para sa xx-223000/500 no-excitation voltage regulating power transformer, ang core at clamps ay grounded gamit ang paraan na ipinapakita sa Figure 1, na nagdadala ng ilang isyu sa operasyon:

(1) Sa panahon ng operasyon, madaling bumubuo ang "circulating current" sa pagitan ng internal core at clamps. Ang thermal effect ay nagdudulot ng abnormal na pagtaas ng temperatura, na nagpapabilis ng degradation ng solid insulation at pagtanda ng insulation oil, na nagbabawas ng serbisyo ng buhay ng transformer.

(2) Dahil sa impluwensya ng "circulating current," hindi maaaring ma-accurately na sukatin ng mga online monitoring system ang mga grounding currents ng core at clamps, kaya hindi ito nagbibigay ng conclusive na ebidensya para matukoy ang mga internal fault.

(3) Ang mga induced grounding currents ng core at clamps ay maaaring patuloy na sukatin at ihambing sa mga leakage current na inomonitor ng online system upang i-verify ang accuracy ng monitoring system.

(4) Sa panahon ng maintenance at pagrerepair ng transformer, kapag sinusukat ang insulation resistance sa pagitan ng core/clamps at ground, kinakailangang idisconnect ang mga external grounding leads. Dahil gumagamit ang modelo ng transformer na ito ng M10 copper bolts (insulated from ground) para sa koneksyon ng core at clamps, na may excellent conductivity ngunit mababa ang mechanical strength at madaling masira. Sa field operations, ang limited na espasyo at unbalanced na puwersa ay madaling magresulta sa pagkasira ng copper bolts. Bilang resulta ng compact na internal structure ng transformer, ang pag-aaddress ng fault na ito nangangailangan ng pag-lift ng tank cover para sa replacement, na nakakaapekto sa normal na cycle ng maintenance at operational efficiency.

Bilang pagconsidera sa apat na isyung ito, upang masiguro ang accurate na deteksiyon ng mga induced grounding currents ng core at clamps sa panahon ng operasyon, palawakin ang serbisyo ng buhay ng transformer, alisin ang "circulating currents," at iwasan ang pagkasira na dulot ng mga gawain sa maintenance na nagpapalawak ng saklaw ng repair, inirerekomenda ang pag-optimize ng grounding method ng core at clamps ng transformer mula sa Figure 1 configuration hanggang sa Figure 2 configuration.

3.Pagtatapos

Sa pamamagitan ng detalyadong pagpapakilala ng mga internal components at functions ng transformer, kasama ang siyentipikong pagsusuri ng mga discharge faults na nangyayari sa panahon ng operasyon, matagumpay na naipapatupad ang mga pagbabago sa mga defective parts. Ang approach na ito ay nagpapahaba ng serbisyo ng buhay ng equipment, nagpapabuti ng kaligtasan ng power grid, at nagpapababa ng cost ng maintenance ng equipment.