Vooluksusildid: Lühikringi riskid põhjused ja parandusmeetmed

Voolustransformatorigud: Lühikircuitide ohud, põhjused ja parandusmeetmed

Voolustransformatorigud on võimsüsteemides olulised komponendid, mis tagavad energiaedastuse ja on kriitilised induktsioonseadmed, mis tagavad turvalise võimsuse toimimise. Nende struktuur koosneb primääringidest, sekundaarringidest ja raudpöörist, kasutades elektromagnetilise induktsiooni printsiipi vahelduvvoolu tõstmiseks või alandamiseks. Pikaajaliste tehnoloogiliste paranduste tulemusena on kontinuerlikult paranenud võimu toimimise kindlus ja stabiilsus. Siiski eksisteerivad endiselt mitmed silmapaistvad ohud. Mõned transformatorigud on puudulikul lühikircuitide vastupanuvõimega, mis muudab need lühikuitide korral haavatavaks. Tõhusalt määratleda veateod ja nende asukohad, peab intensiivistama transformatoriga seotud veade uurimist ja diagnostikutehnoloogiate arendamist, et rakendada vastavaid tehnoloogiaid, mis lahendavad transformatoriga seotud diagnoositamise probleeme.

1. Voolustransformatoriga lühikircuitide ohud

• Impulssivoolu mõju: Transformatoriga tekkinud ootamatust lühikirdust tekitatakse suur lühikirduvool. Kuigi see kestab lühemat aega, siiski enne kui transformatoriga seotud peaprintsiip on katkestatud, võib see oht juba olemas olla, mis võib tingida transformatorigu sisekandmete kahjustumist ja isolatsioonitaseme langust.

• Elektromagnetiliste jõudude mõju: Lühikirdu ajal tekitab üleliigne vool olulisi elektromagnetilisi jõudu, mis mõjutavad stabiilsust. Kõige tõsisemates juhtudel võivad transformatorigu ringid teataval määral mõjuda, näiteks ringide deformatsioon, ringide isolatsioonijõu kahjustamine ja muude komponentide kahjustamine. Äärmisel juhul võib see viia elektrijuhtimise ohutusnähtusteni, nagu transformatorigu süttimine.

2. Voolustransformatoriga lühikircuitide põhjused

(1) Voolaraskuste arvutamise programmeerimisel lähtutakse ideaalsest mudelist, mis eeldab ühtlase voolu väljamurde magneetväli, identseid ringide läbimõõtmeid ja samafoolaseid jõupinglusi. Praktikas ei ole transformatoriga seotud magneetväli ühtlane, pigem koncentreerub see yoke osas, kus elektromagnetilised juhed kogevad suuremaid mehaanilisi jõupinglusi. Pideva transponeeritud kaabe (CTC) transponeerimispunktides muutub liikumissuuna, tekitades torion. Spacer blokkide elastsete omaduste tõttu võib spacer blokkide ebavõrdne teljestikujaotus põhjustada alternatiivsetele magneetvälimuuridele tekitatud alternatiivsete jõudude delayed resonantsi. See on põhiline põhjus, miks rongid esimesena deformeeruvad raudpööre yoke osas, transponeerimispunktides ja vastavatel asukohtadel, kus on tap-changerid.

(2) Tavaliste transponeeritud juhtmete, mis on madalamehaanilise tugevusega, kasutamine muudab neid soojenemise käigus deformeeruvaks, kergesti seganevaks ja vaenevaks. Kasutades tavalisi transponeeritud juhtmete, suured voolud ja tume transponeerimislõiked tekitavad olulisi torione. Lisaks kogevad ringide mõlemad servad radiaalse ja teljestiku magneetvälimuuride kombinatsioonilt tulenevat tugeva torioni, mis viib keerlemise deformatsioonini.

Näiteks 500kV Yanggao transformatoriga fasa A ühine ring sisaldas 71 transponeerimist, ja tavaliste transponeeritud juhtmete kasutamise tõttu näitas 66 neist transponeerimist erinevaid deformatsioonide tasemeid. Samuti WuJing No. 11 peamises transformatoriga oli erinevate juhete keerumine ja vaenedes raudpööre yoke osas kõrgepinge ringide lõppidel, kasutades tavalisi transponeeritud juhtmete.

(3) Lühikirduvastupidavuse arvutamisel ei arvestata temperatuuri mõju elektromagnetiliste juhtmete paindlikkusele ja venitamisele. Lühikirduvastupidavus, mis on disainitud ruumi temperatuuril, ei pruugi tähistada tegelikku töötingimust. Testide tulemuste kohaselt mõjutab elektromagnetiliste juhtmete temperatuur oluliselt nende andekvood (σ0.2). Kui elektromagnetiliste juhtmete temperatuur kasvab, nii nende paindlikkus, venitusjõud ja pikendus kahanevad. 250°C-l on paindlikkus ja venitusjõud märkimisväärselt madalamad kui 50°C-l, samas kui pikendus väheneb rohkem kui 40%. Tegelikus töös saavutavad transformatorigud keskmiselt 105°C ringide temperatuuri niminaarsed laadimisel, kuid külmkohtade temperatuurid võivad ulatuda 118°C-ni. Enamus transformatoreid läbib automaatse sulgemise protsessi töö käigus.

Seega, kui lühikirdupunkt ei kadu kohe, siis transformatoriga seotud lühikirdu mõju saabub uuesti väga lühikese aja jooksul (0.8 sekundit). Kuid esimese lühikirduvoo mõju järel tõuseb ringide temperatuur drastiliselt. GB1094 standardite kohaselt on maksimaalne lubatud temperatuur 250°C, mil ringide lühikirduvastupidavus on oluliselt vähendunud. See selgitab, miks enamik transformatoriga seotud lühikirduvee juhtumeid toimuvad automaatse sulgemise operatsioonide järel.

(4) Lõhka ringide konstruktsioon, ebatõhus transponeerimise töötlemine ja liiga ohutune materjal viivad elektromagnetiliste juhtmete suspenseerimiseni. Veateode kahjustamise asukohast seisukohalt on deformatsioon kõige levinum transponeerimispunktides, eriti transponeeritud juhtmete transponeerimispunkti.

(5) Nõrgade juhtmete kasutamine on üks peamistest põhjustest, miks transformatoriga seotud lühikirduvastupidavus on madal. Algsel perioodil selle küsimuse ebapiisava mõistmise või ringide varustuse ja protsesside raskuste tõttu olid tootjad vastumeelsed poolkõvade juhtmete kasutamiseks või nende disainides ei olnud sellist nõuet. Transformatoriga seotud lühikirduvee juhtumites kasutasid kõik nõrgaid juhtmete.

(6) Liiga suured kokkupanemisvahed viivad elektromagnetiliste juhtmete ebasobiva toetuse, loovad transformatoriga seotud lühikirduvastupidavuse ohu.

(7) Erinevad ringide või tap-väärtuste eelneva pingete ebavõrdsed rakendamised viivad ringide plaatide hüppamiseni lühikirduvoo mõju käigus, mis tekitab elektromagnetiliste juhtmete üleliikuvat paindlikkust ja järgnev deformatsioon.

(8) Värisküttimise puudus kihtide või juhtmete vahel viib nõrgale lühikeseleid vastustandvusele. Varakemad kihtid, mis kantud verniks, ei kannatanud kahju.

(9) Kihti eelnevalt pingutamise vale kontroll viib juhtmete segamini traditsioonilistes transponeeritud juhtmetes.

(10) Sagedased välised lühikesteid juhtumid põhjustavad elektromagnetiliste jõudude kumulatiivset mõju mitme lühikesteidvoolu mõjul, mis viib elektromagnetiliste juhtmete heletamiseni või sisekine suhteline asendus, lõpuks insulatsiooni katkemiseni.

3. Parandusmeetmed elektritranformatori lühikesteid vastustandvuse tõstmiseks

(1) Läbi viia lühikesteid testimist, et ennetada probleeme enne nende esinemist

 Suurte tranformatorite töökindlus sõltub peamiselt nende struktuurist ja tootmismenetluse kvaliteedist, järgnevalt erinevatel testidel, mis läbitakse töötamise ajal, et ajalooliselt hõlmata seadme seisundit. Tranformatori mehaanilise stabiilsuse mõistmiseks saab läbi viia lühikesteid testimist, et tuvastada nõrgad kohad parandamiseks, tagades kindlustunnet tranformatori konstruktsioonilise tugevuse disainile.

(2) Standardiseerida disaini ja rõhutada teljepistetöötlust kihti tootmises

Tranformatorite disainimisel peaksid tootjad arvesse võtma mitte ainult kaotuste vähendamist ja isolatsioonitasemete parandamist, vaid ka mehaanilise tugevuse ja lühikesteidvigade vastustandvuse tõstmist. Tootmismenetluste osas, kuna paljud tranformatorid kasutavad insuleeritud pressplatinaid, millel on kõrge- ja madalpingev kiht ühel pressplaatil, nõuab see struktuur kõrget tootmismenetluse standardit. Tuhasta tuleb teha tiheks ja pärast kihti töötlust tuleb iga kiht konstantse pingega kuivendada, mõõtudes samas kokku surutud kihi kõrgus.

Järgnevate töötluste pärast tuleb sama pressplaadil olevaid kihte korrigeerida sama kõrgusele. Lõplikus kokkupanekus tuleb kihtidele määratud pinget rakendada hüdrauliliste seadmete abil, et saavutada disaini ja protsessi nõudmised kõrguse kohta. Lõplikus kokkupanekus tuleb tähelepanu pöörata mitte ainult kõrgepingevate kihtide pistmisele, vaid eriti madalpingevate kihtide pistmise kontrollimisele.