Transformadore elektrikoa: Korto-zirkuituaren arriskuak eraginak eta hobekuntza neurriak

Transformatu-induktoreak: Labarzikoen arriskuak, kausak eta hobetzeko neurriak

Transformatu-induktoreak energia-transmisioa ematen duten sistemak dira, eta funtsezko osagai induktiboak dira, indar elektrikoaren erabilera segurua bermatuz. Haien egitura primario-erdarak, bigarren mailako erdarak eta burdin-gernuaz osatuta dago, indukzio elektromagnetikoaren printzipioa erabiliz AC tentsioa aldatzeko. Teknologia-mailan hobetze luzeegatik, horniduraren fidagarritasuna eta egonkortasuna etengabe hobetu da. Hala ere, arazo nabarmen ugari oraindik existitzen dira. Transformatu-unitate batzuek labarzikoen aurkako talka-erresistentzia gutxi dute, eta horrek labarzikoen fenomenoak gertatzeko joera sortzen du. Akatsen kausak eta kokalekuak zehazteko modu eraginkorretan, transformatuen akatsen ikerketan eta diagnostiko-teknologietan sakondu behar da, dagokion teknologiak erabiltzeko, eta horrela transformatuen akatsen diagnoosiarekin lotutako arazoak efizienteki konpontzeko.

1. Transformatu-induktoreen labarzikoen arriskuak

• Korronte-ekaitzaren eragina: transformadorean labarzik sudden batek korronte handi bat sortzen du. Bere iraupidea motza bada ere, transformadorearen zirkuitu nagusia deskonektatu baino lehen, izan litekeen arriskua dagoeneko sortu izan da, eta honek barne kalteak edo isolamendu-mailen jaitsiera eragin ditzake.

• Indar elektromagnetikoen eragina: labarzik batean, gaineko korronteak indar elektromagnetiko handiak sortzen ditu, eta hauek egonkortasunean eragiten dute. Kasu larrietan, transformadorearen bobinen zenbait deformazio pairatu ditzakete, hala nola bobinen deformazioa, bobinen isolamendu-indarraren galera eta beste osagaien kaltea. Kasu muturretan, transformadorearen erre edo beste istripu elektriko larriak gerta daitezke.

2. Transformatu-induktoreen labarzikoen kausak

(1) Korronte-kalkulu-programak modelu idealizatuetan oinarrituta garatzen dira, lekealdi-magnitude-eremu banaketa uniformea, txandaka-diametro berbera eta fase bereko indarrak suposatuz. Hala ere, benetan, transformadoreen magnitude-lekealdia ez da uniformeki banatzen eta yoke-eremuan gehien kontzentratzen da, non hari elektromagnetikoek mekanikoki indar handiagoa jasaten duten. Transposizio-puntuetan (CTC), igotze-angeluak indar-banaketaren norabidea aldatzen du, eta momentu birakaria sortzen du. Espaziadore-blokeen modulu elastikoaren faktoreagatik, espaziadore-blokeen banaketa axial desberdina dela eta, magnitude-lekealdi alternoen indar alternoen eraginpean denboran atzeratutako islapena izan daiteke. Hau da burdin-gernuaren yoke-eremuko diskak, transposizio-puntuak eta tap changer-en kokapenekin bat datozen puntuek lehenengo deformazioa pairatzen duten arrazoia.

(2) Indar mekaniko gutiko transposizio-eroale ohikoa erabiltzeak deformazioa, harizpien banaketa eta kobrea azaleratzea erraztu dezake labarzikaren indar mekanikoaren eraginez. Transposizio-eroale ohikoa erabiltzean, korronte handiak eta transposizio-puntuetan igotze angelu handiak direla eta, momentu birakari handiak sortzen dira. Gainera, bobinen muturreko diskak radial eta axialen magnitude-lekealdien eragin elkarkorraren ondorioz momentu handia jasaten dute, eta horrek torzio-deformazioa eragiten du. 

Adibidez, 500 kV-eko Yanggao transformadorearen A faseko bobin komunak transposizio 71 ditu, eta transposizio-eroale ohiko lodirako erabilpenagatik, transposizio 66 deformazio-maila desberdinetan pairatu zituen. Antzera, WuJing 11. zenbakiko transformadore nagusiak ere, muturreko aldeetan hariak bueltatu eta azaldu ziren burdin-gernuaren yoke-eremuan, transposizio-eroale ohikoa erabili zelako.

(3) Labarzikaren aurkako erresistentziaren kalkuluak ez ditu kontuan hartzen tenperaturaren eragina hari elektromagnetikoen tolestura-indarrean eta luzapenean. Tenperatura-beroan diseinatutako labarzikaren aurkako erresistentzia ez da eragile egoera errealean islatzen. Saiakuntzen arabera, hari elektromagnetikoen tenperaturak eragin handia du haien aresteko muga (σ0.2) gainean. Hari elektromagnetikoen tenperatura igotzean, tolestura-indarra, trakzio-indarra eta luzapena gutxitu egiten dira. 250°C-an, tolestura-indarra eta trakzio-indarra askoz baxuagoak dira 50°C-n baino, eta luzapena %40 baino gehiagotan jaitsi da. Erabilera errealean, transformatuak 105°C-ko batez besteko tenperatura lortzen du bobinetan karga nominalpean, eta puntu beroen tenperatura 118°C-koa da. Transformadore gehienek itzulketa automatiko-prozesuak dituzte lan egitean.

Beraz, labarzik-puntua ez bada berehala desagertzen, transformadorea labarzik bigarren baten eraginpean egongo da denbora oso laburrean (0.8 segundu). Hala ere, lehenengo labarzikaren korrontearen talkaren ondoren, bobinen tenperatura gora egiten du bizkor. GB1094 estandarren arabera, gehienezko tenperatura baimendua 250°C da, une horretan bobinen labarzikaren aurkako erresistentzia nabarmen jaitsi da. Horrek azaltzen du zergatik gertatzen diren transformadoreen labarzik-hondamendi gehienak itzulketa-eragiketen ondoren.

(4) Bobinen eraikuntza lasaia, transposizio-prozesaketaren tratamendu okerra eta meheegia direla eta, hari elektromagnetikoak esekita geratzen dira. Istripuen kalteen kokalekuaren ikuspuntutik, deformazioa gehienbat transposizio-puntuetan agertzen da, batez ere transposizio-eroaleen transposizio-lekutan.

(5) Eroale malguak erabiltzea transformatoreen labarzikaren aurkako erresistentzia txarra izatearen arrazoi nagusietako bat da. Gai honen ulermena gutxi izateagatik edo bobinatze-equipamendu eta prozesuengan arazoak egoteagatik, fabrikatzaileek ez zuten eroale erdirigiduak erabiltzeko gogorik edo ez zuten eskakizunik horretarako beraien diseinuetan. Huts egin duten transformatore guztiek eroale malguak erabili zituzten.

(6) Muntai-haste handiegia direla eta, hari elektromagnetikoei eusteko lagungarri nahikorik ez dago, eta horrek transformadorearen labarzikaren aurkako erresistentziarentzat arriskuak sortzen ditu.

(7) Bobin guztietan edo tap posizioetan pre-zorroztze-indarrak desberdinak aplikatzeak bobinen diskak jauzi egiten uzten ditu labarzikaren talkaren eraginez, eta horrek hari elektromagnetikoei tolestura-indar handiegia eragiten die, eta ondoren deformazioa.

(8) Eliketako edo kableen arteko kuradura-eragiketa falta denean, kortoak ondo erresistentziarik ez du. Aitzindariko eliketak varnish iturriekin tratatuta, ez zuten ezer gertatu.

(9) Eliketako aurretikoa tenbidearen kontrola gaizki egiten denean, konduktore trantsposatuetan konduktoreen desalineazioa gertatzen da.

(10) Kanpo kortoak sosegatzeak, askotan gertatzen direnean, anitzeko korto korrienten eragile magnetikoak dituzten efektu kumulatiboak sortzen ditu, magnetiko kableen adeitasuna edo barne aldeko kokapen erlatiboko aldaketarako bidera ekarri, azkenik isolamendu kolapsuraino eraman dezakeena.

3. Indartasunari lotutako Trantsformatorei Corte Iraunkorrerentzia Handiagoa Emateko Melioramenduak

(1) Egin Kortoak Aztertzea Arraroak Gertatu Badaitezen Lehen

 Trantsformatorei handien funtzionamenduko fidagarritasuna bere egitura eta fabrikazio-prozesuaren kalitatean oinarritzen da, ondoren lan egitean egiten diren probak hutsuneak ateratzeko. Trantsformator baten estabilitate mekanikoa ulertzeko, kortoak aztertu behar dira, xehetasun txikiak hobetzeko, trantsformatorren egituraren indarraren diseinuan ziurtagirik emateko.

(2) Estandarizatu Diseinua eta Axial Compression Prozesuaren Emazpena Eliketan

Trantsformatorei diseinatzean, fabrikanteek kontuan hartu beharko lukete galderik gutxi izatea, isolamendu maila hobetzea eta indarraren eta kortoak arazoak urruntzeko erraza handitzea. Fabrikazio prozesuetan, askotan trantsformatorek isolatutako presariak dituzte, altu eta baxuko intentsitateko eliketak presari batera partekatzen duten egitura honek eskatzen du fabrikazio-prozesuaren estandar altuak. Espazio-blokeak trinkotasun-tratamenduak jaso beharko luke, eta eliketen prozesuaren ostean, eliketako individualak neurri batetan presari-konstante sekatan beharko lirateke.

Prozesu horietan ondoren, presari bereko eliketek distantzia berbera izan beharko lukete. Amaitzeko montajearen bitartean, hidraulikoki presaria eman behar da eliketei, diseinua eta prozesuak behar dituzten distantziara heltzeko. Amaitzeko montajearen bitartean, kontuan hartu behar da, bai altu-intentsitateko eliketen presarioa, bai ere, espesifiki, baxu-intentsitateko eliketen presarioa kontrolatzea.