Transformador ng Kapangyarihan: mga Panganib sa Maikling Kuryente, mga Dahilan, at mga Paraan ng Pagpapabuti

Mga Transformer ng Paggamit ng Pwersa: Mga Panganib, Dahilan, at Paraan ng Pagpapabuti

Ang mga transformer ng paggamit ng pwersa ay mahahalagang komponente sa mga sistema ng pwersa na nagbibigay ng transmisyong enerhiya at kritikal na mga aparato ng induksyon upang matiyak ang ligtas na operasyon ng pwersa. Ang kanilang estruktura ay binubuo ng mga primariyong bobin, sekondaryong bobin, at isang bakal na core, na gumagamit ng prinsipyo ng elektromagnetikong induksyon upang baguhin ang AC voltage. Sa pamamagitan ng matagal na teknolohikal na pagpapabuti, ang reliabilidad at estabilidad ng suplay ng pwersa ay patuloy na naging mas maayos. Gayunpaman, mayroon pa ring iba't ibang prominenteng mga nakatagong panganib. Ang ilang yunit ng transformer ay may hindi sapat na kakayahan ng paglaban sa impacto ng short circuit, kaya sila ay madaling mapabilis sa mga henomena ng short circuit. Upang makuha ang epektibong pagtukoy sa mga dahilan at lokasyon ng kapanguhaan, kailangan palakasin ang pag-aaral sa mga kapanguhaan ng transformer at teknolohiya ng pag-diagnose upang magamit ang katugon na teknolohiya na maaaring mabisa na solusyunan ang mga problema sa diagnose ng kapanguhaan ng transformer.

1. Mga Panganib ng Short Circuit sa Power Transformer

• Impacto ng Surge Current: Ang biglaang short circuit sa transformer ay lumilikha ng malaking short-circuit current. Bagama't ito ay maikli lamang, bago ang pangunahing circuit ng transformer ay natanggal, maaaring ito ay naging baluktot na, na maaaring magresulta sa panloob na pinsala sa transformer at pagbaba ng lebel ng insulasyon.

• Impacto ng Electromagnetic Forces: Sa panahon ng short circuit, ang overcurrent ay lumilikha ng malaking electromagnetic forces na nakakaapekto sa estabilidad. Sa mga malubhang kaso, ang mga winding ng transformer ay maaaring mabawasan sa isang tiyak na antas, tulad ng deformation ng winding, pinsala sa lakas ng insulasyon ng winding, at pinsala sa iba pang komponente. Sa ekstremong mga kaso, maaari itong magresulta sa mga aksidente sa seguridad ng pwersa tulad ng pagbabasa ng transformer.

2. Mga Dahilan ng Short Circuit sa Power Transformer

(1) Ang mga programa ng pagkalkula ng kuryente ay inihanda batay sa mga idealisadong modelo na nag-uumpisa na ang distribusyon ng leakage magnetic field ay pantay, ang diametro ng turn ay pareho, at ang mga puwersa ay in-phase. Gayunpaman, sa totoong buhay, ang leakage magnetic field sa mga transformer ay hindi pantay na ipinamamahagi at medyo nakumpol sa seksyon ng yoke, kung saan ang mga electromagnetic wires ay dinala ng mas malaking mekanikal na puwersa. Sa mga puntos ng transposition ng continuously transposed cables (CTC), ang pagbabago ng direksyon ng pagtaas ng climb ay nagbabago ng direksyon ng paglipat ng puwersa, naglilikha ng torque. Dahil sa elastic modulus factor ng spacer blocks, ang hindi pantay na axial distribution ng spacer blocks ay maaaring humantong sa alternating forces na nilikha ng alternating leakage magnetic fields na makaranas ng delayed resonance. Ito ang pundamental na dahilan kung bakit ang mga winding discs sa seksyon ng iron core yoke, mga puntos ng transposition, at mga katugon na posisyon na may tap changers ay unang deforme.

(2) Ang paggamit ng mga conventional transposed conductors na may mahina na mechanical strength ay nagpapahina sa kanila sa deformation, strand separation, at exposed copper kapag pinagsama sa short-circuit mechanical forces. Kapag ginamit ang mga conventional transposed conductors, ang malaking kuryente at steep transposition climbs sa mga posisyon na ito ay lumilikha ng malaking torque. Bukod dito, ang mga winding discs sa parehong dulo ng windings ay nakakaranas ng malaking torque dahil sa kombinadong epekto ng radial at axial leakage magnetic fields, na nagdudulot ng twisting deformation. 

Halimbawa, ang phase A common winding ng 500kV Yanggao transformer ay may 71 transpositions, at dahil sa paggamit ng mas thick na conventional transposed conductors, 66 sa mga transpositions na ito ay nagpakita ng iba't ibang antas ng deformation. Parehong, ang WuJing No. 11 main transformer ay nagpakita rin ng iba't ibang antas ng wire flipping at exposure sa high-voltage winding ends sa seksyon ng iron core yoke dahil sa paggamit ng conventional transposed conductors.

(3) Ang mga kalkulasyon ng resistensya sa short-circuit ay hindi nagsasama ng epekto ng temperatura sa bending at tensile strength ng mga electromagnetic wires. Ang resistensya sa short-circuit na idisenyo sa temperatura ng silid ay hindi maaaring ipakita ang aktwal na kondisyon ng operasyon. Ayon sa mga resulta ng pagsusulit, ang temperatura ng mga electromagnetic wires ay may malaking epekto sa kanilang yield limit (σ0.2). Habang tumaas ang temperatura ng mga electromagnetic wires, ang kanilang bending strength, tensile strength, at elongation ay lahat ay bumababa. Sa 250°C, ang bending at tensile strength ay mas mababa kaysa sa 50°C, habang ang elongation ay bumababa ng higit sa 40%. Sa aktwal na operasyon, ang mga transformer ay umabot sa average winding temperature na 105°C sa rated load, kung saan ang hot spot temperatures ay umabot sa 118°C. Ang karamihan sa mga transformer ay sumasailalim sa proseso ng automatic reclosing sa panahon ng operasyon.

Kaya, kung ang short-circuit point ay hindi agad nawawala, ang transformer ay maaaring maranasan ang pangalawang impacto ng short-circuit sa napakamaliit na oras (0.8 segundo). Gayunpaman, pagkatapos ng unang impacto ng short-circuit current, tumaas ang temperatura ng winding. Ayon sa GB1094 standards, ang pinakamataas na pinahihintulutang temperatura ay 250°C, kung saan ang short-circuit resistance ng winding ay bumaba nang malaki. Ito ang nagpapaliwanag kung bakit ang karamihan sa mga aksidente ng short-circuit sa transformer ay nangyayari pagkatapos ng mga operasyon ng reclosing.

(4) Ang loose na konstruksyon ng winding, impropers na pagproseso ng transposition, at sobrang thinness ay nagdudulot sa mga electromagnetic wires na maging suspended. Mula sa perspektibo ng mga lugar ng pinsala sa aksidente, ang deformation ay karaniwang matatagpuan sa mga puntos ng transposition, lalo na sa mga lugar ng transposition ng transposed conductors.

(5) Ang paggamit ng soft conductors ay isa sa pangunahing dahilan ng mahina na resistensya sa short-circuit ng mga transformer. Dahil sa hindi sapat na pag-unawa sa simula o mga kahirapan sa mga equipment at proseso ng winding, ang mga manufacturer ay hindi handa na gamitin ang semi-rigid conductors o walang ganitong pangangailangan sa kanilang disenyo. Ang lahat ng mga transformer na nabigo ay gumamit ng soft conductors.

(6) Ang sobrang assembly gaps ay nagreresulta sa hindi sapat na suporta sa mga electromagnetic wires, na nagpapalikha ng mga nakatagong panganib para sa resistensya sa short-circuit ng transformer.

(7) Ang hindi pantay na pre-tightening forces na inilapat sa iba't ibang windings o tap positions ay nagdudulot sa mga winding discs na tumalon sa panahon ng impacto ng short-circuit, na nagreresulta sa excessive bending stress sa mga electromagnetic wires at pagkatapos ay deformation.

(8) Ang kawalan ng paggamot na curing sa pagitan ng mga bilog o wire ay nagdudulot ng mahinang resistensya sa short-circuit. Ang mga unang bilog na pinagamot ng varnish immersion ay hindi nasira.

(9) Ang hindi tamang kontrol sa pre-tightening force ng winding ay nagdudulot ng misalignment ng mga conductor sa conventional transposed conductors.

(10) Ang madalas na panglabas na insidente ng short-circuit ay nagdudulot ng cumulative effects ng electromagnetic forces matapos ang maraming pag-impact ng short-circuit current, na nagdudulot ng pag-soften ng electromagnetic wires o internal relative displacement, na sa huli ay nagdudulot ng insulation breakdown.

3. Mga Paraan ng Pagpapabuti upang Pataasin ang Resistensya sa Short-Circuit ng Power Transformer

(1) Ipaglaban ang Pagsusulit ng Short-Circuit upang Maiwasan ang mga Problema Bago Sila Mangyari

 Ang operational reliability ng malalaking transformers ay depende sa kanilang estruktura at kalidad ng proseso ng paggawa, kasunod nito ang iba't ibang pagsusulit na isinasagawa habang ang operasyon ay naganap upang maagap na maintindihan ang kondisyon ng equipment. Upang maunawaan ang mechanical stability ng transformer, maaaring gawin ang pagsusulit ng short-circuit upang makilala ang mga mahihinang puntos para sa pagpapabuti, na nagbibigay ng tiwala sa design ng structural strength ng mga transformer.

(2) Standardize ang Design at Bigyang-diin ang Axial Compression Process sa Coil Manufacturing

Kapag itinatayo ang mga transformer, dapat isipin ng mga manufacturer hindi lamang ang pagbawas ng losses at pagpapataas ng insulation levels kundi pati na rin ang pagpapataas ng mechanical strength at resistensya sa short-circuit fault. Sa termino ng proseso ng paggawa, dahil maraming transformers ang gumagamit ng insulated press plates na may high at low-voltage coils na nagbabahagi ng iisang press plate, ang strukturang ito ay nangangailangan ng mataas na pamantayan ng proseso ng paggawa. Dapat magdaan ang spacer blocks sa densification treatment, at pagkatapos ng coil processing, ang bawat coil ay dapat magdaan sa constant-pressure drying kasama ang pagsukat ng compressed coil height.

Pagkatapos ng nabanggit na proseso, ang mga coil sa iisang press plate ay dapat i-adjust sa parehong taas. Sa final assembly, dapat ilapat ang specified pressure sa mga coil gamit ang hydraulic devices upang makamit ang designed at process-required height. Sa final assembly, dapat bigyang-pansin hindi lamang ang compression ng high-voltage coils kundi lalo na ang pag-control sa compression ng low-voltage coils.