Электр трансформаторлар: Кысыктың риски, себептері және жақшарту шешімдері

Күштік трансформаторлар: Қысқа тұйықталу қаупі, себептері және жақсарту шаралары

Күштік трансформаторлар энергия беруін қамтамасыз ететін электр жүйелердің негізгі компоненттері болып табылады және қауіпсіз электр энергиясының жұмыс істеуін қамтамасыз ететін маңызды индукциялық құрылғылар. Олардың құрылымы бірінші орамдардан, екінші орамдардан және темір өзектен тұрады, айнымалы кернеуді өзгерту үшін электромагниттік индукция принципін пайдаланады. Ұзақ уақыттық технологиялық жақсартулар арқасында электрмен жабдықтаудың сенімділігі мен тұрақтылығы үздіксіз артып келеді. Дегенмен, әлі де әртүрлі белгілі жасырын қауіптер бар. Кейбір трансформатор блоктары қысқа тұйықталуға қарсы соққыға төзімділігінің жеткіліксіздігінен тұрады, бұл қысқа тұйықталу құбылыстарына бейімделуіне әкеледі. Ақаулардың себептері мен орындарын тиімді анықтау үшін трансформаторлардың істен шығуы және диагностикалық технологиялары бойынша зерттеулерді күшейту қажет, сондықтан трансформатор ақауларын диагностикалау мәселелерін тиімді шешуге мүмкіндік беретін сәйкес технологияларды қолдану керек.

1. Күштік трансформаторлардың қысқа тұйықталу қаупі

• Суру тогының әсері: Трансформаторда қысқа мерзімді қысқа тұйықталу үлкен қысқа тұйықталу тогын туғызады. Оның ұзақтығы қысқа болса да, трансформатордың негізгі тізбегі үзілмеден бұрын бұл жасырын қауіп бұрыннан пайда болуы мүмкін, трансформатордың ішкі зақымдануына және изоляциялық деңгейдің төмендеуіне әкелуі мүмкін.

• Электромагниттік күштердің әсері: Қысқа тұйықталу кезінде артық ток үлкен электромагниттік күштер туғызады, бұл тұрақтылыққа әсер етеді. Ауыр жағдайларда трансформатор орамдары белгілі дәрежеде әсерге ұшырайды, мысалы, орамдардың деформациялануы, орамдардың изоляциялық беріктігінің зақымдануы және басқа компоненттердің зақымдануы. Ең ауыр жағдайларда бұл трансформатордың жануы сияқты электр қауіпсіздігіне қатысты апаттарға әкелуі мүмкін.

2. Күштік трансформаторлардың қысқа тұйықталу себептері

(1) Токты есептеу бағдарламалары біркелкі шығын магнит өрісінің таралуы, бірдей орам диаметрлері және фаза бойынша күштер деп болжайтын идеалдандырылған модельдерге негізделіп әзірленген. Алайда, нақтылықта трансформаторлардағы шығын магнит өрісі біркелкі таралмаған және якорь бөлігінде салыстырмалы түрде концентрленген, онда электромагниттік сымдар үлкен механикалық күштерге ұшырайды. Үздіксіз транспозицияланған кабельдердің (CTC) транспозиция нүктелерінде көтерілу бұрышы күштің берілу бағытын өзгертеді және момент туғызады. Аралық блоктардың серпімділік модулі факторына байланысты аралық блоктардың ось бойынша тең емес таралуы айнымалы шығын магнит өрістерінің туғызатын айнымалы күштерінің кешігуімен резонанс туғызуы мүмкін. Бұл темір өзек якорь бөлігіндегі, транспозиция нүктелерінде және реттегіштері бар сәйкес орындардағы орам дискілерінің алдымен деформациялануының негізгі себебі болып табылады.

(2) Механикалық беріктігі төмен дәстүрлі транспозицияланған өткізгіштерді қолдану қысқа тұйықталу кезіндегі механикалық күштерге ұшырағанда деформациялануға, жіптердің бөлінуіне және мыс сымдардың ашылуына бейім. Дәстүрлі транспозицияланған өткізгіштерді қолданған кезде бұл орындардағы үлкен токтар мен сүйір транспозиция көтерілуі үлкен момент туғызады. Сонымен қатар, радиалды және осьтік шығын магнит өрістерінің әсерінің қосылуына байланысты орамдардың екі жағындағы орам дискілері үлкен моментке ұшырап, бұрылу деформациясына әкеледі. 

Мысалы, 500 кВ Yanggao трансформаторының А фазасының ортақ орамында 71 транспозиция болды және салыстырмалы қалың дәстүрлі транспозицияланған өткізгіштерді қолданғанға байланысты осы транспозициялардың 66-сы әртүрлі дәрежедегі деформация көрсетті. Осыған ұқсас, WuJing №11 негізгі трансформаторында да дәстүрлі транспозицияланған өткізгіштерді қолданғанға байланысты темір өзек якорь бөлігіндегі жоғары кернеулі орамдардың ұштарында сымдардың айналуы мен ашылуының әртүрлі дәрежесі байқалды.

(3) Қысқа тұйықталуға төзімділікті есептеу электромагниттік сымдардың иілу және созылу беріктігіне температураның әсерін ескермейді. Қалыпты температурада құрылған қысқа тұйықталуға төзімділік нақты жұмыс режимдерін бейнелей алмайды. Сынақ нәтижелері бойынша электромагниттік сымдардың температурасы олардың аққыштық шегіне (σ0,2) әсер етеді. Электромагниттік сымдардың температурасы артқан сайын олардың иілу беріктігі, созылу беріктігі және созылуы төмендейді. 250°C-та иілу және созылу беріктігі 50°C-қа қарағанда едәуір төмен, ал созылу 40%-дан астам төмендейді. Нақты жұмыста трансформаторлар номиналды жүктемеде орташа орам температурасы 105°C-қа жетеді, ал ыстық нүктелердің температурасы 118°C-қа жетеді. Көбінесе трансформаторлар жұмыс істеу кезінде автоматты қайта қосылу процестерін өткізеді.

Сондықтан, егер қысқа тұйықталу нүктесі дер кезде жоғалмаса, трансформатор өте қысқа уақыт ішінде (0,8 секунд) екінші рет қысқа тұйықталу соққысын бастан өткереді. Дегенмен, бірінші қысқа тұйықталу тогының соққысынан кейін орам температурасы салыстырмалы түрде жоғарылайды. GB1094 стандарттары бойынша рұқсат етілетін максималды температура 250°C, осы кезде орамның қысқа тұйықталуға төзімділігі едәуір төмендейді. Бұл көбінесе трансформаторлардағы қысқа тұйықталу апаттарының қайта қосылу операцияларынан кейін болуының себебі.

(4) Орам құрылымының бос болуы, транспозицияны өңдеудегі дұрыс еместік және артық қалыңдық электромагниттік сымдардың ауып тұруына әкеледі. Апаттар кезіндегі зақымдану орындарының тұрғысынан алғанда, деформация ең көп транспозиция нүктелерінде, әсіресе транспозицияланған өткізгіштердің транспозиция орындарында кездеседі.

(5) Жұмсақ өткізгіштерді қолдану — трансформаторлардың қысқа тұйықталуға төзімділігінің төмен болуының негізгі себептерінің бірі. Бұл мәселе бойынша ерте кезде түсініктің жеткіліксіздігі немесе орам құрылғылары мен процестеріндегі қиындықтарға байланысты өндірушілер жартылай қатты өткізгіштерді қолданудан бас тартты немесе олардың құрылымдарында мұндай талаптар болмады. Істен шыққан барлық трансформаторлар жұмсақ өткізгіштерді қолданған.

(6) Асқын үлкен жинақтау саңылаулары электромагниттік сымдарда жеткіліксіз тіреу туғызып, трансформатордың қысқа тұйықталуға төзімділігі үшін жасырын қауіп тудырады.

(7) Әртүрлі орамдарға немесе реттегіш орындарына берілетін алдын ала бекіту күштерінің тең еместігі қысқа тұйықталу соққылары кезінде орам дискілерінің секіруіне, электромагниттік сымдарда асқын иілу кернеуінің пайда болуына және одан әрі деформацияға әкеледі.

(8) Буқару терапиясының айырмашылығы немесе жіптер арасындағы буқару терапиясының емесі пайда болғанда, киши сым-сыйықтық тұрақтылығы төмен. Алғашқы жіптер варнишке қолданылғаннан кейін зиян тудырған жоқ.

(9) Жіптерді алдын-ала затырлау күшінің тура емес басқаруы әдетте жіптердің орналасуында қатерлерге әкеледі.

(10) Сынды сым-сыйық инциденттерінің кездесуі электромагниттік күштердің негізгі сым-сыйық ағымдарының көптеген тауып-тастамаларынан кейін накопулацияланады, бұл электромагниттік жіптердің мекендеуіне немесе ішкі мүшелердің салыстырмалық орналасуына әкеледі, сонымен қатар соңында изоляцияның жоғалуына әкеледі.

3. Электр станцияларының киши сым-сыйық тұрақтылығын жақсарту үшін қолданылатын қадамдар

(1) Ескерту өткізіп, алдын-ала проблемаларды алу үшін киши сым-сыйық тестін өткізу

 Үлкен трансформаторлардың қызмет көрсету тұрақтылығы негізінен олардың құрылымы мен өндіру процесінің сапасына байланысты, содан кейін қызмет көрсету уақытында өткізілетін әртүрлі тесттер арқылы тез құрылғының абалын түсіну. Трансформатордың механикалық стабилдігін түсіну үшін киши сым-сыйық тестін өткізу арқылы қысқартылған жерлерді табуға болады, бұл трансформаторлардың құрылымының қатынасындағы ишенімділікті қамтамасыз етеді.

(2) Дизайнды стандарттау және жіптерді өндіру процессінде аксиаль жүйелік процессін маңыздандыру

Трансформаторларды дизайнерлеу кезінде, өндірушілер неше қыбылдарды азайту және изоляция деңгейін жақсартуға ғана емес, механикалық күшті және киши сым-сыйық кемшілікті жақсартуға да ескеру керек. Өндіру процесінің құрамында, көптеген трансформаторлар жоғары және төмен напрямдагы жіптерді бір пресс платасымен бөлісуге қабілетті, бұл құрылым өте жоғары өндіру процесі стандарттарын талап етеді. Айналма блоктары қысымына қолданылады, және жіптерді өндірген кейін, әрбір жіптерді бірдей басылған жіптердің биіктігін өлшей отырып, тұрақты басылған жұмысқа өткізеді.

Бұл өндіру кезінде, бірдей пресс платасындағы жіптерді бірдей биіктікке қолдану керек. Соңғы жинақталу кезінде, гидравликалық құрылғылар арқылы жіптерге белгіленген басылған құрылғыны қолдану арқылы өндіру және дизайн талаптарына сай биіктікке жету керек. Соңғы жинақталу кезінде, жоғары напрямдагы жіптердің басылған құрылғысына ғана емес, төмен напрямдагы жіптердің басылған құрылғысын қолдануға да назар аудару керек.