Какви са честите дефекти в еднофазните разпределителни трансформатори

Еднофазните разпределителни трансформатори, като важни устройства за преобразуване на напрежението и разпределение на енергията в електрическата система, са широко използвани в селските електрически мрежи, нисковолтови жилищни райони и райони с концентрирани еднофазни потребители. С увеличаването на дяла на еднофазните потребители в разпределителната мрежа, честотата на дефекти при еднофазните трансформатори също се увеличава. Времево определяне и обработка на тези дефекти имат голямо значение за осигуряване на електропитането. Според най-новите изследвания, общите дефекти при еднофазните разпределителни трансформатори се фокусират главно в пет категории: дефекти на витките, остаряване на изолацията, изтичане на масло, аномалии в температурата и дефекти на нисковолтовите контакти. Тези дефекти не само пречат на нормалната работа на трансформатора, но могат да причинят повреди на оборудването и прекъсвания на електропитането. Тази статия ще анализира всестранно причините, характеристиките и методите за обработка на различните дефекти, предоставяйки практически насоки за персонала, отговарящ за експлоатацията и поддръжката на електрическата система.

1. Дефекти на витките

Дефектите на витките са най-често срещан тип дефекти при еднофазните разпределителни трансформатори, включващи междинови късо - замквания, откривания и заземвания на витките. Те са предимно причинени от остаряване на изолационния материал, механични повреди или производствени дефекти. Междиново късо - замкване в витките може да причини локално прекомерно затопляне вътре в трансформатора, което ускорява остаряването на изолацията и може да доведе до цялостна повреда на витките. Изследванията показват, че при леко късо - замкване в витките на трансформатора, традиционни устройства като диференциална защита и газова защита може да не функционират в ранната фаза на дефекта, поставяйки по-високи изисквания към способността за идентификация на дефектите от страна на персонала, отговарящ за експлоатацията и поддръжката.

(1) Проявления на дефекта

• Абнормни шумове: Трансформаторът издава "булчащ" звук на кипящо масло или "шипящ" звук на разряд.

• Абнормна температура: Температурата на маслото надхвърля стандартната. Когато съдържанието на газ в маслото надхвърли внимателната стойност, трябва незабавно да се провери състоянието на трансформатора (според стандарта IEC).

• Несъответствие на съпротивлението: Несъответствието на ДС съпротивлението на витките надхвърля 2% (допустима стойност), което указва възможна деформация или лош контакт на витките.

• Абнормно напрежение: Изходното напрежение е нестабилно и значително намалява. Освен това нисковолтовите витки са по-вероятни да се деформират при внезапно късо - замкване (нисковолтовите витки са по-вероятни да се деформират под налягане).

(2) Методи за обработка

• Насилствено спиране: Незабавно прекъснете електропитането и спрете работата на трансформатора.

• Точна диагностика: Използвайте инфрачервен термометър за проверка на температурното разпределение на витките, локализирайте дефекта; измерете ДС съпротивлението и капацитета, за да оцените степента на деформация.

• Ремонт и замяна: При необходимост, отворете капака за поддръжка, ремонт или замяна на повредените витки.

(3) Предупредителни стратегии

• Редовни тестове: Провеждайте тестове на изолацията на витките, за да разберете състоянието на изолацията.

• Избягване на прекомерна нагрузка: Строго забранете продължителна работа на трансформатора при прекомерна нагрузка, за да намалите риска от повреди на витките.

• Превантивни проверки: Провеждайте превантивни проверки преди период на върховна нагрузка, за да идентифицирате скрити опасности.

• Стабилна инсталация: Обезпечете стабилна инсталация на трансформатора, за да намалите влиянието на вибрациите върху витките.

2. Дефекти от остаряване на изолацията

Остаряването на изолацията е вторият по честота дефект при еднофазните разпределителни трансформатори, включващ остаряване на твърди изолационни материали и влошаване на маслоизолацията. Остаряването на изолацията намалява изолационните свойства на трансформатора и ускорява цялостното остаряване на оборудването. Според статистиката, то може да съкрати проектираната служебна дължина (35-40 години) на трансформатора до около 20 години, което е особено очевидно при трансформатори, които са били в продължителна експлоатация, в сурови условия или с недостатъчна експлоатация и поддръжка.

(1) Проявления на дефекта

• Промяна в качеството на маслото: Маслото на трансформатора постепенно се променя от светло жълто в оранжево или кафяво, и дори се появяват въглеродни депозити.

• Намалена изолация: Стойността на теста на изолационното съпротивление е по-ниска от стандартната, а количеството на частични разряди се увеличава.

• Абнормни звуци: Звукът от работа е остър и неравномерен, а скоростта на остаряване е положително корелирана с температурата (в съответствие с теорията на Арениус, скоростта на остаряване се удвоява при всяко 6°C увеличение на температурата).

(2) Методи за обработка

• Анализ на проба масло: Проведете хроматографски анализ, за да измерите съдържанието на характерните газове и да прецените степента на остаряване.

• Обработка на масло и материали: Според степента на остаряване, решете дали да смените маслото, замените твърдите изолационни материали и проведете комплексна ревизия, ако е необходимо.

(3) Предупредителни стратегии

• Редовни проверки: Регулярно провеждайте проверки на качеството на маслото и тестове на изолационното съпротивление, за да контролирате състоянието на изолацията.

• Работа при контролирана температура: Поддържайте разумна температура (стандарт GB: средният температурен подем на витките на маслонапълнения трансформатор ≤ 65°C, а температурният подем на горното масло ≤ 55°C).

• Оптимизация на околната среда: Подобрявайте условията на работа, намаляйте ерозията от прах, влажност и вредни газове; избирайте високоэффективни трансформатори, като тип S11, за да намалите температурния подем и загубите.

3. Дефекти от изтичане на масло

Изтичането на масло е чест и вреден дефект при еднофазните разпределителни трансформатори. То представлява над 40% от дефектите в електрическите трансформатори, което ще повлияе на изолационните и охлаждащите свойства, и може да доведе до пожар, замърсяване и икономически загуби.

(1) Проявления на дефекта

• Намаление на равнището на маслото: Указателят на равнището на маслото показва намаление, а маслените петна могат да бъдат видени на повърхността на маслената резервиара.

• Свързани аномалии: Звукът от работа е остър и неравномерен, маслено-бумажната изолация е влажна, и изтичането се усилва в дъждовни дни и високовлажни условия.

(2) Причини за дефекта

Остаряване/повреда на уплътненията, разцепяване на сварки, неправилна инсталация на извеждащите, разкриване на връзките поради вибрации, ръждалина на маслената резервиара и аномално масло налягане, причинено от блокиране на дишача.

(3) Методи за обработка

• Градирано лечение: Временно поправете малките изтичания, и незабавно спрете и проведете комплексна ревизия при сериозни изтичания.

• Основна поправка: Заменете уплътненията, поправете сварките/връзките, изчистете дишача и гарантирайте нормалната работа на маслената резервиара.

(4) Предупредителни стратегии

• Проверка на уплътненията: Регулярно проверявайте състоянието на уплътненията и укрепете фиксациите в вибрационни условия.

• Улучаване на материала: Използвайте висококачествени уплътняващи материали, изчистете маслената резервиара, за да предотвратите корозията; старите трансформатори могат да бъдат заменени с продукти с нови уплътняващи конструкции.

4. Дефекти от аномална температура

Аномалната температура е ключов тип дефект при еднофазните разпределителни трансформатори, включващ прекомерно затопляне на витките, локално затопляне на желязната ядро и повишаване на температурата на маслото. Тя е „тригер“ за дефекти като остаряване на изолацията, изтичане на масло и деформация на витките. Според стандарта IEC, когато най-топлата точка достигне 140°C, в маслото се формират балончета, които намаляват изолацията или причиняват пробив, повреждайки трансформатора.

(1) Проявления на дефекта

• Температура над нормата: Индикаторът на температурата на маслото показва аномалия, местната повърхност е прекомерно затоплена и променена по цвет, а равнището на маслото в маслената резервиара е аномално.

• Абнормен звук: Издава „бучещ“ звук, който се усилва с увеличаването на нагрузката; цветът на маслото става по-тъмен и се появяват въглеродни депозити.

(2) Причини за дефекта

Прекомерна нагрузка на трансформатора, вътрешни дефекти (късо-замкване на витките/желязната ядро), дефекти на охладителната система, висока температура на околната среда, недостиг на маслото поради лоша уплътненост и лоша вентилация при инсталацията.

(3) Методи за обработка

• Намаление на нагрузката и спиране: Незабавно намалете нагрузката или спрете, и проверете охладителната система.

• Точна диагностика: Използвайте инфрачервен термометър, за да локализирате прекомерно затоплената точка, вземете проба масло за хроматографски анализ, проверете вътрешните дефекти; поправете външните причини.

(4) Предупредителни стратегии

• Мониторинг и анализ: Регулярно мониторинг на температурата, установяване на анализа на тенденциите; избягвайте продължителна прекомерна нагрузка.

• Оптимизация на околната среда: Оптимизирайте позицията на инсталацията, за да се гарантира вентилацията; изчистете прахта на радиатора; увеличете капацитета или работете с множество единици паралелно в области с висока нагрузка, и инсталирайте сенки и вентилационни устройства в условията на висока температура.

5. Дефекти на нисковолтовите контакти

Дефектите на нисковолтовите контакти са уникални за еднофазните разпределителни трансформатори, включващи лош контакт, откривания и грешни връзки. Тъй като нисковолтовата страна често използва дизайна с отклонения (например три/четири контакта), качеството на връзката директно влияе на изходното напрежение и стабилността на работата, което е обикновено в трансформатори с големи колебания на нагрузката и недостатъчна експлоатация и поддръжка.

(1) Проявления на дефекта

• Абнормно напрежение: Изходното напрежение е нестабилно, прекомерно високо/ниско.

• Абнормен звук: Издава „тракащ“ „шумящ“ механичен звук, който е явен при промяна на нагрузката; напрежението на нисковолтовата страна е несъразмерно, а температурата на работата е прекомерно висока.

(2) Причини за дефекта

Лошо сваряване на контакти, оксидация на контактната повърхност, несигурна инсталация, невъзстановяване на връзките по време на експлоатация и поддръжка, голяма контактна съпротивление, причинена от влажна среда, и износ на контактните точки, причинен от колебания на нагрузката.

(3) Методи за обработка

• Поддръжка без електропитане: Проверете връзката на контакти, преправете сварките и затегнете разкривените части, заменете стареящи компоненти.

• Чистене и защита: Изчистете лошо контактни части, за да се гарантира добър контакт на превключвателя за промяна на контакти.

(4) Предупредителни стратегии

• Редовна проверка: Регуляризирайте проверката на връзките на контакти и използвайте висококачествени свариващи материали и процеси.

• Адаптация към околната среда: Усиления против влажността във влажни условия; за трансформатори с често променящи се контакти, заменете с надеждни методи за връзка; заменете старо оборудване с продукти с нов дизайнерски контакти.

6. Приложение на интелигентни технологии за мониторинг в диагностика на дефекти

С развитието на умната мрежа, традиционният модел за диагностика, основаващ се на ръчно опит и прости инструменти, постепенно се заменя от интелигентни технологии за мониторинг. Системата за диагностика на дефекти, основана на изкуствен интелект, може да мониторира оперативното състояние в реално време, да предупреждава рискове зарано и да подобрява точността и ефективността на диагностика.

(1) Главни технологии

• Инфрачервено измерване на температурата: С точност ±1°C, може точно да детектира аномалии в температурата.

• Диагностика чрез разпознаване на акустични сигнатури: Анализирайте честотата и характеристиките на звука на работа, за да различите нормални и дефектни звуци.

• Анализ на растворените газове в маслото: Измерете съдържанието на характерните газове, за да определите типа и степента на вътрешни дефекти.

• Система за машинно обучение: Интегрирайте многобройни параметри, за да се създаде модел за прогнозиране на дефекти.