Mitkä ovat yleisiä epäonnistumiset yksivaiheisissa jakautumustransformatorissa?

Yksivaiheiset jakelutransformatorit, jotka ovat tärkeää jännite muuntamisen ja sähköjakelun laitetta sähköverkossa, on laajalti käytössä maaseudun sähköverkoissa, alijännitteisissä asuinalueissa ja alueissa, joissa yksivaiheinen kuorma on kohdistunut. Kun yksivaiheisen kuorman osuus jakeluverkossa on jatkuvasti kasvanut, myös yksivaiheisten transformatorien vika-aste on lisääntynyt. Nämä vianmääritykset ja niiden käsittely ovat erittäin tärkeitä sähkövarmuuden takaamiseksi. Uusimman tutkimuksen mukaan yksivaiheisten jakelutransformatorien yleisimmät vikat keskittyvät viiteen luokkaan: kympyvikat, eristysvanheneminen, öljypuute, poikkeuksellinen lämpötila ja alijännitetapivikat. Nämä vikat eivät vain häiritse transformatorin normaalia toimintaa, vaan ne voivat aiheuttaa laitteen vahingoittumista ja sähköjakelun keskeytyksiä. Tässä artikkelissa analysoidaan perusteellisesti eri vikojen syitä, ominaispiirteitä ja käsittelytapoja, tarjoten käytännön ohjeita sähköverkon operaatio- ja ylläpito-henkilöstölle.

1. Kympyvikat

Kympyvikat ovat yleisin vikatyyppi yksivaiheisissa jakelutransformatorissa, mukaan lukien kympyjen väliset lyhyyskipaat, katkeamat ja kympyjen maavika. Ne johtuvat pääasiassa eristyksen vanhenemisesta, mekaanisista vahingoista tai valmistusvirheistä. Kympyjen väliset lyhyyskipaat aiheuttavat paikallista ylikuumenemista transformatorin sisällä, joka nopeuttaa erityksen vanhenemista ja voi lopulta johtaa kympyjen kokonaisvaaraan. Tutkimukset osoittavat, että kun on lievä lyhyyskipa kympyissä, perinteiset laitteet, kuten differentiaalisuojitus ja kaasusuojitus, eivät ehkä toimi vikan varhaisessa vaiheessa, mikä asettaa korkeampia vaatimuksia operaatio- ja ylläpito-henkilöstön vianmääritysvalmiuksille.

(1) Vian oireet

• Epänormaali ääni: Transformaattori tuottaa "kuplaavan öljyn" tai "sizzlevän" levittämisäänen.

• Epänormaali lämpötila: Öljylämpötila ylittää standardin. Kun öljyn kaasupitoisuus ylittää huomionarvon, transformaattorin tilaa tulisi tarkistaa välittömästi (IEC-standardien mukaisesti).

• Vastustus epätasapaino: Kympyjen järjestä suuntautunut vastustus ylittää 2 % (sallittu arvo), mikä viittaa mahdolliseen kympyjen muotoonmuutokseen tai huolelliseen kosketukseen.

• Epänormaali jännite: Ulostulojännite on epävakaa ja laskee merkittävästi. Lisäksi alijännitekympy on alttiimpi muotoonmuutokselle yhtäkkiä tapahtuessa (alijännitekympy on alttiimpi paineen alle).

(2) Käsittelytoimenpiteet

• Kiireellinen sammutus: Sammuta välittömästi sähkölähdettä ja lopeta transformaattorin toiminta.

• Tarkka mittaus: Käytä infrapunasäiliötä kympyjen lämpötilajakauman sijaintiin, mitä DC-vastusta ja kapasiteettia arvioidaksesi muotoonmuutoksen aste.

• Korjaus ja korvaus: Jos tarpeen, avaa kansi ylläpitotoimiin, korjaa tai korvaa vaurioituneet kympyt.

(3) Ennaltaehkäisystrategiat

• Säännölliset testit: Suorita kympyeristystestit ymmärtääksesi erityksen tilan.

• Vältä ylilatausta: Kiellä tiukasti pitkäaikainen ylilataustransformaattorin toiminnasta vähentääksesi kympyjen vahingoittumisen riskiä.

• Ennaltaehkäisevä tarkastus: Suorita ennaltaehkäiseviä tarkastuksia ennen huippulatauskautta tunnistaaksesi piilovaroja.

• Vakaat asennus: Varmista, että transformaattori on asennettu vakaasti vähentääksesi värähtelyn vaikutusta kympyihin.

2. Erityksen vanhenemisvikat

Erityksen vanheneminen on toiseksi yleisin vika yksivaiheisissa jakelutransformatorissa, mukaan lukien kiinteän erityksen materiaalien vanheneminen ja öljyerityksen heikentyminen. Erityksen vanheneminen vähentää transformaattorin eritystehoa ja nopeuttaa laitteen yleistä vanhenemista. Tilastojen mukaan se voi lyhentää suunniteltua käyttöikää (35-40 vuotta) noin 20 vuoteen, mikä on erityisen ilmeistä pitkäaikaisessa toiminnassa, raskaina olosuhteissa tai riittämättömällä operaatiolla ja ylläpidolla.

(1) Vian oireet

• Öljylaulu muuttuu: Transformaattoriöljy muuttuu hitaasti vaalean keltaisesta oranssiin tai ruskeaksi, ja jopa hiilekkäät saumat voivat ilmaantua.

• Erityksen heikentyminen: Eritysvastusmittausarvo on alempi kuin standardi, ja osittainen levittämisvolyymi kasvaa.

• Epänormaali ääni: Toimintoääni on terävä ja epätasainen, ja vanhenemisnopeus on positiivisesti korreloitu lämpötilaan (Arrheniuksen teorian mukaan, vanhenemisnopeus kaksinkertaistuu joka 6°C lämpötilan nousu).

(2) Käsittelymenetelmät

• Öljynäyteanalyysi: Suorita kromatografianalyysi tunnistamaan ominaisgaskeskusten määrä ja arvioida vanhenemisen aste.

• Öljyn ja materiaalin käsittely: Päätä öljyn vaihtamisesta, kiinteän eritysmateriaalin vaihtamisesta ja suorita tarvittaessa kattava remontti.

(3) Ennaltaehkäisystrategiat

• Säännöllinen havainto: Säännöllistä öljylaulun havaintoa ja eritysvastusmittauksen suorittamista hallitaksesi erityksen tilan.

• Lämpötilan säädetty toiminta: Ylläpidä kohtuullista lämpötilaa (GB-standardi: öljynupotetun transformaattorin kympyjen keskiarvolämpötilan nousu ≤ 65°C, ja öljyn yläpuolen lämpötilan nousu ≤ 55°C).

• Ympäristön optimointi: Paranna toimintaympäristöä, vähennä pölyä, kosteutta ja haitallisia kaasuja; valitse tehokkaat transformaattorit, kuten S11-malli, vähentääksesi lämpötilan nousua ja kulutusta.

3. Öljypuutevikat

Öljypuute on yleinen ja haitallinen vika yksivaiheisissa jakelutransformatorissa. Se edustaa yli 40 % vikoista sähköverkon transformaattoreissa, mikä vaikuttaa eritykseen ja lämmönsiirtymiseen, sekä aiheuttaa laitteen paloa, saastumista ja taloudellisia tappioita.

(1) Vian oireet

• Öljyn tasojen lasku: Öljytason mittari näyttää öljyn tason laskeneen, ja öljyn saastepisteitä voidaan nähdä öljytankin pinnalla.

• Liittyvät epänormaalit: Toimintoääni on terävä ja epätasainen, öljy-paperieritys on kostea, ja puute pahenee sateisina päivinä ja korkeakosteisissa ympäristöissä.

(2) Vian syyt

Tiivuuseristykset ikääntyvät/tuhoontulevat, hitauden rikkoutuminen, sopimaton pistokeen asennus, löysät yhteydet värähtelyn takia, öljytankin rosteneminen, ja epänormaali öljynpaine hengityskanavan estymisen vuoksi.

(3) Käsittelymenetelmät

• Asteittainen käsittely: Korjaa pienet puutteet väliaikaisesti, ja sulje välittömästi ja suorita kattava remontti vakavissa puutteissa.

• Juurrettava korjaus: Korvaa tiivuuseristykset, korjaa hitaudet/yhteydet, puhdista hengityskanava, ja varmista öljyvaraston normaali toiminta.

(4) Ennaltaehkäisystrategiat

• Tiivuuseristysvalvonta: Tarkista säännöllisesti tiivuuseristys, ja vahvista kiinteästi värähtelyä ympäristöissä.

• Materiaalin päivitys: Käytä laadukkaita tiivuuseristysmateriaaleja, puhdista öljytankki ruostenemisen ehkäisemiseksi; vanhoja transformaattoreita voidaan korvata uudella tiivuuseristysrakenteella varustetuilla tuotteilla.

4. Epänormaali lämpötilavikat

Epänormaali lämpötila on yksi keskeisistä vikoista yksivaiheisissa jakelutransformatorissa, mukaan lukien kympyjen ylikuumeneminen, paikallinen ytimen ylikuumeneminen ja öljyn lämpötilan nousu. Se on "syrjäytysmekanismi" vikoille, kuten erityksen vanheneminen, öljypuute ja kympyjen muotoonmuutos. IEC-standardien mukaan, kun kuumin paikan lämpötila nousee 140°C, öljyssä muodostuvat kuplat, jotka vähentävät eritystä tai aiheuttavat sähköiskun, mikä vahingoittaa transformaattoria.

(1) Vian oireet

• Lämpötilan ylitys: Öljylämpömittari näyttää epänormaalisuuden, paikallinen pinta on ylikuumenemassa ja muuttuu väriä, ja öljyvaraston öljytaso on epänormaali.

• Epänormaali ääni: Tuottaa "suminaisen" äänen, joka kovenee kun kuorma kasvaa; öljyn väri muuttuu tummemmaksi ja hiilekkäät saumat voivat ilmaantua.

(2) Vian syyt

Transformaattorin ylilataus, sisäiset vikat (kympy/ytimessä lyhyyskipaat), jähdytysjärjestelmän vikat, korkea ulkolämpötila, öljyn määrän riittämättömyys huonon tiivuuseristyksen vuoksi, ja huono asennusventilaatio.

(3) Käsittelymenetelmät

• Kuorman vähentäminen ja sammutus: Vähennä välittömästi kuorma tai sammuta, ja tarkista jähdytysjärjestelmä.

• Tarkka diagnoosi: Käytä infrapunasäiliötä paikallisen ylikuumenemisen sijaintiin, ottaa öljynäyte kromatografianalyysiin, tarkista sisäiset vikat; korjaa ulkopuoliset syyt.

(4) Ennaltaehkäisystrategiat

• Valvonta ja analyysi: Valvonta lämpötilaa säännöllisesti, perustaa trendianalyysi; vältä pitkäaikaista ylilatausta.

• Ympäristön optimointi: Optimoi asennuspaikka varmistaaksesi ventilaation; puhdista likaa lampotilapinnalta; lisää kapasiteetti tai käytä useita yksiköitä parallellisesti korkeakuormituksen alueissa, ja asenna aurinkokatsastimet ja ventilaatiolaitteet korkealämpöisissä ympäristöissä.

5. Alijännitetapivikat

Alivoltage tap faults are unique to single-phase distribution transformers, including poor contact, open circuits, and wrong connections. Because the low-voltage side mostly adopts a tap-off design (such as three/four taps), the connection quality directly affects the output voltage and operation stability, which is common in transformers with large load fluctuations and insufficient operation and maintenance.

(1) Fault Manifestations

• Voltage Abnormality: The output voltage is unstable, too high/too low.

• Sound Abnormality: Emits a "clatter" "rustling" mechanical friction sound, which is obvious when the load changes; the voltage on the low - voltage side is unbalanced, and the operation temperature is abnormally high.

(2) Fault Causes

Poor tap welding, oxidation of the contact surface, insecure installation, failure to restore connections during operation and maintenance, large contact resistance caused by a humid environment, and contact point wear caused by load fluctuations.

(3) Handling Methods

• Power - off Maintenance: Check the tap connection, re - weld, and fasten loose parts, replace aging components.

• Cleaning and Protection: Clean poorly contacted parts to ensure good contact of the tap - changing switch.

(4) Prevention Strategies

• Regular Inspection: Regularize the inspection of tap connections, and use high - quality welding materials and processes.

• Environment Adaptation: Strengthen moisture - proof measures in humid environments; for transformers with frequent tap adjustments, replace with reliable connection methods; replace old equipment with products with new tap designs.

6. Intelligent Monitoring Technology Applications in Fault Diagnosis

With the development of the smart grid, the traditional diagnosis mode relying on manual experience and simple instruments has gradually been replaced by intelligent monitoring technology. The fault diagnosis system based on artificial intelligence can monitor the operation status in real - time, early - warn risks in advance, and improve the accuracy and efficiency of diagnosis.

(1) Mainstream Technologies

• Infrared Sensing Temperature Measurement: With an accuracy of ±1°C, it can accurately detect abnormal temperatures.

• Acoustic Signature Recognition Diagnosis: Analyze the frequency and characteristics of the operation sound to distinguish between normal and fault sounds.

• Analysis of Dissolved Gases in Oil: Detect the content of characteristic gases to determine the type and degree of internal faults.

• Machine Learning System: Integrate multiple parameters to establish a fault prediction model.

(2) Application Effects

After applying infrared temperature measurement, a power company increased the fault detection rate by 65% and shortened the processing time by 40%; acoustic signature recognition can detect winding faults 3 - 6 months in advance. The intelligent system can also locate faults and evaluate the severity, providing a basis for operation and maintenance decisions.

7. Maintenance and Prevention Measures for Single - phase Transformers

Most faults of single - phase distribution transformers are related to long - term operation, environment, and insufficient operation and maintenance. Establishing a scientific maintenance system and implementing preventive measures are the keys to reducing faults and extending service life.

(1) Daily Maintenance

• Oil Condition Inspection: Regularly check the oil level and oil color to ensure the oil level is normal and the oil quality is good.

• Status Monitoring: Monitor the operation sound, monitor the temperature, and establish a trend analysis.

• Component Inspection: Check the cleanliness, damage, and discharge traces of bushings; verify the grounding system (the grounding resistance of 100 kVA and above ≤ 4Ω, and below ≤ 10Ω).

• Environmental Management: Ensure stable installation, clean surface dirt, and prevent pollution discharge.

(2) Classified Prevention

• Winding Faults: Avoid overload and conduct regular insulation tests.

• Insulation Aging: Operate at a controlled temperature and conduct regular oil quality detection.

• Oil Leakage: Regularly check the seal and strengthen fixation in vibrating environments.

• Abnormal Temperature: Optimize installation, ensure ventilation, and install temperature monitoring devices.

• Tap Faults: Regularly check connections, use high - quality welding processes, and prevent moisture in humid environments.

(3) Standard Adaptation and Optimization

Select high - efficiency transformers according to GB20052 - 2020 to reduce losses and temperature rise; operate multiple units in parallel in high - load areas to reduce the load pressure on a single unit; strengthen environmental management to reduce external erosion.

8. Conclusions and Recommendations

The common faults of single - phase distribution transformers are interrelated, and most are caused by a single factor leading to multiple types of fault manifestations. Building a complete fault diagnosis system that integrates traditional experience and intelligent technology can improve the accuracy and efficiency of diagnosis.

Operation and Maintenance Management Recommendations

• Monitoring System: Establish a comprehensive monitoring system for multiple parameters such as temperature, sound, and oil quality to master the status in real - time.

• Tuki