Kādi ir visbiežākie defekti vienfazējos pārveidotājos?

Vienfaziskie pārveidošanas transformatori, kā būtisks sprieguma pārveidošanas un enerģijas sadalīšanas iekārtas elektrības sistēmā, tiek plaši izmantoti lauku elektrotīklos, zemsprieguma dzīvojamajos rajonos un vienfazisku slodžu koncentrētajos apgabalos. Ar vienfazisko slodzes proporcijas nepārtrauktu pieaugumu distribūcijas tīklā, vienfazisko transformatoru bojājumu rādītājs arī ir pieaugis. Laikus šo defektu atpazīšana un risināšana ir ļoti nozīmīga, lai nodrošinātu elektrosniedzēju darbību. Pēc jaunākajiem pētījumiem, vienfazisko pārveidošanas transformatoru visbiežākie defekti galvenokārt koncentrējas pie pieciem veidiem: vijumu defekti, izolācijas novecošana, eļļas izplešanās, nevienmērīgs temperatūras līmenis un zemsprieguma čauša defekti. Šie defekti ne tikai traucē transformatora normālai darbībai, bet var arī radīt iekārtu bojājumus un elektrosniedzēju pārtraukumus. Šajā rakstā tiks pilnīgi analizētas dažādu defektu cēloņi, raksturojumi un risināšanas metodes, sniedzot praktisku vadību elektrosistēmu ekspluatācijas un uzturēšanas personālam.

1. Vijumu defekti

Vijumu defekti ir visbiežāk sastopamais defekts vienfaziskajos pārveidošanas transformatoros, tostarp starpviju savienojumi, atslēdzība un vijumu zemes defekti. Tie parasti rodas dēļ izolācijas materiāla novecošanas, mehāniskiem bojājumiem vai ražošanas defektiem. Starpviju savienojums vijumā izraisīs lokālu pārsildīšanos transformatora iekšpusē, paātrinot izolācijas novecošanos, un galu galā var novest pie vijuma kopēja bojājuma. Pētījumi liecina, ka, ja transformatora vijumā notiek neliels savienojums, tradicionālas ierīces, piemēram, diferenciālais aizsardzības un gāzes aizsardzības sistēmas, iespējams, neieslodzīsies defekta agrīnajā posmā, kas uzliek augstākas prasības operatīvā un uzturēšanas personālam attiecībā uz defekta identifikācijas spēju.

(1) Defekta manifestācijas

• Nepārprotama troksne: Transformators emuļo "blakus" eļļas viršanas vai "čirkstošu" izlaides troksni.

• Nevienmērīgs temperatūras līmenis: Eļļas temperatūra pārsniedz standarta vērtību. Ja eļļā esošais gāzu daudzums pārsniedz uzmanības vērtību, transformatora stāvoklis jāpārbauda tūlīt (saskaņā ar IEC standartiem).

• Rezistances nevienmērība: Vijuma DC rezistances nevienmērība pārsniedz 2% (atļautā vērtība), norādot iespējamo vijuma deformāciju vai slikto kontaktu.

• Nevienmērīgs spriegums: Izvades spriegums ir nestabils un samazinās būtiski. Turklāt, zemsprieguma vijums ir vairāk pakļauts deformācijai gadījuma savienojuma laikā (zemsprieguma vijums ir vairāk pakļauts deformācijai spiediena dēļ).

(2) Risināšanas pasākumi

• Ārkārtas apturēšana: Tūlīt apturēt elektrosniedzēju un pārtraukt transformatora darbību.

• Precīza mērīšana: Lietot infrasarkanā termometru, lai pārbaudītu vijuma temperatūras sadalījumu, noteiktu defektu atrašanās vietu; mērīt DC rezistanci un kapacitānci, lai novērtētu deformācijas līmeni.

• Remonts un aizvietošana: Ja nepieciešams, atvirzīt segu remonta nolūkos, remontēt vai aizvietot bojāto vijumu.

(3) Prevencijas stratēģijas

• Regulāri testi: Veikt vijumu izolācijas testus, lai izprastu izolācijas stāvokli.

• Izvairīties no pārmērīgas slodzes: Strogā veidā aizliegt transformatora ilgstošu pārmērīgas slodzes darbību, lai samazinātu vijuma bojājuma risku.

• Preventīva inspekcija: Veikt preventīvas inspekcijas pirms augstākās slodzes perioda, lai identificētu slēptās problēmas.

• Stabila instalācija: Pārliecinieties, ka transformators ir stabili instalēts, lai samazinātu vibrāciju ietekmi uz vijumu.

2. Izolācijas novecošanas defekti

Izolācijas novecošana ir otrs visbiežāk sastopamais defekts vienfaziskajos pārveidošanas transformatoros, tostarp cietās izolācijas materiālu un eļļas izolācijas deteriāre. Izolācijas novecošana samazinās transformatora izolācijas efektivitāti un paātrinās iekārtas kopējo novecošanu. Statistikas norādes liecina, ka tas var saīsināt transformatora plānoto izmantošanas laiku (35 - 40 gadi) līdz aptuveni 20 gadiem, kas ir īpaši izteikts transformatoros, kas ilgstoši strādā, smagās vides apstākļos vai ar nepietiekamu ekspluatāciju un uzturēšanu.

(1) Defekta manifestācijas

• Eļļas kvalitātes maiņa: Transformatora eļļa pārākstājas no gaiši dzeltena uz oranžu vai brūnu, un pat var rasties ogļu nogriezņi.

• Izolācijas pazemināšanās: Izolācijas rezistences testa vērtība ir zemāka par standartu, un daļējās izlaides daudzums palielinās.

• Nepārprotama troksne: Darbības troksnis ir asprs un nevienmērīgs, un novecošanas ātrums pozitīvi sakrīt ar temperatūru (saskaņā ar Arrhenius teoriju, novecošanas ātrums dubultojas katros 6°C temperatūras paaugstināšanās).

(2) Risināšanas metodes

• Eļļas parauga analīze: Izpildīt hromatogrāfisko analīzi, lai noteiktu raksturīgo gāzu daudzumu un novērtētu novecošanas līmeni.

• Eļļas un materiālu izstrāde: Atkarībā no novecošanas situācijas, lemt, vai jāmaina eļļa, vai jāaizvieto cietās izolācijas materiāli, un, ja nepieciešams, veikt visaptverošu pārskatu.

(3) Aizsardzības stratēģijas

• Regulāra pārbaude: Regulārizējiet eļļas kvalitātes pārbaudi un izolācijas pretestības testēšanu, lai kontrolētu izolācijas stāvokli.

• Temperatūras kontroles darbība: Uzturiet pieņemamu temperatūru (KB standarts: eļļas ievietotā transformatora virpes vidējā temperatūras pieaugums ≤ 65°C, un augšējās eļļas temperatūras pieaugums ≤ 55°C).

• Vides optimizācija: Pārbaudiet darbības vidi, samaziniet mitruma, putekļu un kaitīgo gāzu ietekmi; izmantojiet augstas efektivitātes transformatorus, piemēram, S11 tipa, lai samazinātu temperatūras pieaugumu un zaudējumus.

3. Eļļas izlīkošanas kļūdas

Eļļas izlīkošana ir bieža un kaitīga kļūda vienfāzes sadalītājos transformatoros. Tā veido vairāk nekā 40% no kļūdām enerģijas transformatoros, kas ietekmē izolāciju un siltuma novadīšanu, un var izraisīt tādu problēmu kā aprīkojuma ugunsgrēku, piesārņojumu un ekonomiskus zaudējumus.

(1) Kļūdas manifestācijas

• Eļļas līmeņa pazemināšanās: Eļļas līmeņa rādītājs parāda eļļas līmeņa samazināšanos, un eļļas pēkti var redzēt eļļas rezervoira virsotnē.

• Saistītas neatbilstības: Darbības skaņa kļūst aspra un neregulāra, eļļas papīra izolācija satika, un izlīkošana palielinās lietus un augsta mitruma apstākļos.

(2) Kļūdas cēloņi

Sēju novecošanās/bojājumi, svārstījumu dēļ nogurusi savienojumu, nepareiza izcilts instalācija, vibro cēlonis, eļļas rezervoira rūkstošana un anormāls eļļas spiediens, ko izraisa bloķēta elpošana.

(3) Risināšanas metodes

• Gradētais risinājums: Pagaidu risinājums mazām izlīkošanām, bet nopietnākām izlīkošanām jāaptur un jāveic visaptveroša remonts.

• Galvenais labojums: Nomainiet sējas, remontējiet svārstījumus/savienojumus, tīrijiet elpošanas ceļu un nodrošiniet eļļas rezervu normālu darbību.

(4) Aizsardzības stratēģijas

• Sēju pārbaude: Regulāri pārbaudiet sēju stāvokli un stipriniet fiksāciju vibrācijas apstākļos.

• Materiālu atjaunināšana: Izmantojiet augstas kvalitātes sēju materiālus, tīrijiet eļļas rezervu, lai novērstu koroziju; vecos transformatorus var aizvietot ar jaunākiem ar jaunu sēju struktūru.

4. Anormālas temperatūras kļūdas

Anormāla temperatūra ir galvenais kļūdu tips vienfāzes sadalītājos transformatoros, tostarp virpes pārsildīšanās, dzelzs šķērsgredzena vietējā pārsildīšanās un eļļas temperatūras pieaugums. Tas ir "trigeris" kļūdām, piemēram, izolācijas novecošanai, eļļas izlīkošanai un virpes deformācijai. Saskaņā ar IEC standartiem, kad karstākā punkta temperatūra sasniedz 140°C, eļļā rodas burbuli, kas samazina izolāciju vai izraisa blakstenošanu, kaitējot transformatoram.

(1) Kļūdas manifestācijas

• Temperatūras pārsniegums: Eļļas temperatūras rādītājs parāda neatbilstību, vietējā virsotne pārsilta un maina krāsu, un eļļas rezerves līmenis ir neatbilstošs.

• Neatbilstīga skaņa: Izdod "bumbum" skaņu, kas kļūst spēcīgāka, pieaugot slodzei; eļļas krāsa kļūst tumšāka un rodas ogleklis.

(2) Kļūdas cēloņi

Transformatora pārslogums, iekšējās kļūdas (virpes/dzelzs šķērsgredzena īsslikts), dzesēšanas sistēmas kļūdas, augsts apkārtējais temperatūras līmenis, nepietiekams eļļas daudzums dēļ nepareizas sējas un sliktas uzstādīšanas ventilācija.

(3) Risināšanas metodes

• Slodzes samazināšana un apturēšana: Nepieciešams tieši samazināt slodzi vai apturēt, un pārbaudīt dzesēšanas sistēmu.

• Precīza diagnostika: Izmantojiet infrasarkanā termometru, lai noteiktu pārsiltu punktu, ņemiet eļļas paraugu hromatogrāfiskajai analīzei, pārbaudiet iekšējās kļūdas; remontējiet ārējos cēloņus.

(4) Aizsardzības stratēģijas

• Monitorings un analīze: Regulāri monitorējiet temperatūru, izveidojiet tendences analīzi; izvairieties no ilgtermiņa pārsloguma.

• Vides optimizācija: Optimizējiet uzstādīšanas pozīciju, lai nodrošinātu ventilāciju; tīrijiet muguras, lai samazinātu sausuļu; palieliniet jaudu vai darbiniet vairākus vienības paralēli augstā slodzes apgabalā, un uzstādiet saules aizsegus un ventilācijas ierīces augstā temperatūras apstākļos.

5. Zemas sprieguma kontaktu kļūdas

Zemas sprieguma kontaktu kļūdas ir vienfāzes sadalītājos transformatoros, tostarp slikts kontaktēšanās, atvērtie ceļi un nepareizi savienojumi. Tā kā zemas sprieguma pusē bieži tiek izmantota izvilktā dizaina (piemēram, trīs/cetri kontakti), savienojuma kvalitāte tieši ietekmē izvades spriegumu un darbības stabilitāti, kas bieži notiek transformatoros ar lielu slodzes svārstībām un nepietiekamu darbību un apsaimniekošanu.

(1) Kļūdas manifestācijas

• Spriegumsaistījuma trūkums: Izvades spriegums ir nestabils, pārāk augsts/vēls.

• Skaidrošanas trūkums: Emite "klakotņu" un "sasausināšanās" mehānisko frikcionālo skaņu, kas ir redzams, kad ielāde mainās; zema sprieguma puse ir nesaskaņota, un darbības temperatūra ir ļoti augsta.

(2) Triecienu cēloņi

Slikti apvilkta kontaktpunkta mazgāšana, kontaktpunkta virsmas oksidēšanās, ne droša instalācija, neveiksmīga savienojumu atjaunošana operācijas un uzturēšanas laikā, liels kontaktresistances dēļ mitram vidi, un kontaktpunkta izmantošana dēļ ielādes svārstību.

(3) Risinājumi

• Elektroenerģijas atslēgšana: Pārbaudiet kontaktpunktu savienojumus, atkārtoti apvilkto un fiksējiet slinkus daļas, aizstājiet novecojušos komponentus.

• Tīrīšana un aizsardzība: Tīriet slikti kontaktējošas daļas, lai nodrošinātu labu tap mainīšanas sliekšņa kontaktu.

(4) Preventīvās stratēģijas

• Regulāras pārbaudes: Regulārizējiet tap savienojumu pārbaudes, un izmantojiet labāko kvalitāti apvilkšanas materiālus un procesus.

• Vides pielāgošanās: Uzlabojiet mitrumdzīves pasākumus mitrā vidē; transformatoriem ar biežiem tap pielāgojumiem, aizstājiet ar uzticībām savienojuma metodes; aizstājiet veco aprīkojumu ar jaunākiem tap dizainiem.

6. Inteligenta monitorēšanas tehnoloģiju lietošana triecienu diagnosticēšanā

Ar tālrunīgā tīkla attīstību, tradicionālais diagnostikas veids, kas balstīts uz cilvēka pieredzi un vienkāršiem instrumentiem, ir gandrīz pilnībā aizstāts ar inteligentām monitorēšanas tehnoloģijām. Triecienu diagnosticēšanas sistēma, balstoties uz mākslīgo intelektu, var monitorēt darbības statusu reāllaikā, iepriekš brīdināt par riskiem un uzlabot diagnosticēšanas precizitāti un efektivitāti.

(1) Galvenās tehnoloģijas

• Infrasarkans termometrs: Precizitāte ±1°C, spēj precīzi noteikt neatbilstošas temperatūras.

• Akustiskās signātu atpazīšanas diagnostika: Analizē darbības skaņas frekvenci un raksturojumus, lai atšķirtu normālas un trieciena skaņas.

• Dissolvēto gāzu analīze eļļā: Noteikt specifisku gāzu daudzumu, lai noskaidrotu iekšējo triecienu veidu un līmeni.

• Mašīnmācīšanās sistēma: Integrē vairākas parametrus, lai izveidotu triecienu prognozēšanas modeli.

(2) Lietošanas efekts

Pēc infrasarkanā termometra lietošanas, elektroenerģijas uzņēmums palielināja triecienu detektācijas rādītāju par 65% un saīsināja apstrādes laiku par 40%; akustiskās signātu atpazīšana var noteikt vijumu triecienus 3-6 mēnešus iepriekš. Intelligenta sistēma var arī noteikt triecienu atrašanās vietu un novērtēt to smagumu, sniedzot pamatu operācijām un uzturēšanai.

7. Uzturēšanas un preventīvie pasākumi vienfazajiem transformatoriem

Lielākā daļa vienfazās sadalīšanas transformatoru triecieni ir saistīti ar ilgstošu darbību, vidi un nepietiekamu uzturēšanu. Zinātniska uzturēšanas sistēmas izveidošana un preventīvo pasākumu ieviešana ir atslēgas, lai samazinātu triecienus un pagarinātu izmantošanas laiku.

(1) Ikdienu uzturēšana

• Eļļas stāvokļa pārbaude: Regulāri pārbaudiet eļļas līmeni un krāsu, lai nodrošinātu normālu eļļas līmeni un labu eļļas kvalitāti.

• Stāvokļa monitorings: Monitorējiet darbības skaņu, temperatūru un izveidojiet trendu analīzi.

• Komponentu pārbaude: Pārbaudiet čulksteņu tīrību, bojājumus un izplūšanas zīmes; pārbaudiet nomazgāšanas sistēmu (nomazgāšanas rezistences 100 kVA un augstāk ≤ 4Ω, zemāk ≤ 10Ω).

• Vides pārvaldība: Nodrošiniet stabilu instalāciju, tīriet virsmas muguras un novēršiet piesārņojuma izplūšanu.

(2) Kategorizētie preventīvie pasākumi

• Vijumu triecieni: Izvairieties no pārmērīgas ielādes un regulāri veiciet izolācijas testus.

• Izolācijas novecošana: Darbiniet kontrolētā temperatūrā un regulāri veiciet eļļas kvalitātes pārbaudes.

• Eļļas izplūšana: Regulāri pārbaudiet nomazgāšanu un stipriniet fiksāciju vibrācijas vidi.

• Nesaskaņota temperatūra: Optimizējiet instalāciju, nodrošiniet ventilāciju un instalējiet temperatūras monitorēšanas ierīces.

• Tap triecieni: Regulāri pārbaudiet savienojumus, izmantojiet labāko apvilkšanas procesus un novēršiet mitrumdzību mitrā vidē.

(3) Standarta pielāgošana un optimizācija

Izvēlieties augstas efektivitātes transformatorus saskaņā ar GB20052-2020, lai samazinātu zudumus un temperatūras pieaugumu; darbiniet vairākus vienības paralēli augstās slodzes zonās, lai samazinātu vienas vienības slodzes spiedienu; stipriniet vides pārvaldību, lai samazinātu ārējo ietekmi.

8. Sekas un ieteikumi

Vienfase distribūcijtransformatoru biežāk sastopamās kļūdas ir savstarpēji saistītas, un daudzas no tām tiek izraisītas viena faktora dēļ, kas noved pie vairāku kļūdu veidu manifestācijām. Pilnīga kļūdu diagnosticēšanas sistēmas izveide, kas integrē tradicionālo pieredzi un intelektuālo tehnoloģiju, var uzlabot diagnosticēšanas precizitāti un efektivitāti.

Darbības un uzturēšanas pārvaldības ieteikumi

• Monitorings: Izveidojiet visaptverošu monitoringsistēmu, kas ietver vairākas parametrus, piemēram, temperatūru, skaņu un eļļas kvalitāti, lai reāllaikā kontrolētu stāvokli.

• Vides optimizācija: Optimizējiet instalācijas pozīciju un metodi, lai samazinātu vides ietekmi.

• Preventīvie testi: Regulāri veiciet preventīvos testus (izolācijas rezistences testi, eļļas kvalitātes noteikšana utt.), lai atklātu slēptās problēmas.

• Dinamiskas pielāgošanas: Pielāgojiet darbības veidu un transformatora jaudu atkarībā no slodzes maiņas.

• Tehnoloģijas modernizācija: Ievērojiet augstefektīvu un intelektuālu monitoringsistēmu, lai uzlabotu efektivitāti un diagnosticēšanas spēju.

Smarta tīkla attīstība palīdz vienfase distribūcijtransformatoru kļūdu diagnosticēšanai un pārvaldībai virzīties uz intelektualitāti un rafinēšanu. Tiek ieteikts enerģijas uzņēmumiem ieviest jaunas tehnoloģijas un standartus, izveidot lielu datu veselības pārvaldības sistēmu, realizēt agrīnu kļūdu brīdinājumu un precīzu diagnosticēšanu, lai uzlabotu tīkla drošību un ekonomiku.