Kako riješiti kvarove transformatora
Uobičajeni kvarovi transformatora i njihove metode rješavanja.
1. Pregrejanje transformatora
Pregrjecenje je izuzetno štetno za transformatore. Većina kvarova izolacije transformatora uzrokovana je pregrjećem. Povišena temperatura smanjuje dielektričnu i mehaničku čvrstoću materijala izolacije. IEC 354, Uputstvo za opterećenje transformatora, navodi da kada najtoplija tačka transformatora doseže 140°C, u ulju će se pojaviti mrljave. Ove mrljave mogu smanjiti performanse izolacije ili dovesti do iskrsavanja, što dovodi do oštećenja transformatora.
Pregrjećenje značajno utječe na vijek trajanja transformatora. Prema pravilu 6°C za transformatore, unutar temperature od 80–140°C, za svaki povećani stupanj temperature od 6°C, stopa na kojoj se smanjuje efektivni vijek trajanja izolacije transformatora udvostručava se. Nacionalni standard GB1094 također specificira da je ograničenje prosečnog povećanja temperature zavojnice za uljne transformatore 65K, povećanje temperature gornjeg ulja je 55K, a željezne srži i kućišta 80K.
Pregrjećenje transformatora glavno se manifestira kao anormalno povećanje temperature ulja. Moguće glavne uzroke uključuju: (1) preopterećenje transformatora; (2) kvar sistema hlađenja (ili nepotpuna aktivacija sistema hlađenja); (3) interne greške transformatora; (4) pogrešna indikacija mjernog uređaja temperature.
Kada se detektira anormalno povećanje temperature ulja transformatora, trebaju se jedan po jedan provjeriti navedeni mogući uzroci kako bi se donio točan zaključak. Ključne točke inspekcije i obrade su sljedeće:
(1) Ako operativni instrumenti pokazuju da je transformator preopterećen, a temperaturni mjerni uređaji tri faze u jednofaznom banku transformatora pokazuju gotovo identične čitanja (s mogućim odstupanjem od nekoliko stupnjeva), te ako transformator i sistem hlađenja funkcioniraju normalno, povećanje temperature vjerojatno je uzrokovano preopterećenjem. U tom slučaju, treba jačati nadzor nad transformatorom (opterećenje, temperatura, radni status), odmah prijaviti višem redovnom odseku upravljanja i predložiti prebacivanje opterećenja kako bi se smanjila razina i trajanje preopterećenosti.
(2) Ako je povećanje temperature posljedica nepotpune aktivacije sistema hlađenja, taj se sustav treba odmah aktivirati. Ako je sistem hlađenja otkazao, treba brzo identificirati uzrok i odmah ga riješiti. Ako se greška ne može brzo riješiti, mora se pažljivo pratiti temperatura i opterećenje transformatora, kontinuirano prijavljujući situaciju odseku upravljanja i proizvodnog menadžmenta, smanjiti opterećenje transformatora i raditi transformator prema odgovarajućoj vrijednosti opterećenja koja se podudara s kapacitetom hlađenja u trenutnoj situaciji hlađenja.
(3) Ako daljinski mjerni uređaj temperature emitira alarmni signal visoke temperature s vrlo visokim indikiranim brojkama, ali lokalni termometar pokazuje normalne čitanja i nema drugih znakova kvara transformatora, alarm može biti lažan signal zbog greške u daljinskom krugu mjerenja temperature. Takve greške mogu se ispraviti u odgovarajuće vrijeme.
(4) Ako u trofaznom banku transformatora temperatura ulja jedne faze značajno poraste iznad svoje povijesne temperature pod istim opterećenjem i uvjetima hlađenja, a sistem hlađenja i termometar su normalni, pregrjećenje može biti uzrokovano internim kvarom transformatora. Treba odmah obavijestiti stručnjake da uzmu uzorak ulja za kromatografsku analizu kako bi se dalje identificirao kvar. Ako kromatografska analiza pokazuje interni kvar, ili ako temperatura ulja nastavi rasti pod nepromjenjenim opterećenjem i uvjetima hlađenja, transformator treba prekinuti prema lokacnim propisima.
2. Kvar sistema hlađenja
Sustav hlađenja pomaže u disipiranju topline iz zavojnica i srži kroz ulje transformatora. Svi glavni transformatori na 500kV koriste prisilnu cirkulaciju ulja s prisilnim zračnim hlađenjem. Da li sustav hlađenja radi normalno, ključan je uvjet za normalnu operaciju transformatora. Kvar opreme za hlađenje je uobičajeni kvar transformatora. Kada oprema za hlađenje otkazi, temperatura rada transformatora brzo raste, a gubitak vijeka trajanja izolacije drastično se povećava.
Tijekom kvara opreme za hlađenje, operateri trebaju pažljivo pratiti temperaturu i opterećenje transformatora, kontinuirano prijavljujući situaciju odseku upravljanja i nadzornicima operacija. Ako opterećenje transformatora premaši određene granice pod uvjetima kvara hlađenja, treba tražiti smanjenje opterećenja prema lokacnim propisima.
Trebalo bi napomenuti da tokom povećanja temperature ulja, srž i zavojnice se zagrijavaju brže nego ulje. Temperatura ulja može se činiti da samo malo raste, ali temperature srži i zavojnica već mogu biti vrlo visoke. Posebno kada pumpa za ulje otkaze, relativno povećanje temperature zavojnice u odnosu na ulje daleko premašuje normalnu vrijednost navedenu na natpisu. Temperatura ulja može se činiti da samo malo raste ili uopće ne raste, dok temperature srži i zavojnica već mogu daleko premašiti dopuštene granice.
Kasnije, kako temperatura ulja postepeno raste, temperature srži i zavojnica nastavljaju rasti na još veće vrijednosti, održavajući određeno povećanje temperature u odnosu na ulje pod zadanim opterećenjem i uvjetima hlađenja. Stoga, kada oprema za hlađenje otkaze, ne samo da treba pratiti temperature ulja i zavojnice, već i dopušteni radni kapacitet i vrijeme transformatora pod usporavajućim uvjetima hlađenja, prema specifikacijama proizvođača i lokacnim propisima. Također treba pratiti i druge promjene u radu kako bi se kompjelirano procijenilo stanje rada transformatora.
Za provjeru kvara opreme za hlađenje, treba odrediti opseg otkaza (jedan ventilator ili pumpa za ulje staje, cijela skupina staje, jednofazno ili trofazno staje), referirati se na dijagram upravljačkog kruga hlađenja kako bi se locirala točka kvara, te minimizirati vrijeme otkaza opreme za hlađenje.
Ako pojedinačni ventilator ili pumpa za ulje otkazuje, dok ostali normalno funkcioniraju, mogući uzroci uključuju:
Jedna faza trofaznog napajanja ventilatora ili pumpi za ulje je otvorena (ispaljen prekidač, loš kontakt ili prekinuta žica), što uzrokuje povećanje struje motora, rad toplinskog releja ili isključivanje napajanja, ili opeklijevanje motora;
Otpadak ležaja ili mehanički propust u ventilatoru ili pumpi za ulje;
Pogreška u odgovarajućem upravljačkom releju, kontaktnom čvoru ili drugim komponentama u upravljačkoj krugu ventilatora ili pumpi za ulje, ili prekid kruga (npr. slobodni terminal, loš kontakt);
Postavka toplinskog releja prenisko, što uzrokuje lažan rad.
Ako se utvrdi da je uzrok greška u napajanju ili krugu, prekinuta žica treba brzo popraviti, zameniti prekidače i vratiti napajanje i krug. Ako je upravljački relej oštećen, treba ga zameniti rezervnim. Ako je ventilator ili pumpa za ulje oštećena, treba odmah zatražiti održavanje.
Ako istovremeno stane skupina (ili nekoliko) ventilatora ili pumpi za ulje, vjerojatno je uzrok greška u napajanju te skupine, ispaljen prekidač, rad toplinskog releja ili oštećen upravljački relej. Treba odmah uključiti rezervni ventilator ili pumpu za ulje, a zatim obnoviti grešku.
Ako stane svih ventilatora ili pumpi za ulje glavnog transformatora, mora biti zbog propusta u glavnom napajanju jedne ili sve tri faze hladnog sustava. U tom slučaju provjerite je li se automatski uključilo rezervno napajanje. Ako ne, brzo ručno uključite rezervno napajanje, utvrdite uzrok greške i eliminišite ga.
Pri rukovanju greškama napajanja i obnavljanju napajanja, obratite pažnju na sljedeće:
Pri zamjeni prekidača, prvo otvorite prekidač napajanja i opterećenja. Tijekom zamjene prekidača pod napajanjem, kada se instalira druga faza, trofazni motor dobiva dvofazno napajanje, što generira veliku struju koja može ispaliti novoinstalirani prekidač.
Koristite prekidače s specifikacijama i kapacitetom koji odgovaraju projektu.
Pri obnavljanju napajanja i ponovnom pokretanju hlađećeg opreme, pokrenite ih koracima ili grupama koliko je moguće, kako biste izbjegli istovremeni pokret svih ventilatora i pumpi za ulje, što bi moglo uzrokovati strujni val i ponovno ispaliti prekidače.
Nakon obnavljanja trofaznog napajanja, ako ventilatori ili pompe za ulje još uvijek ne pokreću, može biti zato što toplinski relej nije resetiran. Resetirajte toplinski relej. Ako nema grešaka u hlađećem uređaju, trebalo bi da se normalno pokrene.
3. Neobičan nivo ulja
Neobičan nivo transformatora uključuje neobičan nivo glavnog spremnika i neobičan nivo ulja na naplatnom mjenjaču (OLTC). 500kV transformatori općenito koriste spremnike s membranama ili bladozami, sa kazaljčanim indikatorima nivoa ulja. Nivo ulja obje se može promatrati putem indikatora.
Ako je nivo ulja u transformatoru nizak, treba utvrditi uzrok. Ako je nizak nivo ulja posljedica niske temperature okruženja ili laganog opterećenja koje dovodi do pada temperature ulja do minimalne linije nivoa ulja, treba ubrzano dodati ulje. Ako pada nivo ulja zbog ozbiljnog curenja ulja, odmah treba poduzeti mjere za zaustavljanje curenja i dodavanje ulja.
Visok nivo ulja u transformatoru može biti uzrokovan:
prekomjernim punjenjem, gdje nivo ulja raste s temperaturom tijekom visoke temperature okruženja ili visokog opterećenja;
propustom hlađećeg sustava;
unutarnjom greškom transformatora.
Kada je nivo ulja previsok, provjerite opterećenje i temperaturu ulja, potvrdite normalnost hlađećeg sustava, provjerite jesu li pozicije svih ventila ispravne, te provjerite ima li znakova unutarnjih grešaka. Ako je nivo ulja previsok ili ulje prelazi, a nema drugih grešaka, može se umjereno ispitati malo transformatorskog ulja.
Visok nivo ulja u spremniku OLTC-a, osim temperature ulja, također može biti uzrokovan pretjeranom zagrijavanjem električnih spojeva ili drugih razloga koji dovode do propusta sigurnosnog zatvarača u odjeljku OLTC-a, omogućujući da izolacijsko ulje iz glavnog spremnika prođe u odjeljak OLTC-a, uzrokujući neobičan porast nivoa ulja u OLTC-u. Kada nivo ulja u OLTC-u neobično i kontinuirano raste, čak i prelivajući iz disanja OLTC-a, odmah izvijestite odsjek raspoređivanja, imajte profesionalce testirati i analizirati, zatražite da se oštećeni transformator isključi za održavanje.
500kV transformatori općenito koriste spremnike s membranama ili bladozama i kazaljčanim indikatorima nivoa ulja, koji pokazuju nivo ulja na temelju položaja dna membrana ili bladoza. Sljedeće stanje može uzrokovati netočnu kazaljku:
Plin nagomilan ispod membrana ili bladoza dovodi do plivanja iznad stvarnog nivoa ulja, što rezultira višim prikazom nivoa ulja;
Zagradnja disanja sprečava ulazak zraka kada nivo ulja pada, što rezultira višim prikazom nivoa ulja;
Razrijevanje bladoze ili membrane omogućuje ulju da uđe u prostor iznad, što može uzrokovati niži prikaz nivoa ulja.
Ova tri situacije mogu dovesti do netočnog prikaza nivoa ulja, zahtijevajući operatore da pažljivo promatraju i analiziraju tijekom normalnog rada.
4. Rad laganih gasnih releja
Kada operira relé za lagani plin, to upućuje na nepravilnu radnju transformatora i treba ga odmah ispitati i obraditi. Metode su sljedeće:
(1) Provjerite izgled, zvuk, temperaturu, razinu ulja i opterećenje transformatora. Ako se otkrije ozbiljno curenje ulja i razine ulja ispod oznake 0 na mjerilu, vjerojatno ispod razine reléa za lagani plin koji aktivira signal alarma, transformator treba odmah ukloniti iz prometa i curenje brzo popraviti.
Ako se otkrije neočekivano povišenje temperature ili neobičan radni zvuk, može postojati unutarnji kvar. Neobičan zvuk transformatora dolazi u dvije varijante: jedna uzrokovana mehaničkom vibracijom, a druga djelomičnim otpuštanjem. Može se koristiti slušalica (ili sijalica) - pritisnite jednu stranu čvrsto na oklop i slušajte na drugom kraju - kako biste utvrdili da li zvuk potječe od unutarnjih komponenti (mehanička vibracija ili djelomično otpuštanje). Zvuk otpuštanja obično ima ritmičan uzorak sličan zvuku korone na visokonaponskim pričvlacima. Ako se sumnja da je unutarnji zvuk zapravo zvuk otpuštanja, odmah provesti analizu hromatografskog sastava ulja i pojačati nadzor.
(2) Uzorkovanje plina za analizu. Obično se kombinira poljevalna procjena s kvantitativnom analizom u laboratoriju.
Za uzorkovanje plina koristite španduljak odgovarajuće veličine. Uklonite iglu i pričvrstite kratki komad plastike ili otpornog na ulje gume. Prije uzorkovanja, ispuniti španduljak i cevičnicu transformatorskim uljem kako biste izbacili zrak, zatim potpuno izbaci ulje. Prijedite cevičnicu na ventil reléa za plin (osigurajte hermetičnu vezu). Otvorite ventil reléa za plin i sporo povucite španduljak kako biste ušli u španduljak plin.
Približite plam blizu igle španduljka i sporo ga izbacite tako što ćete pokrenuti španduljak, promatrajući je li plin gorljiv. U isto vrijeme, pošaljite plin u laboratoriju za analizu sastava plina kako biste dobili točnu procjenu.
Ako se utvrdi da je plin gorljiv ili hromatografska analiza potvrdi unutarnji kvar, transformator treba odmah ukloniti iz prometa.
Ako je plin bezbojan, bez mirisa i nespaljivi, te ako hromatografska analiza identificira plin kao zrak, alarm reléa za plin može biti lažna alarmiranje zbog kvara u sekundarnom krugu. Krug treba ispitati i brzo popraviti.
Tijekom uzorkovanja plina, koristite bezbojni prozirni španduljak za lakše promatranje boje plina. Postupak mora se provoditi pod strogom nadzorom, održavajući sigurnu udaljenost od živih dijelova.
5. Skakanje transformatora
Kada se transformator automatski isključi, treba odmah provesti temeljit ispit kako bi se utvrdila uzročna situacija prije preuzimanja akcija. Konkretni elementi ispitivanja uključuju:
(1) Na osnovu signala zaštita reléa, snimaca grešaka i drugih nadzornih uređaja, odredite koja zaštita je aktivirana.
(2) Provjerite opterećenje, razinu ulja, temperaturu ulja, boju ulja i da li je došlo do isprskavanja ulja, dima, iskriva pričvlaca ili njegovog pucanja, radnje ventila za olakšanje tlaka ili drugih očiglednih znakova kvara prije skakanja, te da li je prisutan plin u reléu za plin.
(3) Analizirajte valni oblik snimljen od snimača grešaka.
(4) Shvatite stanje sustava: jesu li se dogodili kraci unutar ili van zoni zaštite, jesu li se dogodile operacije sustava ili previsoki naponi tijekom prekida, ili talas priključivanja.
Ako ispit pokazuje da automatsko skakanje nije uzrokovano kvarom transformatora, transformator se može ponovno uključiti nakon otklanjanja vanjskih kvara.
Ako se bilo koji od sljedećih uvjeta otkrije, treba sumnjati na unutarnji kvar transformatora. Mora se identificirati uzrok, eliminirati kvar, a električne probe, hromatografska analiza i druge ciljane probe moraju potvrditi da je kvar riješen prije ponovnog uključivanja:
(1) Plin ekstrahiran iz reléa za plin se analizom potvrdi kao gorljiv; (2) Očigledni znakovi unutarnjeg kvara u transformatoru, poput deformacije rezervoara, neobične razine ulja, ozbiljnog isprskavanja ulja; (3) Očigledni tragovi iskriva ili oštećenja, pucanja na pričvlacima transformatora; (4) Dva ili više reléa zaštite (diferencijalna, plinska, tlakova) su aktivirana.
6. Neobični zvuk
(1) Ako je zvuk glasan i bujan, može biti posljedica problema sa jezgrom transformatora. Na primjer, losih zaključenih prividaka ili šrafova za stiskanje jezgre. Čitanje instrumenta obično je normalno, a boja, temperatura i razine ulja ne pokazuju značajne promjene. U tom slučaju, zaustavite rad transformatora i provedite ispitivanje.
(2) Ako zvuk sadrži zvuk vrećajuće vode ili "bubanj" bubanja, to može upućivati na ozbiljan kvar navoja koji dovodi do pretopljenja i pariljenja ulja u susjednosti. Loš kontakt u promjenjivom predjelu koji dovodi do lokalnog pretopljenja ili krajnji kratak spoj navoja mogu proizvesti ovaj zvuk. Odmah zaustavite rad transformatora i obavite održavanje.
(3) Ako zvuk sadrži glasne, neritmične eksplozijske zvukove, to može upućivati na rušenje izolacije unutar tijela transformatora. Zaustavite rad i obavite održavanje.
(4) Ako zvuk sadrži "zizi" zvuk otpuštanja, to može biti posljedica djelomičnog otpuštanja na površini tijela ili pričvlaca transformatora. Ako je problem pričvlacima, u lošem vremenu ili noću može biti vidljivo svjetlo korone ili male plave/ljubičaste iskre. Ocistite površinu pričvlaca i nanesite silikonsko ulje ili mast. Zaustavite rad transformatora i provjerite da li se zemljanje jezgre i razmaci između živih dijelova i zemlje slažu s zahtjevima.
(5) Ako zvuk sadrži kontinuiran, ritmičan udaranje ili trenje, to može biti posljedica mehaničkog dodira izazvanog vibracijama određenih dijelova, ili neobičnog zvuka izazvanog elektrostatičkim otpuštanjem.
7. Isprskavanje ulja i eksplozija
Spravljanje ulja i eksplozija nastaju kada unutarnji kratični strujni tokovi i visokotemperaturni lukovi brzo stariju transformatorno ulje, a zaštitni rele ne uspijevaju na vreme prekinuti struju, omogućujući da se greška nastavi i unutarni tlak u spremniku neprekidno raste. Visokotlačno ulje i plin tada isprskaju iz eksplozivne cijevi ili drugih slabih točaka spremnika, uzrokujući nesreću.
(1) Oštećenje izolacije: Lokalno zagrijavanje, poput kraćenja među zavojnicama, oštetjuje izolaciju; pristrmljivanje vode u transformator uzrokuje vlagoznost i oštećenje izolacije; previsoki napon, poput udara bleska, oštetjuje izolaciju—ovo su osnovni faktori koji dovode do unutarnjih kratičnih spojeva.
(2) Pucanje provoda uzrokuje lukove: Loše zavarivani provodi zavojnice ili luka razdvajanja pod visokim strujnim valovima mogu puknuti. Visokotemperaturni lukovi na mjestu pucanja isparavaju ulje, povećavajući unutarnji tlak.
(3) Neispravnost promjenjivača navoja: U distribucijskim transformatorima, visokonaponski dio navoja povezan je putem promjenjivača navoja. Kontakti promjenjivača u seriji uključeni su u visokonaponski krug i prenose opterećenje i kratične struje. Ako se pokretni i fiksni kontakti pregrjeju, iskriju ili zapalite lukove, može doći do kraćenja u dijelu navoja.
8. Hitna zaustavljanja transformatora
Transformator u radu treba odmah zaustaviti ako se primijeti bilo koji od sljedećih stanja:
(1) Neobičan ili značajno povećan unutarnji buka; (2) Teško oštećenje i iskraživanje na izlaznim čevovodima; (3) Dим, vatra ili spravljanje ulja iz transformatora; (4) Transformator ima grešku, ali zaštitni uređaj ne radi ili radi pogrešno; (5) Vatra ili eksplozija u blizini predstavlja ozbiljan opasnost za transformator.
U slučaju požara transformatora, odmah prekidate struju, zaustavite ventilatore i uljane pumpice, pozovite vatrogasnu službu i aktivirajte sredstva za gašenje vatre. Ako se vatra dogodi zbog pretoka izolacijskog ulja koje gori na vrhu poklopca, otvorite donji ventilske ventile kako biste ispuštali ulje na prihvatljivu razinu kako bi se sprečio pretok, sprečavajući pad razine ulja ispod poklopca i unutarnju vatri. Ako se vatra dogodi zbog unutarnje greške, ulje ne smije biti ispušteno kako bi se sprečilo ulazak zraka i formiranje eksplozivne mješavine koja bi mogla uzrokovati tešku eksploziju.
Zaključno, kada dođe do greške transformatora, nužno je tačno suditi i pravilno postupiti—sprečiti eskalaciju greške dok se istovremeno izbjegava neophodno zaustavljanje. To zahtijeva poboljšanje dijagnostičkih sposobnosti i akumuliranje operativnog iskustva kako bi se točno identificirale i pravo vrijeme obrađene greške transformatora, sprečavajući proširenje nesreće.
Faktora koji uzrokuju neobičan buk transformatora mnogo, a lokacije grešaka variraju. Samo kontinuiranim akumuliranjem iskustva mogu se donositi tačna odlučivanja.
