Hoe om te gaan met transformatorfouten?
Gewone transformatorfouten en hun afhandelingsmethoden.
1. Transformatoververhitting
Oververhitting is extreem schadelijk voor transformatoren. De meeste isolatiefouten in transformatoren worden veroorzaakt door oververhitting. Stijgende temperaturen verlagen de dielektrische sterkte en mechanische sterkte van isolatiematerialen. IEC 354, Belastingsgids voor Transformatoren, stelt dat wanneer de temperatuur van het warmste punt in een transformator 140°C bereikt, belletjes zich in de olie vormen. Deze belletjes kunnen de isolatieprestaties verminderen of een doorslag veroorzaken, wat leidt tot schade aan de transformator.
Oververhitting heeft een grote invloed op de levensduur van transformatoren. Volgens de 6°C-regel voor transformatoren, binnen het temperatuurbereik van 80-140°C, verdubbelt de snelheid waarmee de effectieve levensduur van de transformatorisolatie wordt vermindert, bij elke 6°C stijging in temperatuur. De nationale standaard GB1094 specificeert ook dat de limiet voor de gemiddelde wikkeltemperatuurstijging voor oliegekoelde transformatoren 65K is, de bovenolietemperatuurstijging 55K, en de kern en tank 80K.
Transformatoververhitting manifesteert zich voornamelijk als een abnormale stijging van de oliestraal. Mogelijke hoofdoorzaken zijn: (1) overbelasting van de transformator; (2) fout in het koelsysteem (of onvolledige inschakeling van het koelsysteem); (3) interne fout in de transformator; (4) foute indicatie door de temperatuurmeetapparatuur.
Bij detectie van een abnormale stijging van de transformatorolie moet stapsgewijs gecontroleerd worden op de bovengenoemde mogelijke oorzaken om een nauwkeurige beoordeling te maken. Belangrijke inspectie- en afhandelpunten zijn als volgt:
(1) Als bedrijfsinstrumenten aangeven dat de transformator overbelast is, en de temperatuurwijzers van de drie fasen in een enkelefasenbank ongeveer gelijke waarden aangeven (met mogelijk een afwijking van enkele graden), en de transformator en het koelsysteem normaal functioneren, is de temperatuurstijging waarschijnlijk veroorzaakt door overbelasting. In dit geval moet de monitoring van de transformator (belasting, temperatuur, bedrijfsstatus) worden versterkt, onmiddellijk gerapporteerd worden aan de hogere dispatchingafdeling, en wordt aangeraden om de belasting over te dragen om de mate en duur van de overbelasting te verminderen.
(2) Als de temperatuurstijging veroorzaakt wordt door onvolledige inschakeling van het koelsysteem, moet het systeem onmiddellijk worden geactiveerd. Als het koelsysteem defect is, moet de oorzaak snel worden vastgesteld en onmiddellijk worden aangepakt. Als de fout niet snel kan worden opgelost, moeten de temperatuur en belasting van de transformator nauwlettend in de gaten worden gehouden, er moet continu gerapporteerd worden aan de dispatchingafdeling en productiebeheer, de belasting van de transformator moet worden verlaagd, en de transformator moet opereren volgens de overeenkomstige belastingswaarde die past bij de huidige koelcapaciteit onder de huidige koelcondities.
(3) Als de afstandsbedieningstemperatuurmeetapparatuur een waarschuwingssignaal voor hoge temperatuur geeft met een zeer hoge aangegeven waarde, maar de lokale thermometer normale waarden aangeeft en er geen andere tekenen van transformatorfouten zijn, kan de waarschuwing een vals signaal zijn vanwege een fout in het circuit van de afstandsbedieningstemperatuurmeetapparatuur. Dergelijke fouten kunnen op een geschikt moment worden hersteld.
(4) Als in een driefasenbank de olietemperatuur van één fase aanzienlijk hoger stijgt dan de historische olietemperatuur onder dezelfde belasting- en koelcondities, en het koelsysteem en de thermometer normaal zijn, kan de oververhitting veroorzaakt worden door een interne fout in de transformator. Professioneel personeel moet onmiddellijk worden ingelicht om een olieproef te nemen voor chromatografische analyse om de fout verder te identificeren. Als de chromatografische analyse een interne fout aantoont, of als de olietemperatuur blijft stijgen onder onveranderde belasting- en koelcondities, moet de transformator volgens de ter plaatse geldende regels uit dienst worden genomen.
2. Fout in het koelsysteem
Het koelsysteem helpt bij het afvoeren van warmte van de windingen en de kern via de transformatorolie. 500kV-hoofdtransformatoren gebruiken allemaal gedwongen oliecirculatie met gedwongen luchtverkoeling. Of het koelsysteem normaal functioneert, is een cruciale voorwaarde voor normale werking van de transformator. Een fout in de koelapparatuur is een veelvoorkomende transformatorfout. Bij een fout in de koelapparatuur stijgt de werkingstemperatuur van de transformator snel, en neemt het verlies aan isolatielevensduur sterk toe.
Tijdens een fout in de koelapparatuur moeten de operators de temperatuur en belasting van de transformator nauwlettend in de gaten houden, en continu rapporteren aan de dispatchingafdeling en operatiebeheerders. Als de belasting van de transformator de gespecificeerde limiet overschrijdt onder defecte koelcondities, moet volgens de ter plaatse geldende regels om belastingsvermindering worden gevraagd.
Het moet worden opgemerkt dat tijdens de stijging van de olietemperatuur, de kern en windingen sneller opwarmen dan de olie. De olietemperatuur lijkt misschien slechts licht te stijgen, maar de temperaturen van de kern en windingen kunnen al zeer hoog zijn. Vooral bij een fout in de oliepompen, is de temperatuurstijging van de windingen ten opzichte van de olie ver boven de op het naamplaatje gespecificeerde normale waarde. De olietemperatuur lijkt misschien slechts licht te stijgen of niet merkbaar, terwijl de temperaturen van de kern en windingen al ver boven de toegestane limieten kunnen liggen.
Later, naarmate de olietemperatuur geleidelijk stijgt, zullen de temperaturen van de kern en windingen doorgaan met stijgen naar nog hogere waarden, met een bepaalde temperatuurstijging ten opzichte van de olie onder de gegeven belasting- en koelcondities. Daarom, bij een fout in de koelapparatuur, moet niet alleen de olie- en windingstemperaturen worden geobserveerd, maar ook de toegestane werkcapaciteit en -tijd van de transformator onder uitval van het koelsysteem, zoals gespecificeerd door de fabrikant en de ter plaatse geldende regels, worden nageleefd. Andere operationele veranderingen moeten ook worden geobserveerd om de werkingstoestand van de transformator grondig te beoordelen.
Om een fout in de koelapparatuur te controleren, moet de omvang van de uitval worden bepaald (één ventilator of oliepomp gestopt, hele groep gestopt, enkele fase of driefase gestopt), verwijzing naar het schema van het koelsysteem om de foutlocatie te lokaliseren, en de uitvaltijd van de koelapparatuur zo kort mogelijk houden.
Als één ventilator of oliepomp defect is terwijl de anderen normaal functioneren, zijn mogelijke oorzaken:
Een fase van de driefasen stroomtoevoer naar de ventilator of oliepomp is opengebroken (doorgebrande veer, slecht contact of gebroken draad), wat leidt tot een toename van de motortrommelstroom, werking van de thermische relais of stroomonderbreking, of motorverbranding;
Lagerschade of mechanisch defect in de ventilator of oliepomp;
Defect in het overeenkomstige controle-relais, contactor of andere componenten in het besturingscircuit van de ventilator of oliepomp, of circuitonderbreking (bijv. losse terminal, slecht contact);
Thermische relaisinstelling te laag, wat leidt tot valse werking.
Als de oorzaak wordt gevonden dat het een stroom- of circuitdefect betreft, moet de gebroken draad snel worden gerepareerd, de veer vervangen en de stroom en het circuit hersteld. Als het controle-relais beschadigd is, moet het worden vervangen door een reserve-exemplaar. Als de ventilator of oliepomp beschadigd is, moet onmiddellijk onderhoud worden aangevraagd.
Als een groep (of meerdere) ventilatoren of oliepompen tegelijk stoppen, is de waarschijnlijke oorzaak een stroomdefect voor die groep, doorgedraaide veer, werking van de thermische relais of beschadigd controle-relais. De reserve-ventilator of -oliepomp moet onmiddellijk worden ingeschakeld, gevolgd door het herstellen van het defect.
Als alle ventilatoren of oliepompen van een hoofdtransformator stoppen, moet dit veroorzaakt zijn door een defect in de hoofdstroomtoevoer naar één of alle drie fasen van het koelsysteem. In dat geval moet worden gecontroleerd of de reserve-stroomtoevoer automatisch is ingeschakeld. Zo niet, dan moet de reserve-stroomtoevoer snel handmatig worden ingeschakeld, de oorzaak van het defect worden vastgesteld en uitgeschakeld.
Bij het afhandelen van stroomdefecten en het herstellen van de stroom, let op het volgende:
Bij het vervangen van veeren, sluit eerst de circuitschakelaar of isolator aan de stroom- en belastingkant. Bij het vervangen van veeren onder spanning, wanneer de tweede fase wordt geïnstalleerd, ontvangt de driefasenmotor tweefase stroom, wat een grote stroom kan genereren die de net geïnstalleerde veer kan doen doorslaan.
Gebruik veeren met specificaties en capaciteit die overeenkomen met het ontwerp.
Bij het herstellen van de stroom en het opnieuw starten van de koelapparatuur, start zo veel mogelijk in stappen of groepen om te voorkomen dat alle ventilatoren en oliepompen gelijktijdig opstarten, wat kan leiden tot een stroomsprong en opnieuw doorslaan van de veeren.
Nadat de driefase stroom is hersteld, als de ventilatoren of oliepompen nog steeds niet starten, kan dit zijn omdat de thermische relais niet is gereset. Zet de thermische relais terug. Als er geen defect in de koelapparatuur is, zou deze normaal moeten herstarten.
3. Abnormale Oliestand
Abnormale transformatoroliestand omvat abnormale oliestand in de hoofdtank en abnormale oliestand in de onbelaste schakelaar (OLTC). 500kV-transformators gebruiken meestal reservoirs met membranen of blazen, met wijzer-type oliemeters die de oliestand aangeven. De oliestand van beide kan via de meter worden waargenomen.
Als de transformatoroliestand laag is, moet de oorzaak worden onderzocht. Als de lage oliestand het gevolg is van lage omgevingstemperatuur of lichte belasting waardoor de olie temperatuur daalt tot de minimale oliestandlijn, moet er snel olie worden bijgevoegd. Als de oliestand daalt door ernstige olielekkage, moeten er onmiddellijk maatregelen worden genomen om de lekkage te stoppen en olie toe te voegen.
Een hoge transformatoroliestand kan worden veroorzaakt door:
teveel olie ingevuld, waarbij de oliestand stijgt met de temperatuur bij hoge omgevingstemperatuur of hoge belasting;
defect in het koelsysteem;
interne transformatordefect.
Bij een te hoge oliestand, controleer de belasting en de olietemperatuur, bevestig de normale werking van het koelsysteem, verifieer of alle klepposities correct zijn, en controleer op tekenen van interne defecten. Als de oliestand te hoog is of de olie overloopt, en er zijn geen andere defecten, kan een kleine hoeveelheid transformatorolie op gepaste wijze worden afgetapt.
Een hoge oliestand in het OLTC-olie-reservoir, naast de oljetemperatuur, kan ook worden veroorzaakt door oververhitting van elektrische verbindingen of andere oorzaken die leiden tot een verzegelingdefect in de OLTC-kamer, waardoor isolerende olie uit de hoofdtank lekt naar de OLTC-kamer, wat leidt tot een abnormale stijging van de OLTC-oliestand. Wanneer de OLTC-oliestand abnormaal en continu stijgt, zelfs overlopend uit de ademhaling van het OLTC-olie-reservoir, rapporteer dit onmiddellijk aan de dispatchafdeling, laat professionals testen en analyseren, en vraag om de defecte transformator uit dienst te nemen voor onderhoud.
500kV-transformators gebruiken meestal reservoirs met membranen of blazen en wijzer-type oliemeters, die de oliestand aangeven op basis van de positie van de bodem van de membraan of blaas. De volgende omstandigheden kunnen leiden tot onjuiste wijzerindicatie:
Gas dat zich onder de membraan of blaas heeft opgehoopt, zorgt ervoor dat deze boven de werkelijke oliestand drijft, wat resulteert in een hogere oliestand indicatie;
Ademhalingsblokkering voorkomt dat lucht binnenkomt wanneer de oliestand daalt, wat resulteert in een hogere oliestand indicatie;
Ruptuur van de blaas of membraan laat olie het ruimte boven binnendringen, wat mogelijk leidt tot een lagere oliestand indicatie.
Deze drie situaties kunnen leiden tot onjuiste oliestand indicatie, waardoor operators tijdens normale bedrijfsvoering zorgvuldig moeten observeren en analyseren.
4. Lichtgasrelais Werking
Wanneer de lichtgasklep werkt, duidt dit op een abnormale werking van de transformator en moet deze onmiddellijk geïnspecteerd en afgehandeld worden. De methoden zijn als volgt:
(1) Controleer het uiterlijk, geluid, temperatuur, oliveau en belasting van de transformator. Als er ernstige olielekkage wordt gevonden en het oliveau onder de 0-markering op de meter is, mogelijk onder het niveau van de gasklep dat waarschuwingsignalen activeert, moet de transformator onmiddellijk uit dienst worden genomen en de lek snel gerepareerd.
Als een abnormale temperatuurstijging of ongewoon geluid tijdens de bedrijfsvoering wordt gedetecteerd, kan er sprake zijn van een interne storing. Abnormaal geluid van de transformator komt in twee soorten voor: één veroorzaakt door mechanische trillingen, de andere door partiële ontladen. Een luisterstok (of zaklamp) kan worden gebruikt - druk een kant stevig tegen de behuizing en luister met het oor aan de andere kant - om te bepalen of het geluid afkomstig is van interne componenten (mechanische trillingen of partiële ontladen). Ontladinggeluid heeft meestal een ritmisch patroon vergelijkbaar met corona-geluid op hoge-spanningsbushingen. Als vermoedelijke interne ontladingsgeluiden worden gedetecteerd, moet onmiddellijk olie-chromatografische analyse worden uitgevoerd en de monitoring versterkt worden.
(2) Neem een gasmonster voor analyse. Meestal wordt ter plaatse een kwalitatieve beoordeling gecombineerd met een kwantitatieve laboratoriumanalyse.
Voor het nemen van gasmonsters gebruik je een spuit met een passend volume. Verwijder de naald en sluit een kort stukje plastic- of oliebestendig rubber slang aan. Voordat je het monster neemt, vul de spuit en slang met transformatorolie om lucht te verdrijven, duw dan de zuiger volledig naar voren om de olie te verdrijven. Sluit de slang aan op de ventielklep van de gasklep (zorg voor een luchtdichte verbinding). Open de ventielklep van de gasklep en trek langzaam de zuiger van de spuit naar achteren om gas in de spuit te zuigen.
Breng een vlam bij de naald van de spuit en duw langzaam de zuiger om het gas vrij te laten, observeer of het gas brandbaar is. Tegelijkertijd stuur je het gas naar het laboratorium voor gascompositieanalyse voor een nauwkeurige beoordeling.
Als het gas brandbaar blijkt te zijn of chromatografische analyse een interne storing bevestigt, moet de transformator onmiddellijk uit dienst worden genomen.
Als het gas kleurloos, geurloos en niet-brandbaar is, en chromatografische analyse aantoont dat het lucht is, kan de alarmmelding van de gasklep een vals alarm zijn wegens een fout in de secundaire schakeling. De schakeling moet onmiddellijk gecontroleerd en gerepareerd worden.
Tijdens het nemen van gasmonsters gebruik je een kleurloze transparante spuit voor gemakkelijke observatie van de gaskleur. Het proces moet onder strikte toezicht worden uitgevoerd, met veilige afstand tot live delen.
5. Transformator Tripping
Bij automatische tripping van de transformator moet onmiddellijk een grondige inspectie worden uitgevoerd om de oorzaak te identificeren voordat actie wordt ondernomen. Specifieke inspectieitems omvatten:
(1) Bepaal op basis van signaalrelais, foutregistrators en andere monitoringsapparatuur welke bescherming heeft gewerkt.
(2) Controleer de belasting, oliveau, olie-temperatuur, oliekleur en of er olie spuit, rook, bushing flashover of breuk, drukaflossingsklepwerking of andere duidelijke storingssignalen waren voordat de tripping plaatsvond, en of er gas aanwezig is in de gasklep.
(3) Analyseer de foutregistrator golfvorm.
(4) Begrijp de systeomstandigheden: of er kortsluitingsstoringen binnen of buiten de beschermingszone hebben plaatsgevonden, of er systeemoperaties of overspanningsverplaatsingen zijn opgetreden, of insluitsnelheid bij sluiten.
Als de inspectie aantoont dat de automatische tripping niet werd veroorzaakt door een transformatorfout, kan de transformator worden heropgestart nadat externe storingen zijn opgeheven.
Bij het vaststellen van een van de volgende omstandigheden, moet een interne transformatorfout worden vermoed. De oorzaak moet worden geïdentificeerd, de fout moet worden verholpen, en elektrische tests, chromatografische analyses en andere gerichte tests moeten de oplossing van de fout bevestigen voordat de transformator wordt heropgestart:
(1) Gas dat uit de gasklep wordt gehaald, blijkt door analyse brandbaar te zijn; (2) Duidelijke interne foutsignalen in de transformator, zoals tankdeformatie, abnormaal oliveau, ernstige oliespuiting; (3) Duidelijke flashovermarkeringen of schade, breuk op transformatorbushing; (4) Twee of meer beschermingsrelais (differentieel, gas, druk) hebben gewerkt.
6. Abnormaal Geluid
(1) Als het geluid luid en lawaaiig is, kan dit wijzen op problemen met de transformatorkern. Bijvoorbeeld, losse klemschroeven of kern-aanpakbouten. Meetinstrumentlezingen zijn meestal normaal, en oliekleur, temperatuur en niveau tonen geen significante verandering. In dit geval stop je de transformatoroperatie en voer je een inspectie uit.
(2) Als het geluid een kookwatergeluid of "borrelend" bubbeltjesgeluid bevat, kan dit wijzen op een ernstige windingfout die nabijgelegen delen doet oververhitten en olie laat verdampen. Slechte contacten in de tapper waardoor lokale oververhitting of winding tussen draadshorts kunnen beide dit geluid produceren. Stop onmiddellijk de transformatoroperatie en voer onderhoud uit.
(3) Als het geluid luid, onregelmatige explosieachtige geluiden bevat, kan dit wijzen op isolatiebreuk in het transformatorlichaam. Stop de operatie en voer onderhoud uit.
(4) Als het geluid een "zizi" ontladingsgeluid bevat, kan dit wijzen op oppervlaktepartiële ontlading op het transformatorlichaam of bushings. Als het een bushingprobleem is, kan corona-gloed of kleine blauw/paarse vonken zichtbaar zijn bij slecht weer of 's nachts. Reinig de bushingoppervlakken en breng siliconenolie of siliconenvet aan. Stop de transformator, en controleer of de kern-aarding en de afstanden tussen live delen en de grond voldoen aan de eisen.
(5) Als het geluid continue, ritmische kloppende of wrijvende geluiden bevat, kan dit wijzen op mechanisch contact veroorzaakt door trilling van bepaalde componenten, of abnormaal geluid veroorzaakt door elektrostatische ontlading.
7. Olie Spuiten en Explosie
Oliënspuiting en explosies treden op wanneer interne foutkortsluitstromen en hoge temperatuur bogen het transformatieolie snel doen verouderen, en de beschermingsrelais niet tijdig de stroom afsluiten, waardoor de fout blijft bestaan en de interne tankdruk continu toeneemt. Hoogdrukoliën en -gassen spuiten dan uit de ontploffingsslang of andere zwakke punten van de tank, wat leidt tot een ongeval.
(1) Isolatieschade: Lokale oververhitting zoals winding-tot-winding kortsluitingen veroorzaken isolatieschade; waterinbreng in de transformatie veroorzaakt vocht in de isolatie en schade; overspanning zoals blikseminslagen veroorzaakt isolatieschade—dit zijn basisfactoren die leiden tot interne kortsluitingen.
(2) Draadbreuk veroorzaakt boogontlading: Slechte lasverbindingen van de windinggeleiders of losse aansluitingen kunnen onder hoge stroomsprongen draadbreuk veroorzaken. Hoge temperatuur boogontladingen op het breukpunt verdampen olie, wat de interne druk doet toenemen.
(3) Tapveranderaar storing: Bij distributietransformatoren is de hoogspanningswinding tapafdeling verbonden via de tapveranderaar. De contacten van de tapveranderaar staan in serie in het hoogspanningswindingcircuit en dragen belasting- en kortsluitstromen. Als de bewegende en vaste contacten oververhitten, vonken of boogontladingen veroorzaken, kan de tapafdeling winding kortsluiten.
8. Noodstop van Transformatie
Een lopende transformatie moet onmiddellijk worden gestopt als een van de volgende omstandigheden wordt waargenomen:
(1) Abnormaal of significant verhoogd intern geluid; (2) Ernstige schade en ontlading aan de bushings; (3) Rook, brand of oliënspuiting van de transformatie; (4) De transformatie heeft een fout, maar het beveiligingsapparaat werkt niet of werkt incorrect; (5) Brand of explosie in de buurt vormt een ernstig gevaar voor de transformatie.
Bij brand van de transformatie, ontkoppel onmiddellijk de stroom, stop ventilatoren en oliepompen, roep onmiddellijk brandweerpersoneel op en activeer brandblusapparatuur. Als de brand veroorzaakt wordt door insulatie-olie die overloopt en op het bovenste deksel brandt, open de onderste afvoerklep om olie te laten wegvloeien tot een passend niveau om overloop te stoppen, waarmee voorkomen wordt dat het oliniveau onder het deksel daalt en interne brand ontstaat. Als de brand veroorzaakt wordt door een interne fout, mag er geen olie worden afgetapt, om te voorkomen dat lucht binnendringt en een explosieve mengeling vormt die een zware explosie kan veroorzaken.
Samengevat, bij het optreden van een transformatiefout, zijn nauwkeurig oordeel en juiste behandeling essentieel—om de foutuitbreiding te voorkomen terwijl onnodige stilleggingen worden vermeden. Dit vereist verbeterde diagnostische capaciteit en opgedane operationele ervaring om transformatiefouten correct te identificeren en tijdig te handelen, waardoor de uitbreiding van ongelukken wordt voorkomen.
Factoren die abnormaal transformatiegeluid veroorzaken, zijn talrijk en de locaties van de fouten verschillen. Alleen door continue ervaring op te bouwen, kunnen accurate oordelen worden gemaakt.
