Kako se rešavaju kvarovi transformatora
Uobičajeni kvarovi transformatora i njihove metode otklanjanja.
1. Pregruvaanje transformatora
Pregruvaanje je izuzetno štetno za transformatore. Većina kvarova izolacije transformatora dovodi se na pregruvaanje. Povišena temperatura smanjuje dielektričnu i mehaničku čvrstoću materijala izolacije. IEC 354, Priručnik za opterećenje transformatora, navodi da kada najtoplija tačka transformatora dostigne 140°C, u ulju će nastati mehurići. Ovi mehurići mogu smanjiti performanse izolacije ili uzrokovati iskrsavanje, što može dovesti do oštećenja transformatora.
Pregruvaanje značajno utiče na vreme života transformatora. Prema pravilu 6°C za transformatore, u temperaturnom opsegu od 80–140°C, za svaki povećan 6°C temperature, stopa smanjenja efektivnog vremena života izolacije transformatora podupire dvostruko. Nacionalni standard GB1094 takođe specifikuje da je granica prosečne temperature začepljenja za uljane transformatore 65K, temperatura vrha ulja 55K, a temperatura jezgra i rezervoara 80K.
Pregruvaanje transformatora se uglavnom manifestuje kao anormalno povećanje temperature ulja. Moguće glavne uzroke uključuju: (1) preopterećenje transformatora; (2) kvar sistema hlađenja (ili nepotpuna aktivacija sistema hlađenja); (3) unutrašnji kvar transformatora; (4) neispravna indikacija uređaja za merenje temperature.
Kada se detektuje anormalno povećanje temperature ulja transformatora, trebalo bi redom proveriti gore navedene moguće uzroke kako bi se donelo tačno zaključak. Ključne tačke za proveru i otklanjanje su sledeće:
(1) Ako operativni instrumenti pokazuju da je transformator preopterećen, i ako temperature tri faze u jednofaznom sklopovodu transformatora pokazuju gotovo identične vrednosti (sa mogućim odstupanjem od nekoliko stepeni), a transformator i sistem hlađenja rade normalno, verovatno je da je povećanje temperature uzrokovano preopterećenjem. U ovom slučaju, treba jačati nadzor nad transformatorom (opterećenje, temperatura, stanje rada), odmah obavestiti viši dispetački odsek i preporučiti prebacivanje opterećenja kako bi se smanjila magnituda i trajanje preopterećenja.
(2) Ako je povećanje temperature posledica nepotpune aktivacije sistema hlađenja, sistem treba odmah aktivirati. Ako je sistem hlađenja kvario, treba brzo identifikovati uzrok i odmah rešiti problem. Ako se greška ne može brzo rešiti, mora se blisko pratiti temperatura i opterećenje transformatora, kontinualno izveštavati dispenserskom odseku i menadžmentu proizvodnje, smanjiti opterećenje transformatora i raditi po odgovarajućoj vrednosti opterećenja koja odgovara kapacitetu hlađenja u trenutnoj situaciji hlađenja.
(3) Ako daljinski uređaj za merenje temperature emituje alarmni signal visoke temperature sa veoma visokom indikovanom vrednošću, ali lokalni termometar pokazuje normalne vrednosti i nema drugih znakova kvara transformatora, alarm može biti lažan signal usled kvara u daljinskom krugu za merenje temperature. Takve greške se mogu ispraviti u odgovarajuće vreme.
(4) Ako u trofaznom sklopovodu transformatora temperatura ulja jedne faze značajno poraste u odnosu na njenu povijesnu temperaturu pri istom opterećenju i uvjetima hlađenja, a sistem hlađenja i termometar su normalni, pregruvaanje može biti uzrokovano unutrašnjim kvarom transformatora. Treba odmah obavestiti stručne osobe da uzmu uzorak ulja za kromatografsku analizu kako bi se dalje identifikovala greška. Ako kromatografska analiza ukazuje na unutrašnji kvar, ili ako temperatura ulja nastavi rasti pri nepromenjenom opterećenju i uvjetima hlađenja, transformator treba isključiti iz rada prema mestačkim propisima.
2. Kvar sistema hlađenja
Sistem hlađenja pomaže u disipiranju toplote od začepljenja i jezgra kroz ulje transformatora. Svi glavni transformatori na 500kV koriste prisilnu cirkulaciju ulja sa prisilnim hlađenjem zrakom. Da li sistem hlađenja radi normalno, jeste ključni uslov za normalnu radnu funkciju transformatora. Kvar opreme za hlađenje je uobičajeni kvar transformatora. Kada oprema za hlađenje kvarira, radna temperatura transformatora brzo raste, a gubitak vremena života izolacije se značajno povećava.
Tijekom kvara opreme za hlađenje, operateri trebaju pažljivo pratiti temperaturu i opterećenje transformatora, kontinualno izveštavati dispenserskom odseku i nadzornoj službi. Ako opterećenje transformatora premaši predviđene granice pri kvarnom hlađenju, treba zahtijevati smanjenje opterećenja prema mestačkim propisima.
Treba napomenuti da tijekom porasta temperature ulja, jezgro i začepljenje zagrijavaju brže od ulja. Temperatura ulja može djelovati samo malo povišena, ali temperature jezgra i začepljenja mogu već biti vrlo visoke. Posebno kada pumpa za ulje kvarira, relativni porast temperature začepljenja u odnosu na ulje može značajno premašiti normalnu vrednost navedenu na oznaci. Temperatura ulja može djelovati samo malo povišena ili čak neprimjetno, dok temperature jezgra i začepljenja mogu već značajno premašiti dopuštena ograničenja.
Kasnije, kada temperatura ulja postepeno raste, temperature jezgra i začepljenja će nastaviti rasti na još veće vrednosti, održavajući određeni porast temperature u odnosu na ulje pri datom opterećenju i uvjetima hlađenja. Stoga, kada oprema za hlađenje kvarira, treba pratiti ne samo temperature ulja i začepljenja, već i dopušten kapacitet i vrijeme rada transformatora pri kvaru sistema hlađenja, prema propisima proizvođača i mestačkim propisima. Također treba pratiti druge promjene u radu kako bi se kompletan pregled stanja rada transformatora bio omogućen.
Da bi se proverio kvar opreme za hlađenje, treba odrediti opseg kvara (pojedinačni ventilator ili pumpa za ulje stoji, ceo skup stoji, jednofazni ili trofazni stoji), referirati se na dijagram kontrolnog kruga sistema hlađenja kako bi se locirao mjesto greške, i minimizirati vreme nedostupnosti opreme za hlađenje.
Ako pojedinačni ventilator ili pumpa za ulje kvarite dok ostali rade normalno, moguće uzroke uključuju:
Jedna faza trofaznog napajanja ventilatora ili pumpa za ulje je otvorena (isklop prekidnik iskočen, loš kontakt ili prekidanje žice), što dovodi do povećanja struje motora, rad termoreleja ili isključivanje napajanja, ili opekiranje motora;
Greška u ležaju ili mehanički propust u ventilatoru ili pumpi za ulje;
Greška u odgovarajućem kontrolnom releju, kontaktnom čvoru ili drugim komponentama u kontrolnoj šemi ventilatora ili pumpi za ulje, ili prekid struje (npr. raskočeni terminal, loš kontakt);
Postavka termoreleja je prenisko postavljena, što dovodi do lažnog radnog stanja.
Ako se utvrdi da je uzrok greška u napajanju ili strujnoj kruni, treba brzo popraviti prekinutu žicu, zameniti iskopčene prekidnike i vratiti napajanje i struju. Ako je kontrolni relej oštećen, treba ga zameniti rezervnim. Ako su oštećeni ventilator ili pumpa za ulje, treba odmah zatražiti održavanje.
Ako istovremeno stane grupa (ili nekoliko) ventilatora ili pumpi za ulje, verovatno je da je uzrok greška u napajanju te grupe, iskopčeni prekidnik, rad termoreleja ili oštećeni kontrolni relej. Treba odmah uključiti rezervni ventilator ili pumpu, a zatim obnoviti grešku.
Ako stane svi ventilatori ili pompe za ulje glavnog transformatora, mora biti zbog greške u glavnom napajanju jedne ili sve tri faze sistema hlađenja. U ovom slučaju, proveriti da li se automatski uključio rezervni izvor napajanja. Ako ne, brzo ručno uključiti rezervni izvor napajanja, identifikovati uzrok greške i eliminisati ga.
Pri rukovanju greškama u napajanju i obnavljanju napajanja, obratite pažnju na sledeće:
Pri menjanju prekidnika, prvo isključiti prekidnik napajanja i opterećenja. Tijekom promjene prekidnika pod naponom, kada se instalira druga faza, trofazni motor dobija dvofaznu napajanje, što generiše veliku struju koja može iskopčiti novoinstalirani prekidnik.
Koristiti prekidnike sa specifikacijama i kapacitetom koji odgovaraju projektu.
Pri obnavljanju napajanja i ponovnom pokretanju hlađećeg opreme, pokrenuti korak po korak ili grupu po grupu, kako bi se spriječilo istovremeno pokretanje svih ventilatora i pumpi za ulje, što može dovesti do talasa struje i iskopčenja prekidnika.
Nakon obnavljanja trofaznog napajanja, ako ventilatori ili pompe za ulje još uvek ne pokreću, može biti jer termorelej nije resetovan. Resetovati termorelej. Ako ne postoji greška u hlađećoj opremi, trebalo bi da se normalno pokrene.
3. Nepravilan nivo ulja
Nepravilan nivo transformatora uključuje nepravilan nivo glavnog spremnika i nepravilan nivo spremnika za regulaciju pod opterećenjem (OLTC). Transformatori od 500kV obično koriste spremnike s membranama ili bladima, sa kazaljkom za indikaciju nivoa ulja. Nivo oba može se vidjeti putem kazaljke.
Ako je nivo transformatora nizak, treba istražiti uzrok. Ako nizak nivo ulja nastaje zbog niske temperature okruženja ili laka opterećenja koje dovodi do pada temperature ulja do minimalne linije nivoa ulja, treba odmah dodati ulje. Ako pad nivoa ulja nastaje zbog ozbiljnog curenja ulja, treba odmah poduzeti mere za zaustavljanje curenja i dodavanje ulja.
Visok nivo transformatora može biti uzrokan:
prekomjeran punjenje, gde nivo ulja raste s temperaturom pri visokoj temperaturi okruženja ili visokom opterećenju;
greška u sistemu hlađenja;
unutrašnja greška transformatora.
Kada je nivo ulja previsok, proveriti opterećenje i temperaturu ulja, potvrditi normalnost sistema hlađenja, verifikovati da su sve valvule u ispravnom položaju, i proveriti da li postoje znaci unutrašnjih grešaka. Ako je nivo ulja previsok ili ulje prelivaju, a ne postoje druge greške, može se odmah ispisati malo transformatora ulja.
Visok nivo ulja u spremniku OLTC, osim temperature ulja, može biti uzrokan prekomjernim zagrijavanjem električnih spojeva ili drugim razlogom koji dovodi do propusta sigurnosnog zatvarača u komori OLTC, omogućujući da izolaciono ulje iz glavnog spremnika protoci u komoru OLTC, dovodeći do abnormalnog porasta nivoa ulja u OLTC. Kada nivo ulja u OLTC neprekidno raste i prelivaju, čak i iz disanjaca spremnika OLTC, odmah izvijestiti odlučivački odsek, imati profesionalce da provedu testiranje i analizu, zatražiti da se defektan transformator isključi za održavanje.
Transformatori od 500kV obično koriste spremnike s membranama ili bladima i kazaljkama za indikaciju nivoa ulja, koje indikativno pokazuju nivo ulja na osnovu pozicije dna membrana ili bladi. Sledeće uslove mogu dovesti do netočne indikacije kazaljke:
Gasanje pod membranom ili bladom dovodi do toga da plava iznad stvarnog nivoa ulja, što dovodi do veće indikacije nivoa ulja;
Blokiranje disanjaca sprečava ulaz vazduha kada nivo ulja pada, što dovodi do više indikacije nivoa ulja;
Pucanje blade ili membrane omogućuje da ulje udari u prostor iznad, što može dovesti do niže indikacije nivoa ulja.
Ova tri situacije mogu dovesti do pogrešne indikacije nivoa ulja, zahtevajući operatore da pažljivo posmatraju i analiziraju tokom normalnog rada.
4. Rad gasnog releja
Kada operišu relé za lagani plin, to ukazuje na nepravilnu radnju transformatora i treba ga odmah ispitati i obraditi. Metode su sledeće:
(1) Pregledajte izgled, zvuk, temperaturu, nivo ulja i opterećenje transformatora. Ako se otkrije ozbiljno curenje ulja i nivo ulja je ispod oznake 0 na merilu, moguće je da je ispod nivoa relé za lagani plin što aktivira alarm, transformator treba odmah ukloniti iz rada i hitno popraviti curenje.
Ako se detektuje neobičan porast temperature ili neobičan radni zvuk, može postojati unutrašnja greška. Neobični zvukovi transformatora dolaze u dve vrste: jedna uzrokovana mehaničkom vibracijom, druga delimičnim razlaganjem. Može se koristiti slušalica (ili sijač) - pritisnite jedan kraj čvrsto na kućište i slušajte drugim krajem u uhu - kako biste utvrdili da li zvuk potiče od unutrašnjih komponenti (mehaničke vibracije ili delimičnog razlaganja). Zvuk razlaganja obično ima ritmičan obrazac sličan zvuku korone na visokonaponskim priključcima. Ako se sumnja na unutrašnji zvuk razlaganja, odmah izvršite analizu ulja hromatografskom metodom i intenzivirajte nadzor.
(2) Izvadite uzorak plina za analizu. Obično se kombinuje kvalitativna procena na mestu sa kvantitativnom analizom u laboratoriji.
Za uzimanje uzorka plina, koristite špandž odgovarajuće zapremine. Uklonite iglu i pričvrstite kratki komad plastike ili otpornog na ulje cevca. Pre uzimanja uzorka, ispuniti špandž i cev transformatorskim uljem kako bi se iskopčio vazduh, zatim potpuno pomerite klipu da bi se iskopčilo ulje. Povežite cev na ventil reléa za plin (osigurajte hermetičnu vezu). Otvorite ventil reléa za plin i sporo povucite klipu špandža da bi se plin usisao u špandž.
Približite plamenu igle špandža i sporo pomerite klipu da bi se plin oslobodio, posmatrajući da li je plin goriv. Istovremeno, pošaljite plin u laboratoriju za analizu sastava plina kako bi se tačno ocenilo.
Ako se utvrdi da je plin goriv ili hromatografska analiza potvrdi unutrašnju grešku, transformator treba odmah ukloniti iz rada.
Ako je plin bezbojan, besmiren i negoriv, a hromatografska analiza identifikuje ga kao vazduh, alarm reléa za plin može biti lažan alarm zbog greške u sekundarnom krugu. Krug treba ispitati i hitno popraviti.
Tokom uzimanja uzorka plina, koristite bezbojni transparentni špandž za lakše posmatranje boje plina. Postupak mora biti izvršen pod strogom nadzorom, održavajući sigurnu udaljenost od podnapetih delova.
5. Iskakanje transformatora
Kada transformator automatski iskače, treba odmah izvršiti kompletnu inspekciju kako bi se identifikovala uzročna greška pre nego što se poduzmu akcije. Specifični predmeti inspekcije uključuju:
(1) Na osnovu signala zaštita reléa, snimaca grešaka i drugih uređaja za nadzor, utvrdite koja zaštita je operisala.
(2) Proverite opterećenje, nivo ulja, temperaturu ulja, boju ulja i da li je došlo do isprskavanja ulja, dimljenja, proboja ili pucanja priključaka, operacije ventilatora za olakšanje pritiska ili drugih očiglednih znakova greške pre iskakanja, te da li postoji plin u reléu za plin.
(3) Analizirajte talasni oblik snimka grešaka.
(4) Upoznajte stanje sistema: da li su se desile kratkospojne greške unutar ili van zone zaštite, da li su se dogodile operacije sistema ili prekomjerne naponi pri prebacivanju, ili strujni val pri zatvaranju.
Ako inspekcija pokazuje da automatsko iskakanje nije uzrokovano greškom transformatora, transformator se može ponovo energirati nakon uklanjanja vanjskih grešaka.
Ako se otkriju bilo koji od sledećih uslova, treba sumnjati na unutrašnju grešku transformatora. Morate identifikovati uzrok, eliminirati grešku i električni testovi, hromatografska analiza i drugi ciljani testovi moraju potvrditi da je greška rešena pre ponovnog energiranja:
(1) Plin izvučen iz reléa za plin se analizom potvrdi kao goriv; (2) Očigledni znakovi unutrašnje greške u transformatoru, kao što su deformacija rezervoara, neobičan nivo ulja, ozbiljno isprskavanje ulja; (3) Očigledni znakovi proboja ili oštećenja, pucanja na priključcima transformatora; (4) Operisalo je dva ili više reléa za zaštitu (diferencijalno, plinsko, pritiskovo).
6. Neobični zvukovi
(1) Ako je zvuk glasan i bujan, može biti zbog problema sa jezgrom transformatora. Na primer, slabe klešte ili vijci za čvršćenje jezgra. Čitave instrumente su opšte normalne, a boja, temperatura i nivo ulja ne pokazuju značajne promene. U ovom slučaju, zaustavite rad transformatora i izvršite inspekciju.
(2) Ako zvuk sadrži zvuk vrećuće vode ili "buljanje" mape, može to ukazivati na ozbiljnu grešku vinuta koja dovodi do pretjerane temperature i vapnjenja ulja blizu tih delova. Loš kontakt u selektoru za promenu brzina koji dovodi do lokalnog pregrejavanja ili kraćeg spoja među vinutima može proizvesti ovaj zvuk. Odmah zaustavite rad transformatora i izvršite održavanje.
(3) Ako zvuk sadrži glasne, nepravilne eksplozivne zvukove, može to ukazivati na rušenje izolacije tela transformatora. Zaustavite rad i izvršite održavanje.
(4) Ako zvuk sadrži "zizi" zvuk razlaganja, može to biti zbog delimičnog razlaganja na površini tela ili priključaka transformatora. Ako je problem priključaka, u lošim vremenskim uslovima ili noću može se videti korona svjetlosti ili male plave/ljubičaste iskre. Očistite površinu priključka i nanese silikonsko ulje ili mast. Zaustavite rad transformatora i proverite da li su zemljisanje jezgra i razmak između podnapetih delova i zemlje u skladu sa zahtevima.
(5) Ako zvuk sadrži kontinuiran, ritmičan bubanj ili trčanje, može to biti zbog mehaničkog kontakta uzrokovana vibracijama određenih komponenti, ili neobičnog zvuka uzrokovanih elektrostatičkim razlaganjem.
7. Isprskavanje ulja i eksplozija
Eksplodiranje i prskanje ulja nastaju kada unutarnji strujni prekidi i visokotemperaturni lukovi brzo stariju transformatorno ulje, a zaštitni reles ne uspijevaju na vreme da isključe struju, omogućavajući da greška bude trajna i da se kontinuirano povećava pritisak unutar rezervoara. Visokopritisni plin i ulje onda prskaju kroz eksplozivnu cev ili druge slabe tačke rezervoara, uzrokujući nesreću.
(1) Oštećenje izolacije: Lokalno zagrijavanje, kao što su prekid između zavoja, oštećuje izolaciju; penetracija vode u transformator dovodi do vlage i oštećenja izolacije; prekomjerna naponska stanja, poput udaraca munje, oštećuju izolaciju—ovo su osnovni faktori koji dovode do unutarnjih prekida.
(2) Prekid žice uzrokuje lukove: Loše zavarana voda ili raskočeni spojevi može uzrokovati prekid žice pod visokim strujnim talasima. Visokotemperaturni luku na mjestu prekida vapnjuje ulje, povećavajući unutarnji pritisak.
(3) Neispravnost preklapljača: U distribucijskim transformatorima, visokonaponski deo zavoja je povezan preko preklapljača. Kontakti preklapljača su u seriji u visokonaponskom krugu zavoja i nose opterećenje i strujne prekide. Ako se fiksni i pokretan kontakt zagrijaju, iskre ili luku, može doći do prekida u zavojnom odseku.
8. Hitno isključivanje transformatora
Transformator treba odmah isključiti ako se primećuju bilo koja od sljedećih stanja:
(1) Neobičan ili značajno povećan unutarnji buka; (2) Teško oštećenje i razlaganje na izlaznim čevima; (3) Dimanje, požar ili prskanje ulja iz transformatora; (4) Transformator ima grešku, ali uređaj zaštite ne funkcionira ili neadekvatno reagira; (5) Požar ili eksplozija u blizini predstavlja ozbiljan opasnost za transformator.
U slučaju požara transformatora, odmah isključiti struju, zaustaviti ventilatore i uljene pumpice, pozvati vatrogasne službe i aktivirati sredstva za gašenje požara. Ako požar nastaje zbog pretoka izolacijskog ulja i sagorevanja na gornjoj poklopni, otvoriti donji ventilske ventil da bi se ulje ispušteno na odgovarajući nivo kako bi se sprečio pretok, čime se sprječava pad razine ulja ispod poklopca i nastanak unutarnjeg požara. Ako je požar posljedica unutarnje greške, ulje ne smije biti ispušteno, kako bi se spriječilo ulazak zraka i formiranje eksplozivne mješavine koja bi mogla dovesti do teške eksplozije.
Kratko, kada dođe do greške transformatora, nužno je tačno suditi i pravilno postupiti—sprečiti eskalaciju greške dok se istovremeno izbjegava nepotrebnim isključivanjem. To zahtijeva poboljšanje dijagnostičkih sposobnosti i akumuliranje operativnog iskustva kako bi se točno identificirale i pravo vrijeme obradile greške transformatora, sprečavajući proširenje nesreće.
Faktori koji uzrokuju neobičan buk transformatora su mnogostruki, a lokacije grešaka variraju. Sama kontinuirana akumulacija iskustva dopušta tačno zaključivanje.
