Hoe om Transfoerderfoute te Diagnoseer en Geraas te Verminder

Met die vinnige ontwikkeling van China se ekonomie het die kragindustrie ook geleidelik in skaal uitgebrei, wat die eise vir beide die geïnstalleerde vermoe en die eenheidvermoe van kragtransformers verhoog het. Hierdie artikel gee 'n kort inleiding tot vier aspekte: transformerkonstruksie, transformervlakbeskerming, transformerfeile en transformergeluid.

'n Transformer is 'n algemeen gebruikte elektriese toestel wat in staat is om wisselstroom-elektriese energie te omskep. Dit kan een vorm van elektriese energie (wisselstroom en spanning) in 'n ander vorm van elektriese energie (met dieselfde frekwensie van wisselstroom en spanning) omskep. In praktiese toepassings is die hooffunksie van 'n transformer om spanningsvlakke te verander, wat kragoorsending meer gemaklik maak. 

Volgens die verhouding van uitsetspanning tot insetspanning word transformers ingedeel as stapaf- of stapop-transformers. 'n Transformer met 'n spanningsverhouding kleiner as 1 word 'n stapaf-transformer genoem, waarvan die hooffunksie is om die nodige spannings vir verskeie elektriese toestelle te lewer, wat verseker dat gebruikers die regte spanning ontvang. 'n Transformer met 'n spanningsverhouding groter as 1 word 'n stapop-transformer genoem, wat hoofsaaklik funksioneer om kragoorsendingkoste te verminder, kragverlies tydens oorsending te minimeer, en oorsendingafstand te verleng.

Transformer Konstruksie
In medium- en groot-vermoegs kragtransformers word 'n geslote olie-tank verskaf, gevul met transformerolies. Die transformerwindings en -kern word in die olie gedomp om beter hitte-afvoer te bewerkstellig. Isolerende bushings word gebruik om die windings uit te lei en aan buite-linies te koppel. 'n Transformer bestaan hoofsaaklik uit die volgende komponente: spanningsaanpassingsapparaat, hoofliggaam, uitgaande terminaltoestelle, olie-tank, beskermende toestelle, en koeltoestelle. Die spanningsaanpassingsapparaat word verdeel in belaai- en onbelaaidraaipunte, basies 'n soort draaipuntskakelaar; die hoofliggaam bestaan uit leidings, kern, isolasiestrukture, en windings; die uitgaande terminaltoestelle sluit lae-spannings- en hoë-spannings-bushings in; die olie-tank sluit toebehore (insluitend olie-monsternamekleppe, naamplaatjies, afvoerkleppe, grondskruwe, en wiele) en die hooftankliggaam (insluitend tankbodem, wandes, en deksel); beskermende toestelle sluit droogmakend ademhalingstoestelle, gasrelais, opslagtanks, olie-dreifterrels, olievlak-aanduiers, temperatuur-sensore, en veiligheidsventiele in; koeltoestelle bestaan uit koelers en stralers.

Transformergeluid en Verminderingstegnieke
Transformers produseer dikwels klank tydens bedryf, hoofsaaklik as gevolg van elektromagnetiese kragte wat trilling van die hoofliggaam en magnetostruktuur in silisium-staalplaat onder magnetiese velde veroorsaak, sowel as geluid wat deur waaiers en koelsisteemblazers gegenereer word. Die menslike hoororgaan kan slegs klank binne sekere trillingsfrekwensies persepsieer; wanneer die frekwensie tussen 16 Hz en 2000 Hz is, kan dit gehoor word. Ultrasoon bo hierdie reeks en infrasoon daaronder kan nie persepsieer word nie. Klank versprei van die kern na lug, windings, en klemstrukture—dit is die hoofverspreidingspad van kragtransformerklank. Klank kan vermindert word deur die magneetvloeddigtheid te verlaag en magnetostruktuur in kernsilisium-staalplaat te minimeer. Dit stel egter die kerngrootte en aantal silisium-staalplaatse verhoog, wat koste verhoog. Om klank sonder kosteverhoging te verminders, is die byvoeging van dempingkomponente effektief. Byvoorbeeld, die plasing van rubber pasvorm-spaties tussen die lae-spannings-winding en die kern kan die winding vasmaak en demping bied. Hierdie dempingstruktuur help om klank tydens sy verspreiding te verlaag.

Transformervlakbeskerming
In China word jaarliks 'n groot aantal transformers as gevolg van blikseminslae beskadig. Volgens relevante owerhede word 4%–10% van beskadigde 10 kV verdelertransformers as gevolg van bliksem beskadig. Onjuiste grondverbinding en verkeerde installasie van transformerbliksemarresters is die hoofoorzaak van bliksemgerelateerde beskadiging. Kardinale kwessies sluit in: aparte gronding van hoë- en lae-spanningskant arresters en die transformer neutrale punt; te lank leidings en te klein grondleiterdiktes; afwesigheid van arresters aan die lae-spanningskant; gebruik van die ondersteuningsstruktuur as grondleiter vir hoë-spanningskant arresters; en foute om preventiewe toetse op arresters te doen.

Transformerfeile
Wanneer enige van die volgende veranderinge in 'n transformer voorkom, kan feilanalise gebaseer op sy werklike bedryfsstaat uitgevoer word: die transformer veroorsaak 'n kraguitval as gevolg van 'n ongeluk of ervaar verskynsels soos 'n uitgangskortsluiting, maar disassemblering het nog nie plaasgevind nie; abnormaliteitsverskynsels tred op tydens bedryf, wat operators dwing om die transformer af te skakel vir inspeksie of toetsing; tydens preventiewe toetse, instandhoudingaanvaarding, of inbedryfstelling onder normale kragafbreek-toestande, oorskry 'n of meer parameterwaardes standaardlimiete. Indien enige van die bogenoemde situasies tydens werklike gebruik voorkom, moet die transformer onmiddellik die nodige inspeksies en toetse ondergaan om dit se normale bedryf te verseker.

Stappe om die Aanwesigheid van 'n Feil te Bepaal:

• Eerstens, bepaal die moontlikheid van 'n feil, en of dit 'n duidelike (sigbaar) of verborge (latent) feil is.

• Tweedens, identifiseer die aard van die feil—of dit 'n olie-gerelateerde feil of 'n soliede-isolasie feil, 'n termiese feil of 'n elektriese feil is.

• Derdens, faktore soos feilvermoeg, tyd tot relaiaaktivering as gevolg van verzadiging, ernst, ontwikkelingstrend, warmtepunttemperatuur, en gasverzadigingsvlak in olie is algemene indikatore om die teenwoordigheid van 'n feil te bepaal.

• Vierdens, vind 'n geskikte metode om die voorval te hanteer. As die transformer na die voorval steeds kan bedryf, bepaal tydens bedryf of veiligheidsmaatreëls en moniteringmetodes aanpas behoef, en of interne inspeksie of herstel nodig is.

Verskeie oorsake kan lei tot transformerfeile, wat op verskeie maniere geklassifiseer kan word. Byvoorbeeld, na sirkuittype, kan hulle gelys word as oliesirkuitfeile, magnetiese sirkuitfeile, en elektriese sirkuitfeile. Tans is die mees frekwente en ernstige transformerfeil 'n uitgangskortsluiting, wat ook ontladingfeile kan veroorsaak. Kurtuitsfeile in transformers verwys gewoonlik na fase-tot-fase kortsluitings binne die transformer, grondfeile in leidings of windings, en uitgangskortsluitings.

Baie ongelukke is die gevolg van sulke feile. Byvoorbeeld, 'n kortsluiting by die lae-spanningsuitgang van 'n transformer vereis dikwels die vervanging van die beïnvloede winding; in ernstige gevalle kan al die windings vervang moet word, wat aansienlike ekonomiese verliese en gevolge veroorsaak. Transformer kortsluitings verdien ernstige aandag. Byvoorbeeld, 'n transformer (110 kV, 31.5 MVA, model SFS2E8-31500/110) het 'n kortsluitingongeluk ondervind, vergezeld van die uitskakeling van die hooftransformer se driesydse swaartjies en aktivering van die swaar-gasbeskerming.

Na terugkeer van die transformer na die fabriek vir herstel, het inspeksie tydens kaplyfting onthul: roest op beide die basis en bo-kern (as gevolg van reën tydens die ongeluk); ernstige verdraaiing van die medium-spanningswinding in fase C, instorting van die hoë-spanningswinding in fase C, en kortsluiting tussen lae- en medium-spanningswindings as gevolg van verskuiving van klemplaatjies; ernstige verdraaiing van medium- en lae-spanningswindings in fase B; die lae-spanningswinding in fase C was twee dele verbrand; en talryk fyn koperdeeltjies en koperbolletjies tussen windingdraaie. Hoofoorzake sluit in: onvoldoende isolasiekracht van die isolasiestrukture; mislignede klemstrippies, afwesigheid van kussings, en los verskuiving; en los windings.

Ontlading beskadig hoofsaaklik transformerisolasie, wat in twee aspekte uitgedruk word: Eerstens, aktiewe gasse geproduseer deur ontlading—soos chlooroxide, ozon, en hitte—bring chemiese reaksies onder sekere omstandighede teweeg, wat plaaslike isolasiekorrosie, verhoogde dielektriese verliese, en uiteindelik termiese breuk veroorsaak. Tweedens, ontladingdeeltjies bombardement direk die isolasie, wat plaaslike isolasiebeskadiging veroorsaak wat geleidelik uitbrei en uiteindelik breuk.

Byvoorbeeld, 'n transformer (63 MVA, 220 kV) het ontlading ervaar by 1.5 keer die spanning, vergezeld van hoorbare ontladingsgeluide en ontladingsvlakke so hoog as 4000–5000 pC. Wanneer die windingproeftoetsspanning verlaag is tot 1.0 keer en die lyn-einde proefmetode verander is na 1.5 keer spanningsteun, het geen ontladingsgeluid plaasgevind nie en het die ontladingsvlak drasties verlaag tot onder 1000 pC. Tydens ontbinding en inspeksie is boomagtige ontladingspaaie langs die einde isolasiehoekring gevind, hoofsaaklik as gevolg van ongepaste isolasie-materiaal.

Sodra gedeeltelike ontlading langs die oppervlak van soliede isolasie voorkom, veral wanneer beide normale en tangensiële komponente van elektriese veldsterkte teenwoordig is, is die resulteernde ongeluk die ergste. Gedeeltelike ontladingsfeile kan op enige plek met swak isolasie-materiaal of gekonsentreerde elektriese velde voorkom, soos tussen windingdraaie, by die leidings van hoë-spanningswindingelektriestatiese skilds, tussen fasebarriers, en by hoë-spanningsleidings.

Transformers is wyd gebruikte elektriese toestelle in elektroniese sirkuite en kragstelsels. As sleuteluitrusting in kragbenutting, -verdeling, en -oorsending speel transformers 'n onvervanglike rol. Daarom moet meer aandag aan transformers in praktiese toepassings gegee word.