Hva er årsakene til mislykking av ferromagnetiske spenningsoverførere i nyenergiforsyningsanlegg?
Av Felix, 15 år i elektrisitetsbransjen
Hei alle sammen, jeg er Felix, og jeg har jobbet i elektrisitetsbransjen i 15 år.
Fra tidlig inngripelse i tradisjonell utbygging og vedlikehold av understasjoner til nå å lede drift av elektriske systemer for flere sol- og vindkraftprosjekter, er et av de mest ofte opplevde enhetene jeg håndterer den elektromagnetiske spenningstransformator (PT).
For noen dager siden spurte en vaktoperatør på en ny energianlegg meg:
“Vi har en elektromagnetisk spenningstransformator som stadig overheter, lager rare lyder, og noen ganger fører til feil funksjon hos beskyttelsesmekanismene. Hva skjer?”
Dette er et svært vanlig problem, spesielt i nye energianlegg. Som en nøkkelmåling og beskyttelseskomponent, kan PT-feil føre til alt fra unøyaktig måling til full trip eller enda verre, utstyrsskader.
I dag vil jeg snakke om:
Hva er de vanlige feilene med elektromagnetiske spenningstransformatorer? Hvorfor oppstår de? Og hvordan løser vi dem?
Ingen komplekse termer — bare reelle situasjoner jeg har møtt gjennom årene. La oss se nærmere på hva som ofte går galt med denne "gamle vennen".
1. Hva er en elektromagnetisk spenningstransformator?
La oss begynne med en rask oversikt over dens grunnleggende funksjon.
En elektromagnetisk spenningstransformator, også kjent som VT eller PT, er essensielt en nedovertransformator som konverterer høy spenning til en standard lav spenning (vanligvis 100V eller 110V), som brukes av måleinstrumenter og relébeskyttelsessystemer.
Dens struktur er relativt enkel: primærspolen har mange vikninger og tynn tråd, koblet til høy-spenningsiden; sekundærspolen har færre vikninger og tykkere tråd, koblet til kontrollkretsen.
På grunn av denne strukturelle egenskapen, blir den lett påvirket av driftsforhold, belastningsendringer og resonansefenomener.
2. Vanlige feil og årsaksanalyse
Basert på mine 15 års felt erfaring, inkluderer de mest vanlige typene av feil:
Feil 1: Uvanlig varm eller enda røyking/brann
Dette er ett av de farligste problemene — det kan føre til isoleringsnedbryting eller enda brann.
Mulige årsaker:
Sekundær kortslutning eller overbelasting (f.eks. flere beskyttelsesenheter koblet parallelt uten kapasitetskontroll);
Kjerneovermetting (spesielt under ferroresonans);
Isolasjonsoveraldring eller fuktighetinntrenging;
Løse terminaler som fører til høy kontaktmotstand og lokal oppvarming.
Ekte tilfelle:
En gang fant jeg en PT som overhet veldig hardt på en fotosteg-uppgraderingsstasjon — infrarød termografi viste temperaturer over 120°C. Ved demontering fant vi at sekundærspolens isolasjon hadde brennet igjennom. Årsaken var en åpen kretsforhold forårsaket av en frakoblet sekundær bryter mens den fortsatt var koblet til et høy impedansemål.
Tips:
Tillat aldri at PT sekundær kjører i åpen krets — selv om ikke like farlig som CT, kan det fremdeles føre til spenningforvriddelse og målingsfeil;
Bruk infrarød termografi regelmessig for å sjekke terminal- og omslutningstemperaturer;
Hvis uvanlig varme oppdages, stopp umiddelbart for inspeksjon.
Feil 2: Ferroresonans som forårsaker spenningssvingninger
Dette er ett av de mest overse og farlige problemene i nye energianlegg.
Symptomer:
Ubalansert tre-fase spenning;
Spenning svinger opp og ned med summenoise;
Beskyttelsesmisfunksjoner eller falske tripp;
Noen ganger oppstår enda falske jordesignaler.
Rottårsak:
I ubrukte eller buklubbundertrykkelseskreditterede systemer, når linje til jordkapasiteten kombineres med PT oppladningsinduktans under visse forhold, kan ferroresonans oppstå;
Det aktiveres ofte under bryterveksling, plutselig tap av spenning, eller en fase jording.
Ekte tilfelle:
På en vindpark, hver gang hovedtransformatoren ble energisert, ga PT en summenoise, og bus-spenningen svingte voldsomt, enda utløste den reservestyringen feilaktig. Etter undersøkelse, viste det seg å være forårsaket av ferroresonans. Installering av en demping motstand i den åpne delta løste problemet.
Foreslåtte tiltak:
Installere anti-resonansenheter (som åpne deltaresistorer eller mikroprosessorbaserede dempere);
Bruke anti-resonant type PT (som JDZXW-serien);
Optimalisere driftsmodus for å unngå langvarig ikke-fullfased drift;
Under stillestandsvedlikehold, utføre magnetiseringskurvetester for å vurdere kjernens tendens til overmetting.
Feil 3: Lav eller ingen sekundær spenning utgang
Disse problemene påvirker ofte måling og beskyttelseslogikk, og blir noen ganger feiltolket som andre enhetsfeil.
Mulige årsaker:
Primær sikring brutt (ofte etter lynnedslag eller overvoltage hendelser);
Sekundær sikring brutt eller luftbryter utløst;
Feil polaritet eller forholdsetting;
Interturn kortslutning i interne spoler;
Oksiderte eller løse terminaltilkoblinger.
Ekte tilfelle:
På en fotostasjon, viste SCADA abnorm lav bus-spenning. På stedet inspeksjon avdekket at PT primær sikring var brutt. Ersatt den gjenopprettet normal drift. Videre analyse viste at det ble forårsaket av en spenningspike fra nærliggende lynnedslag.
Feilsøkingssteg:
Sjekk sikringer og brytere først;
Mål primær- og sekundærspenning for konsistens;
Verifiser kabling og polaritet;
Utfør forholdstest og isolasjonsmotstandstest hvis nødvendig.
Feil 4: Intern spark eller isolasjonsnedbryting
Dette skjer vanligvis i fuktige eller sterkt forurensede miljøer, spesielt i kyst- eller høyføyområder.
Symptomer:
Brennsmell eller synlige sparkemerker på beholderen;
Knasterlyder under drift;
Redusert isolasjonsmotstand;
I alvorlige tilfeller, eksplosjon eller tripp.
Mulige årsaker:
Fuktighetsinntrykk som fører til isolasjonsnedbryting;
Overflateforurensning eller støvakkumulering som reduserer krypingavstand;
Langvarig overlast eller harmoniske effekter;
Produsert defekter eller transportskader.
Ekte tilfelle:
En PT installert nær kysten trippet flere ganger under regntiden. Inspeksjon avdekket klare tegn på intern spark — roten var dårlig segling som tillot fuktighet å komme inn.
Tiltak:
Øk beskyttelsesgrad (IP54 eller høyere);
Installer fjuktighetstillbaketrækere eller romoppvarmere;
Regelmessig rengjøring og tørking;
Gjennomfør isolasjon og delvis sparketest før tjeneste.
Feil 5: Menneskesynt feil eller kablingsfeil
Menneskesynte feil er fortsatt en hovedårsak til mange hendelser.
Vanlige feil inkluderer:
Skifter isolatorer under sekundær belastning;
Reversert polaritet som fører til feil måling eller beskyttelsesfeil;
Ubevist fjerning av jordledninger som fører til flytende potensialer;
Utfører levende arbeid uten passende sikkerhetsforanstaltninger.
Ekte tilfelle:
En ny tekniker erstattet en PT sekundær sikring uten å frakoble strømmen, som forårsaket en kortslutning — sikringsholderen brant ut og nærmet seg skade.
Nøkkelpunkter:
Styrk trening og standardiser prosedyrer;
Merke kabler tydelig for å unngå feil;
Tvinge lås/merke prosedyrer for å eliminere levende arbeid;
Sikre én-punkt jordforbindelse for alle PT sekundære kretser.
3. Mine anbefalinger og oppsummering av felt erfaring
Som en 15-årig veterankjent i elektrisitetsfeltet, sier jeg alltid:
“Selv om liten, spiller den elektromagnetiske spenningstransformator en kritisk rolle i måling, måling og beskyttelse.”
Den kan kanskje ikke være så bemerkelsesverdig som en sirkuitbryter eller så stor som en transformator, men når den mislykkes, kan den utløse en kjedereaksjon.
Så her er mine anbefalinger:
For daglig drift & vedlikehold:
Regelmessige inspeksjoner — lytt etter uvanlige lyder, lukte etter brenning, og mål temperatur;
Sjekk sikringer, brytere, og jordintegritet;
Registrer driftsdata og sammenligne med historiske trender;
Øk inspeksjonsfrekvens før og etter tordenperiode.
For feildiagnose:
Prioriter sjekk av sekundære kretser og sikringer;
Bruk multimeter for å bekrefte spenningsnivåer;
Gjennomfør isolasjonsmotstand, forhold, og magnetiseringskarakteristikkstester når det er nødvendig;
Ta umiddelbare tiltak for å undertrykke resonans hvis mistenkt.
For utstyrsvalg:
Ta hensyn til miljøfaktorer (fuktighet, høyde, saltfuktighet);
Foretrekke anti-resonant PT;
Velg passende kapasitet for å unngå langvarig overlast;
La plass for redundans for å støtte fremtidig utvidelse.
4. Slutttanke
Selv om strukturell enkel, spiller elektromagnetiske spenningstransformatorer en vital rolle i nye energikraftverk.
De fungerer som "øyne" i strømsystemet, forteller oss nøyaktig hvor "høy" spenningen er.
Etter 15 år i feltet, tror jeg fast:
“Detaljer bestemmer suksess eller fiasko. Sikkerhet kommer over alt.”
Hvis du står overfor vanskelige PT-problemer på stedet, er du velkommen til å kontakte meg — jeg er glad for å dele mer hands-on erfaringer og feilsøkingsmetoder.
Må hver PT operere stabilt, holder vårt nettverk trygt og intelligent!
— Felix
