Vad är orsakerna till misslyckandet hos ferromagnetiska spänningsomvandlare i nyenergikraftverk?
Av Felix, 15 år i elbranschen
Hej alla, jag heter Felix och har arbetat i elbranschen i 15 år.
Från tidig inblandning i traditionell kommissionering och underhåll av anläggningar till nuvarande ledning av elektriska system för flera sol- och vindkraftsprojekt, är en av de mest vanligt förekommande enheter jag hanterar den Elektromagnetiska Spänningsomvandlaren (PT).
För några dagar sedan frågade en skiftoperatör på en ny energianläggning mig:
“Vi har en elektromagnetisk spänningsomvandlare som ständigt överhettas, gör konstiga ljud och ibland orsakar skyddsfel. Vad händer?”
Detta är ett mycket vanligt problem, särskilt i nya energianläggningar. Som en viktig mät- och skyddskomponent kan ett PT-fel leda till allt från felaktig mätning till fullständig avstängning eller till och med utrustningskada.
Idag vill jag prata om:
Vilka är de vanligaste felen hos elektromagnetiska spänningsomvandlare? Varför uppstår de? Och hur felsöker vi dem?
Inga komplexa termer — bara verkliga situationer jag har stött på under åren. Låt oss titta på vad som ofta går fel med denna "gamla vän".
1. Vad är en elektromagnetisk spänningsomvandlare?
Låt oss börja med en snabb överblick över dess grundläggande funktion.
En elektromagnetisk spänningsomvandlare, även känd som VT eller PT, är i grunden en nedtransformator som omvandlar högspänning till en standardnedsänkning (vanligtvis 100V eller 110V), vilket används av mätinstrument och reläskyddssystem.
Dess struktur är relativt enkel: primärsvirke har många varv och tunna trådar, ansluten till högspänningssidan; sekundärsvirke har färre varv och tjockare trådar, ansluten till kontrollcirkuiten.
På grund av denna strukturella egenskap påverkas den lätt av driftförhållanden, belastningsförändringar och resonansfenomen.
2. Vanliga fel och orsaksanalys
Baserat på min 15-åriga erfarenhet i fält är de vanligaste typerna av fel:
Fel 1: Ovanligt uppvärmning eller till och med rök/brand
Detta är en av de farligaste problemen — det kan leda till isoleringsdegradering eller till och med brand.
Möjliga orsaker:
Sekundär kortslutning eller överbelastning (t.ex. flera skyddsenheter parallellkopplade utan kapacitetskontroll);
Kärnsättning (särskilt vid ferroresonans);
Ålderdomlig isolering eller fuktintrång;
Lösa terminaler som orsakar hög kontaktmotstånd och lokal uppvärmning.
Verkligt fall:
En gång hittade jag en PT som överhettades allvarligt på en fotovoltaisk steguppsats — infraröd termografi visade temperaturer över 120°C. Vid demontering upptäckte vi att sekundärsvirken hade brunnit igenom. Orsaken var en öppen krets tillstånd orsakad av en kopplad sekundär brytare samtidigt som den fortfarande var ansluten till en högimpedansmätare.
Tips:
Tillåt aldrig att PT:s sekundär krets körs öppen — trots att det inte är lika farligt som CT:s, kan det fortfarande orsaka spänningsförfalskning och mätfel;
Använd regelbundet infraröd termografi för att kontrollera terminal- och behållartemperaturer;
Om ovanlig uppvärmning upptäcks, stäng av omedelbart för inspektion.
Fel 2: Ferroresonans som orsakar spänningsfluktuationer
Detta är ett av de mest försummade men farliga problemen i nya energianläggningar.
Symptom:
Ojämn trefas-spänning;
Spänningen svänger upp och ner med brusande ljud;
Skyddsfel eller falska avstängningar;
Ibland dyker även falska jordsignaler upp.
Rotorsak:
I oskyddade eller bågsuppressionskrets-skyddade system, när linje-till-jord-kapacitans kombineras med PT:s uppmuntringsinduktans under vissa förhållanden, kan ferroresonans uppstå;
Det utlöses ofta vid brytarswitching, plötslig spänningstillbakagång eller ensidig jordning.
Verkligt fall:
På en vindpark, varje gång huvudtransformatorn aktiverades, gav PT ett brusande ljud, och bussspänningen svängde våldsamt, till och med utlöste reserverad automatiserad växling felaktigt. Efter undersökning visade det sig vara orsakat av ferroresonans. Installation av en dämpningsresistor i öppen delta löste problemet.
Förebyggande förslag:
Installera antiresonansteknik (som öppen-delta-resistorer eller mikroprocessorkontrollerade dämpare);
Använd antiresonant PT (som JDZXW-serien);
Optimera driftläge för att undvika långvarig icke-fullfas-drift;
Under driftstopp utför magnetiseringskurvtest för att bedöma tendensen till kärnsättning.
Fel 3: Låg eller ingen sekundär spänning
Dessa problem påverkar ofta mätning och skyddlogik, och blir ibland förväxlade med andra enhetsfel.
Möjliga orsaker:
Primärfuse sprängd (ofta efter blixtslag eller överspänningshändelser);
Sekundärfuse sprängd eller luftbrytare avstängd;
Fel poläritet eller förhållandeinställning;
Interturn kortslutning i interna virken;
Oxiderade eller lösa terminalkopplingar.
Verkligt fall:
På en solanläggning visade SCADA en ovanligt låg bussspänning. På platsinspektion upptäcktes att PT:s primärfuse hade sprängts. Genom att ersätta den återställdes normal drift. Ytterligare analys visade att det orsakats av en spänningstoppare från närliggande blixt.
Felsökningssteg:
Kontrollera först fuser och brytare;
Mät primär- och sekundärspänning för samstämmighet;
Verifiera kablage och poläritet;
Utför förhållandestest och isolationsmotståndstest vid behov.
Fel 4: Intern avlägsning eller isoleringsnedbrytning
Detta inträffar vanligtvis i fuktiga eller starkt förorenade miljöer, särskilt i kustnära eller högaltitudsområden.
Symptom:
Brandlukt eller synliga avlägsningsmärken på behållaren;
Sprakande ljud under drift;
Förminskad isolationsmotstånd;
I allvarliga fall, explosion eller avstängning.
Möjliga orsaker:
Fuktintrång som orsakar isoleringsförändring;
Ytfläckar eller dammuppkoppling som minskar krälandistans;
Långvarig överbelastning eller harmonieffekter;
Tillverkningsdefekter eller transportskador.
Verkligt fall:
En PT installerad nära kusten avstängdes upprepade gånger under regntiden. Inspektion avslöjade tydliga tecken på intern avlägsning — roten till problemet var dålig säling som tillät fukt att inträda.
Motåtgärder:
Öka skyddsklass (IP54 eller högre);
Installera avfuktare eller rumsvärmare;
Regelbunden rengöring och torkning;
Genomför isolerings- och partiella avlägsningstester innan kommissionering.
Fel 5: Mänskliga fel eller kablingsfel
Mänskliga fel är fortfarande en stor orsak till många incidenter.
Vanliga misstag inkluderar:
Skifta isolatorer under sekundärbelastning;
Omvänd poläritet som orsakar felaktig mätning eller felaktig skyddbedömning;
Oavsiktlig avlägsning av jordledningar som leder till flytande potentialer;
Utföra livsarbete utan korrekta säkerhetsåtgärder.
Verkligt fall:
En ny tekniker ersatte en PT sekundärfuse utan att koppla bort strömmen, vilket orsakade en kortslutning — fusehållaren brann ut och nästan orsakade skada.
Nyckelpunkter:
Förstärk utbildning och standardisera procedurer;
Tydligt märka kablar för att undvika misstag;
Tvinga lockout/tagout-procedurer för att eliminera livsarbete;
Säkerställ enpunktsgjordning av alla PT sekundärkretsar.
3. Mina förslag och fältupplevelse sammanfattning
Som en veteran med 15 års erfarenhet i elbranschen säger jag alltid:
“Även om den är liten, spelar den elektromagnetiska spänningsomvandlaren en viktig roll i mätning, mätning och skydd.”
Den kanske inte är lika märkbar som en brytare eller lika stor som en transformator, men när den misslyckas, kan den utlösa en kedjereaktion.
Här är mina rekommendationer:
För daglig drift och underhåll:
Regelbundna inspektioner — lyssna efter ovanliga ljud, leta efter brandlukt och mät temperatur;
Kontrollera fuser, brytare och jordintegritet;
Registrera driftdata och jämför med historiska trender;
Öka inspektionsfrekvensen före och efter åskvädersäsonger.
För felsökning:
Prioritera kontroller av sekundärkretsar och fuser;
Använd multimeter för att verifiera spänningsnivåer;
Genomför isoleringsmotstånd, förhållande och magnetiseringskarakteristikstester vid behov;
Ta omedelbara åtgärder för att undertrycka resonans vid misstank.
För utrustningsval:
Beakta miljöfaktorer (fukt, höjd, saltfog);
Föredra antiresonant PT;
Välj lämplig nominell kapacitet för att undvika långvarig överbelastning;
Lämna utrymme för redundans för att stödja framtida expansion.
4. Sluttankar
Även om den strukturellt är enkel, spelar elektromagnetiska spänningsomvandlare en viktig roll i nya energianläggningar.
De fungerar som "ögonen" i elkraftsystemet, berättar exakt hur "hög" spänningen är.
Efter 15 år i fält tror jag fast:
“Detaljer bestämmer framgång eller misslyckande. Säkerhet kommer över allt.”
Om du har svåra PT-problem på plats, tveka inte att kontakta mig — jag är glad att dela mer praktiska erfarenheter och felsökningsmetoder.
Må varje PT operera stabilt, håller vår nätverk säker och intelligent!
— Felix
