I. Kernen Årsag til Skade: Elektrodynamisk Indflydelse (Overholder GB/T 1094.5 / IEC 60076-5)
Den direkte årsag til kollapse af højspændingsvindings ende er den øjeblikkelige elektrodynamiske indflydelse, der udløses af kortslutningsstrøm. Når en enefasede jordfejl forekommer i systemet (såsom lynoverbelastning, isoleringsnedbrydning osv.), oplever jordtransformator som fejlstrømvej højamplitudens og stijt opstigende kortslutningsstrømme. Ifølge Ampères kraftlov udsættes vindingsledere for radiale (indadpressende) og aksielle (træk/knus) elektrodynamiske kræfter i et stærkt magnetfelt. Hvis elektrodynamiske kræfter overstiger mekaniske styrkegrænserne for vindingsstrukturen (ledere, skubber, trykplader, bindesystemer), vil det føre til irreversibel deformation, forskydning eller forvrængning af vindingerne, hvilket sidstnævnte manifesterer sig som kollapse af vindings enden - en typisk fejltilstand for transformator-type udstyr under kortslutningsfejl.
II. Relaterede Fejludløsere: Resonans Overbelastning og Energisupply med Restfejl (Overholder Overbelastningsbeskyttelsesstandarder såsom DL/T 620 / IEC 60099)
Systemresonans Overbelastning (Ferroresonans / Lineær Resonans)
Ukorrekt match af systemparametre (linje kapacitance, PT induktance, jordspole induktance osv.) kan udløse ferroresonans eller lineær resonans, hvilket genererer vedvarende overbelastning. Denne overbelastning virker gentagne gange på isolations svage punkter (aldrigde insulatorer, blændere, busser osv.), hvilket fører til intermittente bue jordninger eller gentagne nedbrydelser, der får jordtransformator til at udsætte sig for højfrekvensimpulser. Dette producerer ikke kun direkte elektrodynamiske indflydelser, men accelererer også termisk og elektrisk aldring af vindingsisolering (mellem led, mellem lag og hovedisolering), hvilket betydeligt reducerer dens dielektriske styrke og mekaniske styrke, og gør den mere sårbar over for kollapse under efterfølgende indflydelser eller normal drift.
Energisupply med Vedvarende Fejl efter Lynnedslag
Efter et lynnedslag har forårsaget en permanent jordfejl i linjen, hvis fejlpunktet ikke isoleres (fx hvis strømbryderen ikke springer ud eller fejlindikationen er uklar), vil vedligeholdelsespersonale forkert genoptage strøm (energisupply med fejl), der tvinger jordtransformator til at passere netfrekvensfejlstrøm (langt over designgrænsen). Vedvarende overstrøm udløser Joule varmes effekt, I²Rt, hvilket fører til en hurtig temperaturstigning i vindingen over isolations tolerancen (fx 105°C for klasse A), hvilket hurtigt fører til termisk aldring, karbonisering og tab af isolations egenskaber, og endelig resulterer i vindings kortslutning og brændsel (termisk kollapse). Dette forhold forårsager katastrofalsk skade på udstyret.
III. Optimeringsprogram: Forbedring af Udstyrstolerance og Forbedring af Beskyttelsesstrategier (Integrerer Udstyrsvælgning, Relæbeskyttelse og Tilstandsmonitoring Standarder)
Forbedring af Udstyrskropets Kortslutningsmodstand (Overholder GB/T 1094.5 / IEC 60076-5)
Vælg Krav: Prioriter høj kortslutningsmodstand modeller, bekræftet gennem strenge kortslutnings modstands tests (fx IEC 60076-5) for fremtidige køb, fokus på vindingsstruktur design (forstærkede trykplader, aksielle klemmeklamper, radielle støttestrukturer, transpositionsleder processer), materiale styrke og produktionprocesser.
Valgfri Seriereaktor: Installér en strømbegrænsende reaktor i neutral circuiten af jordtransformator for at effektivt dæmpe amplituden og stigningshastigheden af fejlstrømme, reducere elektrodynamiske indflydelser på vindinger. Påvirkningen på systemets jordtilstand og relæbeskyttelsen skal samtidig verificeres.
Optimering af Relæbeskyttelseskonfiguration og -indstillinger (Overholder Relæbeskyttelsesstandarder DL/T 584 / DL/T 559)
Indstillingsprincip: Overstrøm beskyttelsesindstillinger (nullsekvens overstrøm, inverse tid overstrøm) af jordtransformator skal strikt være lavere end udstyrets termiske og dynamiske stabilitetsgrænser (beregnet ifølge GB/T 1094.5).
Gradation Koordinering: Jordtransformatorbeskyttelsens tidsforsinkelse (fx 100A/10s) skal pålideligt koordinere med opstrøms linjes beskyttelse (udgående strømbryder). Sikr, at linjes beskyttelse (nullsekvens Etape I: 0.2s, Etape II: 0.7s) hurtigt kan rydde jordfejl i linjen, forhindre jordtransformator i at udsætte sig for unødvendig stress. Jordtransformatorbeskyttelsen, som en nær backup, skal have en driftstidsforsinkelse større end den længste tidsforsinkelse af linjes beskyttelse (inklusiv gradation Δt).
Optimering af Jordtransformator Krop Beskyttelsesindstillinger:
Forbedring af Hurtig Fejlrydning Kapacitet (Overholder DL/T 584 / DL/T 559)
Konfiguration af Retningsbestemt Nullsekvens Beskyttelse: Implementér og pålideligt aktiver retningsbestemt nullsekvens strøm beskyttelse (Etape I/II) i linjes beskyttelse. Retnings elementet præcist adskiller mellem fejlramte og ikke-fejlramte linjer, sikrer at fejlramte linjes strømbrydere pålideligt springer ud indenfor ≤0.2s under enefasede jordfejl, fuldt isolerer fejl kilde - dette er kernen beskyttelsesforanstaltning til at forhindre jordtransformator skade.
Implementering af Intelligente Online Monitoring og Tidligt Advarselssystemer (Overholder Tilstandsmonitoring Standard DL/T 1709.1)
Realtids Vinding Hot Spot Temperatur Monitoring: Installér fiber optiske eller platin resistans temperatursensorer på nøglepositioner af højspændingsvindings ender for at opnå realtids monitoring med ±1~2℃ præcision. Sæt multi-niveauer alarm (advarsel/alert) og trip terskel (beregnet baseret på isolationsklasse termiske modeller), automatisk udløs beskyttelseshandlinger når grænser overskrides for at forhindre termisk kollapse.
Neutral Point Elektriske Parameter Monitoring og Asymmetri Alarm: Kontinuerligt monitor neutral point strøm og system forskydning spænding (nullsekvens spænding), og konfigurér asymmetri over-grænse alarm funktion. Når vedvarende/frekvente abnormale neutral point elektriske parametre registreres (indikerer intermittente jordninger, resonans, eller isolations degradations), udsted øjeblikkelige advarsler for tidlig fejl intervention.
Optimerings Konklusioner og Implementerings Anbefalinger
