Analîzê Vekiriyê û Optîmîzasyona Dizaynê ya Transformerên Basetkirîya Tradisyonel

I. Xerkirina Qezeke: Darbasên Elektrodinamîk (Bijareyên GB/T 1094.5 / IEC 60076-5)

Sekilê bixebitandinê ya pêşdariya dawerên sêyariya barkirinê û tevahiyên xwe ye ku darbasên elektrodinamîk çêtik yên qurtanên serketinê jêr hesab dike. Divê yek parastnayek bi vê taybetmendiyê (wêche wêzeyên şimşek, keçûbkirina şînik, ...) da, transformatora serketinê, wekê rêzikê ji bo derbasên serketin, derbasên qurtanên serketin ên bilind û bi rengiyan berdest çêtik dikin. Li gorî qanûna nivîsê Ampère, hêzanên kurbetandîn li ser zeviya radyal (girtina navendî) û axî (tensîyon/press) di mezîna mezin de hatine destkirin. Eger derbasê elektrodinamîk bidibe lêneka nivîsarê ya strukturê ya kurbetandin (hêzan, spacers, press plates, binding systems), ew divêke deformasyon, naverok û distorsiyonê ya neyemîn a kurbetandinê, u amadeyê ya herêmî ya pêşdariya dawerên sêyariya barkirinê.

II. Têgeha Tavakol: Overvoltage Resonant û Energization bi Vebijêkên Bêrnavî (Bijareyên Pârastina Overvoltage wêche DL/T 620 / IEC 60099)

• Overvoltage Resonant Sistem (Ferroresonance / Linear Resonance)
  Nesbatkirina nayê parametreya sistemê (kapasîteya hilka, PT inductance, arc suppression coil inductance, ...) dikare ferroresonance an linear resonance bigere, ku overvoltage digire. Ev overvoltage li ser pikên zêde yên şînik (insulators yê kesî, arresters, bushings, ...) bi dest pir dibêje, ku ji bo îvê yekparastina şînik û kesî, transformatora serketinê derbasên çêtikên berbiyayî hate destkirin. Ev nîvekê derbasên elektrodinamîk bigere û şînik û elektrîkî yên kurbetandinê (inter-turn, inter-layer, û main insulation) pişrawe bike, ku bidekînîya û nivîsarkirdina malperê wekhevî bikeribîne, ku herêmîya li ser derbasên din û karên normal biberibîne.

• Energization bi Vebijêkên Bêrnavî pas Şimşek
  Pas şimşek bi vebijêkên bêrnavî yên serketinê, eger pikê vebijêk hatine serbest kirin (wêche circuit breaker ne hatine vegerin an nîşankirina vebijêk hatine saz kirin), personelê têkmîl hate guherandina guhertinê (energization bi vebijêk), ku transformatora serketinê derbasên serketinê ya power-frequency (piştî çêtikên çarçove) hate destkirin. Derbasên çêtikên derdestî nîvekê I²Rt Joule heating effect bigere, ku temperatûra kurbetandinê berge hatine çêtik kirin (jêr lîmitê ya şînik, wêche 105°C ji bo Class A), ku şînik û şînik bike, ku şînik û şînik bike, ku şînik û şînik bike, ku şînik û şînik bike, ku şînik û şînik bike, ku şînik û şînik bike, ku şînik û şînik bike, ku şînik û şînik bike, ku şînik û şînik bike, ku şînik û şînik bike, ku şînik û şînik bike, ku şînik û şînik bike, ku şînik û şînik bike, ku şînik û şînik bike, ku şînik û şînik bike, ku şînik û şînik bike, ku şînik û şînik bike, ku şînik û şînik bike, ku şînik û şînik bike, ku şînik û şînik bike, ku şînik û şînik bike, ku şînik û şînik bike, ku şînik û şînik bike, ku şînik û şînik bike, ku şînik û şînik bike, ku şînik û şînik bike, ku şînik û şînik bike, ku şînik û şînik bike, ku şînik û şînik bike, ku şînik û şînik bike, ku şînik û şînik bike, ku şînik û şînik bike, ku şînik û şînik bike, ku şînik û şînik bike, ku şînik û şînik bike, ku şînik û şînik bike, ku şînik û şînik bike, ku şînik û şînik bike, ku şînik û şînik bike, ku şînik û şînik bike, ku şînik û şînik bike, ku şînik û şînik bike, ku şînik û şînik bike, ku şînik û şînik bike, ku şînik û şînik bike, ku şînik û şînik bike, ku şînik û şî......

III. Şema Pêşkeftinê: Zêdekirina Têgihî û Perdikirina Strategiyên Pârastina (Integrating Equipment Selection, Relay Protection, and Condition Monitoring Standards)

• Îmkanparzûn Bike Kirina Serketinê ya Cihazê (Bijareyên GB/T 1094.5 / IEC 60076-5)

• Divêkî Bixebitandin: Ji bo xerîdarên din, modelan ên bi tewas nivîsar ên ku testên serketinê yên derbas ên derbas hatine nasname kirin (wêche IEC 60076-5) hilbijêrin, li gorî dizaynê ya strukturê ya kurbetandin (reinforced press plates, axial clamping systems, radial support structures, transposition conductor processes), guhertina malperê, û perecarên bexerînin.

• Seriya Current-Limiting Reactor: Reactor current-limiting di navendeya neutral transformatora serketin de biafirandin, ku amplitûda û rengiyan berdest derbasan dikare serbest bikin, ku derbasên elektrodinamîk li kurbetandinê bigerin. Li gorî navenda systemê ya serketin û pârastina relay divê verast be.

• Pêşkeftinê Configurasyon û Setting yê Pârastina Relay (Bijareyên Pârastina Relay DL/T 584 / DL/T 559)

• Setting Principle: Settings of overcurrent protection (zero-sequence overcurrent, inverse-time overcurrent) for the grounding transformer must be strictly lower than the thermal and dynamic stability limits of the equipment (calculated per GB/T 1094.5).

• Gradation Coordination: The protection time delay of the grounding transformer (e.g., 100A/10s) must reliably coordinate with the upstream line protection (outgoing circuit breaker). Ensure that the line protection (zero-sequence Stage I: 0.2s, Stage II: 0.7s) can quickly clear grounding faults on the line, preventing the grounding transformer from enduring unnecessary stress. The grounding transformer protection, as a close backup, should have an operation time delay greater than the longest time delay of the line protection (including the gradation Δt).

• Optimization of Grounding Transformer Body Protection Settings:

• Strengthening Fault Fast-Clearing Capability (Complying with DL/T 584 / DL/T 559)

• Directional Zero-Sequence Protection Configuration: Deploy and reliably activate directional zero-sequence current protection (Stage I/II) in line protection. The direction element accurately distinguishes between faulted and non-faulted lines, ensuring that the faulted line circuit breaker trips reliably within ≤0.2s during single-phase grounding faults, completely isolating the fault source—this is the core protection measure to prevent grounding transformer damage.

• Deploying Intelligent On-Line Monitoring and Early Warning Systems (Complying with Condition Monitoring Standard DL/T 1709.1)

• Real-Time Winding Hot Spot Temperature Monitoring: Install optical fiber or platinum resistance temperature sensors at key positions of the high-voltage winding ends to achieve real-time monitoring with ±1~2℃ accuracy. Set multi-level alarms (warning/alert) and tripping thresholds (calculated based on insulation class thermal models), automatically triggering protection actions when limits are exceeded to prevent thermal collapse.

• Neutral Point Electrical Parameter Monitoring and Asymmetry Alarm: Continuously monitor neutral point current and system displacement voltage (zero-sequence voltage), and configure asymmetry over-limit alarm functions. When persistent/frequent abnormal neutral point electrical parameters are detected (indicating intermittent grounding, resonance, or insulation degradation), issue immediate warnings for early fault intervention.

Optimization Conclusions and Implementation Recommendations

• Conclusion Summary

• Equipment Strengthening: Select high short-circuit resistance equipment or install current-limiting reactors to enhance electrodynamic tolerance.

• Protection Coordination: Precisely set protection values (≤equipment tolerance limits) and ensure gradation coordination with directional zero-sequence protection (Stage I ≤0.2s).

• Condition Early Warning: Deploy high-precision temperature monitoring (±1~2℃) and neutral point electrical parameter alarm systems for early fault protection.

• The direct cause of the accident is that the electrodynamic force generated by the single-phase grounding fault current exceeds the mechanical strength limit of the windings.

• Deep-level triggers include: ① Intermittent impacts caused by system resonant overvoltage accelerating insulation aging; ② Thermal collapse due to energization with permanent faults after lightning strikes.

• Systematic optimization should focus on three aspects:

• Implementation Recommendations

• Immediate implementation of protection setting adjustments, directional protection activation, and monitoring system installation.

• Plan equipment body upgrades in conjunction with service life cycles and technical transformation schedules.

• Incorporate this scheme into operation regulations and anti-accident measures, strictly prohibiting energization with grounding faults, and thoroughly investigating fault points before restoring power after lightning strikes.