I. اصلي سبب خسارت: تاثیر الکترو دینامیک (مطابق مع GB/T 1094.5 / IEC 60076-5)
اسباب مستقیم فروپاشی انتهای پیچه‌های فشار بالا، تاثیر الکترو دینامیکی فوری که توسط جریان کوتاه مداری القاء می‌شود است. هنگامی که خطای زمینی تک‌فاز در سیستم رخ می‌دهد (مانند برخورد برق، شکست عایق و غیره)، ترانسفورماتور زمینی به عنوان مسیر جریان خطا، با جریان‌های کوتاه مداری با دامنه بالا و نرخ افزایش تند مواجه می‌شود. بر اساس قانون نیروی آمپر، رسانه‌های پیچه تحت تاثیر نیروهای الکترو دینامیکی شعاعی (فشرده‌سازی داخلی) و محوری (کشش/فشار) در یک میدان مغناطیسی قوی قرار می‌گیرند. اگر نیروی الکترو دینامیکی از حد تحمل مقاومت مکانیکی ساختار پیچه (رسانه‌ها، جداکننده‌ها، صفحات فشار، سیستم‌های بسته‌بندی) بیشتر شود، این امر منجر به تغییر شکل، جابجایی یا تحریف غیرقابل برگشت پیچه‌ها می‌شود که در نهایت به فروپاشی انتهای پیچه منجر می‌شود—یک مدل شکست معمولی تجهیزات نوع ترانسفورماتور در مواقع خطا کوتاه مداری.
II. عوامل مرتبط با خطا: فرکانس بالای هماهنگ و تغذیه با خطاها باقی‌مانده (مطابق معیارهای محافظت از فرکانس بالا مانند DL/T 620 / IEC 60099)
فرکانس بالای هماهنگ سیستم (فرومونانس / هماهنگی خطی)
عدم تناسب صحیح پارامترهای سیستم (ظرفیت خط، القای PT، القای کویل خنثی‌کننده و غیره) می‌تواند منجر به فرومونانس یا هماهنگی خطی شود و فرکانس بالای دائمی ایجاد کند. این فرکانس بالا به طور مکرر روی نقاط ضعیف عایق (عایق‌های قدیمی، محدودکننده‌ها، بوشینگ‌ها و غیره) عمل می‌کند و منجر به زمینی شدن با قوس متقطع یا شکست مکرر می‌شود که ترانسفورماتور زمینی را مجبور می‌کند تا جریان‌های ضربه‌ای با فرکانس بالا تحمل کند. این نه تنها به طور مستقیم تاثیرات الکترو دینامیکی ایجاد می‌کند بلکه همچنین سنبله تخریب حرارتی و الکتریکی عایق پیچه (بین لایه‌ها، بین لایه‌های اصلی و عایق اصلی) می‌شود و به طور قابل توجهی مقاومت الکتریکی و مکانیکی آن را کاهش می‌دهد و آن را در مقابل تأثیرات بعدی یا عملیات معمولی بیشتر آسیب‌پذیر می‌کند.
تغذیه با خطاها باقی‌مانده پس از برخورد برق
پس از اینکه برخورد برق یک خطا زمینی دائمی در خط ایجاد کند، اگر نقطه خطا جدا نشود (مانند عدم قطع شدن سوئیچ مداری یا نامشخص بودن نشانه خطا)، کارکنان نگهداری به اشتباه تغذیه را بازگردانی می‌کنند (تغذیه با خطاها)، که ترانسفورماتور زمینی را مجبور می‌کند تا به طور مداوم جریان خطا با فرکانس تغذیه را (که بسیار بیشتر از حد طراحی است) عبور دهد. جریان بیش از حد مداوم تاثیر گرمایی Joule I²Rt را القاء می‌کند که باعث افزایش سریع دما در پیچه‌ها فراتر از حد تحمل عایق (مانند ۱۰۵ درجه سانتیگراد برای کلاس A) می‌شود و به طور سریع منجر به تخریب حرارتی، کربنیزه شدن و از دست دادن عملکرد عایق می‌شود و در نهایت منجر به کوتاه مدار و سوختن پیچه (فروپاشی حرارتی) می‌شود. این حالت خسارت ویرانگری به تجهیزات وارد می‌کند.
III. برنامه بهبود: افزایش تحمل تجهیزات و کامل کردن استراتژی‌های محافظت (ادغام معیارهای انتخاب تجهیزات، محافظت رله‌ای و نظارت بر وضعیت)
افزایش مقاومت کوتاه مداری بدنه تجهیزات (مطابق مع GB/T 1094.5 / IEC 60076-5)
نیازمندی‌های انتخاب: در خریدهای بعدی، مدل‌های با مقاومت کوتاه مداری بالا که با آزمون‌های تحمل کوتاه مداری دقیق (مانند IEC 60076-5) تایید شده‌اند را اولویت بدهید، با تمرکز بر طراحی ساختار پیچه (صفحات فشار تقویت شده، سیستم‌های گیره محوری، ساختارهای پشتیبانی شعاعی، فرآیندهای رسانه‌های ترانسبوزیشن)، قدرت مواد و فرآیندهای ساخت.
ریاکتور محدودکننده جریان اختیاری: یک ریاکتور محدودکننده جریان در مدار خنثی ترانسفورماتور زمینی نصب کنید تا به طور موثر دامنه و نرخ افزایش جریان‌های خطا را کاهش دهد و تاثیرات الکترو دینامیکی بر پیچه‌ها را کاهش دهد. همزمان باید تاثیر آن بر حالت زمینی سیستم و محافظت رله‌ای را تأیید کنید.
بهینه‌سازی پیکربندی و تنظیم محافظت رله‌ای (مطابق معیارهای محافظت رله‌ای DL/T 584 / DL/T 559)
اصل تنظیم: تنظیمات محافظت از جریان بیش از حد (جریان بیش از حد صفر، جریان بیش از حد معکوس زمانی) ترانسفورماتور زمینی باید به طور دقیق کمتر از حد تحمل حرارتی و دینامیکی تجهیزات (محسوب شده بر اساس GB/T 1094.5) باشد.
هماهنگی سطوح: تاخیر محافظت ترانسفورماتور زمینی (مانند 100A/10s) باید به طور مطمئن با محافظت خط بالادست (سوئیچ مداری خروجی) هماهنگ شود. مطمئن شوید که محافظت خط (مرحله صفر اول: 0.2 ثانیه، مرحله دوم: 0.7 ثانیه) قادر به تمیز کردن خطاها در خط به طور سریع باشد و ترانسفورماتور زمینی را از تحمل تنش‌های غیرضروری بازدارد. محافظت ترانسفورماتور زمینی به عنوان یک پشتیبان نزدیک باید دارای تاخیر عملیاتی بیشتر از طولانی‌ترین تاخیر محافظت خط (شامل هماهنگی Δt) باشد.
بهینه‌سازی تنظیمات محافظت بدنه ترانسفورماتور زمینی:
تقویت قابلیت تمیز کردن سریع خطا (مطابق مع DL/T 584 / DL/T 559)
نصب سیستم‌های نظارت هوشمند آنلاین و هشدار زودهنگام (مطابق معیار نظارت بر وضعیت DL/T 1709.1)
نظارت زنده بر دمای نقطه گرم پیچه‌ها: سنسورهای دما اپتیکال یا پلاتین رزیستانس را در موقعیت‌های کلیدی انتهای پیچه‌های فشار بالا نصب کنید تا نظارت زنده با دقت ±1~2 درجه سانتیگراد انجام شود. آستانه‌های هشدار (هشدار/هشدار) و قطع (محسوب شده بر اساس مدل‌های حرارتی کلاس عایق) را تنظیم کنید و به طور خودکار عملیات محافظت را وقتی که حدود رعایت نمی‌شوند، فعال کنید تا از فروپاشی حرارتی جلوگیری کنید.
نظارت بر پارامترهای الکتریکی نقطه خنثی و هشدار نامتقارن: به طور مداوم جریان نقطه خنثی و ولتاژ جابجایی سیستم (ولتاژ صفر) را نظارت کنید و توابع هشدار نامتون در محدوده بالا را تنظیم کنید. هنگامی که پارامترهای الکتریکی نقطه خنثی پایدار/متعدد غیرعادی شناسایی شود (که نشان‌دهنده زمینی متقطع، هماهنگی یا تخریب عایق است)، هشدارهای فوری ارسال شود تا مداخله زودهنگام در خطا انجام شود.
نتایج بهینه‌سازی و پیشنهادات اجرایی
خلاصه نتایج
تقویت تجهیزات: تجهیزات با مقاومت کوتاه مداری بالا را انتخاب کنید یا ریاکتورهای محدودکننده جریان را نصب کنید تا تحمل الکترو دینامیکی را افزایش دهید.
هماهنگی محافظت: مقادیر محافظت را به طور دقیق تنظیم کنید (≤ حد تحمل تجهیزات) و هماهنگی با محافظت جریان صفر جهت‌دار (مرحله اول ≤ 0.2 ثانیه) را تضمین کنید.
