I. Hasarın Temel Nedeni: Elektrodinamik Etki (GB/T 1094.5 / IEC 60076-5 Uygunluğu)
Yüksek gerilimli sarım ucunun çökmesinin doğrudan nedeni, kısa devre akımı tarafından üretilen anlık elektrodinamik etkidir. Sistemde tek fazlı topraklama hatası (örneğin, yıldırım aşırı gerilimi, yalıtım bozulması vb.) meydana geldiğinde, topraklama transformatörü, hata akımı yolu olarak yüksek genlikli ve dik yükseliş oranına sahip kısa devre akımlarını karşılar. Ampère kuvvet yasasına göre, sarım iletkenleri güçlü bir manyetik alanda radyal (içeri doğru basınç) ve aksial (çekme/baskı) elektrodinamik kuvvetlere maruz kalır. Eğer elektrodinamik kuvvet, sarım yapısının (iletkenler, aralayıcılar, basma levhalar, bağlama sistemleri) mekanik dayanım sınırını aşarsa, bu durum sarımlarda geri dönüşü olmayan deformasyon, yer değiştirme veya bükülmeye neden olur ve sonunda sarım ucunun çökmesi olarak ortaya çıkar - bu, kısa devre hataları altında dönüştürücü tip ekipmanların tipik bir hata modudur.
II. İlgili Hata Tetikleyicileri: Rezonans Aşırı Gerilimi ve Kalıcı Hatalarla Birlikte Enerji Alma (DL/T 620 / IEC 60099 Gibi Aşırı Gerilim Koruma Standartlarına Uygun)
Sistem Rezonans Aşırı Gerilimi (Ferrit Rezonans / Doğrusal Rezonans)
Sistem parametrelerinin (hat kapasitesi, PT indüktansı, aralama bobini indüktansı vb.) yanlış uyumu, ferrit rezonansı veya doğrusal rezonansı tetikleyebilir ve sürekli aşırı gerilim oluşturabilir. Bu aşırı gerilim, yalıtım zayıf noktalarında (yaşlanmış yalıtıcılar, şimşek tutucular, soketler vb.) tekrarlanan etki göstererek, ara sıra ark topraklamasına veya tekrarlayan bozulmalara neden olur, bu da topraklama transformatörünün yüksek frekanslı darbe akımlarını karşılamasına sebep olur. Bu, sadece doğrudan elektrodinamik etkiler üretmekle kalmaz, aynı zamanda sarım yalıtımının (arası, tabaka arası ve ana yalıtım) termal ve elektriksel yaşlanmasını hızlandırır, dielektrik ve mekanik dayanımını önemli ölçüde azaltır ve sonraki darbeler veya normal işlem sırasında çökmesine daha fazla eğilimlidir.
Şimşek Darbesinden Sonra Kalıcı Hatalarla Birlikte Enerji Alma
Şimşek darbesi hat üzerinde kalıcı topraklama hatasına neden olduktan sonra, hata noktasının izole edilmediği (örneğin, kesici açık kalmadı veya hata belirtisi net değilse) durumlarda, bakım personeli yanlışlıkla güç sağlar (hatalı enerji alma), topraklama transformatörünü sürekli olarak güç frekanslı hata akımını geçirmeye zorlar (tasarım limitinden çok daha fazla). Sürekli aşırı akım, I²Rt Joule ısı etkisini tetikler, sarım sıcaklığı yalıtım tolerans limitini (örneğin, A sınıfı için 105°C) aşacak şekilde hızla yükselir, hızlıca termal yaşlanmaya, karbonlaşmaya ve yalıtım performansının kaybedilmesine neden olur, sonunda sarım kısa devresi ve yanma (termal çökme) oluşur. Bu durum ekipmana yıkıcı zarar verir.
III. Optimizasyon Şeması: Ekipman Dayanıklılığını Artırma ve Koruma Stratejilerini Tamamlama (Ekipman Seçimi, Röle Koruması ve Durum İzleme Standartlarını Entegre Etme)
Ekipman Gövdesinin Kısa Devre Dayanıklılığını İyileştirme (GB/T 1094.5 / IEC 60076-5 Uygunluğu)
Seçim Gereklilikleri: Gelecekteki satın almalar için sıkıştırma plakaları, aksial sıkıştırma sistemleri, radyal destek yapıları, transpoz iletken süreçleri gibi sarım yapısı tasarımına odaklanarak, sıkıştırma testleri (örneğin, IEC 60076-5) ile doğrulanmış yüksek kısa devre dayanıklılığına sahip modeller öncelik verilmelidir, malzeme dayanımı ve üretim süreçleri dikkate alınmalıdır.
Opsiyonel Seri Akım Sınırlama Reaktörü: Topraklama transformatörünün nötr devresine bir akım sınırlama reaktörü kurulmalı, bu sayede hata akımlarının genliği ve yükseltme oranını etkili bir şekilde baskılayarak, sarımlardaki elektrodinamik etkileri azaltılmalıdır. Sistem topraklama modu ve röle koruması üzerindeki etkilerin aynı zamanda doğrulanması gerekir.
Röle Koruma Yapılandırmasının ve Ayarlarının İyileştirilmesi (Röle Koruma Standartlarına DL/T 584 / DL/T 559 Uygunluğu)
Ayar Prensibi: Topraklama transformatörünün aşırı akım koruma ayarları (sıfır sıralı aşırı akım, ters zamanlı aşırı akım) ekipmanın termal ve dinamik istikrar sınırlarından (GB/T 1094.5'ye göre hesaplanan) kesin olarak düşük olmalıdır.
Gradasyon Koordinasyonu: Topraklama transformatörünün (örneğin, 100A/10s) koruma zaman gecikmesi, yukarı akış hat korumasıyla (çıkış kesici) güvenilir bir şekilde koordineli olmalıdır. Hat korumasının (sıfır sıralı Sahne I: 0.2s, Sahne II: 0.7s) hat üzerindeki topraklama hatalarını hızlı bir şekilde temizleyebileceğini sağlamak, topraklama transformatörünün gereksiz stres çekmemesi için önemlidir. Topraklama transformatör koruması, yakın bir yedek olarak, hat korumasının en uzun zaman gecikmesinden (gradasyon Δt dahil) daha büyük bir işlem zaman gecikmesine sahip olmalıdır.
Topraklama Transformatör Gövdesi Koruma Ayarlarının İyileştirilmesi:
Hata Hızlı Temizleme Kapasitesinin Güçlendirilmesi (DL/T 584 / DL/T 559 Uygunluğu)
Yönelik Sıfır Sıralı Koruma Yapılandırması: Hat korumasında yönelik sıfır sıralı akım korumasını (Sahne I/II) dağıtmak ve güvenilir bir şekilde etkinleştirmek. Yönelik eleman, hatalı ve hatalı olmayan hatları doğru bir şekilde ayırt eder, tek fazlı topraklama hatalarında hatalı hat kesicinin ≤0.2s içinde güvenilir bir şekilde atılmasını sağlar, hata kaynağını tamamen izole eder - bu, topraklama transformatörü hasarını önlemek için merkezi koruma önlemidir.
Akıllı Çevrimiçi İzleme ve Erken Uyarı Sistemlerinin Dağıtım (Durum İzleme Standardına DL/T 1709.1 Uygunluğu)
Gerçek Zamanlı Sarım Sıcak Nokta Sıcaklık İzleme: Yüksek gerilimli sarım uçlarında kritik konumlara optik fiber veya platina direnç sıcaklık sensörleri kurulmalı, ±1~2℃ doğrulukla gerçek zamanlı izleme sağlanmalıdır. Çok seviyeli uyarılar (uyarı/uğultu) ve atlatma eşiği (yalıtım sınıfı termal modellere dayalı olarak hesaplanan) ayarlanmalı, sınırlar aşıldığında otomatik koruma eylemleri tetiklenerek termal çökmenin önlenmesi sağlanmalıdır.
Nötr Nokta Elektrik Parametre İzleme ve Asimetrik Uyarı: Nötr nokta akımı ve sistem yer değiştirme voltajını (sıfır sıralı voltaj) sürekli izleme ve asimetrik aşırı sınır uyarı fonksiyonlarını yapılandırma. Sürekli/yaygın anormal nötr nokta elektrik parametreleri tespit edildiğinde (ara sıra topraklama, rezonans veya yalıtım bozulması gösterdiği) hemen uyarı verilerek erken hata müdahale edilmesi sağlanmalıdır.
Optimizasyon Sonuçları ve Uygulama Önerileri
Sonuç Özeti
Ekipman Güçlendirme: Yüksek kısa devre dayanıklılığına sahip ekipman seçimi veya akım sınırlama reaktörleri kurulumu ile elektrodinamik tolerans artırılır.
Koruma Koordinasyonu: Koruma değerleri (≤ekipman tolerans sınırları) hassas bir şekilde ayarlanır ve yönelik sıfır sıralı koruma (Sahne I ≤0.2s) ile gradasyon koordinasyonu sağlanır.
Durum Erken Uyarı: Yüksek hassasiyetli sıcaklık izleme (±1~2℃) ve nötr nokta elektrik parametre uyarı sistemleri dağıtılarak erken hata koruması sağlanır.
Kaza'nın doğrudan nedeni, tek fazlı topraklama hata akımı tarafından üretilen elektrodinamik kuvvetin sarımın mekanik dayanım sınırını aşmasıdır.
Derin düzey tetikleyiciler şunlardır: ① Sistem rezonans aşırı gerilimleri nedeniyle oluşan ara ara etkiler, yalıtım yaşlanmasını hızlandırır; ② Şimşek darbesinden sonra kalıcı hatalarla birlikte enerji alımı sonucu termal çökme.
Sistematik optimizasyon üç aspekte odaklanmalıdır:
Uygulama Önerileri
Koruma ayarlarının yeniden düzenlenmesi, yönelik korumanın etkinleştirilmesi ve izleme sisteminin kurulumunun hemen uygulanması.
Hizmet ömrü döngülerine ve teknik dönüşüm programlarına bağlı olarak ekipman gövdesinin güncellemelerini planlama.
Bu şemayı operasyon yönetmeliklerine ve kazaya karşı önlemlere dahil etme, topraklama hatalarıyla birlikte enerji alımını kesinlikle yasaklama, şimşek darbesinden sonra güç sağlamadan önce hata noktalarını kapsamlı bir şekilde inceleme.
