Storingen in de werking van vermogenstransformatoren

Tijdens bedrijf is het optreden van verschillende soorten defecten en storingen van transformatoren, die hun werking in verschillende mate beïnvloeden, niet uitgesloten. Bij sommige storingen kunnen transformatoren lang in dienst blijven, bij andere moeten ze direct buiten dienst worden gesteld. De mogelijkheid van verdere werkzaamheden wordt in ieder geval bepaald door de aard van de schade. Onbekwaamheid van personeel, vroegtijdige invoering van maatregelen gericht op het elimineren van soms kleine defecten leiden tot noodstops van transformatoren.

De oorzaken van de schade zijn onbevredigende werkomstandigheden, reparatie van slechte kwaliteit en installatie van transformatoren. Defecten van individuele structurele elementen van moderne transformatoren, het gebruik van onvoldoende kwaliteit isolerende materialen.

Schade aan isolatie, magnetische circuits, schakelinrichtingen, windingen, met olie gevulde en porseleinen bussen is typisch.

Schade aan de isolatie van transformatoren

De hoofdisolatie wordt vaak beschadigd door een schending van de elektrische sterkte wanneer deze nat is, evenals door kleine gebreken. In transformatoren van 220 kV en hoger worden storingen geassocieerd met het optreden van de zogenaamde "kruipende ontlading", wat een geleidelijke vernietiging van de isolatie is door de verspreiding van lokale ontladingen op het oppervlak van het diëlektricum onder invloed van de bedrijfsspanning . Op de oppervlakte-isolatie verschijnt een raster van geleidende kanalen, terwijl de berekende isolatiespleet wordt verkleind, wat leidt tot de vernietiging van de isolatie met de vorming van een krachtige boog in de tank.

De intense thermische slijtage van de spoelisolatie wordt veroorzaakt door het opzwellen van de extra isolatie van de spoelen en de daarmee gepaard gaande stopzetting van de oliecirculatie door gedeeltelijke of volledige blokkering van de oliekanalen.

Mechanische schade aan de isolatie van de spoelen treedt vaak op bij kortsluiting in het externe elektrische netwerk en onvoldoende elektrodynamische weerstand van de transformatoren, wat het gevolg is van een verzwakking van de inspanningen om de wikkelingen in te drukken.

Schade aan magnetische kernen van transformatoren

Magnetische circuits worden beschadigd door oververhitting door de vernietiging van de lakfilm tussen de platen en het sinteren van staalplaten, in het geval van het breken van de isolatie van de perspennen, in het geval van kortsluiting, wanneer individuele elementen van de magnetische circuit blijkt gesloten te zijn voor elkaar en voor de tank.

Falen van schakelinrichtingen van transformatoren

Het falen van PMB-schakelapparaten treedt op wanneer het contact wordt verbroken tussen de beweegbare sleepringen en de stationaire geleiderstaven.Verslechtering van het contact treedt op bij een afname van de contactdruk en de vorming van een oxidefilm op de contactoppervlakken.

Wisselschakelaars zijn vrij complexe apparaten die zorgvuldige afstelling, inspectie en speciale tests vereisen. De oorzaken van het falen van de lastschakelaar zijn storingen in de werking van contactors en schakelaars, verbrande contacten van contactorapparaten, vastlopen van contactormechanismen, verlies van mechanische sterkte van stalen onderdelen en watten van papierbakeliet. spoel als gevolg van de overlapping van de buitenste opening van de beschermende vonkbrug.

Het falen van de kranen van de wikkelingen naar de schakelinrichtingen en bussen wordt voornamelijk veroorzaakt door de onbevredigende toestand van de rantsoenen. contactlinks, evenals de nadering van flexibele uitlaten naar de wanden van de tanks, verontreiniging van de olie met geleidende mechanische onzuiverheden, waaronder oxiden en metaaldeeltjes van koelsystemen.

Schade aan transformatorbussen

Falen van bussen 110 kV en hoger heeft voornamelijk te maken met bevochtiging van de papierbasis. Het binnendringen van vocht in de bussen is mogelijk als de afdichtingen van slechte kwaliteit zijn bij het bijvullen van de bussen transformator olie met lage diëlektrische sterkte. Merk op dat het falen van bussen in de regel gepaard gaat met transformatorbranden, die aanzienlijke schade aanrichten.

Een typische oorzaak van het falen van porseleinen bussen is contactverwarming in schroefdraadverbindingen van geleidende composietpennen of op het verbindingspunt van externe rails.

Bescherming van transformatoren tegen interne schade

Transformatoren zijn beschermd tegen interne schade relais bescherming apparaten... De belangrijkste hogesnelheidsbeveiligingen zijn differentiële stroombeveiliging tegen alle soorten kortsluitingen in de wikkelingen en aan de klemmen van de transformator, gasbeveiliging tegen kortsluitingen die optreden in de transformatortank en gepaard gaan met het vrijkomen van gas en door {het oliepeil te verlagen, huidige onderbreking er is geen tijdvertraging door een transformatorstoring die gepaard gaat met het passeren van relatief grote kortsluitstromen.

Alle beveiligingen tegen interne schade werken wanneer alle transformatoronderbrekers zijn uitgeschakeld en op onderstations die zijn gemaakt volgens vereenvoudigde schema's (zonder onderbrekers aan de HV-zijde) - wanneer een kortsluitonderbreker is gesloten of een stroomonderbreker is uitgeschakeld.

Bewaking en detectie van schade aan de gezondheid van transformatoren die daarin optreden door analyse van in olie opgeloste gassen

Om storingen aan transformatoren in een zo vroeg mogelijk stadium van hun optreden te detecteren, wanneer de gasafgifte nog erg zwak kan zijn, worden ze in de operationele praktijk veel gebruikt bij chromatografische analyse van in olie opgeloste gassen.

Het is een feit dat bij het ontwikkelen van transformatorstoringen veroorzaakt door verwarming op hoge temperatuur, olie en vaste isolatie uiteenvallen met de vorming van lichte koolwaterstoffen en gassen (met een vrij specifieke samenstelling en concentratie), die oplossen in olie en zich ophopen in het gasrelais van de transformator. De periode van gasophoping in het relais kan behoorlijk lang zijn en het gas dat zich daarin ophoopt, kan aanzienlijk verschillen van de samenstelling van het gas dat wordt genomen in de buurt van de plaats van vrijgave.Daarom is foutdiagnose op basis van de analyse van het gas dat uit het relais wordt afgenomen moeilijk en kan zelfs worden vertraagd.

De analyse van een in olie opgelost gasmonster maakt het, naast een nauwkeurigere diagnose van de storing, mogelijk om de ontwikkeling ervan te observeren voordat het gasrelais wordt geactiveerd. En zelfs in het geval van grote schade, wanneer de gasbeveiliging wordt geactiveerd wanneer de transformator wordt geactiveerd, kan de vergelijking van de samenstellingen van het gas dat uit het relais wordt gehaald en opgelost in de olie nuttig zijn voor een juistere beoordeling van de ernst van de schade.

De samenstelling en grensconcentraties van in olie opgeloste gassen, transformatoren in goede staat en met typerende beschadigingen werden bepaald. Wanneer bijvoorbeeld olie wordt ontleed onder invloed van een elektrische boog (overlapping in de schakelaar), komt er voornamelijk waterstof vrij. Van de onverzadigde koolwaterstoffen overheerst acetyleen, wat in dit geval een karakteristiek gas is. Koolmonoxide en kooldioxide zijn in kleine hoeveelheden aanwezig.

En hier is het gas dat vrijkomt tijdens de ontbinding van olie en vaste isolatie (sluiten van draai tot draai in de wikkeling) verschilt van het gas dat alleen wordt gevormd tijdens de ontleding van olie in een merkbaar gehalte aan oxide en kooldioxide

Om periodiek (2 keer per jaar) schade aan transformatoren te diagnosticeren, neemt u oliemonsters voor chromatografische analyse van in olie opgeloste gassen, terwijl medische injectiespuiten worden gebruikt om oliemonsters te nemen.

Het bemonsteren van olie wordt als volgt uitgevoerd: ontdaan van vuil op de aftakleiding van de klep die bedoeld is voor bemonstering, wordt een rubberen slang op de aftakleiding geplaatst.De kraan wordt geopend en de slang wordt gespoeld met olie uit de transformator, het uiteinde van de slang wordt opgetild om luchtbellen te verwijderen. Aan het uiteinde van de slang is een klem gemonteerd; de naald van de spuit wordt in de wand van de slang gespoten. Olie in de spuit en dan! de olie wordt afgetapt door de wasnaald van de spuit, de handeling van het vullen van de spuit met olie wordt herhaald, de met olie gevulde spuit wordt met de naald in de rubberen stop gespoten en in deze vorm naar het laboratorium gestuurd.

De analyse wordt uitgevoerd in laboratoriumomstandigheden met behulp van een chromatograaf. De resultaten van de analyse worden vergeleken met de geaggregeerde gegevens over de samenstelling en concentratie van gas dat vrijkomt bij verschillende soorten transformatorstoringen, en er wordt een conclusie getrokken over de bruikbaarheid van de transformator of zijn storingen en de mate van gevaar van deze storingen.

Door de samenstelling van gassen opgelost in olie, is het mogelijk om oververhitting van geleidende verbindingen en structurele elementen van het transformatorframe, gedeeltelijke elektrische ontladingen in olie, oververhitting en veroudering van de vaste isolatie van de transformator te bepalen.