Ursachenanalyse der Transformatorüberhitzung

Ursachenanalyse der Transformatorüberhitzung

Ich, die Ursache für den Ausfall des Transformators selbst

Im Normalbetrieb des Transformators stabilisiert sich die Temperatur der einzelnen Bauteile, sobald Wärmeerzeugung und -abfuhr im Gleichgewicht sind. Steigt die Öltemperatur unter gleichen Bedingungen um mehr als 10 °C über den üblichen Wert oder bleibt die Last unverändert, deutet dies auf einen Fehler im Transformator hin.

1. Schlechter Kontakt des Wasserhahnschalters

Aufgrund unzureichenden Anpressdrucks am Kontaktpunkt des Stufenschalters während des Betriebs oder durch Verschmutzung des Kontaktpunkts erhöht sich der Kontaktwiderstand. Dieser Anstieg führt zu einer Temperaturerhöhung am Kontaktpunkt und damit zu Wärmeentwicklung. Insbesondere nach dem Umschalten der Stufen und bei Überlastung des Transformators kann es leichter zu Kontaktproblemen und damit zu Wärmeentwicklung kommen.

Der mangelhafte Kontakt des Stufenschalters lässt sich an der häufigen Zündung erkennen. Ölproben zeigen, dass der Flammpunkt des Öls aufgrund des mangelhaften Kontakts rapide sinkt. Zusätzlich kann der Zustand des Schalters durch Messung des Gleichstromwiderstands der Spule bestimmt werden.

2. Windungsschluss der Wicklung

Aufgrund von Isolationsschäden zwischen mehreren benachbarten Windungen der Spule entsteht ein Kurzschlussstrom. Gleichzeitig verringert sich die Windungszahl der Spule in dieser Phase, und die durch den Kurzschlussstrom erzeugte hohe Wärme führt zu einem zu starken Temperaturanstieg des Transformators, der im schlimmsten Fall durchbrennen kann.

Es gibt viele Gründe für einen Windungsschluss in einer Spule. Beispielsweise kann ein unsachgemäßer Herstellungsprozess die Isolierung mechanisch beschädigen; hohe Temperaturen führen zu deren Alterung. Hauptursachen sind jedoch Überspannung und Überstrom. Ein starker Windungsschluss lässt die Öltemperatur ansteigen, das Öl an der betroffenen Windung scheint zu kochen, und es ist ein gurgelndes Geräusch zu hören. Bei der Analyse der Ölprobe zeigte sich eine Verschlechterung der Ölqualität; das Verhalten des Öls änderte sich von leicht zu stark. In diesem Fall lässt sich der Windungsschluss auch durch Messung des Gleichstromwiderstands feststellen.

3. Kurzschluss zwischen Eisenkern-Siliziumstahlblechen

Durch äußere Einwirkungen, Alterung der Isolierung oder andere Ursachen kann die Isolierung zwischen den Siliziumstahlblechen beschädigt werden, wodurch Wirbelströme entstehen und lokale Überhitzung verursacht wird. Auch Beschädigungen der Kernschraubenisolierung können Wirbelströme hervorrufen. Leichte Wirbelströme führen zu lokaler Erwärmung, ein Anstieg der Transformatoröltemperatur ist in der Regel nicht feststellbar; in schweren Fällen kommt es zu starker Gasentwicklung.

4. Ölmangel oder Verstopfung im Kühlrohr

Transformatoröl ist die Hauptisolierung im Inneren des Transformators und erfüllt Funktionen wie Isolation, Kühlung und Lichtbogenlöschung. Bei Ölmangel oder Verstopfung der Kühlleitungen verringert sich die Kühlgeschwindigkeit des Ölkreislaufs, was zu einem Temperaturanstieg im Transformator während des Betriebs führt.

II. die äußeren Gründe für die hohe Temperatur des Transformators

1. Schwere Überlastung

Während des Betriebs des Transformators werden die Hystereseverluste des Eisenkerns, die Wirbelstromverluste und die Kupferverluste der Spule in Wärme umgewandelt, was zu einem Temperaturanstieg führt. Die Eisenverluste sind im Wesentlichen konstant und konstruktionsbedingt, sodass sie im Betrieb nicht reduziert oder eliminiert werden können. Die Kupferverluste hingegen ändern sich mit der Last. Bei hoher Last führt der Anstieg der Kupferverluste zu einem Temperaturanstieg des Transformators.

2. Die Lufteinlässe und -auslässe des Transformatorenraums sind verstopft oder die Staubbelastung ist erheblich.

Die Luftein- und -auslässe des Transformatorraums dienen der Luftkonvektion während des Transformatorbetriebs. Sind diese verstopft oder stark verstaubt, bleibt die Erwärmung des Transformators zwar unverändert, die Wärmeabfuhr verschlechtert sich jedoch. Die Wärme kann nicht rechtzeitig an die Umgebung abgegeben werden, was zu einem Temperaturanstieg im Transformator während des Betriebs führt. Messen Sie die Lufttemperatur in einem Abstand von 1,5 m bis 2 m vom Transformatoröltank und in halber Höhe des Tanks. Liegt die gemessene Temperatur 8–10 °C über der Umgebungslufttemperatur, sollte die Belüftung des Transformatorraums verbessert werden.

3. Ausfall des Transformator-Kühlkreislaufsystems

Neben Kühlrohren zur Wärmeabfuhr verfügen Leistungstransformatoren über weitere Kühlmethoden wie Zwangsluftkühlung, Zwangsumlaufschmierung und Wasserkühlung. Fällt das Kühlsystem aus oder sind die Kühlbedingungen unzureichend, steigt die Betriebstemperatur des Transformators.