Koniecznie zobacz! Kompleksowe wyjaśnienie składu, struktury, układu olejowego oraz eksploatacji i konserwacji usterek.

Budowa transformatora zanurzonego w oleju

Rdzeń trójfazowego transformatora olejowego składa się z zamkniętego rdzenia żelaznego i uzwojeń osadzonych na kolumnie z rdzeniem żelaznym. Dodatkowo znajdują się w nim zbiorniki paliwa, konserwatory oleju, obudowy, aparaty oddechowe, rury przeciwwybuchowe, chłodnice, przełączniki odczepów, przekaźniki gazowe, termometry, oczyszczacze oleju itp.

1) rdzeń żelazny

Rdzeń żelazny stanowi element obwodu magnetycznego transformatora. Aby zmniejszyć histerezę magnetyczną i straty prądu wirowego w rdzeniu żelaznym, jest on wykonany z blachy krzemowej o grubości 0,35–0,5 mm. W zależności od ułożenia uzwojeń w rdzeniu żelaznym, rozróżnia się rdzenie żelazne i płaszczowe. Pionowa część rdzenia żelaznego transformatora trójfazowego nazywana jest kolumną rdzenia żelaznego, a uzwojenia niskiego i wysokiego napięcia transformatora są na niej zakryte; pozioma część nazywana jest jarzmem żelaznym, które tworzy zamknięty obwód magnetyczny.

W transformatorach dużej mocy, aby ciepło powstające w wyniku utraty rdzenia żelaznego było całkowicie odprowadzane przez olej izolacyjny podczas cyrkulacji, a tym samym uzyskiwano dobry efekt chłodzenia, w rdzeniu żelaznym często znajdują się kanały dla oleju chłodzącego.

(2) Nawijanie

Uzwojenie, zwane również cewką, stanowi część obwodu transformatora i dzieli się na uzwojenie pierwotne i wtórne. Uzwojenie podłączone do źródła zasilania nazywa się uzwojeniem pierwotnym, a uzwojenie podłączone do obciążenia – uzwojeniem wtórnym. Uzwojenia pierwotne i wtórne są nawinięte drutami miedzianymi lub aluminiowymi owiniętymi izolacją o wysokiej wytrzymałości.

Uzwojenia pierwotne i wtórne każdej fazy transformatora trójfazowego mają kształt cylindryczny i są otulone na tej samej kolumnie z rdzeniem żelaznym. Uzwojenie niskiego napięcia o małej liczbie zwojów jest otulone wewnątrz i blisko rdzenia żelaznego, a uzwojenie wysokiego napięcia o dużej liczbie zwojów jest otulone na zewnątrz uzwojenia niskiego napięcia. Takie umiejscowienie wynika z faktu, że uzwojenie niskiego napięcia łatwiej izoluje rdzeń. Tuleja wykonana z materiału izolacyjnego służy do odizolowania uzwojenia niskiego napięcia od rdzenia żelaznego oraz między uzwojeniem wysokiego napięcia a uzwojeniem niskiego napięcia, aby zapewnić ich niezawodną izolację. Aby ułatwić odprowadzanie ciepła, między uzwojeniem wysokiego i niskiego napięcia pozostawiono pewną szczelinę, która służy jako kanał olejowy, umożliwiający przepływ oleju transformatorowego.

Głównymi wadami uzwojeń transformatora są zwarcia międzyzwojowe oraz zwarcia do obudowy. Zwarcia międzyzwojowe są spowodowane głównie starzeniem się izolacji lub przeciążeniem transformatora i mechanicznym uszkodzeniem izolacji podczas zwarcia poprzecznego. Poziom oleju w transformatorze spada, co powoduje, że w przypadku kontaktu uzwojenia z olejem może również wystąpić zwarcie międzyzwojowe. Ponadto, w przypadku zwarcia krzyżowego, uzwojenie ulega deformacji w wyniku działania przetężenia, a izolacja ulega uszkodzeniu mechanicznemu, co powoduje również zwarcie międzyzwojowe.

W przypadku zwarcia między zwojami prąd w zwartym uzwojeniu może przekroczyć wartość znamionową, ale całkowity prąd uzwojenia nie może przekroczyć wartości znamionowej. W takim przypadku zadziała zabezpieczenie gazowe, a w przypadku poważnej sytuacji zadziała również zabezpieczenie różnicowoprądowe.

Przyczyną zwarcia obudowy może być również starzenie się izolacji lub zawilgocenie oleju, spadek poziomu oleju, a także uderzenie pioruna i przepięcie robocze. Dodatkowo, w przypadku wystąpienia zwarcia międzyprądowego, uzwojenie ulega odkształceniu z powodu przetężenia, co powoduje również zwarcie obudowy. W przypadku zwarcia obudowy, zazwyczaj dochodzi do zadziałania zabezpieczenia gazowego i uziemienia.

(3) Zbiornik paliwa

Zbiornik oleju to zewnętrzna obudowa transformatora, w której znajduje się rdzeń żelazny i uzwojenia, a całość jest wypełniona olejem transformatorowym. W transformatorach o stosunkowo dużej pojemności, radiatory lub rurki cieplne (heatpipes) montuje się na zewnątrz zbiornika. Wycieki oleju są częstym problemem w przypadku zbiorników paliwa.

Olej transformatorowy jest olejem mineralnym o dobrych właściwościach izolacyjnych, który spełnia dwie funkcje:

Pierwszym z nich jest izolacja. Olej transformatorowy ma lepsze właściwości izolacyjne niż powietrze. Zanurzenie uzwojeń w oleju może poprawić właściwości izolacyjne w różnych miejscach i zapobiec kontaktowi z powietrzem, zapobiegając zawilgoceniu uzwojeń.

Drugim jest efekt rozpraszania ciepła, który wykorzystuje konwekcję oleju do odprowadzania ciepła generowanego przez żelazny rdzeń i uzwojenie na zewnątrz poprzez ściankę skrzynki i rurę rozpraszającą ciepło. Olej transformatorowy dzieli się na trzy specyfikacje: nr 10, nr 25 i nr 45, w zależności od temperatury krzepnięcia. Ich temperatury krzepnięcia wynoszą -10°C, -25°C i -45°C, które są zazwyczaj dobierane w zależności od lokalnych warunków klimatycznych.

(4) Konserwator oleju (poduszka olejowa)

Konserwator oleju, powszechnie znany jako poduszka olejowa, to cylindryczny pojemnik umieszczony poziomo nad zbiornikiem oleju i połączony z nim rurociągiem. Objętość konserwatora oleju wynosi zazwyczaj około 10% objętości zbiornika oleju. Konserwator oleju jest kapsułowym konserwatorem oleju, który izoluje olej w konserwatorze od powietrza zewnętrznego. Gdy olej transformatorowy rozszerza się termicznie, olej przepływa ze zbiornika oleju do konserwatora oleju; gdy olej transformatorowy kurczy się, olej przepływa z konserwatora oleju do zbiornika oleju. Konserwator oleju pełni dwie funkcje: po pierwsze, gdy objętość oleju transformatorowego rozszerza się lub kurczy wraz ze zmianą temperatury oleju, konserwator oleju działa jako magazyn i uzupełnia olej, zapewniając napełnienie zbiornika oleju olejem, a żelazny rdzeń i uzwojenie są nasączone olejem; po drugie, zmniejsza powierzchnię styku między powierzchnią oleju a powietrzem, zapobiegając zawilgoceniu i degradacji oleju transformatorowego.

Wskaźnik poziomu oleju w konserwatorze oleju wykorzystuje ferromagnetyczny wskaźnik poziomu oleju typu korbowodu do obserwacji poziomu oleju. Wskaźnik poziomu oleju jest wygrawerowany linią standardową poziomu oleju, gdy temperatura oleju wynosi -30℃, +20℃ i +40℃, która jest używana jako standard napełniania olejem. +40℃ na znaku poziomu oleju wskazuje maksymalny poziom oleju transformatora przy pełnym obciążeniu, gdy najwyższa temperatura otoczenia w miejscu instalacji wynosi +40℃, a poziom oleju nie powinien przekraczać tej linii; +20℃ wskazuje poziom oleju, gdy średnia roczna temperatura wynosi +20℃ podczas pracy przy pełnym obciążeniu Wysokość; -30℃ oznacza linię minimalnego poziomu oleju transformatora bez obciążenia, gdy otoczenie wynosi -30℃, i nie powinien być niższy niż ta linia. Jeśli poziom oleju jest zbyt niski, dolej oleju. Poduszka olejowa jest wyposażona w otwory odpowietrzające, dzięki czemu górna przestrzeń poduszki olejowej komunikuje się z atmosferą. Gdy olej transformatorowy rozszerza się i kurczy pod wpływem ciepła, powietrze w górnej części poduszki olejowej dostaje się do środka i wydostaje się przez otwór odpowietrzający, a poziom oleju może się podnosić lub opadać, zapobiegając odkształceniu lub uszkodzeniu zbiornika oleju.

(5) Rękaw

Przewód uzwojenia transformatora jest połączony z obwodem zewnętrznym za pomocą pręta prowadzącego. Przepust stanowi izolator między prętem prowadzącym a pokrywą skrzynki, pełniąc rolę izolacyjną i mocującą pręt prowadzący. Istnieją dwa rodzaje obudów: obudowa wysokiego ciśnienia i obudowa niskiego ciśnienia.

tuleja izolacyjna

Przewody uzwojeń transformatora muszą przechodzić przez tuleje izolacyjne, aby izolować przewody pod napięciem podczas ich wyprowadzania z kadzi i z powrotem. Tuleja izolacyjna składa się głównie z centralnego pręta przewodzącego i tulei magnetycznej. Jeden koniec pręta przewodzącego w zbiorniku paliwa jest połączony z uzwojeniem, a drugi koniec na zewnątrz jest połączony z obwodem zewnętrznym. Jest to podatna na uszkodzenia część transformatora.

Konstrukcja przepustu izolacyjnego zależy głównie od klasy napięcia. W przypadku niskiego napięcia zazwyczaj stosuje się prostą, solidną tuleję magnetyczną. Przy wysokim napięciu, w celu wzmocnienia pojemności izolacyjnej, między tuleją porcelanową a prętem przewodzącym pozostawia się warstwę wypełnioną olejem. Ten rodzaj przepustu nazywa się przepustem olejowym. Przy napięciu powyżej 110 kV stosuje się przepust pojemnościowy, zwany w skrócie przepustem pojemnościowym. Oprócz wypełnienia wewnętrznej komory tulei porcelanowej olejem, przepust pojemnościowy posiada również izolator pojemnościowy między centralnym prętem przewodzącym (pustą rurą miedzianą) a kołnierzem, który otacza pręt przewodzący i stanowi główne połączenie między kołnierzem a prętem przewodzącym.

Wyciek oleju z przepustu transformatorowego to najczęstsza usterka. Przyczyną wycieku oleju z przepustu jest starzenie się gumowego pierścienia uszczelniającego z żłobkiem abakusowym w górnej części przepustu oraz gumowej płaskiej uszczelki w dolnej części przepustu.

(6) Respirator

Respirator, znany również jako urządzenie higroskopijne, zazwyczaj składa się z rurki i szklanego pojemnika z pochłaniaczem wilgoci (żelem krzemionkowym lub aktywowanym tlenkiem glinu) wewnątrz. Gdy powietrze w poduszce olejowej rozszerza się lub kurczy wraz z objętością oleju transformatorowego, zużyte lub wdychane powietrze przechodzi przez respirator, a pochłaniacz wilgoci w respiratorze pochłania wilgoć z powietrza i filtruje je, aby utrzymać olej w czystości. Żel krzemionkowy impregnowany chlorkiem kobaltu ma cząstki kobaltowo-niebieskie po wyschnięciu, ale ponieważ żel krzemionkowy absorbuje wodę i jest bliski nasycenia, granulowany żel krzemionkowy zmienia kolor na biały lub czerwony, co pozwala ocenić, czy żel krzemionkowy uległ uszkodzeniu. Wilgotny żel krzemionkowy można zregenerować poprzez podgrzanie i wysuszenie. Regeneracja jest zakończona, gdy cząstki żelu krzemionkowego zmienią kolor na kobaltowo-niebieski.

(7) Urządzenie odciążające ciśnienie

Urządzenia dekompresyjne odgrywają ważną rolę w ochronie transformatorów mocy. W transformatorze mocy wypełnionym olejem transformatorowym, w przypadku wystąpienia usterki wewnętrznej lub zwarcia, łuk elektryczny natychmiast odparowuje olej, powodując niezwykle szybki wzrost ciśnienia w zbiorniku. Jeśli ciśnienie to nie zostanie szybko uwolnione, zbiornik paliwa może pęknąć, rozpryskując łatwopalne paliwo na dużym obszarze, co może spowodować pożar i dalsze szkody, dlatego należy podjąć środki zapobiegawcze. Istnieją dwa rodzaje urządzeń dekompresyjnych: rura przeciwwybuchowa i reduktor ciśnienia. Rura przeciwwybuchowa jest stosowana w małych transformatorach, a reduktor ciśnienia w dużych i średnich transformatorach.

Rura przeciwwybuchowa (znana również jako rura wtryskowa)

Rura przeciwwybuchowa jest zamontowana na górnej pokrywie transformatora. Rura w kształcie trąbki jest podłączona do atmosfery, a dysza jest uszczelniona folią. W przypadku awarii wewnątrz transformatora, temperatura oleju wzrasta, olej ulega gwałtownemu rozkładowi, wytwarzając dużą ilość gazu, a ciśnienie w zbiorniku oleju gwałtownie wzrasta. Gdy ciśnienie w zbiorniku oleju wzrośnie do 5×104Pa, folia rury przeciwwybuchowej pęka, a olej i gaz są wyrzucane z dyszy, aby zapobiec eksplozji lub deformacji zbiornika oleju transformatora.

reduktor ciśnienia

W porównaniu z rurami przeciwwybuchowymi, wyzwalacze ciśnienia charakteryzują się małym błędem ciśnienia otwarcia, krótkim czasem opóźnienia (tylko 2 ms), wysoką kontrolą temperatury i powtarzalnością działania, dzięki czemu są szeroko stosowane w dużych i średnich transformatorach.

Urządzenie dekompresyjne, zwane również reduktorem ciśnienia, jest montowane na górnej pokrywie kadzi transformatora, podobnie jak zawór bezpieczeństwa kotła. Gdy ciśnienie w zbiorniku paliwa przekroczy określoną wartość, klapa uszczelniająca (zawór) dekompresora zostaje otwarta, gaz zostaje uwolniony, a po obniżeniu ciśnienia klapa uszczelniająca zamyka się ponownie pod wpływem nacisku sprężyny. Dekompresor można zdemontować przed uruchomieniem lub podczas konserwacji w celu pomiaru i skorygowania ciśnienia roboczego.

Regulacja ciśnienia roboczego reduktora ciśnienia musi być skoordynowana z regulacją natężenia przepływu roboczego przekaźnika gazowego.

Zawór zwalniający ciśnienie zamontowany jest w górnej części pokrywy zbiornika paliwa i jest zazwyczaj połączony z rurą wznośną tak, aby wysokość zaworu zwalniającego była równa wysokości poduszki olejowej, dzięki czemu eliminuje się statyczną różnicę ciśnień oleju w normalnych warunkach.

(8) Grzejnik

Radiator może mieć kształt falisty, wachlarzowy, okrągły, rury wydechowej itp. Im większa powierzchnia odprowadzania ciepła, tym lepszy efekt odprowadzania ciepła. Gdy występuje różnica temperatur między temperaturą oleju w górnej warstwie transformatora a temperaturą oleju w dolnej warstwie, olej przepływa przez radiator i po schłodzeniu wraca do zbiornika oleju, co obniża temperaturę transformatora. Aby poprawić efekt chłodzenia transformatora, można zastosować takie rozwiązania, jak chłodzenie powietrzem, wymuszone chłodzenie oleju powietrzem i wymuszone chłodzenie oleju wodą. Główną wadą radiatora jest wyciek oleju.

(9) Przekaźnik gazowy Buchholza

Zamontuj przekaźnik Buchholza pomiędzy konserwatorem oleju a rurą łączącą pokrywy kadzi transformatora za pomocą kołnierza. Podczas pracy przekaźnik Buchholza jest wypełniony olejem. W przypadku niewielkiego uszkodzenia wewnątrz transformatora i powstania pęcherzyków powietrza, najpierw gromadzą się one w górnej przestrzeni przekaźnika Buchholza. Spowoduje to obniżenie poziomu oleju, przez co górny otwór traci wyporność, a jego ciężar wzrasta, odchylając się w przeciwnym kierunku, co powoduje zbliżenie się magnesu do kontaktronu. Zasada działania dolnego elementu z przegrodą stykową jest taka sama.

(10) Urządzenie do pomiaru temperatury

Wzrost temperatury powierzchni oleju odnosi się do wartości, o jaką temperatura powierzchni oleju w zbiorniku oleju może przekroczyć temperaturę otoczenia, gdy transformator pracuje w warunkach znamionowych.

Temperatura oleju w głównym transformatorze jest tymczasowo ustawiona na alarm wynoszący 80°C i wyłącza się przy 100°C.

(11) Nóż uziemiający neutralny

Metoda uziemienia punktu neutralnego w moim krajowym systemie elektroenergetycznym o napięciu 110 kV opiera się głównie na metodzie bezpośredniego uziemienia punktu neutralnego (w tym na metodzie uziemienia punktu neutralnego przez małą rezystancję), czyli na systemie o dużym prądzie uziemienia. Dzieje się tak, ponieważ system charakteryzuje się dużym prądem zwarcia doziemnego w przypadku wystąpienia zwarcia doziemnego w jednej fazie.

Po wyłączeniu transformatora jego punkt neutralny musi być uziemiony. Ponieważ uzwojenie transformatora jest częściowo izolowane (zwane również izolacją stopniowaną), czyli stanowi główną izolację części uzwojenia transformatora bliskiej neutralnemu, poziom izolacji jest niższy niż poziom izolacji końca uzwojenia. Dlatego, aby zapobiec uszkodzeniu transformatora przez przepięcie, punkt neutralny musi być uziemiony po wyłączeniu transformatora.

(12) Przełącznik odczepów (znany również jako przełącznik)

W przypadku stosowania konserwatora oleju w transformatorze regulującym napięcie pod obciążeniem, na dole konserwatora oleju montuje się konserwator oleju bez kapsuł.

Metody regulacji napięcia transformatora dzielą się na dwa typy: regulację napięcia pod obciążeniem i regulację napięcia bez obciążenia:

Regulacja napięcia pod obciążeniem oznacza, że ​​transformator może regulować położenie odczepu podczas pracy, zmieniając w ten sposób przekładnię transformatora w celu osiągnięcia celu regulacji napięcia.

Odczepy transformatorów są zazwyczaj podłączane od strony wysokiego napięcia, co głównie bierze pod uwagę:

(1) Uzwojenie wysokiego napięcia transformatora jest zazwyczaj umieszczone na zewnątrz, a odczep jest łatwy do podłączenia;

(2) Prąd po stronie wysokiego napięcia jest mniejszy, a przekrój przewodu doprowadzającego i części przewodzącej prąd przełącznika dzielonego jest mniejszy, dzięki czemu wpływ złego styku można łatwo rozwiązać.

Zasadniczo odczep może znajdować się po obu stronach, co wymaga porównań ekonomicznych i technicznych. Na przykład, odczep dużego transformatora obniżającego napięcie 500 kV jest pobrany ze strony 220 kV, podczas gdy strona 500 kV jest stała.

Jeżeli napięcie jest za niskie lub za wysokie i zachodzi konieczność regulacji kilku odczepów przełącznika zaczepów pod obciążeniem, aby spełnić wymagania, należy zwrócić uwagę na następujące sytuacje:

Należy regulować bieg po biegu, tzn. po każdym naciśnięciu przycisku N+1 lub N-1 nastąpi 1-minutowa pauza w połowie biegu. Gdy na wskaźniku biegu pojawi się nowa liczba, należy ponownie nacisnąć przycisk. Powtarzaj powyższy proces, aż do osiągnięcia ostatecznego celu. Po połączeniu operacji elektrycznych (tj. w jednej operacji, gdy zostanie wyregulowanych więcej niż jeden zaczep, powszechnie znany jako przesuw), na wskaźniku biegu głównego transformatora powinna pojawić się pozycja drugiego zaczepu. Należy natychmiast nacisnąć przycisk awaryjny i przejść do trybu ręcznego.

(13) Oczyszczacz oleju (znany również jako filtr różnicy temperatur)

Oczyszczacz oleju to pojemnik wypełniony adsorbentem (żelem krzemionkowym lub aktywowanym tlenkiem glinu), który jest instalowany na bocznej ścianie kadzi transformatora lub w dolnej części silnej chłodnicy oleju. Podczas pracy transformatora, ze względu na różnicę temperatur między górną a dolną warstwą oleju, olej transformatorowy przepływa przez oczyszczacz oleju z góry na dół, tworząc konwekcję. W kontakcie oleju z adsorbentem, wilgoć, kwasy i tlenki w nim zawarte są absorbowane, co oczyszcza olej i wydłuża jego żywotność.

Układ olejowy transformatora zanurzonego w oleju

Transformatory olejowe posiadają kilka niezależnych, odizolowanych od siebie układów olejowych. Podczas pracy transformatora olejowego olej w tych niezależnych układach nie jest ze sobą połączony, a jakość oleju i warunki pracy również są różne.

(1) Główny układ olejowy wewnętrzny

Układy olejowe komunikujące się z olejem wokół uzwojeń to wszystkie układy w korpusie głównym, w tym olej w chłodnicy lub radiatorze, olej w konserwatorze oleju i olej w przepustach wypełnionych olejem dla napięcia 35 kV i niższego.

Podczas napełniania olejem, należy odkręcić zawory odpowietrzające znajdujące się w układzie olejowym. Ogólnie rzecz biorąc, powyższe elementy powinny mieć własne zawory odpowietrzające. Olej w korpusie głównym pełni głównie rolę izolacji i chłodzenia. Olej zwiększa również wytrzymałość elektryczną papieru izolacyjnego lub tektury izolacyjnej. Podczas próżniowego napełniania olejem, jeśli niektóre części nie wytrzymują takiej samej wytrzymałości próżni jak główny zbiornik oleju, należy zastosować tymczasową izolację zasuwy, taką jak zawór zasuwowy między konserwatorem oleju a głównym zbiornikiem oleju. Wysokość podnoszenia zatapialnej pompy olejowej na chłodnicy powinna być wystarczająca, aby zapobiec wdychaniu powietrza z powodu podciśnienia. Układ olejowy musi być wyposażony w zabezpieczenie przed nadmiarem ciśnienia, aby usunąć ciśnienie wytworzone w przypadku awarii korpusu.

(2) Olej w komorze przełącznika przełącznika zaczepów pod obciążeniem

Ta część układu olejowego posiada własny system zabezpieczający, składający się z przekaźnika przepływu, konserwatora oleju i zaworu bezpieczeństwa. Olej w tej rozdzielni pełni funkcję izolacji i gaszenia prądu. Olej przedostaje się do oleju generowanego, gdy przełącznik różnicowoprądowy odcina prąd obciążenia. Ten układ olejowy wymaga dobrej szczelności, która musi być chroniona nawet w przypadku wystąpienia łuku elektrycznego podczas procesu przełączania.

Chociaż olej w komorze przełącznika mocy w przełączniku zaczepów pod obciążeniem jest odizolowany od oleju w korpusie głównym, aby uniknąć uszkodzenia uszczelnienia komory przełącznika mocy podczas próżniowego napełniania olejem, należy ją naoliwić jednocześnie z olejem w korpusie głównym. System ma ten sam poziom próżni, w razie potrzeby konserwator oleju w tym systemie powinien być również odizolowany podczas opróżniania. Dla wygody konstrukcji zbiornik oleju w korpusie głównym i zbiornik oleju w rozdzielni są zaprojektowane jako całość odizolowane od siebie.

(3) Całkowicie uszczelnione dla poziomów napięcia 60 kV i wyższych

Główną funkcją tego układu olejowego jest izolacja, czyli zwiększenie wytrzymałości elektrycznej papieru izolacyjnego w przepuście olejowo-kondensatorowym. Po wstrzyknięciu oleju do korpusu głównego, zacisk na końcu tulei powinien być dobrze uszczelniony, aby zapobiec zasysaniu powietrza.

zdjęcie

(4) Olej w skrzynce wylotowej wysokiego ciśnienia lub olej w skrzynce wylotowej gazu

Linia wysokiego napięcia odpływowa transformatora trójfazowego 500 kV jest izolowana za pomocą falistego układu olejowego. Układ ten pełni głównie funkcję izolacyjną.

Aby uprościć konstrukcję, układ olejowy można również połączyć z układem olejowym w korpusie głównym za pomocą rury łączącej lub zaprojektować go jako oddzielny układ olejowy.

(5) W przypadku transformatorów zanurzonych w oleju przeprowadza się różne badania izolacji.

Pierwszym z nich jest odpowietrzenie, które uwalnia potencjalnie zmagazynowany gaz przez korek odpowietrzający. Obecność lub brak potencjalnych awarii można przewidzieć, analizując analizę chromatograficzną gazu w oleju każdego układu. Każdy układ olejowy musi spełniać wymagania eksploatacyjne, takie jak absorbowanie zmian objętości oleju podczas jego rozszerzania i kurczenia, zawór spustowy oleju, korek odpowietrzający, zawór odcinający chłodnicy i chłodnicy oraz główny zbiornik oleju itp. Każdy układ olejowy musi charakteryzować się dobrą szczelnością. Olej w pomieszczeniu przełącznika odczepów pod obciążeniem należy wymieniać oddzielnie, nie spuszczając oleju z korpusu głównego. Olej z korpusu głównego można spuścić i napełnić suchym azotem podczas transportu.

Analiza usterek transformatora zanurzonego w oleju

Do typowych usterek transformatorów podczas pracy zalicza się uszkodzenia uzwojeń, przepustów, przełączników odczepów, rdzeni żelaznych, zbiorników oleju i innych elementów wyposażenia.

(1) Awaria uzwojenia

Najczęściej występującymi zwarciami są zwarcia międzyzwojowe, uziemienia uzwojeń, zwarcia międzyfazowe, pęknięcia przewodów i spawanie połączeń.

(2) Awaria obudowy

Przepust transformatora jest zanieczyszczony, co powoduje przeskok zanieczyszczeń w gęstej mgle lub lekkim deszczu, co może skutkować zwarciem międzyfazowym lub przerwaniem uziemienia jednofazowego po stronie wysokiego napięcia transformatora.

(3) Poważny wyciek

Wyciek oleju z transformatora jest poważny lub stale przelewa się z uszkodzonego miejsca, uniemożliwiając odczyt poziomu oleju przez wskaźnik. W takim przypadku należy natychmiast zatrzymać transformator w celu naprawy wycieku i uzupełnienia paliwa. Przyczyną wycieku oleju z transformatora jest pęknięcie spoiny lub uszczelnienia. Części ulegają uszkodzeniu, a zbiornik paliwa jest poważnie skorodowany i uszkodzony przez wibracje i siły zewnętrzne podczas pracy.

(4) Awaria przełącznika odczepów

Do typowych usterek zalicza się słaby styk lub nieprawidłowe położenie przełącznika odczepów, stopienie i przypalenie powierzchni styku oraz rozładowanie styków międzyfazowych lub rozładowanie każdego odczepu.

(5) Awaria spowodowana przepięciem

W przypadku uderzenia pioruna w transformator podczas pracy, ze względu na wysoki potencjał piorunowy, powstanie przepięcie na zewnątrz transformatora. Zmiana niektórych parametrów systemu elektroenergetycznego, spowodowana drganiami elektromagnetycznymi, spowoduje przepięcie wewnątrz transformatora. Większość uszkodzeń transformatora spowodowanych przepięciem polega na przebiciu izolacji głównej uzwojenia, co prowadzi do awarii transformatora.

(6) Awaria rdzenia żelaznego

Do uszkodzenia rdzenia żelaznego dochodzi najczęściej na skutek uszkodzenia izolacji śruby przelotowej kolumny rdzenia żelaznego lub śruby mocującej rdzeń żelazny.

(7) Zjawisko wycieku oleju

Jeżeli poziom oleju w transformatorze jest zbyt niski, przewody przepustowe i przełącznik odczepów są wystawione na działanie powietrza, a poziom izolacji ulega znacznemu obniżeniu, co może łatwo doprowadzić do wyładowania przebiciowego.

Eksploatacja i konserwacja transformatora

Aby zapewnić bezpieczną pracę i niezawodne zasilanie transformatora, w przypadku wystąpienia awarii w transformatorze, można ją wykryć na czas, odpowiednio wcześnie zareagować i wyeliminować usterkę w zarodku, zapobiegając wystąpieniu i rozprzestrzenianiu się awarii. Dlatego należy regularnie sprawdzać pracujący transformator i prowadzić dokumentację techniczną.

(1) Normalny tryb pracy transformatora

① Znamionowy tryb pracy

W określonych warunkach chłodzenia transformator może pracować zgodnie ze specyfikacją podaną na tabliczce znamionowej. Dopuszczalną temperaturę transformatora zanurzonego w oleju podczas pracy należy sprawdzać na podstawie górnej temperatury oleju. Górna temperatura oleju powinna być zgodna z zaleceniami producenta, ale nie powinna przekraczać 95°C. Aby zapobiec zbyt szybkiemu pogorszeniu jakości oleju transformatorowego, górna temperatura oleju nie powinna często przekraczać 85°C.

Napięcie przyłożone do transformatora nie powinno zasadniczo przekraczać 105% wartości znamionowej. W tym czasie strona wtórna transformatora może przewodzić prąd znamionowy. W indywidualnych przypadkach napięcie przyłożone może wynosić 110% napięcia znamionowego po przeprowadzeniu testów lub za zgodą producenta.

② Zezwól na przeciążenie

Transformatory mogą pracować w warunkach przeciążenia normalnego lub awaryjnego. Przeciążenie normalne może być stosowane często, a jego dopuszczalna wartość jest określana na podstawie krzywej obciążenia transformatora, warunków chłodzenia oraz obciążenia przenoszonego przez transformator przed przeciążeniem. Przeciążenia awaryjne są dozwolone wyłącznie w sytuacjach awaryjnych (transformatory, które nadal działają).

Dopuszczalna wartość przeciążenia przypadkowego musi być zgodna z przepisami producenta; w przypadku braku przepisów producenta, transformator olejowy z chłodzeniem własnym może być eksploatowany zgodnie z wymaganiami podanymi w poniższej tabeli.

(2) Nieprawidłowa praca i postępowanie awaryjne z transformatorami

(a) Nieprawidłowe zjawisko w działaniu. W przypadku stwierdzenia nieprawidłowego działania transformatora (takiego jak wyciek oleju, niedostateczny poziom oleju w poduszce olejowej, nieprawidłowe nagrzewanie, nieprawidłowy dźwięk itp.), należy podjąć próbę jego wyeliminowania. W przypadku wystąpienia jednej z poniższych sytuacji należy natychmiast przerwać pracę transformatora w celu dokonania naprawy.

① Dźwięk wewnętrzny jest głośny, nierówny i słychać trzaski.

② W normalnych warunkach chłodzenia temperatura jest nienormalna i stale rośnie.

③ Wtrysk poduszek olejowych lub rur przeciwwybuchowych.

④ Wyciek oleju powoduje spadek jego poziomu poniżej dopuszczalnej wartości wskazanej na wskaźniku poziomu oleju.

⑤ Kolor oleju zmienia się zbyt gwałtownie i zawiera węgiel.

⑥ Obudowa ma poważne uszkodzenia i wycieki.

(b) Niedopuszczalne przeciążenia, nienormalne wzrosty temperatury i poziomu oleju. Jeśli przeciążenie transformatora przekroczy dopuszczalną wartość, obciążenie transformatora należy na czas skorygować. Jeśli wzrost temperatury oleju transformatorowego przekroczy dopuszczalną wartość, należy zidentyfikować przyczynę i podjąć działania w celu jej ograniczenia. W związku z tym należy wykonać następujące czynności.

① Sprawdź obciążenie transformatora i temperaturę medium chłodzącego oraz porównaj temperaturę, jaka powinna panować przy takim obciążeniu z temperaturą chłodzenia.

② Sprawdź termometr.

③ Sprawdź wentylację mechanicznego urządzenia chłodzącego transformator lub pomieszczenia transformatora.

Jeżeli okaże się, że temperatura oleju jest o ponad 10°C wyższa niż zwykle przy tym samym obciążeniu i temperaturze chłodzenia lub obciążenie pozostaje niezmienione, temperatura oleju nadal rośnie, a urządzenie chłodzące, wentylacja pomieszczenia transformatora i termometr działają prawidłowo, może to oznaczać wewnętrzną usterkę transformatora (taką jak pożar rdzenia żelaznego, zwarcie między warstwami cewek itp.) — należy natychmiast przerwać pracę transformatora w celu dokonania naprawy.

Jeżeli olej w transformatorze stwardniał, dopuszcza się uruchomienie transformatora z obciążeniem, należy jednak zwrócić uwagę na to, czy górna temperatura oleju i jego cyrkulacja są prawidłowe.

W przypadku stwierdzenia, że ​​poziom oleju w transformatorze jest znacznie niższy niż poziom oleju w danej chwili, należy natychmiast uzupełnić poziom oleju. Jeśli poziom oleju gwałtownie spada z powodu dużego wycieku, nie należy zmieniać przekaźnika gazowego, aby działał tylko na sygnał, lecz należy podjąć działania w celu zatrzymania wycieku i natychmiast uzupełnić poziom oleju.

(c) Przetwarzanie podczas działania przekaźnika Buchholza. Po aktywacji sygnału przekaźnika gazowego należy sprawdzić transformator, aby ustalić przyczynę działania sygnału, czy jest ona spowodowana przedostaniem się powietrza do transformatora, spadkiem poziomu oleju, czy awarią obwodu wtórnego. Jeśli usterki nie można wykryć poza transformatorem, konieczne jest określenie rodzaju gazu nagromadzonego w przekaźniku. Jeśli gaz jest bezbarwny, bezwonny i niepalny, oznacza to, że powietrze oddzieliło się od oleju, a transformator może kontynuować pracę. Jeśli gaz jest łatwopalny, transformator należy zatrzymać i dokładnie zbadać przyczynę działania.

Sprawdzając, czy gaz jest łatwopalny, należy zachować szczególną ostrożność i nie umieszczać ognia blisko górnej części przekaźnika, ale 5-6 cm nad nim.

Jeśli zadziałanie przekaźnika Buchholza nie jest spowodowane wnikaniem powietrza do transformatora, należy sprawdzić temperaturę zapłonu oleju. Jeśli temperatura zapłonu jest niższa od poprzedniej wartości o ponad 5°C, oznacza to usterkę transformatora.

Jeżeli transformator ulegnie wyłączeniu z powodu działania przekaźnika gazowego i kontrola wykaże, że jest to gaz łatwopalny, transformatora nie wolno ponownie uruchamiać bez specjalnej kontroli i testów.

W zależności od rodzaju usterki, przekaźnik gazowy może działać na dwa sposoby: sygnał bez wyzwalania lub jednoczesne działanie obu tych rodzajów sygnałów.

Działanie sygnału bez wyzwolenia ma zwykle następujące przyczyny.

① Do transformatora dostaje się powietrze w wyniku wycieku oleju, uzupełniania paliwa lub słabego układu chłodzenia.

② Poziom oleju spada powoli z powodu spadku temperatury lub wycieku oleju.

③ W wyniku awarii transformatora powstaje niewielka ilość gazu.

④ Spowodowane zwarciem poprzecznym.

Sygnał i przełącznik działają jednocześnie lub działa tylko przełącznik, co może być spowodowane poważną usterką wewnątrz transformatora, zbyt szybkim spadkiem poziomu oleju lub uszkodzeniem obwodu wtórnego urządzenia zabezpieczającego. W niektórych przypadkach, na przykład po naprawie, powietrze z oleju zbyt szybko się oddziela i może również spowodować zadziałanie przełącznika.

(d) Postępowanie z wyciekiem oleju transformatorowego

There are two types of oil leakage: weld oil leakage and seal oil leakage. The oil leakage treatment of the welding seam is repair welding. When welding, the body should be lifted out and the oil should be drained. The cause of the oil leakage of the seal should be identified, such as poor operation (the sealing gasket is not placed correctly, the pressure is uneven, the pressure is not enough, etc.), and it should be repaired as appropriate. If the gasket is aged or damaged (such as the oil-resistant rubber is sticky, loses elasticity, cracks, etc.), the sealing material should be replaced.

(3) Patrol inspection of oil-immersed transformers

The transformers in operation should be regularly inspected and monitored in order to detect abnormal phenomena or faults in time and avoid serious accidents.

Items that should be checked and monitored generally include:

(1) Whether the transformer has abnormal sound, such as uneven sound or discharge sound.

(2) Whether the oil level is normal and whether there is leakage or oil leakage.

(3) Whether the oil temperature is normal (the upper oil temperature should not exceed 85℃ in general).

(4) Whether the casing is clean, whether there are cracks, damage and discharge.

(5) Whether the joint is hot or not.

(6) Whether the explosion-proof membrane of the explosion-proof pipe is complete.

(7) Check whether the Buchholz relay leaks oil and whether the inside is full of oil.

(8) Whether the respirator is unblocked, whether the oil level of the oil-sealed respirator is normal, and whether the silica gel in the respirator is saturated with moisture.

(9) Whether the cooling system is operating normally.

(10) Whether the ground wire of the casing is in good condition.