O que devo fazer se o núcleo do transformador falhar?

O departamento de operações também elevou a um alto nível a detecção e a identificação de falhas no núcleo. No entanto, falhas no núcleo do transformador ainda ocorrem com frequência, principalmente devido ao aterramento em múltiplos pontos e ao aterramento inadequado do núcleo. A seguir, são apresentados os métodos de avaliação e tratamento dessas duas condições de falha.

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EU.

O motivo pelo qual o núcleo de ferro precisa de um pequeno aterramento quando está em condições normais.

Durante a operação normal do transformador, existe um campo elétrico entre os enrolamentos energizados e o tanque, e o núcleo de ferro e outros componentes metálicos estão imersos nesse campo elétrico. Devido à distribuição desigual da capacitância e às diferentes intensidades do campo, se os condutores metálicos e de aço inoxidável do núcleo de ferro não forem aterrados, ocorrerão ciclos de carga e descarga, o que comprometerá a resistência do isolamento sólido e do óleo. Portanto, o núcleo de ferro deve possuir um ponto de aterramento.

O núcleo de ferro é composto por lâminas de aço silício, tubos metálicos e tubos de aço inoxidável. Para reduzir as correntes parasitas, existe uma certa resistência de isolamento entre as lâminas (geralmente de alguns ohms a algumas dezenas de ohms). Essa resistência é considerada um caminho condutor, de modo que apenas um ponto de aterramento no núcleo de ferro pode fixar o potencial de toda a pilha de lâminas do núcleo de ferro ao potencial de terra.

Quando o núcleo de ferro ou seus componentes metálicos são aterrados em dois ou mais pontos (aterramento multiponto), um circuito fechado se forma entre os pontos de aterramento, e o fluxo magnético da cadeia de ligação induz uma força eletromotriz, formando um circuito que resulta em superaquecimento local e até mesmo na queima do núcleo de ferro.

Apenas um ponto do núcleo do transformador é aterrado, o que é um aterramento normal. Ou seja, o condutor metálico do núcleo de ferro deve ser aterrado, e esse aterramento deve ser feito em apenas um ponto.

A falha do núcleo de ferro é causada principalmente por dois motivos: um é o curto-circuito provocado por um processo de construção inadequado, e o outro é o aterramento em múltiplos pontos causado por acessórios como mangueiras de aço inoxidável e outros fatores externos.

II.

Tipo de aterramento multiponto com núcleo de ferro

(1) Após a conclusão da instalação do transformador, os pinos de posicionamento transportados na tampa superior do tanque de combustível não devem ser virados ou removidos para formar o aterramento multiponto da mangueira metálica e da mangueira de aço inoxidável.

(2) Devido ao fato de o ramo de fixação do núcleo de ferro estar muito próximo da coluna do núcleo, e a laminação do núcleo de ferro ser levantada por algum motivo, ela toca o ramo de fixação, formando um aterramento multiponto da mangueira de metal e da mangueira de aço inoxidável.

(3) A bucha do parafuso do garfo de ferro é muito longa e colide com a lâmina do garfo de ferro, formando um novo ponto de aterramento.

(4) O cartão isolante entre a base do clipe sob o núcleo de ferro e o jugo de ferro cai ou é danificado, fazendo com que as lâminas na base e no jugo de ferro colidam, causando aterramento.

(5) Para transformadores de grande e médio porte com dispositivos de bomba submersível, devido ao desgaste dos rolamentos da bomba submersível, o pó metálico entra no tanque de óleo e se acumula no fundo do tanque de óleo, formando uma ponte sob a ação da força eletromagnética, conectando o jugo de ferro inferior ao pé ou ao fundo da caixa para formar mangueira metálica. A mangueira de aço inoxidável é aterrada em vários pontos.

(6) A tampa do assento do termômetro na tampa do tanque de óleo do transformador imerso em óleo é muito longa e colide com o clipe superior ou o jugo de ferro e a borda da coluna lateral, formando um novo ponto de aterramento.

(7) Objetos estranhos de metal caem no tanque de óleo do transformador imerso em óleo, e tais objetos estranhos de metal fazem com que a lâmina do núcleo de ferro e o corpo da caixa entrem em contato para formar aterramento.

(8) O bloco de madeira entre a braçadeira inferior e a escada do jugo de ferro está úmido ou a superfície não está limpa e há muita lama aderida, de modo que quando o valor da resistência de isolamento cai para zero, constitui um aterramento multiponto.

III.

Fenômeno anormal em aterramento multiponto

(1) Correntes de Foucault são geradas no núcleo de ferro, a perda de ferro aumenta e a mangueira metálica do núcleo de ferro é parcialmente superaquecida.

(2) Quando o aterramento multiponto é grave e não é tratado por um longo tempo, a operação contínua do transformador levará ao superaquecimento do óleo e dos enrolamentos, e o isolamento óleo-papel envelhecerá gradualmente. Se o núcleo de ferro grande for superaquecido, o núcleo de ferro queimará.

(3) O aterramento multiponto por um longo tempo deteriorará o óleo do transformador imerso em óleo e gerará gás inflamável, o que fará com que o relé de gás atue.

(4) Devido ao superaquecimento do núcleo de ferro, os blocos e clipes de madeira no corpo são carbonizados.

(5) O aterramento multiponto grave causará a queima do fio de aterramento, fazendo com que o transformador perca o aterramento normal de um ponto, e as consequências são desastrosas.

(6) O aterramento multiponto também pode causar descarga.

IV.

Detecção de falhas de aterramento multiponto

O método de diagnóstico de falhas de aterramento multiponto em núcleo de ferro geralmente é realizado sob duas perspectivas:

(1) Realizar análise cromatográfica gasosa. Na análise cromatográfica, se o teor de metano e componentes olefínicos no gás for alto, e o teor de monóxido de carbono e dióxido de carbono não mudar muito em comparação com o passado, ou o teor for normal, significa que o núcleo de ferro está superaquecido. O superaquecimento pode ser causado por aterramento em múltiplos pontos.

Quando o gás acetileno apareceu na análise cromatográfica, isso indicou que o núcleo de ferro apresentava aterramento intermitente em múltiplos pontos.

(2) Meça se há corrente no fio de aterramento. Você pode usar um alicate amperímetro para medir se há corrente no fio de aterramento da bucha de aterramento externa ao núcleo do transformador. Quando o núcleo do transformador está normalmente aterrado, não há formação de circuito de corrente. A corrente de aterramento na linha é muito pequena, na ordem de miliamperes (geralmente menos de 0,3 A). Quando há múltiplos pontos de aterramento, forma-se uma espira em curto-circuito ao redor do fluxo magnético principal do núcleo de ferro, e a corrente circula na espira. Seu valor depende do ponto de falha e da posição relativa do ponto de aterramento normal, ou seja, da quantidade de fluxo magnético envolvida na espira em curto-circuito. Geralmente, pode atingir várias dezenas de amperes. Medindo se há corrente no fio de aterramento, é possível determinar com bastante precisão se existe uma falha de aterramento em múltiplos pontos no núcleo de ferro.

V.

Solução de problemas de falhas de aterramento multiponto

(1) Método de eliminação temporária quando o transformador não pode ser desligado:

① Existe um fio terra externo. Se a corrente de falha for grande, o fio terra pode ser temporariamente desconectado para operação. No entanto, o monitoramento deve ser reforçado para evitar que o núcleo de ferro apresente potencial flutuante após o desaparecimento do ponto de falha.

② Se a falha de aterramento multiponto for do tipo instável, um resistor de fio deslizante pode ser conectado em série com o fio terra de trabalho para limitar a corrente a menos de 1 A. A escolha do resistor de fio deslizante consiste em dividir a tensão medida quando o fio terra de trabalho normal é aberto pela corrente no fio terra.

③ Utilize a análise cromatográfica para monitorar a taxa de produção de gás no ponto da falha.

④ Após encontrar o ponto exato da falha por meio de medição, se não for possível solucioná-la, a peça de aterramento de funcionamento normal do núcleo de ferro pode ser movida para a mesma posição do ponto de falha para reduzir significativamente a corrente circulante.

(2) Medidas de revisão completa. Após o monitoramento constatar a existência de uma falha de aterramento multiponto no transformador, o transformador que puder ser desligado deverá ser desligado imediatamente, e a falha de aterramento multiponto deverá ser completamente eliminada após a sua remoção. Para eliminar tais falhas, medidas de manutenção correspondentes devem ser tomadas de acordo com o tipo e a causa do aterramento multiponto. No entanto, em alguns casos, o ponto de falha não pode ser encontrado após a interrupção da energia. Para encontrar o ponto de aterramento com precisão, os seguintes métodos podem ser utilizados no local.

① Método CC. Abra a peça de conexão da mangueira metálica com núcleo de ferro, da mangueira de aço inoxidável e da braçadeira, e aplique 6V CC nas placas de aço silício em ambos os lados do garfo. Em seguida, use um voltímetro CC para medir a tensão entre todos os níveis das placas de aço silício, um de cada vez. Quando a tensão for igual a zero ou quando a indicação do medidor se inverter, pode-se considerar que há um ponto de aterramento com falha.

② Método de comunicação. Conecte o enrolamento de baixa tensão do transformador a uma tensão CA de 220~380V. Nesse momento, haverá fluxo magnético no núcleo metálico e no núcleo de aço inoxidável. Se houver múltiplas falhas de aterramento, use um miliamperímetro para medir a corrente (no núcleo de ferro e nas garras). A conexão deve estar aberta. Use o miliamperímetro para medir ponto a ponto ao longo do núcleo de ferro em todos os níveis. Quando a corrente no miliamperímetro for zero, esse é o ponto de falha.