Мере за побољшање отпорности на кратки спој енергетских трансформатора

Преглед трансформатора снаге

Електронски трансформатор снаге се углавном реализује коришћењем технологије енергетске електронике у сигнал енергетске фреквенције, односно смањењем фреквенције. Усвајањем одговарајуће шеме управљања за контролу рада енергетског електронског уређаја, електрична енергија једне фреквенције, напона и таласног облика може се претворити у електричну енергију друге фреквенције, напона и таласног облика. Пошто запремина међуизолационог трансформатора зависи од густине магнетног флукса засићења материјала гвозденог језгра и максимално дозвољеног пораста температуре гвозденог језгра и намотаја, а густина магнетног флукса засићења је обрнуто пропорционална радној фреквенцији, повећање његове радне фреквенције може побољшати искоришћење ефикасности гвозденог језгра, чиме се смањује величина трансформатора и повећава његова укупна ефикасност.

2. Мере за побољшање отпорности енергетских трансформатора на кратки спој

Безбедан, економичан и поуздан рад и излаз трансформатора зависе од њиховог квалитета производње, радног окружења и квалитета одржавања. Ово поглавље покушава да одговори на мере за ефикасно спречавање изненадног квара трансформатора током рада и одржавања трансформатора.

Електрична мрежа често има кратак спој због удара грома, квара или отказа релејне заштите итд. Јак утицај струје кратког споја може оштетити трансформатор, па треба уложити напоре да се побољша издржљивост трансформатора на кратки спој са свих страна. Статистички резултати незгода изазваних ударима кратког споја трансформатора показују да производни разлози чине око 80%, док разлози везани за рад и одржавање чине само око 10%. Мере везане за пројектовање и производњу размотрене су у поглављу 2, а ово поглавље се фокусира на мере које треба предузети током рада и одржавања. У процесу рада и одржавања, с једне стране, треба минимизирати кварове кратког споја, чиме се смањује број удараца на трансформатор; с друге стране, деформацију намотаја трансформатора треба благовремено тестирати како би се спречили проблеми пре него што се појаве.

(1) Стандардизовати дизајн и обратити пажњу на процес аксијалне компресије у производњи калема. Приликом пројектовања, произвођач треба не само да размотри смањење губитака и побољшање нивоа изолације трансформатора, већ и побољшање механичке чврстоће и отпорности трансформатора на кратки спој. Што се тиче производног процеса, пошто многи трансформатори користе изолационе притисне плоче, а калеми високог и ниског напона деле притисну плочу, ова структура захтева висок ниво производне технологије, а јастучићи треба да буду згуснути. Осушити један калем под константним притиском и измерити висину калема након компресије; након што се сваки калем исте притисне плоче обради горе наведеним поступком, подешава се на исту висину, а хидраулични уређај се користи за примену задатих притиска на калем током финалне монтаже. Достићи висину захтева дизајна и процеса. Приликом опште монтаже, поред обраћања пажње на компресију високонапонског калема, посебну пажњу треба посветити контроли компресије нисконапонског калема.

(2) Извршите тест кратког споја на трансформатору како бисте спречили да се то догоди пре него што се догоди. Поузданост рада великих трансформатора зависи прво од њихове структуре и нивоа производног процеса, а затим од разних тестова опреме током рада како би се благовремено схватили радни услови опреме. Да би се разумела механичка стабилност трансформатора, могуће је побољшати његове слабе везе тестовима кратког споја како би се осигурало да је структурна чврстоћа трансформатора пројектована са сигурношћу.

(3) Користите поуздану релејну заштиту и систем аутоматског поновног укључивања. Кратки спој у систему је несрећа коју људи покушавају да избегну, али не могу апсолутно избећи, посебно је веома вероватно да ће вод од 10KV изазвати кратки спој због погрешног руковања, уласка малих животиња, спољашње силе и одговорности корисника. Стога, за трансформатор који је пуштен у рад, прво треба да буде опремљен поузданим једносмерним напајањем за систем заштите и да се осигура исправност заштитног деловања. У комбинацији са тренутном ситуацијом да је спољашња чврстоћа кратког споја трансформатора лоша у раду, треба размотрити неповољне факторе за аутоматско поновно укључивање или присилно пуштање у рад након што систем активира кратки спој, у супротном ће понекад погоршати оштећење трансформатора и чак изгубити могућност поновног поправка. Тренутно, нека оперативна одељења су отказала употребу поновног укључивања за надземне водове у близини (нпр. унутар 2 км) или кабловске водове у складу са вероватноћом да ли се кратки спој може аутоматски елиминисати у тренутку, или на одговарајући начин продужити интервал између затварања како би се смањили проблеми узроковани неуспехом поновног укључивања. Опасност од кратког споја треба спровести колико год је то могуће.

(4) Активно спроводити испитивање деформације и дијагностику намотаја трансформатора. Обично, након што трансформатор буде под утицајем струје кратког споја, намотај ће бити делимично деформисан и чак и ако се не оштети одмах, може доћи до озбиљних скривених проблема. Прво, изолационо растојање ће се променити и чврста изолација ће бити оштећена, што ће резултирати делимичним пражњењем. Приликом пренапона грома, могуће је доћи до међунамотајног и међупоклопног прекида, што може довести до изненадних проблема са изолацијом. Чак и под нормалним радним напоном, дугорочни ефекат делимичног пражњења може изазвати пробој изолације.

Стога, активно спровођење дијагнозе деформације намотаја трансформатора, благовремено откривање неисправних трансформатора и планирана верификација и одржавање поклопца не само да могу уштедети много радне снаге и материјалних ресурса, већ и играти изузетно важну улогу у спречавању незгода са трансформаторима.

Расподела нулте и полне тачке преносне функције H(jw) (тј. карактеристике фреквентног одзива) је уско повезана са компонентама и методама повезивања у двопортној мрежи. Велики број експерименталних истраживања показује да намотаји трансформатора обично имају више резонантних тачака у фреквентном опсегу од 10KZ~1MHZ. Када је фреквенција нижа од 10KHZ, индуктивност намотаја игра главну улогу, резонантна тачка је обично мања и мање је осетљива на промену дистрибуиране капацитивности; када фреквенција пређе 1 MHZ, дистрибуирана капацитивност заобилази индуктивност намотаја, а резонантна тачка се такође смањује сходно томе, мање је осетљива на промене индуктивности, а како се фреквенција повећава, залутала капацитивност тест петље (вода) ће такође имати значајан утицај на резултате теста.

Пошто је тестер деформације намотаја трансформатора скуп и захтева висококвалификовано особље, није га лако широко користити у производњи и раду. Стога, у стварном раду, метода процене да ли је намотај деформисан према промени капацитета намотаја трансформатора може се користити као користан додатак методи фреквентног одзива. Посебно када метод фреквентног одзива нема услове, радно стање намотаја трансформатора може се временски схватити упоређивањем акумулираног измереног капацитета хоризонтално и вертикално, како би се смањила вероватноћа незгода и обезбедио безбедан и стабилан рад електроенергетске мреже.

(5) Појачати инспекцију током изградње, рада и одржавања на лицу места и користити поуздан систем заштите од кратког споја. Приликом постављања трансформатора на лицу места, изградња мора бити изведена у строгом складу са упутствима и спецификацијама произвођача, квалитет мора бити строго контролисан и морају се предузети одговарајуће мере за елиминисање пронађених скривених опасности. Особље за рад и одржавање треба да појача инспекцију, одржавање и управљање гаранцијом трансформатора како би се осигурало да је трансформатор у добром радном стању и предузети одговарајуће мере за смањење вероватноће кратких спојева на излазу и у близини. Да би се што више избегао кратки спој система, за трансформаторе који су пуштени у рад, прво опремити поуздан једносмерни систем заштите како би се осигурала исправност заштитног деловања; Технологија испитивања фреквентним одзивом мери стање трансформатора након што је на њега утицао кратки спој и намерно проверава поклопац према резултатима испитивања, што може ефикасно спречити појаву већих незгода.

Да ли трансформатор може да издржи различите струје кратког споја углавном зависи од структурног дизајна и процеса производње трансформатора, и има одличну везу са управљањем радом, условима рада и нивоом технологије изградње. Незгоде услед кратког споја трансформатора су изузетно штетне за рад електроенергетског система. Да би се избегле незгоде, треба предузети ефикасне мере контроле са различитих страна како би се осигурао безбедан и стабилан рад трансформатора и електроенергетских система.