Причини раптового короткого замикання трансформатора

■ Перевірка та випробування обмотки

Коли трансформатор короткозамикається, під дією електродинамічної сили обмотка одночасно піддається тиску, натягу, вигину та іншим силам, що призводить до сильного приховування несправності, яку нелегко перевірити та усунути, тому обмотку слід перевірити після короткого замикання.

■ Вимірювання опору трансформатора постійному струму

За виміряним значенням опору постійному струму трансформатора перевіряється коефіцієнт дисбалансу опору постійному струму обмотки та порівнюється з попереднім виміряним значенням, що дозволяє ефективно дослідити пошкодження обмотки трансформатора. Наприклад, після короткого замикання трансформатора опір постійному струму в напрямку C на стороні низької напруги збільшився приблизно на 10%, тому було зроблено висновок про можливість появи нових жилок в обмотці. Нарешті, обмотку вийняли для огляду, і було виявлено, що одна жилка обмотки фази C була обірвана.

■ Вимірювання ємності обмотки трансформатора

Ємність обмотки складається з ємності між витками обмоток, шарами та між шарами обмоток, а також ємності обмотки. Ця ємність пов'язана з зазором між обмотками та залізним осердям і землею, зазором між обмотками та залізним осердям, зазором між обмотками, зазором між шарами обмоток та зазором між шарами обмоток. Коли обмотка деформується, вона зазвичай згинається у формі літери "S", що призводить до меншого зазору між обмоткою та залізним осердям та більшої ємності обмотки щодо землі. Чим менший зазор, тим більша зміна ємності. Отже, ємність обмотки може опосередковано відображати ступінь деформації обмотки.

■ Огляд після підняття кришки

Якщо після встановлення кришки трансформатора виявиться, що всередині нього є розплавлений мідний шлак, алюмінієвий шлак або фрагменти кабельного паперу високої щільності, це може свідчити про значний ступінь деформації обмотки та обрив дроту. Крім того, ступінь пошкодження обмотки можна оцінити за зміщенням та падінням блоку подушки обмотки, положенням притискної пластини, зміщенням притискного штифта тощо.

■ Перевірка залізного осердя та затискача

Залізний сердечник трансформатора повинен мати достатню механічну міцність, яка гарантується міцністю всіх затискних елементів на залізному сердечнику та їх з'єднувачах. Коли обмотка генерує електричну силу, осьова сила обмотки буде компенсована силою реакції затискача. Якщо міцність затискача та натяжної пластини менша за осьову силу, затискач, натяжна пластина та обмотка будуть пошкоджені. Тому необхідно ретельно перевірити стан залізного сердечника, затискача, натяжної пластини та їх з'єднувачів, а також перевірити такі умови:

① Перевірте, чи рухається стружка ярма на залізному осерді вгору та вниз.

② Слід виміряти опір ізоляції між гвинтом для проколювання сердечника та залізним осердям, перевірити кожух гвинта для проколювання сердечника на наявність пошкоджень, а також перевірити натягувальну пластину та з'єднувач натягувальної пластини на наявність пошкоджень.

③ Під час короткого замикання трансформатора може виникнути зміщення між притискною пластиною та затискним елементом, що може призвести до відриву або обгоряння заземлювального з'єднувального елемента притискної пластини та залізного ярма на притискному штифті через перевантаження по струму. Тому для притискної пластини обмотки, окрім перевірки пошкодження притискного штифта та притискної пластини, слід перевірити надійність заземлювального з'єднання між обмоткою, притискним штифтом та верхнім ярмом.

■ Аналіз трансформаторної оливи та газу

Після короткого замикання трансформатора в газовому реле може накопичуватися велика кількість газу. Тому після аварії трансформатора газ у газовому реле та оливу в трансформаторі можна взяти на хімічний аналіз, щоб визначити характер аварії.

■ Питання, що потребують уваги під час обробки короткого замикання трансформатора

(1) Забезпечте працездатність ізоляційних деталей під час заміни ізоляційних деталей

Під час обробки необхідно перевірити експлуатаційні характеристики замінених ізоляційних деталей, і їх можна використовувати лише після виконання вимог. Особливу увагу слід приділити ізоляції дерев'яного блоку свинцевої опори. Дерев'яний блок перед встановленням слід помістити в термотрансформаторне масло за температури близько 80 ℃ на певний час, щоб забезпечити ізоляцію дерев'яного блоку.

(2) Випробування ізоляції трансформатора повинно проводитися після заповнення трансформатора маслом і залишатися нерухомим протягом 24 годин.

Оскільки деякі демпфовані ізоляційні деталі дифундують до ізоляційної поверхні після тривалого перебування в гарячій олії, дефекти ізоляції неможливо виявити після введення олії. Наприклад, під час обробки на стороні низької напруги трансформатора потужністю 31,5 МВА 110 кВ було замінено дерев'яний блок опорної мідної шини 10 кВ. Після заповнення трансформатора олією всі випробування пройшли нормально. Опір ізоляції сторони низької напруги 10 кВ відносно залізного осердя, затискача та землі зменшився приблизно до 1 МОм. Після огляду підвісної кришки було виявлено, що ізоляція дерев'яного блоку опорної мідної шини 10 кВ була дуже низькою. Тому випробування ізоляції слід надійно проводити через 24 години після того, як трансформатор все ще заповнений олією.

(3) Під час повторного складання слід звертати увагу на гострі кути залізного осердя.

Під час встановлення залізного осердя назад на ярем, зверніть увагу на гострий кут стружки залізного осердя та своєчасно виміряйте ізоляцію між масляними каналами, особливо гострий кут стружки біля масляного каналу, щоб запобігти багатоточковому заземленню залізного осердя через склеювання стружки. Наприклад, для трансформатора 220 кВ потужністю 120 МВА, під час заміни обмотки з боку низької напруги та повторного встановлення ярма, ізоляція між масляними каналами після встановлення була виміряна як 0, оскільки гострий кут стружки не був помічений під час повторного встановлення, а ізоляція між масляними каналами не була вчасно виміряна. Знадобилося багато часу, щоб з'ясувати, що масляний канал був коротким замиканням на гострому куті стружки осердя.

(4) Замініть матеріал обмотки на матеріал із сильним опором короткого замикання

Механічна міцність обмотки трансформатора з покращеною конструкцією визначається головним чином двома такими аспектами:

① По-перше, механічна міцність обмотки визначається факторами її власної структури;

② Другий фактор – це механічна міцність, яка визначається опорою з боку внутрішнього діаметра обмотки, структурою осьового стиснення обмотки та процесом виготовлення натяжних пластин і затискачів. Наразі більшість виробників трансформаторів використовують напівтвердий мідний дріт або самоклеючий транспонований провідник для покращення стійкості самої обмотки до короткого замикання, використовують картонні циліндри кращої якості або збільшують кількість розпірок для покращення здатності обмотки витримувати радіальне зусилля, а також використовують натяжні пластини або пружинні шпильки для покращення здатності групи обмоток витримувати осьове зусилля.

Як зазначає технічний відділ виробника силових трансформаторів, під час технічної демонстрації перед підписанням договору купівлі-продажу трансформатора та заміною обмотки трансформатора, слід ретельно дослідити та приділити належну увагу здатності обмотки до короткого замикання.

(5) Сушіння трансформатора

Оскільки трансформатор потребує капітального ремонту протягом тривалого часу після впливу короткого замикання, можна вжити двох заходів для запобігання намокання трансформатора:

① Спочатку, перед закінченням кожного робочого дня, трансформатор необхідно накрити, а вакуумним насосом видалити вільну воду з поверхні корпусу трансформатора. Наступного дня, коли робота розпочнеться, вакуум необхідно усунути за допомогою сухого азоту або сухого повітря. Як правило, трансформатор можна безпосередньо вводити в експлуатацію після 24 годин циркуляції гарячого масла після технічного обслуговування.

② По-друге, після завершення роботи щодня необхідно вживати заходів для захисту трансформатора від дощу. Після завершення роботи трансформатор необхідно висушити методом гарячого обприскування олією, що зазвичай займає від 7 до 10 днів.

(6) Інші запобіжні заходи

Після короткого замикання трансформатора, окрім випробувань трансформатора відповідно до загальноприйнятих методів, необхідно оцінити та проаналізувати характер несправності, об'єднавши результати випробувань трансформаторної оливи, газу реле, опору обмотки постійному струму, ємності обмотки та вимірювання деформації обмотки, а також перевірити деформацію обмоток, зміщення та ослаблення залізних осердь та затискачів, а потім визначити схему обробки та профілактичні заходи для трансформатора. Якщо обмотку необхідно замінити через серйозну деформацію, спричинену коротким замиканням трансформатора, слід звернути увагу на повторне складання стружки залізного осердя, сушіння всіх ізоляційних деталей, обробку трансформаторної оливи та загальне сушіння трансформатора.