Aké sú bežné problémy s vinutím transformátora a ako ich možno vyriešiť?

Vinutia transformátorarobiť veľa ťažkých bremien vo vnútri transformátora. Prenášajú prúd, prenášajú elektrickú energiu a spolupracujú s izolačným systémom, aby zabezpečili bezpečnú prevádzku transformátora. Z tohto dôvodu, keď sa niečo pokazí s avinutie transformátora, problém sa môže veľmi rýchlo stať vážnym.

Problémy s navíjaním môžu byť spôsobené skratom-silami, prehriatím, starnutím izolácie, vlhkosťou, výrobnými chybami alebo dokonca hrubým zaobchádzaním počas prepravy. Niektoré poruchy sa objavia náhle, zatiaľ čo iné sa po rokoch prevádzky vyvíjajú pomaly.

Dobrou správou je, že mnohé problémy s vinutím sa dajú odhaliť skôr, ako sa zmenia na veľkú poruchu. Pravidelné testovanie a praktickétipy na údržbu transformátoramôže urobiť veľký rozdiel.

Bežné problémy s vinutím transformátora

Vinutie je každý deň vystavené elektrickému a mechanickému namáhaniu. Pri skrate sa však sily môžu niekoľkonásobne zvýšiť ako za normálnych prevádzkových podmienok. Vtedy sa často prejavia existujúce slabé stránky.

Deformácia vinutia transformátora

Deformácia vinutiapatrí k tým vážnejšímproblémy s transformátorom, najmä po vysoko{0}}skrate.

Za normálnych podmienok sú elektromagnetické sily vo vnútri transformátora dobre kontrolované. Počas poruchy však môže prúd dramaticky stúpnuť a výsledné sily môžu tlačiť alebo vyťahovať vinutia z ich pôvodnej polohy.

Vinutie sa môže radiálne pohybovať, axiálne posúvať, vybočovať, nakláňať alebo stláčať.Niekedy je poškodenie zrejmé pri internej kontrole. Inokedy transformátor beží ďalej a problém sa prejaví až pri elektrickom testovaní.

Tu môžu byť veci zložité.

Deformované vinutie môže mať menšie izolačné vôle, ako bolo pôvodne navrhnuté. Vodiče sa môžu priblížiť k sebe, čím sa zvyšuje namáhanie izolácie závitu a hlavnej izolácie. V konečnom dôsledku to môže viesť k-závitovému skratu alebo dokonca k-zrušeniu vinutia-.

Po závažnom skrate-je preto dobrý nápad skontrolovať transformátor namiesto toho, aby ste jednoducho predpokladali, že je všetko v poriadku.

Bežné diagnostické metódy zahŕňajútestovanie odporu vinutia, testovanie pomeru závitov, analýza frekvenčnej odozvy (FRA) a testovanie izolácie.

Porucha izolácie odbočky a medzi{0}}zákrutové skraty

Izolácia medzi jednotlivými závitmi je tenká, ale má veľmi dôležitú úlohu. Ak sa táto izolácia pokazí, dve alebo viac závitov sa môžu elektricky spojiť, aj keď by nemali byť.

Toto je známe ako anmedzi-zákrutový skrat.

Najprv sa chyba môže týkať len malej časti vinutia. Transformátor môže stále vyzerať, že funguje normálne, čo môže spôsobiť, že problém sa dá ľahko prehliadnuť. Skratované závity však môžu prenášať vysoký cirkulačný prúd a vytvárať významné lokálne teplo.

Toto teplo poškodzuje viac izolácie, čo môže spôsobiť, že pôvodný problém rýchlo narastie.

Porucha izolácie vinutiamôže byť spôsobené dlhodobým-prehriatím, starnutím izolácie, vlhkosťou, mechanickým pohybom, čiastočným vybitím, nadmerným elektrickým namáhaním alebo fyzickým poškodením.

Oprava závisí od toho, čo inžinieri nájdu. Ak je poškodenie veľmi lokalizované, niekedy sa môže opraviť izolácia alebo komponenty vinutia. Ak bol vodič alebo izolačný systém vážne poškodený, previnutie je zvyčajne bezpečnejšou možnosťou.

A tu platí jedno dôležité pravidlo: odstrániť príčinu, nielen symptóm. Ak prehriatie spôsobilo poruchu izolácie, je potrebné riešiť aj problém s chladením alebo zaťažením.

Rozpad hlavnej izolácie

Vinutia transformátora sa tiež spoliehajú nahlavná izoláciana oddelenie vinutia od jadra, nádrže, iných vinutí a uzemnených komponentov.

Ako izolácia starne, jej elektrická a mechanická pevnosť sa môže znižovať. Vlhkosť zhoršuje situáciu, najmä v olejových{1}}transformátoroch. Znečistený alebo degradovaný izolačný olej môže tiež znížiť celkový dielektrický výkon.

Ďalšou možnou príčinou je deformácia vinutia. Ak sa vinutie po skrate pohne, izolačné vzdialenosti sa môžu zmenšiť, ako bolo zamýšľané. To vytvára dodatočné elektrické napätie a zvyšuje možnosť poruchy izolácie.

V závislosti od stavu môžu opravy zahŕňať ošetrenie transformátorového oleja, vákuové sušenie, výmenu izolačných komponentov, opravu vinutia alebo úplné previnutie poškodenej časti.

Vážne poškodené vinutie transformátora by mal za normálnych okolností spracovať kvalifikovaný personál na opravu transformátora, a nie prostredníctvom rýchlej opravy na mieste.

Radiálna nestabilita vinutia transformátora

Radiálna nestabilita opisuje nežiaduci pohyb vinutia smerom k stredu alebo preč od stredu transformátora.

Toto úzko súvisí so skratovými-silami. Keď cez vinutia preteká veľký poruchový prúd, na vodiče pôsobia silné elektromagnetické sily. Ak mechanická konštrukcia nie je dostatočne pevná, vinutie sa môže skrútiť alebo zdeformovať.

Napríklad vnútorné vinutie môže byť zatlačené dovnútra, zatiaľ čo vonkajšie vinutie môže byť vytlačené von. Keď vinutie stratí svoj pôvodný tvar, môže sa znížiť aj jeho mechanická pevnosť.

Druhá porucha by potom mohla spôsobiť ešte väčšie škody.

Oprava radiálnej deformácie závisí od jej závažnosti. Menší pohyb môže vyžadovať podrobné testovanie a kontrolu. Vážnejšia deformácia môže vyžadovať vnútornú demontáž, mechanické obnovenie alebo opravu vinutia. Ak sú vodiče vážne poškodené, môže byť potrebné ich previnutie.

Z hľadiska návrhu je nevyhnutná správna podpora vodičov, rozpery, upínacie konštrukcie a výpočty skratov{0}}.

Axiálna nestabilita vinutia transformátora

Axiálna nestabilita je ďalším bežným mechanickým problémom.

Namiesto pohybu dovnútra alebo von sa vinutie pohybuje pozdĺž svojej vertikálnej osi.Počas skratu môžu elektromagnetické sily tlačiť časti vinutia nahor alebo nadol. V niektorých prípadoch môžu byť časti vinutia stlačené, natiahnuté, naklonené alebo posunuté.

Slabá mechanická podpora, nedostatočné upnutie alebo strata upínacieho tlaku v priebehu času môžu zvýšiť riziko.

Axiálny pohyb nie je len mechanická záležitosť. Po pohybe sekcií vinutia sa môžu zmeniť aj izolačné bariéry a vôle. To môže nakoniec prispieťporucha izolácie vinutia.

Počas kontroly môžu technici skontrolovať výšku vinutia, koncové bloky, rozpery, upínací tlak a polohu vinutia vzhľadom na ostatné vnútorné komponenty.

Cieľom nie je jednoducho všetko utiahnuť čo najviac. Príliš veľký upínací tlak môže poškodiť aj izoláciu. Mechanická štruktúra musí byť obnovená podľa pôvodných konštrukčných požiadaviek transformátora.

Prehrievanie vinutia: Problém, ktorý by ste nemali ignorovať

Nie každý problém s navíjaním začína dramatickým skratom.

Prehriatie je ďalšou častou príčinou poškodenia vinutia. Transformátory pracujúce pri veľkom zaťažení prirodzene produkujú viac tepla, ale nadmerná teplota môže byť tiež výsledkom zlého chladenia, zablokovaných radiátorov, zlyhania ventilátora alebo čerpadla, vysokých okolitých teplôt alebo harmonických prúdov.

Dlhodobé-prehrievanie urýchľuje starnutie izolácie. V olejových-transformátoroch môže tiež urýchliť zhoršovanie stavu oleja a produkovať plyny, ktoré možno zistiť analýzou rozpustených plynov (DGA).

Keď je transformátor teplejší, ako sa očakávalo, skontrolujte záťaž, chladiaci systém, stav oleja, vetranie a merania teploty. Zníženie zaťaženia môže krátkodobo pomôcť, ale nie je to trvalé riešenie, ak problém s chladením pretrváva.

Ako diagnostikovať problémy s vinutím transformátora

Dobrá údržba je o včasnom nájdení problémov, nie o čakaní na zlyhanie transformátora.

Testovanie odporu vinutiamôže odhaliť rozdiely medzi fázami a môže identifikovať poškodené vodiče, uvoľnené spojenia alebo iné abnormality vinutia.

Testovanie pomeru otáčok transformátorakontroluje, či skutočný pomer otáčok zodpovedá očakávanej hodnote. Neočakávané zmeny môžu naznačovať poškodenie vinutia alebo problémy s prepínačom odbočiek.

Analýza frekvenčnej odozvy (FRA)je obzvlášť užitočné po skrate transformátora. Zmeny v podpise FRA môžu naznačovať pohyb alebo deformáciu zostavy vinutia a jadra.

Testy izolačného odporu a účinníkamôže poskytnúť ďalšie informácie o stave izolácie. V prípade transformátorov ponorených do oleja- môže DGA tiež pomôcť identifikovať prehriatie, iskrenie a iné vnútorné problémy.

Žiadny jediný test neprezradí celý príbeh. V praxi inžinieri zvyčajne porovnávajú aktuálne výsledky s údajmi z výrobných testov, predchádzajúcimi záznamami o údržbe a inými diagnostickými výsledkami.

Praktické tipy na údržbu transformátora

Niekoľko jednoduchých návykov údržby môže zabrániť mnohým problémom s navíjaním.

Po prvé, udržujte teploty transformátora pod kontrolou. Vyhnite sa zbytočnému preťaženiu a uistite sa, že ventilátory, čerpadlá, radiátory a ventilačné systémy fungujú správne.

Po druhé, dávajte pozor na izoláciu. Pre transformátory ponorené do oleja-je obzvlášť dôležitá dobrá kvalita oleja a kontrola vlhkosti. Pravidelné testovanie oleja môže odhaliť poškodenie skôr, ako sa stane veľkým problémom.

Dôležitá je aj ochrana-skratu. Správne koordinovaná ochrana by mala rýchlo odstrániť vonkajšie poruchy. Čím dlhšie je transformátor vystavený vysokému poruchovému prúdu, tým väčšie je mechanické namáhanie jeho vinutí.

A po závažnej poruche nevynechajte kontrolu len preto, že transformátor stále funguje. Vinutie sa môže mechanicky poškodiť bez zjavného vonkajšieho príznaku.

Netreba opomenúť ani dopravu a montáž. Silné nárazy počas prepravy môžu posunúť vnútorné komponenty, zatiaľ čo nesprávna inštalácia môže spôsobiť dodatočné mechanické namáhanie.

Kedy by sa malo vinutie transformátora opraviť alebo vymeniť?

Neexistuje žiadna-veľkosť-zodpovedajúca-všetkým. Rozhodnutie o oprave závisí od typu a rozsahu poškodenia.

Kľúčom je pochopiť, prečo vinutie zlyhalo. Výmena poškodeného vinutia bez odstránenia pôvodného problému si vyžaduje problémy.

Napríklad, ak opakované preťaženie spôsobilo prehriatie, nové vinutie bude nakoniec čeliť rovnakým podmienkam.

Záverečné myšlienky

Poruchy vinutia transformátora sa môžu pohybovať od malej izoláciezhoršenie až po vážnu mechanickú deformáciu vyžadujúcu úplnú výmenu vinutia. Hlavné spôsoby poruchy zahŕňajú poruchu izolácie otáčania, poruchu hlavnej izolácie, radiálnu nestabilitu a axiálnu nestabilitu.

Skratové{0}}poruchy si zaslúžia osobitnú pozornosť, pretože môžu vo vnútri transformátora vytvárať obrovské mechanické sily. Dokonca aj vtedy, keď transformátor pokračuje v chode, môže byť stále prítomná skrytá deformácia vinutia.

Preto je také dôležité pravidelné testovanie, správne chladenie, správa izolácie,-ochrana proti skratu a včasné kontroly.

V reálnom svete je malá preventívna údržba veľmi náročná. Monitorovanímvinutie transformátora, kontrola neobvyklých výsledkov testov a kontrola zariadenia po veľkých poruchách, môžu operátori často zachytiťproblémy s transformátoromskôr, než sa z nich stanú drahé zlyhania.

Pre vlastníkov transformátorov, dodávateľov EPC a údržbárske tímy je základný prístup jednoduchý: monitorovať, testovať, skúmať a opravovať hlavnú príčinu. Zvyčajne je to oveľa lacnejšie-a oveľa menej stresujúce-ako riešiť pokazený transformátor.

Kontaktujte teraz