Störungen im Betrieb von Leistungstransformatoren

Während des Betriebs ist das Auftreten verschiedener Arten von Defekten und Fehlfunktionen von Transformatoren nicht ausgeschlossen, die deren Betrieb in unterschiedlichem Maße beeinträchtigen. Bei manchen Störungen können Transformatoren längere Zeit in Betrieb bleiben, bei anderen müssen sie sofort außer Betrieb genommen werden. In jedem Fall richtet sich die Möglichkeit weiterer Arbeiten nach der Art des Schadens. Unfähigkeit des Personals, nicht rechtzeitig ergriffene Maßnahmen zur Beseitigung manchmal geringfügiger Mängel führen zu Notabschaltungen von Transformatoren.

Die Schadensursachen sind unbefriedigende Arbeitsbedingungen, mangelhafte Reparatur und Installation von Transformatoren. Mängel einzelner Strukturelemente moderner Transformatoren, Verwendung unzureichender Qualität Isoliermaterialien.

Typisch sind Schäden an Isolierungen, Magnetkreisen, Schaltgeräten, Windungen, Öl- und Porzellandurchführungen.

Schäden an der Isolierung von Transformatoren

Die Hauptisolierung wird häufig durch eine Verletzung ihrer elektrischen Festigkeit bei Nässe sowie durch kleine Mängel beschädigt. Bei Transformatoren ab 220 kV sind Ausfälle mit dem Auftreten der sogenannten „Schleichentladung“ verbunden, bei der es sich um eine allmähliche Zerstörung der Isolierung durch die Ausbreitung lokaler Entladungen auf der Oberfläche des Dielektrikums unter Einwirkung der Betriebsspannung handelt . Auf der Oberflächenisolierung entsteht ein Gitter aus leitenden Kanälen, während sich der berechnete Isolationsspalt verringert, was zur Zerstörung der Isolierung mit der Bildung eines starken Lichtbogens im Inneren des Tanks führt.

Der starke thermische Verschleiß der Spulenisolierung wird durch das Aufquellen der zusätzlichen Isolierung der Spulen und die damit verbundene Unterbrechung der Ölzirkulation durch teilweise oder vollständige Verstopfung der Ölkanäle verursacht.

Mechanische Schäden an der Isolierung der Spulen treten häufig bei Kurzschlüssen im externen Stromnetz und einem unzureichenden elektrodynamischen Widerstand der Transformatoren auf, was auf eine Abschwächung der Presskräfte auf die Wicklungen zurückzuführen ist.

Schäden an Magnetkernen von Transformatoren

Magnetkreise werden durch Überhitzung durch Zerstörung des Lackfilms zwischen den Blechen und Sintern von Stahlblechen beschädigt, bei Bruch der Isolierung der Pressstifte, bei Kurzschluss, wenn einzelne Elemente des Magneten beschädigt werden Der Kreislauf erweist sich untereinander und zum Tank als geschlossen.

Ausfall von Schaltgeräten von Transformatoren

Zum Ausfall von PMB-Schaltgeräten kommt es, wenn der Kontakt zwischen den beweglichen Schleifringen und den feststehenden Leiterstäben unterbrochen wird.Zu einer Verschlechterung des Kontakts kommt es mit einer Abnahme des Kontaktdrucks und der Bildung eines Oxidfilms auf den Kontaktflächen.

Wechslerschalter sind recht komplexe Geräte, die eine sorgfältige Einstellung, Inspektion und spezielle Tests erfordern. Die Ursachen für den Ausfall des Lastschalters sind Funktionsstörungen von Schützen und Schaltern, verbrannte Kontakte von Schützvorrichtungen, Blockieren von Schützmechanismen, Verlust der mechanischen Festigkeit durch Stahlteile und Papier-Bakelit-Watte. Wiederkehrende Unfälle im Zusammenhang mit dem Ausfall der Regelung Spule, die sich aus der Überlappung der äußeren Funkenstrecke der Schutzfunkenstrecke ergibt.

Der Ausfall der Anzapfungen von den Wicklungen zu den Schaltgeräten und Durchführungen wird hauptsächlich durch den unbefriedigenden Zustand der Verhältnisse verursacht. Kontaktlinks, sowie die Annäherung flexibler Auslässe an die Tankwände, Kontamination des Öls mit leitfähigen mechanischen Verunreinigungen, einschließlich Oxiden und Metallpartikeln aus Kühlsystemen.

Beschädigung der Transformatordurchführungen

Der Ausfall von Durchführungen ab 110 kV hängt hauptsächlich mit der Benetzung des Papierträgers zusammen. Bei minderwertigen Dichtungen beim Nachfüllen der Buchsen ist das Eindringen von Feuchtigkeit in die Buchsen möglich Transformatoröl mit geringer Spannungsfestigkeit. Beachten Sie, dass der Ausfall von Durchführungen in der Regel mit Transformatorbränden einhergeht, die erhebliche Schäden verursachen.

Eine typische Ausfallursache von Porzellandurchführungen ist die Kontakterwärmung in Schraubverbindungen von Verbundleiterstiften oder an der Verbindungsstelle externer Stromschienen.

Schutz von Transformatoren vor inneren Schäden

Transformatoren sind vor inneren Schäden geschützt Relaisschutzgeräte... Die wichtigsten Hochgeschwindigkeitsschutzmaßnahmen sind der Differenzstromschutz gegen alle Arten von Kurzschlüssen in den Wicklungen und an den Anschlüssen des Transformators, der Gasschutz gegen Kurzschlüsse, die innerhalb des Transformatorkessels auftreten und mit der Freisetzung von Gas einhergehen durch {Senken des Ölstandes, aktueller Interrupt Es gibt keine Zeitverzögerung durch einen Transformatorausfall, der mit dem Durchgang relativ großer Kurzschlussströme einhergeht.

Alle Schutzmaßnahmen gegen interne Schäden funktionieren, wenn alle Transformator-Leistungsschalter ausgeschaltet sind, und in Umspannwerken, die nach vereinfachten Schemata (ohne Leistungsschalter auf der Oberspannungsseite) gebaut wurden – wenn ein Kurzschlussschalter geschlossen oder ein Leistungsleitungsschalter ausgeschaltet ist.

Überwachung und Erkennung von in ihnen auftretenden Gesundheitsschäden an Transformatoren durch Analyse der im Öl gelösten Gase

Um Fehler an Transformatoren möglichst frühzeitig zu erkennen, wenn die Gasfreisetzung noch sehr schwach sein kann, wird in der betrieblichen Praxis häufig die chromatographische Analyse von in Öl gelösten Gasen eingesetzt.

Tatsache ist, dass sich bei sich entwickelnden Transformatorausfällen, die durch Hochtemperaturerhitzung verursacht werden, Öl und Feststoffisolierung unter Bildung leichter Kohlenwasserstoffe und Gase (mit einer ziemlich spezifischen Zusammensetzung und Konzentration) zersetzen, die sich im Öl lösen und sich im Gasrelais des Transformators ansammeln Transformator. Der Zeitraum der Gasansammlung im Relais kann sehr lang sein und das darin angesammelte Gas kann sich erheblich von der Zusammensetzung des Gases unterscheiden, das in der Nähe des Ortes seiner Freisetzung entnommen wird.Daher ist eine Fehlerdiagnose auf Grundlage der Analyse des dem Relais entnommenen Gases schwierig und kann sich sogar verzögern.

Die Analyse einer in Öl gelösten Gasprobe ermöglicht neben einer genaueren Diagnose des Fehlers auch die Beobachtung seiner Entwicklung vor dem Auslösen des Gasrelais. Und selbst bei großen Schäden, wenn der Gasschutz beim Auslösen des Transformators aktiviert wird, kann der Vergleich der Zusammensetzungen des aus dem Relais entnommenen und im Öl gelösten Gases hilfreich sein, um die Schwere des Schadens besser einschätzen zu können der Schaden.

Es wurden die Zusammensetzung und Grenzkonzentrationen der im Öl gelösten Gase, Transformatoren in gutem Zustand und mit typischen Schadensarten ermittelt. Wenn beispielsweise Öl unter Einwirkung eines Lichtbogens (Überlappung im Schalter) zersetzt wird, wird hauptsächlich Wasserstoff freigesetzt. Unter den ungesättigten Kohlenwasserstoffen überwiegt Acetylen, das in diesem Fall ein charakteristisches Gas ist. Kohlenmonoxid und Kohlendioxid sind in geringen Mengen vorhanden.

Und hier unterscheidet sich das Gas, das bei der Zersetzung von Öl und fester Isolierung (Schließung von Windung zu Windung in der Wicklung) freigesetzt wird, von dem Gas, das nur bei der Zersetzung von Öl entsteht, durch einen merklichen Gehalt an Oxid und Kohlendioxid

Um Schäden an Transformatoren zu diagnostizieren, werden regelmäßig (zweimal im Jahr) Ölproben zur chromatographischen Analyse der im Öl gelösten Gase entnommen, während zur Entnahme von Ölproben medizinische Spritzen verwendet werden.

Die Probenahme von Öl wird wie folgt durchgeführt: Am Abzweigrohr des zur Probenahme vorgesehenen Ventils wird ein Gummischlauch von Schmutz befreit und auf das Abzweigrohr gesteckt.Der Hahn wird geöffnet und der Schlauch mit Öl aus dem Transformator gespült, das Schlauchende wird angehoben, um Luftblasen zu entfernen. Am Ende des Schlauchs ist eine Schelle angebracht; Die Nadel der Spritze wird in die Schlauchwand eingespritzt. Holen Sie sich das Öl in die Spritze und dann! Das Öl wird durch die Waschnadel der Spritze abgelassen, der Vorgang des Füllens der Spritze mit Öl wird wiederholt, die mit Öl gefüllte Spritze wird mit der Nadel in den Gummistopfen injiziert und in dieser Form an das Labor geschickt.

Die Analyse erfolgt unter Laborbedingungen mit einem Chromatographen. Die Ergebnisse der Analyse werden mit den aggregierten Daten über die Zusammensetzung und Konzentration des bei verschiedenen Arten von Transformatorausfällen freigesetzten Gases verglichen und eine Schlussfolgerung über die Gebrauchstauglichkeit des Transformators bzw. seiner Ausfälle und den Grad der Gefährlichkeit dieser Ausfälle gezogen.

Anhand der Zusammensetzung der im Öl gelösten Gase können Überhitzung von leitenden Verbindungen und Strukturelementen des Transformatorrahmens, elektrische Teilentladungen im Öl, Überhitzung und Alterung der festen Isolierung des Transformators festgestellt werden.