Co się dzieje, gdy zawodzi transformator mocy?

W przypadku awarii transformatora zasilania sytuacja może być bardzo poważna, z konsekwencjami od uszkodzenia samego sprzętu po paraliż całej sieci energetycznej,i nawet incydentów bezpieczeństwa, takich jak pożar lub wybuchDokładnie co się stanie zależy od rodzaju awarii, jej nasilenia, konstrukcji transformatora i szybkości działania urządzeń ochronnych.

Oto kilka możliwych scenariuszy:

Zjawy nieprawidłowe (obserwowane objawy):

Przegrzewanie: W miejscu uszkodzenia wytwarza się duża ilość ciepła, co powoduje gwałtowny wzrost temperatury oleju lub temperatury obwijania.

Nienormalny dźwięk: W środku słychać silne "brzęczenie", "pękanie", "pęknięcie" lub nawet "rumowanie".pęknięcie materiału izolacyjnego, luźny rdzeń lub silny przepływ.

Nieprawidłowa zmiana poziomu oleju: Gas generated by internal faults or large amounts of gas generated by high-temperature decomposition of insulating oil by arcs may cause abnormal oil level increase (increased pressure) or decrease (leakage).

Spryskiwanie oleju lub wyciek oleju: gwałtowny wzrost ciśnienia wewnętrznego może spowodować, że zawór obniżający ciśnienie spryskuje olej lub zbiorniki oleju, rury,grzejniki i inne części mogą pękać i wyciekać olej z powodu przegrzania, ciśnienia lub naprężenia mechanicznych.

Dym i ogień: Wysoka temperatura i łuki mogą zapalić olej izolacyjny lub materiały izolacyjne, powodując dym lub nawet ogień w transformatorze.

Produkcja gazu: olej izolacyjny rozkłada się w wysokiej temperaturze i pod wpływem łuku, tworząc gazy takie jak wodór, metan, etan, etylen, acetylen, tlenek węgla, dwutlenek węgla itp.(Analiza rozpuszczonych gazów/DGA jest ważną metodą diagnostyki usterek)Duże ilości gazu mogą spowodować nagły wzrost ciśnienia.

Deformacja lub pęknięcie powłoki: w skrajnych przypadkach ogromne ciśnienie wewnętrzne lub energia łuku mogą powodować nadmiar, deformację lub nawet pęknięcie zbiornika transformatora.

Uszkodzenia wewnętrzne:

Nieprawidłowość uzwojenia:

Krótkozawkowe skręty: izolacja między sąsiednimi skrętami w tym samym uzwojeniu ulega uszkodzeniu, tworząc pętlę krótkozawkową i powodując miejscowe przegrzanie.

Krótki obieg między warstwami: izolacja między warstwami zawijania jest uszkodzona.

Krótkofalowanie fazowo-fazowe: izolacja między owinięciami fazowymi jest zerwana.

Krótkofalowanie na uziemienie: izolacja między uziemieniem a rdzeniem lub zbiornikiem (uziemieniem) jest uszkodzona.

Wkręcenie otwartego obwodu: przewód jest zepsuty lub punkt połączenia nie jest spawany.

Deformacja/przesunięcie zawijania: ogromna siła elektromotywna w wyniku zwarcia powoduje, że zawijanie mechanicznie się deformuje, rozluźnia, a nawet załamuje.

Niewydolność rdzenia:

Wielopunktowe uziemienie rdzenia: rdzenie powinno być zaprojektowane tak, aby miało tylko jeden niezawodny punkt uziemienia.powodując lokalne przegrzanie lub nawet topnienie rdzenia.

Krótki obieg pomiędzy rdzeniami: uszkodzenie farby izolacyjnej prowadzi do krótkiego oblężenia między częściami, co powoduje zwiększoną utratę prądu wirusowego i przegrzanie.

Niewydolność układu izolacyjnego:

Starzenie się, wilgoć i uszkodzenie solidnej izolacji (karton, pozostałości itp.).

Starzenie się, wilgoć, zanieczyszczenie, węglowanie i zmniejszona wytrzymałość oleju izolacyjnego.

Nieprawidłowe uruchomienie przełącznika: zły kontakt, erozja kontaktu, awaria izolacji, zakłócenie mechaniczne lub awaria mechanizmu napędowego.

Nieprawidłowość w układzie: przebłysk, brudny odpływ, wewnętrzna wilgoć lub pęknięcie prowadzące do awarii lub awaria uszczelnienia i wyciek oleju.

Nieprawidłowość systemu chłodzenia: zablokowanie grzejnika, zatrzymanie pracy wentylatora/pompy olejowej, wyciek rurociągu chłodzącego, w wyniku którego występuje słaba rozpraszanie ciepła, wzrost temperatury, przyspieszone starzenie się izolacji lub awaria.

Wpływ na układ elektryczny:

Działanie w zakresie ochrony relera: transformatory są wyposażone w wiele zabezpieczeń (ochrona różnicowa, ochrona gazu, ochrona przed prądem, ochrona przed uwalnianiem ciśnienia, ochrona temperatury itp.)..W przypadku wystąpienia awarii odpowiednie urządzenia ochronne szybko wykryją nieprawidłowość (niezrównoważenie prądu, wytwarzanie gazu, wzrost ciśnienia, nadmierna temperatura) i działają:

Wyłączcie wyłącznik z transformatora i odizolować uszkodzony transformator z sieci.mające na celu zapobieganie rozszerzeniu się wypadku.

Alarm: Wysyłanie sygnałów dźwiękowych i świetlnych lub informacji o alarmie zdalnym.

wahania lub spadek napięcia: sama usterka lub usterka zabezpieczająca spowoduje natychmiastowe spadek lub wahania napięcia przyłączonego do transformatora,wpływające na jakość zasilania użytkowników niższego szczebla.

Przerwanie zasilania: Jeśli uszkodzony transformator jest kluczowym węzłem w łańcuchu zasilania, jego uruchomienie spowoduje poważne przerwy w zasilaniu w obszarze, który dostarcza zasilania.

Problemy ze stabilnością systemu: uruchomienie dużej usterki głównego transformatora może zakłócić równowagę mocy i stabilność sieci energetycznej,i w ciężkich przypadkach może powodować większą awarię zasilania lub nawet załamanie systemu (załamanie kaskadowe).

Wstrząs zwarcia prądu: usterka zwarcia wewnątrz transformatora wygeneruje ogromny zwarcie prądu, które nie tylko spowoduje katastrofalne uszkodzenia samego transformatora,ale także powodują ogromną siłę elektromotywną i wstrząs cieplny do barów, urządzenia rozdzielcze, linie itp. podłączone do niego.

Ryzyko dla bezpieczeństwa:

Ogień i wybuch: Spryskiwany wysokotemperaturowy, łatwopalny olej izolacyjny może spowodować pożar, gdy wpadnie w kontakt z powietrzem lub łukiem elektrycznym.To najgroźniejsza sytuacja..

Uwolnienie toksycznych substancji: Spalanie oleju izolacyjnego i materiałów izolacyjnych powoduje uwolnienie toksycznego dymu i gazu.

Uszkodzenie sprzętu: Eksplozja lub pęknięcie zbiornika oleju może spowodować pęknięcie wysokotemperaturowego oleju, odpadów i części, powodując uszkodzenie personelu i pobliskiego sprzętu.

Zanieczyszczenie środowiska: Duże ilości oleju izolacyjnego zanieczyszczają glebę i źródła wody.