Отказы трансформаторов

Опубликовано: 26 Июль 2011

силовые трансформаторы

Трансформаторы различных габаритов и конфигураций являются сердцем энергетических систем. Будучи крайне необходимым и дорогостоящим оборудованием, трансформаторы играют важную роль в передаче электроэнергии и целостности энергетической системы в общем. Тем не менее, трансформаторы имеют свой ресурс эксплуатации, в случае превышения которого может произойти отказ трансформатора. Под воздействием неблагоприятных условий системе и системному оборудованию могут быть нанесены тяжелые повреждения, кроме того, возможно недопустимое прерывание снабжения потребителей. Поскольку период ремонта и замены силовых трансформаторов обычно очень длительный, ограничение ущерба, наносимого поврежденным трансформаторам, является первоочередной целью их защиты.

Экономическое воздействие от отказа силового трансформатора.

  • Прямые экономические последствия ремонта или замены трансформатора.
  • Непрямые экономические последствия, связанные с потерей мощности или перерывами электроснабжения.

Такие условия эксплуатации, как перегрузка трансформатора вследствие ошибки и т.д., часто приводят к отказу трансформатора. Это подчеркивает необходимость функций защиты трансформатора от перегрузки и перегрева. Длительная работа трансформатора в таких абнормальных условиях, как неисправности или перегрузки, может подвергнуть риску силовой трансформатор. Адекватная защита необходима для скорейшего отключения трансформатора при таких обстоятельствах. Используемый тип защиты должен уменьшать время отключения в случае наличия неисправности внутри трансформатора и минимизировать риск катастрофической поломки, чтобы упростить возможный ремонт.

Отказ силового трансформатора

повреждение обмоток трансформатора

Риск отказа трансформатора измеряется двумя параметрами: частота сбоев в работе и серьезность поломки. Чаще всего отказ трансформатора становится результатом повреждения изоляции. Эта категория включает неправильный или некачественный монтаж, износ изоляции, короткое замыкание и, с другой стороны, внешние факторы резкого изменения напряжения в электросети, такие как молния или порыв на линии электропередачи.

Сбои в работе трансформаторов могут быть классифицированы следующим образом:

  • Неисправность обмоток вследствие коротких замыканий (витковое замыкание, замыкание «фаза-фаза», «фаза земля», открытая обмотка)
  • Повреждения сердечника (нарушение изоляции сердечника, укороченные пластины)
  • Терминальные повреждения (открытые вводы, неплотные соединения, короткие замыкания)
  • Сбои системы регулирования напряжения под нагрузкой (механические, электрические, короткие замыкания, перегрев)
  • Ненормальные условия эксплуатации (перенасыщение, перегрузка, перенапряжение)
  • Внешние неисправности

Другими причинами отказа трансформатора могут стать:
Перегрузка  – трансформаторы, которые несут устойчивую нагрузку, превышающую номинальную, часто отказывают в связи с перегрузкой.
Перепады напряжения – отказ, вызванный коммутационными перенапряжениями, скачками напряжения, неполадками на линии электропередачи, и другими нарушениями передачи и распределения энергии предполагает, что защите от перенапряжения, адекватности крепления витков обмоток и мощности коротких замыканий должно уделяться больше внимания.
Неплотные соединения – неплотные соединения, неправильное сопряжение разнородных металлов, неправильная затяжка болтовых соединений может также привести к отказу трансформатора.
Загрязнение масла  – загрязнение масла ведет к образованию осадка, влаги и отложению углерода в масляном баке, что часто приводит к поломке трансформатора.
Конструкционные / производственные ошибки – включают такие проблемы, как болтающаяся  или неподдерживаемая ошиновка, плохая фиксация, некачественная пайка, недостаточная изоляция сердечника, низкая выдерживаемая мощность коротких замыканий и посторонние предметы, оставленные в баке.
Неправильное обслуживание / управление – ненадлежащее обслуживание и эксплуатация являются главной причиной отказа трансформаторов. Сюда относятся отключенная или неправильно установленная система управления, потери охлаждения, накопление грязи и масла, коррозия.
Внешние факторы  – некоторые внешние факторы, такие как наводнения, пожары, взрывы, удары молнии, и высокая влажность могут стать причиной повреждения трансформатора.

Наилучшие способы предупреждения отказов трансформаторов

Поломок трансформаторов и угроз их безопасности можно избежать или свести их к минимуму, убедившись в том, что проводники и оборудование имеют правильный размер, защиту и надлежащее заземление. Неправильная установка трансформаторов может вызвать пожар из-за неправильной защиты, а также поражение электрическим током в связи с несоответствующим заземлением.

заземление бака трансформатора

Как только трансформатор будет смонтирован, бак должен быть постоянно заземлен на правильно установленном стационарном заземлении надлежащего сечения.
В условиях повышенной влажности или дождя доступ к заполненному жидкостью трансформаторному баку должен быть ограничен.
Сухой воздух должен непрерывно поступать в газовое пространство, если влажность превышает 70%.
Силовой трансформатор должен быть защищен от дождя таким образом, чтобы вода не попадала внутрь.
Все оборудование, используемое при обработке жидкостей (шланги, насосы и т.д.) должно быть чистым и сухим. Если в ходе проверки выводиться изоляционная жидкость, его уровень должен оставаться не ниже верхней части обмотки.
Когда заполненный жидкостью трансформатор установлен снаружи, необходимо поддерживать постоянное положительное давление газа на уровне от 1 до 2 МПа (даже при низкой температуре окружающей среды).
Прежде чем подать напряжение, необходимо провести заключительный осмотр трансформатора. Должна быть произведена проверка всех соединений, изоляции и вводов.
При загрузке трансформатор должен находиться под наблюдением в течение первых часов работы. Температура и давление в баке трансформатора должны контролироваться на протяжении первой недели работы.

подключение ОПН к трансформатору

Устройства защиты от перенапряжений (ОПН, разрядники) необходимо установить и соединить с вводами/зажимами трансформатора при помощи самой короткой ошиновки, чтобы защитить оборудование от коммутационных перенапряжений и ударов молнии.

Ещё по теме:

Оставить отзыв