De ce miezul transformatorului este considerat inima principală a unui transformator de putere?

Fiind aparat de bază și echipament central în industria energetică, miezul de fier al unui transformator de putere constituie o componentă funcțională și structurală vitală pentru asigurarea fluxului nestingherit al circuitului magnetic, conversia energiei și siguranța electrică. Din perspectiva echipamentelor de putere și a siguranței electrice, defecțiunile miezurilor de fier ale transformatoarelor nu pot fi trecute cu vederea.

Începând cu o descriere a stării de funcționare a miezurilor de fier ale transformatorului, această lucrare elucidează principiul împământării într-un singur punct pentru miezurile de fier ale transformatoarelor, analizează cauzele defecțiunilor de împământare în miezurile de fier ale transformatoarelor și oferă metode pentru tratarea și detectarea defecțiunilor.

1 Descrierea condițiilor de funcționare a miezului transformatorului de putere

Miezul constituie inima structurală a unui transformator de putere, oferind suport esențial pentru fluxul magnetic și conversia energiei. În timpul funcționării normale, miezul generează un câmp magnetic alternativ extrem de puternic din cauza tensiunii înalte și a curenților mari, rezultând o diferență semnificativă de potențial față de pământ. Această diferență de potențial poate provoca fenomene de descărcare între miez și rezervorul de ulei. Descărcările severe pot deteriora direct miezul, înfășurările și carcasa transformatorului, ceea ce poate duce la accidente ale transformatorului și riscuri de funcționare.

2 Principiul împământării într-un singur punct pentru miezurile transformatoarelor de putere

Împământarea într-un singur punct pentru miezurile transformatoarelor de putere implică asigurarea laminațiilor pentru a forma un plan potențial unificat. Acest lucru se realizează prin conectarea unei secțiuni a miezului la o placă de prindere a miezului fixată pe peretele interior al rezervorului prin fire sau șuruburi de prindere. Acest lucru asigură uniformitatea potențială atât în ​​interiorul miezului, cât și între miez și rezervor. În cazul în care miezul prezintă neuniformitate, deformare sau îndoire, facilitează cu ușurință împământarea electrică prin laminate. Într-un câmp electromagnetic alternativ, acest lucru induce curenți alternativi în interiorul miezului, potențial formând circuite localizate. În consecință, eliberarea de căldură localizată, tranzitorie, are loc în interiorul miezului, ceea ce duce la temperaturi interne excesive, eliberare semnificativă de gaze nocive, activarea sistemelor de protecție a gazelor și oprirea transformatorului. Aceste probleme afectează funcționalitatea transformatorului în sistemele și rețelele de alimentare.

3 Cauze primare ale defecțiunilor de împământare a miezului transformatorului de putere

(1) Prezența obiectelor străine în transformatorul de putere

 Cronologic, existența obiectelor străine se manifestă în mai multe etape:

În primul rând, în timpul producției, precizia inadecvată în fabricarea miezului și curățarea insuficientă a zonelor interne și a componentelor miezului pot lăsa resturi reziduale, compromițând eficiența împământării miezului.

În al doilea rând, în timpul instalării, forțele mecanice externe pot provoca deformarea miezului și deformarea carcasei, dislocarea materialelor și crearea mai multor puncte de împământare. Acest lucru duce la scurtcircuite, bucle închise și supraîncălzire.

În al treilea rând, în timpul umplerii cu ulei, calitatea substandard a uleiului poate introduce contaminanți metalici care aderă lângă miez, perturbând controlul punctului de împământare și formând mai multe puncte de împământare.

În al patrulea rând, în timpul întreținerii și funcționării, uzura, coroziunea și vibrațiile din interiorul transformatorului generează resturi metalice granulare și contaminanți sub formă de pulbere. Aceste particule se infiltrează în miez, perturbând funcționarea normală a acestuia și creând defecțiuni operaționale și pericole latente.

(2) Distanță insuficientă în miezul transformatorului de putere

Apropierea excesivă între clemele miezului și știfturile centrale poate duce la un spațiu de împământare inadecvat sau o fixare proastă în timpul împământarii miezului. Deplasarea operațională poate declanșa apoi fenomene de descărcare. Slăbirea distanțierilor de miez poate cauza contact miez-carcasa, inducând scurtcircuite.

(3) Pătrunderea apei în transformatorul de putere

În timpul instalării sau întreținerii pe vreme umedă, nepunerea în aplicare a măsurilor de impermeabilizare sau izolare poate deteriora izolația miezului. Laminarile de hârtie saturate cu umiditate, atunci când sunt supuse la tensiune înaltă, provoacă cu ușurință scurtcircuite de la miez la masă și defecțiuni de descărcare.

4 cauze fundamentale ale supraîncălzirii miezului transformatorului de putere

(1) Standarde de fabricație substandard. Cu cât este mai modern și mai automatizat transformatorul de putere, cu atât este mai mare cererea pentru tehnici avansate de fabricație. Anumite unități de producție de transformatoare nu dispun de calificările necesare pentru noi structuri, materiale și specificații, ceea ce duce la probleme practice precum precizie insuficientă, curățare incompletă și tehnici neconforme. Acest lucru duce la supraîncălzirea miezului, compromițând stabilitatea generală.

(2) Tehnici de instalare substandard. În timpul instalării, nerespectarea principiului de împământare într-un singur punct pentru miez duce la o strângere inadecvată a șuruburilor, lungime insuficientă a firului de împământare sau locație incorectă de împământare. Acest lucru face ca miezul să intre în contact cu carcasa, ducând în cele din urmă la o eroare la pământ a miezului și declanșând supraîncălzirea în timpul funcționării.

5. Metode de abordare a defectelor de împământare a miezului transformatorului de putere

Metodele principale de abordare a defecțiunilor de împământare de la miezul transformatoarelor de putere includ: gestionarea defecțiunilor de împământare intermitente în mai multe puncte, gestionarea defecțiunilor de împământare în mai multe puncte cu valori măsurabile ale rezistenței de izolație și rezolvarea defecțiunilor de împământare în mai multe puncte fără valori ale rezistenței de izolație (numită și împământare moartă). Această secțiune ilustrează în primul rând abordarea pentru defecțiunile intermitente de împământare în mai multe puncte.

6 Detectarea defecțiunilor de împământare a miezului transformatorului de putere

(1) Standardizarea procedurilor de inspecție. În timpul instalării, asigurați-vă că știfturile de poziționare sunt fie inversate, fie îndepărtate. Verificați cu meticulozitate dacă toate componentele sunt dimensionate corect, lungi corespunzător și dispun de o singură placă de conectare acolo unde este necesar. În plus, confirmați că toate șuruburile și piulițele sunt bine fixate și verificați dacă procesul de fabricație a laminatelor din oțel siliconic îndeplinește standardele optime. Eliminați în mod fundamental posibilitatea de mai multe puncte de împământare.

(2) Proceduri de curățare amănunțită. După fabricarea, instalarea sau modificările majore ale transformatoarelor de putere, efectuați curățarea completă a componentelor interne. Asigurați-vă că nu rămân fire metalice în exces sau chiar particule de metal infime în transformator, ceea ce ar putea predispune laminatele din oțel siliconat la mai multe puncte de împământare.

(3) Mențineți curățenia rezervorului. Efectuați inspecții de rutină ale răcitorilor și pompelor de ulei în timpul funcționării transformatorului pentru a preveni supraîncălzirea localizată a miezului și defecțiunea prematură. Acest lucru împiedică particulele de metal generate de frecare să intre în rezervor prin ulei. Acumularea de particule excesive în timp duce inevitabil la mai multe puncte de împământare.

(4) Îmbunătățirea monitorizării operaționale. Acest lucru permite acțiuni de remediere prompte la detectarea defecțiunilor de împământare a miezului în transformatoarele de putere sau inițierea investigațiilor atunci când apar factori suspecti. O astfel de vigilență asigură prevenirea defecțiunilor de împământare a miezului înainte ca acestea să apară.