Jak zjistit a odstranit poruchu uzemnění jádra transformátoru?

1. Odstranění vícebodových zemních poruch

(1) Dočasné způsoby zmírnění, když transformátor nemůže být vyřazen z provozu:

① Pokud existuje externí zemnící vodič a poruchový proud je relativně vysoký, zemnící vodič může být dočasně odpojen. Sledování však musí být zintenzívněno, aby se zabránilo rozvoji plovoucího potenciálu jádra, pokud bod poruchy zmizí.

② Pokud je chyba vícebodového uzemnění přerušovaná nebo nestabilní, je možné zapojit posuvný rezistor do série s pracovním zemnícím vodičem, aby se omezil proud pod 1 A. Odpor s posuvným vodičem by měl být vybrán vydělením napětí naměřeného na otevřeném pracovním zemnicím vodiči proudem, který jím protéká.

③ Analýza rozpuštěného plynu (DGA) musí být použita k monitorování rychlosti tvorby plynu v místě poruchy.

④ Jakmile je měřením identifikováno přesné místo poruchy a nelze-li ji okamžitě opravit, lze normální zemnící pásek jádra přemístit do stejné polohy jako bod poruchy. Tím se výrazně sníží cirkulační proud.

(2) Důkladná opatření údržby. Jakmile monitorování indikuje poruchu vícebodového uzemnění, transformátory, které lze vyřadit z provozu, by měly být okamžitě odpojeny od napájení, aby mohla být porucha zcela odstraněna. V závislosti na typu a příčině vícebodového uzemnění by měla být přijata vhodná opatření pro údržbu. V některých případech však nelze místo poruchy nalézt ani po odpojení transformátoru od napětí a zvednutí jádra. V takových situacích lze na místě k přesné lokalizaci uzemňovacího bodu použít následující metody:

① DC metoda: Odpojte zemnící pásek mezi jádrem a upínací konstrukcí. Na plechy z křemíkové oceli na obou stranách třmenu použijte stejnosměrné napětí 6 V. Poté použijte stejnosměrný voltmetr k postupnému měření napětí mezi sousedními plechy z křemíkové oceli. Když je napětí nulové nebo měřič ukazuje obrácenou polaritu, lze toto místo považovat za bod uzemnění poruchy.

② Metoda střídavého proudu: Připojte nízkonapěťové vinutí transformátoru ke zdroji střídavého napětí 220–380 V, abyste vytvořili magnetický tok v jádře. Pokud existuje vícebodová zemnící chyba, proud bude detekován miliampérmetrem (za předpokladu, že zemnící pásek mezi jádrem a upínací konstrukcí je odpojen). Změřte bod po bodu podél různých úrovní třmenu jádra pomocí miliampérmetru. Když miliampérmetr ukazuje nulu, toto místo je bodem poruchy.

2. Abnormální jevy způsobené vícebodovým uzemněním

(1) V aktivní zóně vznikají vířivé proudy, které vedou ke zvýšeným ztrátám železa a lokalizovanému přehřívání aktivní zóny.

(2) Pokud vážné vícebodové uzemnění zůstane nevyřešené po delší dobu, nepřetržitý provoz způsobí přehřátí oleje a vinutí a postupné stárnutí izolace olejového papíru. To může způsobit stárnutí a odlupování izolačního povlaku mezi lamelami jádra, což má za následek ještě větší přehřívání jádra a potenciální spálení jádra.

(3) Dlouhé vícebodové uzemnění degraduje olej v olejových transformátorech, vytváří hořlavé plyny a spouští plynové relé.

(4) Přehřátí jádra může způsobit karbonizaci dřevěných distančních bloků a upínacích konstrukcí uvnitř aktivní části.

(5) Silné vícebodové uzemnění může spálit zemnící vodič, což způsobí, že transformátor ztratí své normální jednobodové uzemnění, což vede ke katastrofickým následkům.

(6) Vícebodové uzemnění může také způsobit jevy výboje.

3. Důvody, proč jádro vyžaduje při normálním provozu jednobodové uzemnění:

Během normálního provozu existuje elektrické pole mezi napájenými vinutími a nádrží transformátoru, přičemž jádro a další kovové součásti se nacházejí v tomto poli. Pokud jádro není spolehlivě uzemněno, dojde v důsledku nerovnoměrného rozložení kapacity a měnící se intenzity pole k jevu nabíjení a vybíjení. To může zhoršit pevnou izolaci a snížit dielektrickou pevnost oleje; proto musí mít jádro spolehlivé jednobodové uzemnění.

Jádro je složeno z plechů z křemíkové oceli. Aby se minimalizovaly vířivé proudy, existuje mezi deskami určitá úroveň izolačního odporu (typicky v rozmezí od několika ohmů do několika desítek ohmů). Protože mezivrstvová kapacita je extrémně velká, lze ji považovat za vodivou cestu ve střídavém elektrickém poli. Uzemnění jádra v jediném bodě je tedy dostatečné pro upnutí potenciálu celého vrstveného jádra na potenciál země.

Pokud jsou jádro nebo jeho kovové součásti uzemněny ve dvou nebo více bodech, vytvoří se mezi uzemňovacími body uzavřená smyčka. Tato smyčka spojuje část magnetického toku, indukuje elektromotorickou sílu (EMF) a vytváří cirkulující proud. To vede k místnímu přehřátí a může dokonce spálit jádro.

Jednobodové uzemnění je jedinou přijatelnou a normální podmínkou uzemnění jádra transformátoru. Jinými slovy, jádro musí být uzemněno a musí být uzemněno přesně v jednom bodě.

Poruchy jádra jsou primárně způsobeny dvěma faktory: špatnou konstrukční technikou vedoucí ke zkratům a vnějšími faktory nebo příslušenstvím, které způsobují vícebodové uzemnění.