Какви са често срещаните проблеми с намотките на трансформатора и как могат да бъдат коригирани?

Намотки на трансформаторправете голяма част от тежкото повдигане вътре в трансформатор. Те пренасят ток, пренасят електрическа енергия и работят с изолационната система, за да поддържат безопасната работа на трансформатора. Поради това, когато нещо се обърка с aтрансформаторна намотка, проблемът може да стане сериозен доста бързо.

Проблемите с намотките могат да възникнат от сили на късо- съединение, прегряване, стареене на изолацията, влага, производствени дефекти или дори грубо боравене по време на транспортиране. Някои неизправности се появяват внезапно, докато други се развиват бавно в продължение на години работа.

Добрата новина е, че много проблеми с навиването могат да бъдат открити, преди да се превърнат в сериозна повреда. Редовни тестове и практическисъвети за поддръжка на трансформаторможе да направи голяма разлика.

Често срещани проблеми с намотките на трансформатора

Една намотка е изложена на електрически и механичен стрес всеки ден. По време на късо съединение обаче силите могат да станат няколко пъти по-високи, отколкото при нормални работни условия. Това е моментът, когато съществуващите слабости често се проявяват.

Деформация на намотката на трансформатора

Деформация на намоткатае един от по-сериознитепроблеми с трансформатора, особено след късо-токово съединение.

При нормални условия електромагнитните сили вътре в трансформатора се контролират добре. По време на повреда обаче токът може да се повиши драстично и произтичащите от това сили могат да избутат или издърпат намотките от първоначалното им положение.

Една намотка може да се движи радиално, да се измества аксиално, да се огъне, да се наклони или да се компресира.Понякога повредата е очевидна при вътрешна проверка. Друг път трансформаторът продължава да работи и проблемът става очевиден само по време на електрически тестове.

Това е мястото, където нещата могат да станат трудни.

Деформираната намотка може да има по-малки изолационни луфтове от първоначално проектираните. Проводниците могат да се приближат един до друг, като поставят допълнително напрежение върху изолацията на въртене и основната изолация. В крайна сметка това може да доведе до късо съединение между-завивки или дори до повреда-към-земя.

Следователно след сериозно късо-съединение е добра идея да проверите трансформатора, вместо просто да приемате, че всичко е наред.

Общите диагностични методи включваттестване на съпротивлението на намотките, тестване на коефициента на завъртане, анализ на честотната характеристика (FRA) и тестване на изолацията.

Повреда на изолацията на завъртане и късо съединение между-завивки

Изолацията между отделните витки е тънка, но има много важна работа. Ако тази изолация се разпадне, две или повече навивки могат да се свържат електрически, когато не трябва.

Това е известно катокъсо съединение между-завои.

Първоначално повредата може да включва само малка част от намотката. Трансформаторът все още може да изглежда, че работи нормално, което може да направи проблема лесен за пренебрегване. Но късите завои могат да пренасят висок циркулиращ ток и да генерират значителна локална топлина.

Тази топлина уврежда повече изолацията, което може да доведе до бързо нарастване на първоначалния проблем.

Повреда на изолацията на намоткатаможе да бъде причинено от дългосрочно-прегряване, стареене на изолацията, влага, механично движение, частичен разряд, прекомерно електрическо напрежение или физическа повреда.

Ремонтът зависи от това какво намерят инженерите. Ако повредата е много локализирана, изолацията или компонентите на намотката понякога могат да бъдат поправени. Ако проводникът или изолационната система са били силно повредени, пренавиването обикновено е по-безопасният вариант.

И тук има едно важно правило: отстранете причината, а не само симптома. Ако прегряването е причинило повреда на изолацията, проблемът с охлаждането или натоварването също трябва да бъде решен.

Основна повреда на изолацията

Намотките на трансформатора също разчитатосновна изолацияза отделяне на намотката от сърцевината, резервоара, други намотки и заземени компоненти.

С остаряването на изолацията нейната електрическа и механична якост може да намалее. Влагата влошава нещата, особено в маслените-трансформатори. Замърсеното или разградено изолационно масло може също да намали цялостната диелектрична производителност.

Деформацията на намотката е друга потенциална причина. Ако намотката се премести след късо съединение, изолационните разстояния може да станат по-малки от предвиденото. Това създава допълнително електрическо напрежение и увеличава възможността от разрушаване на изолацията.

В зависимост от състоянието, ремонтът може да включва обработка на трансформаторно масло, вакуумно сушене, подмяна на изолационни компоненти, ремонт на намотката или пълно пренавиване на повредената секция.

Силно повредена намотка на трансформатор обикновено трябва да се обработва от квалифициран персонал за ремонт на трансформатори, а не чрез бърза корекция на място.

Радиална нестабилност на намотките на трансформатора

Радиалната нестабилност описва нежелано движение на намотка към центъра или далеч от центъра на трансформатора.

Това е тясно свързано със силите-на късо съединение. Когато през намотките протича голям ток на повреда, върху проводниците действат силни електромагнитни сили. Ако механичната структура не е достатъчно здрава, намотката може да се огъне или деформира.

Например вътрешната намотка може да бъде изтласкана навътре, докато външната намотка може да бъде избутана навън. След като намотката загуби първоначалната си форма, нейната механична якост също може да бъде намалена.

След това втора грешка може да причини още повече щети.

Възстановяването на радиалната деформация зависи от нейната тежест. Незначително движение може да изисква подробно тестване и проверка. По-сериозната деформация може да изисква вътрешно разглобяване, механично възстановяване или ремонт на намотките. Ако проводниците са силно повредени, може да се наложи пренавиване.

От гледна точка на дизайна, правилната опора на проводника, дистанционните елементи, затягащите конструкции и изчисленията на късо{0}} съединение са от съществено значение.

Аксиална нестабилност на намотките на трансформатора

Аксиалната нестабилност е друг често срещан механичен проблем.

Вместо да се движи навътре или навън, намотката се движи по своята вертикална ос.По време на късо съединение електромагнитните сили могат да избутат намотките нагоре или надолу. В някои случаи навиващите се секции могат да бъдат компресирани, разтегнати, наклонени или изместени.

Слаба механична опора, недостатъчно затягане или загуба на натиск при затягане с течение на времето могат да увеличат риска.

Аксиалното движение не е само механичен проблем. След като навиващите се секции се преместят, изолационните бариери и луфтовете също могат да се променят. Това в крайна сметка може да допринесе заповреда на изолацията на намотката.

По време на проверка техниците могат да проверят височината на намотката, крайните блокове, дистанционните елементи, натиска на затягане и позицията на намотката спрямо други вътрешни компоненти.

Целта не е просто всичко да се стегне максимално. Прекалено големият натиск при затягане също може да повреди изолацията. Механичната структура трябва да бъде възстановена в съответствие с изискванията на оригиналния дизайн на трансформатора.

Прегряване на намотката: проблем, който не бива да пренебрегвате

Не всеки проблем с намотките започва с драматично късо съединение.

Прегряването е друга често срещана причина за влошаване на намотката. Трансформаторите, работещи при големи натоварвания, естествено произвеждат повече топлина, но прекомерната температура може да е резултат и от лошо охлаждане, блокирани радиатори, повреди на вентилатора или помпата, високи температури на околната среда или хармонични токове.

Дългосрочното-прегряване ускорява стареенето на изолацията. В напълнените с масло-трансформатори може също да ускори влошаването на маслото и да произведе газове, които могат да бъдат открити чрез анализ на разтворен газ (DGA).

Когато трансформаторът работи по-горещо от очакваното, проверете натоварването, охладителната система, състоянието на маслото, вентилацията и измерванията на температурата. Намаляването на натоварването може да помогне в краткосрочен план, но не е постоянно решение, ако основният проблем с охлаждането остане.

Как да диагностицирате проблеми с намотката на трансформатора

Добрата поддръжка означава ранно откриване на проблеми, а не чакане трансформаторът да се повреди.

Изпитване на съпротивлението на намоткитеможе да разкрие разлики между фазите и може да идентифицира повредени проводници, разхлабени връзки или други аномалии в намотките.

Изпитване на коефициента на превръщане на трансформаторапроверява дали действителното съотношение на обороти съответства на очакваната стойност. Неочаквани промени могат да показват повреда на намотката или проблеми с превключвателя.

Анализ на честотната характеристика (FRA)е особено полезно, след като трансформаторът е претърпял късо съединение. Промените в сигнатурата на FRA могат да показват движение или деформация на модула на намотката и сърцевината.

Изпитване на изолационно съпротивление и фактор на мощносттаможе да предостави допълнителна информация за състоянието на изолацията. За маслени-трансформатори DGA може също да помогне за идентифициране на прегряване, дъгова дъга и други вътрешни проблеми.

Нито един тест не разказва цялата история. На практика инженерите обикновено сравняват текущите резултати с данните от фабричните тестове, предишни записи за поддръжка и други диагностични резултати.

Практически съвети за поддръжка на трансформатор

Няколко лесни навици за поддръжка могат да предотвратят много проблеми с навиването.

Първо, поддържайте температурите на трансформатора под контрол. Избягвайте ненужните претоварвания и се уверете, че вентилаторите, помпите, радиаторите и вентилационните системи работят правилно.

Второ, обърнете внимание на изолацията. За маслените-трансформатори доброто качество на маслото и контролът на влагата са особено важни. Редовното тестване на маслото може да разкрие влошаване, преди то да се превърне в основен проблем.

Защитата от-късо съединение също има значение. Правилно координираната защита трябва бързо да изчисти външните повреди. Колкото по-дълго трансформаторът е изложен на висок ток на повреда, толкова по-голямо е механичното напрежение върху неговите намотки.

И след голяма повреда, не пропускайте проверката само защото трансформаторът все още работи. Една намотка може да бъде механично повредена, без да има очевиден външен симптом.

Транспортирането и монтажът също не трябва да се пренебрегват. Силните удари по време на транспортиране могат да изместят вътрешните компоненти, докато неправилният монтаж може да доведе до допълнително механично напрежение.

Кога трябва да се ремонтира или смени намотка на трансформатор?

Няма-универсален-отговор-. Решението за ремонт зависи от вида и степента на повредата.

Ключът е да разберете защо намотката се провали на първо място. Смяната на повредена намотка без коригиране на първоначалния проблем изисква проблеми.

Например, ако многократното претоварване причини прегряване, новата намотка в крайна сметка ще се сблъска със същите условия.

Последни мисли

Повредите на намотката на трансформатора могат да варират от малка изолациявлошаване до сериозна механична деформация, изискваща пълна подмяна на намотката. Основните режими на повреда включват повреда на изолацията на завой, повреда на основната изолация, радиална нестабилност и аксиална нестабилност.

Неизправностите при късо{0}} съединение заслужават специално внимание, защото могат да създадат огромни механични сили вътре в трансформатора. Дори когато трансформаторът продължава да работи след това, все още може да има скрита деформация на намотката.

Ето защо редовното тестване, правилното охлаждане, управлението на изолацията, защитата от-късо съединение и навременните проверки са толкова важни.

В реалния свят малко превантивна поддръжка е много важна. Чрез наблюдение натрансформаторна намотка, проверка на необичайни резултати от тестове и проверка на оборудването след големи повреди, които операторите често могат да уловятпроблеми с трансформаторапреди да станат скъпи провали.

За собствениците на трансформатори, EPC изпълнителите и екипите за поддръжка основният подход е прост: наблюдавайте, тествайте, проучете и поправете първопричината. Обикновено е много по-евтино-и много по-малко стресиращо-отколкото да се справяте с повреден трансформатор след факта.

Свържете се сега