Kas välk kahjustab trafosid? Trafo peamised välgukaitse kujundamise näpunäited

Äikeste ähvardused Transformersile äikese ilmaga

Transformerite äikest ilmastikuolud pärinevad peamiselt kahte tüüpi välkiefektidest: otsesed välgulöögid ja indutseeritud välk, millel on selged kahjustusteed ja mehhanismid.

Otsene välkkiire löök viitab välk, mis lööb otse trafo enda või selle ühendatud joontega. Trafo põhikomponendid, näiteks raua südamik ja mähised, on valmistatud metallmaterjalidest ja töötavad pikka aega kõrgetel pingetel (10kV ja rohkem). Pärast otsese välkkiire löögi löömist lagundab sadade tuhandete või isegi miljonite voltide välk pinget isolatsioonikihi kohe, põhjustades lühiseid ja raua südamiku läbipõlemist, mis on sageli laastav. Kuid trafo otse välkkiire tabamise tõenäosus ei ole kõrge, kuna ülekandeliinid on tavaliselt varustatud väliste kaitserajatistega, näiteks välguvardade ja pealiini juhtmetega, moodustades "välgukaitsebarjääri".

Seevastu indutseeritud välgu oht on rohkem varjatud ja tavalisem. Kui välk lööb maapinna või objektid liinide lähedal, kutsub tugev välk elektromagnetiline väli ülekandeliinidel tuhandete voltide ülepingeid ja need ülepinged levivad mööda joonte trafosse. Trafo sees olevad isolatsioonisüsteemid (näiteks õli - paberi isolatsioon ja puks isolatsioon) on pinge kõikumiste suhtes äärmiselt tundlikud. Indutseeritud välgu tekitatud ülepinged võivad põhjustada isolatsiooni osalist lagunemist, põhjustades selliseid rikkeid nagu inter - keerake lühised ja multi - raua südamiku punkt maandamine. Statistika näitab, et üle 70% Transformeri välgukahjustuste rikkest energiasüsteemides on põhjustatud indutseeritud välk.

Välise välgukaitse tuum on vähendada välgu tõenäosust, mis toimib otseselt trafodele ja nendega seotud seadmetele. Alajaotustes või jaotusjaamades võetakse tavaliselt vastu ühine kaitseskeem: välguvardad ja maapealsed juhtmed moodustavad "ruumilise kaitsevõrgustiku" ning nende kaitsevahemik peaks hõlmama võtmeseadmeid, näiteks trafosid ja kaitselülitid. Rullpallimeetodi kohaselt peaks välguvarraste kõrgus tagama, et kaitsenurk ei ületaks 45 kraadi, et tõhusalt takistada otseseid välgulööke. Transformeritega ühendatud õhuliinide jaoks paigaldatakse joone mõlemasse otsa ja maapinna juhtmed ja "sissetulev reakaitseosa" seatakse trafo 50 meetri kaugusel. Suurendades isolaatoritükkide arvu ja paigaldades liinide arreteerijad, väheneb sissetulevate lainete intensiivsus.

Tuleb märkida, et väline välk kaitseb vältima "kaitsealasid". Trafo silmapaistvad osad, näiteks puksid ja radiaatorid, on kalduvus välk lagunemisele. Seetõttu tuleb nende kohal olevate välguvarraste paigaldusasend täpselt arvutada, et tagada kaitse nurgad. Thunderstorm - kõhuli või mägipiirkondades võib kasutada ka "iseseisvat välguvarda + isoleeritud maandus" kujundust, kus välguvarda maandussüsteem seatakse trafo maanduskorrust eraldi (mille vahekaugus on vähemalt 3 meetrit), kui maapinna potentsiaalne vastupakk tekitatakse, kui välgust tuleneb välk.

Isegi kui väline välk kaitseb suurema osa välgust, võivad mõned indutseeritud välk või jääkpinged siiski trafosse tungida. Sel ajal mängivad võtmerolli sisemised välgukaitseseadmed. Tsinkoksiidi arreteerijad on trafode jaoks "esimene kaitseliin". Need on paralleelselt installitud trafo kõrge - pingeküljel. Normaalse töö korral on need kõrge - takistuse olekus. Kui välgu ülepinge ületab läve, laguneb kiiresti ja viib läbi, piirates ülepinge isolatsiooni tolerantsi vahemikus ja suunates välguvoolu maapinnale. Kõrgel - kvaliteetseid tsinkoksiidi arreteerijad peavad olema madala jääkpinge ja suure voolu - kandevõimsuse omadused ning 10kV trafode toetavate arreteurite jääkpinget tuleks juhtida alla 45 kV.

Lisaks vahistajatele on oluline ka isolatsiooni koordineerimise kujundamine. Trafo sees olevad isolatsioonisüsteemid (näiteks õli - paberi isolatsioon ja puks isolatsioon) peavad vastama vahistajate kaitseomadustele, et moodustada "samm - {- astmekaitse". Näiteks parandatakse mähise löögikindlust, reguleerides mähise protsessi (näiteks 纠结式 mähiste kasutamine) ja ant - reostusohtlik portselanist varrukad või komposiithülsid valitakse puksvalikuks, et suurendada pinnaväljal. 35kV ja kõrgemate trafode korral paigaldatakse neutraalsesse punkti ka neutraalsete punktide arreteerijad, et vältida välgu ülepinge kahjustamist neutraalse punkti isolatsiooni.

Luuretegevuse arendamisega elektrisüsteemides on välkkiirekaitse disain "passiivsest kaitsest" täiendatud "aktiivse varajase hoiatuseni". Kaasaegsed trafod on tavaliselt varustatud veebipõhiste jälgimissüsteemidega, mis koguvad Piksekaitseseadmete reaalseid {- ajaoksiidiperioodide pikkuse lekkevoolu monitoreid, mähiste temperatuuriandureid, osalisi tühjendusturektoreid ja muid seadmeid. Kui valvelekkevool suureneb ebanormaalselt või mähise isolatsioonitakistus väheneb, saadab süsteem automaatselt varase hoiatuse signaali ning töö- ja hoolduspersonal võib peidetud ohtude õigeaegselt tõrkeotsingut.

Thunderstormis - kõhuli piirkonnas saab välk asukohasüsteemi siduda ka trafo oleku hindamismudeliga. Analüüsides selliseid andmeid nagu välkkiiretegevuse aeg, asukoht ja intensiivsus koos trafo ajalooliste tõrkedokumentidega, ennustatakse välguga kahjustatud seadmete riskitaset ning ennetavaid meetmeid nagu koormuse kohandamine ja ajutine väljalülitamine võetakse ette. Pärast seda, kui Power Grid Company rakendas seda tehnoloogiat kõrgel - riskiga äikesepiirkondades, lühendati trafo välkkiire kahjustuste remondiaega 40%ja toiteallika töökindlus paranes märkimisväärselt.

Välk -impulss -test on ülioluline lüli, et kontrollida, kas trafo talub välgu ülepinge mõju ja tagab välgukaitse kujunduse usaldusväärsuse. Selle põhieesmärk on simuleerida välkkiirepinget, mis võib laboratoorses keskkonnas trafo tegelikul toimimisel tekkida, testida trafo isolatsiooni jõudlust ja struktuurilist stabiilsust äärmuslikes pingetingimustes ning pakkuda usaldusväärset alust välkkiirekaitse disaini optimeerimiseks.

Pikse impulssitestid on kahte peamist tüüpi: täis - laineimpulsi test ja tükeldatud - laineimpulsi test. Täielik - laineimpulss test simuleerib kogu välgu ülepinget, mis levib mööda joont, rakendades trafo mähise suhtes standardset välkkiire impulsi pinget (1,2/50μs). See test suudab tõhusalt tuvastada, kas mähistes on sellised isolatsioonidefektid, näiteks nõrgad punktid, mis on kalduvus välgu ülepinge all. Tükeldatud - laineimpulss test on välkkiire impulsi pingelaine eelnevalt ära lõigamine (lõikas laine saba tavaliselt 2 - 5 μs pärast laine esikülge), mis on raskem kui täielik - laine test. Seda kasutatakse peamiselt trafo õli {- paberi isolatsiooni ja pukside testimiseks järsu - eespinge toimimisel ja kontrollige, kas isolatsioon suudab siiski säilitada oma jõudlust, kui välgu ülepinge muutub ootamatult.

Katse ajal jälgitakse selliseid võtmenäitajaid nagu jaotuspinge väärtus, osaline tühjendussumma ja trafo isolatsioonitakistuse muutust. Kui trafo talub määratletud arvu impulsspingeid ilma lagunemise, välklambi või oluliste muutusteta isolatsiooniparameetrites, näitab see, et selle isolatsioonisüsteem vastab välgukaitsenõuetele. Vastasel juhul on vaja välja selgitada isolatsiooni nõrkuste põhjused, näiteks ebaõige mähise paigutus või kvalifitseerimata isolatsioonimaterjalid ja optimeerida disaini.

Pikseimpulsi test pole mitte ainult vajalik test enne, kui trafost lahkub tehasest, vaid ka olulisi vahendeid töö- ja hooldusüksuste jaoks, et hinnata trafo isolatsiooni vananemisolekut selle kasutusaja jooksul. Võrreldes sama trafo testiandmeid erinevatel perioodidel, võib hinnata, kas trafo isolatsiooni jõudlus on halvenenud, et võtta ette hooldus- või asendusmeetmeid eelnevalt ja vältida isolatsiooni vananemisest põhjustatud välkkiirekahjustuste rikkeid.

Välkkaitse kujundamise tõhusus ei sõltu mitte ainult algsest skeemist, vaid peab ka pöörama tähelepanu detailide optimeerimisele ja igapäevasele hooldusele. Transformeri paigaldamise ajal tuleb kõrge - pinge külgkaabli sissetulevad jooned paigutada läbi torude ja metallist toru mõlemad otsad tuleks usaldusväärselt maandada, moodustades "elektromagnetilise varjestuskihi", et vähendada kaablis indutseeritud ülepinget. Õliga sukeldatud trafode korral tuleks hinges sisalduvat ränidioksiidigeeli hoida kuivaks, et vältida isolatsiooni jõudluse vähendamist pärast niiskuse imendumist; Kuiva tüüpi trafode korral tuleks pinnatolmu regulaarselt puhastada, et vältida mustuse kogunemisest põhjustatud pinnaväljal.

Maandusvõrgu hooldus on peamine lüli, mida on kerge ignoreerida. Pinnase korrosioon ja asustus võivad põhjustada elektroodide maandumist või maanduskindluse suurenemist. Seetõttu tuleks maanduskindlust mõõta igal aastal ja maanduselektroodide usaldusväärse ühendamise tagamiseks tuleks läbi viia iga 3 aasta tagant. Arreteerijad peavad läbima alalisvoolupinge testid ja lekkevoolu testid iga 1 - 2 aasta jooksul ning vananemine või jõudlus - halvenenud arreteerijad tuleks õigel ajal välja vahetada, et vältida nende ebaõnnestumist äikest.