Bolehkah Transformer Kerosakan Kilat? Petua Reka Bentuk Perlindungan Kilat Pengubah Utama

Ancaman ribut petir kepada transformer dalam cuaca ribut petir

Ancaman cuaca ribut petir kepada transformer terutamanya berasal dari dua jenis kesan kilat: serangan kilat langsung dan kilat yang disebabkan, dengan laluan dan mekanisme kerosakan yang berbeza.

Pemogokan kilat langsung merujuk kepada kilat secara langsung memukul pengubah itu sendiri atau garis yang disambungkannya. Komponen teras pengubah, seperti teras besi dan belitan, diperbuat daripada bahan logam dan beroperasi pada voltan tinggi (10kV dan ke atas) untuk masa yang lama. Setelah terkena serangan kilat langsung, voltan kilat ratusan ribu atau bahkan berjuta -juta volt akan memecah lapisan penebat, mengakibatkan litar pintas dan pembakaran teras besi, yang sering menghancurkan. Walau bagaimanapun, kebarangkalian pengubah yang terkena kilat tidak tinggi, kerana talian penghantaran biasanya dilengkapi dengan kemudahan perlindungan luaran seperti rod kilat dan wayar tanah overhead, membentuk "penghalang perlindungan kilat".

Sebaliknya, ancaman kilat yang diinduksi lebih tersembunyi dan biasa. Apabila kilat menyerang tanah atau objek berhampiran garis, medan elektromagnet kilat yang kuat akan mendorong overvoltages ribuan volt pada garis penghantaran, dan overvoltages ini akan menyebarkan sepanjang garis ke pengubah. Sistem penebat di dalam pengubah (seperti minyak - penebat kertas dan penebat bushing) sangat sensitif terhadap turun naik voltan. Overvoltage yang dihasilkan oleh kilat yang diinduksi boleh menyebabkan pecahan separa penebat, yang membawa kepada kesalahan seperti inter - menghidupkan litar pintas dan multi - titik dasar teras besi. Statistik menunjukkan bahawa lebih daripada 70% daripada kesalahan kerosakan kilat pengubah dalam sistem kuasa disebabkan oleh kilat yang disebabkan.

Inti perlindungan kilat luaran adalah untuk mengurangkan kebarangkalian kilat secara langsung bertindak pada transformer dan peralatan yang berkaitan. Di stesen pencawang atau pengedaran, skim perlindungan bersama biasanya digunakan: rod kilat dan wayar tanah overhead membentuk "rangkaian perlindungan spatial", dan pelbagai perlindungan mereka harus meliputi peralatan utama seperti transformer dan pemutus litar. Menurut kaedah bola rolling, ketinggian rod kilat harus memastikan bahawa sudut perlindungan tidak melebihi 45 darjah untuk memintas serangan kilat langsung dengan berkesan. Untuk garisan overhead yang disambungkan ke transformer, wayar tanah overhead dipasang di kedua -dua hujung garisan, dan "seksyen perlindungan baris masuk" ditetapkan dalam jarak 50 meter dari pengubah. Dengan meningkatkan bilangan kepingan penebat dan memasang penangkap garisan, intensiti gelombang masuk kilat dikurangkan.

Harus diingat bahawa perlindungan kilat luaran perlu mengelakkan "bintik -bintik buta perlindungan". Bahagian -bahagian pengubah yang terkenal, seperti bushings dan radiator, terdedah kepada kerosakan kilat. Oleh itu, kedudukan pemasangan rod kilat di atasnya mesti dikira dengan tepat untuk memastikan tiada perlindungan yang mati. Di dalam ribut petir - kawasan rawan atau kawasan pergunungan, reka bentuk "rod kilat + terisolasi" juga boleh digunakan, di mana sistem asas kilat ditetapkan secara berasingan dari grid pengubah (dengan jarak tidak kurang dari 3 meter)

Walaupun perlindungan kilat luaran memintas sebahagian besar kilat, beberapa kilat yang disebabkan atau overvoltage sisa masih boleh menyerang pengubah. Pada masa ini, peranti perlindungan kilat dalaman memainkan peranan utama. Penangkap zink oksida adalah "barisan pertahanan pertama" untuk transformer. Mereka dipasang secara selari di outlet sisi voltan tinggi - pengubah. Dalam operasi biasa, mereka berada dalam keadaan rintangan tinggi -. Apabila overvoltage kilat melebihi ambang, penangkap dengan cepat memecah dan menjalankan, mengehadkan overvoltage dalam julat toleransi penebat dan mengalihkan arus kilat ke tanah. Tinggi - penangkap zink oksida kualiti perlu mempunyai ciri -ciri voltan sisa rendah dan arus besar - kapasiti membawa, dan voltan sisa penangkap yang menyokong transformer 10kV harus dikawal di bawah 45kV.

Sebagai tambahan kepada penangkap, reka bentuk koordinasi penebat juga penting. Sistem penebat di dalam pengubah (seperti minyak - penebat kertas dan penebat bushing) perlu memadankan ciri -ciri perlindungan penangkap untuk membentuk "langkah - oleh - perlindungan langkah". Sebagai contoh, rintangan impak penggulungan diperbaiki dengan menyesuaikan proses penggulungan (seperti menggunakan 纠结式 wrowings), dan anti - pencemaran lengan porselin pencemaran atau lengan komposit dipilih untuk pemilihan bushing untuk meningkatkan rintangan flashover permukaan. Untuk transformer 35kV dan ke atas, penangkap titik neutral juga dipasang di titik neutral untuk mengelakkan overvoltage kilat daripada merosakkan penebat titik neutral.

Dengan perkembangan kecerdasan dalam sistem kuasa, reka bentuk perlindungan kilat telah dinaik taraf dari "perlindungan pasif" kepada "amaran awal aktif". Transformer moden umumnya dilengkapi dengan sistem pemantauan dalam talian, yang mengumpul data operasi sebenar - peranti perlindungan kilat dengan memasang pemantauan arus zink oksida, monitor, sensor suhu penggulungan, pengesan pelepasan separa, dan peralatan lain. Apabila arus kebocoran penangkap meningkat secara tidak normal atau rintangan penebat penggulungan berkurangan, sistem secara automatik akan menghantar isyarat amaran awal, dan kakitangan operasi dan penyelenggaraan dapat menyelesaikan masalah yang tersembunyi tepat pada masanya.

Dalam ribut petir - kawasan yang rawan, sistem lokasi kilat juga boleh dikaitkan dengan model penilaian negara pengubah. Dengan menganalisis data seperti masa, lokasi, dan intensiti aktiviti kilat, digabungkan dengan rekod kesalahan sejarah pengubah, tahap risiko peralatan yang rosak oleh kilat diramalkan, dan langkah -langkah pencegahan seperti pelarasan beban dan penutupan sementara diambil terlebih dahulu. Selepas syarikat grid kuasa menggunakan teknologi ini di kawasan ribut petir risiko tinggi -, masa pembaikan untuk kerosakan kilat pengubah telah dipendekkan sebanyak 40%, dan kebolehpercayaan bekalan kuasa meningkat dengan ketara.

Ujian impuls kilat adalah pautan penting untuk mengesahkan sama ada pengubah dapat menahan kesan overvoltage kilat dan memastikan kebolehpercayaan reka bentuk perlindungan kilat. Tujuan terasnya adalah untuk mensimulasikan voltan impuls kilat yang mungkin berlaku dalam operasi sebenar pada pengubah dalam persekitaran makmal, menguji prestasi penebat dan kestabilan struktur pengubah di bawah keadaan voltan yang melampau, dan memberikan asas yang boleh dipercayai untuk pengoptimuman reka bentuk perlindungan kilat.

Terdapat dua jenis utama ujian impuls kilat: ujian Impulse gelombang penuh - dan dicincang - ujian impuls gelombang. Ujian Impulse gelombang penuh - menyerupai proses lengkap kilat overvoltage yang menyebarkan di sepanjang garis, menggunakan bentuk gelombang voltan impuls kilat standard (1.2/50μs) ke penggulungan pengubah. Ujian ini secara berkesan dapat mengesan sama ada terdapat kecacatan penebat seperti titik lemah dalam penggulungan yang terdedah kepada kerosakan di bawah overvoltage kilat. Ujian impuls gelombang - yang dicincang adalah untuk memotong gelombang voltan impuls kilat terlebih dahulu (biasanya memotong ekor gelombang dalam 2 - 5 μs selepas depan gelombang), yang lebih teruk daripada ujian gelombang penuh -. Ia digunakan terutamanya untuk menguji kekuatan penebat minyak pengubah - penebat kertas dan sesendal di bawah tindakan curam - overvoltage depan, dan mengesahkan sama ada penebat masih dapat mengekalkan prestasinya apabila kilat overvoltage berubah secara tiba -tiba.

Semasa ujian, petunjuk utama seperti nilai voltan kerosakan, jumlah pelepasan separa, dan perubahan rintangan penebat pengubah dipantau. Sekiranya pengubah dapat menahan bilangan tegasan impuls yang ditentukan tanpa kerosakan, flashover, atau perubahan ketara dalam parameter penebat, ia menunjukkan bahawa sistem penebatnya memenuhi keperluan perlindungan kilat. Jika tidak, adalah perlu untuk mengetahui punca kelemahan penebat, seperti susunan penggulungan yang tidak wajar atau bahan penebat yang tidak layak, dan mengoptimumkan reka bentuk.

Ujian impuls kilat bukan sahaja ujian yang diperlukan sebelum pengubah meninggalkan kilang tetapi juga cara penting bagi unit operasi dan penyelenggaraan untuk menilai keadaan penuaan penebat pengubah semasa hayat perkhidmatannya. Dengan membandingkan data ujian pengubah yang sama dalam tempoh yang berbeza, ia boleh dinilai sama ada prestasi penebat pengubah telah terdegradasi, untuk mengambil langkah -langkah penyelenggaraan atau penggantian terlebih dahulu dan mengelakkan kerosakan kilat yang disebabkan oleh penuaan penebat.

Keberkesanan reka bentuk perlindungan kilat bukan sahaja bergantung kepada skim awal tetapi juga perlu memberi perhatian kepada pengoptimuman terperinci dan penyelenggaraan harian. Semasa pemasangan pengubah, tinggi - kabel sisi voltan yang masuk perlu diletakkan melalui paip, dan kedua -dua hujung paip logam harus dibentuk dengan pasti untuk membentuk "lapisan perisai elektromagnet" untuk mengurangkan overvoltage yang dihasilkan oleh kilat yang disebabkan oleh kabel. Untuk transformer minyak yang direndam, gel silika di dalam nafas harus disimpan kering untuk mengelakkan mengurangkan prestasi penebat selepas penyerapan kelembapan; Untuk transformer jenis kering, habuk permukaan perlu dibersihkan secara teratur untuk mengelakkan flashover permukaan yang disebabkan oleh pengumpulan kotoran.

Penyelenggaraan grid asas adalah pautan utama yang mudah diabaikan. Kakisan dan penyelesaian tanah boleh menyebabkan fraktur elektrod asas atau peningkatan rintangan asas. Oleh itu, rintangan asas harus diukur setiap tahun, dan ujian pengaliran grid asas harus dilakukan setiap 3 tahun untuk memastikan sambungan elektrod asas yang boleh dipercayai. Penangkap perlu menjalani ujian voltan rujukan DC dan ujian kebocoran semasa setiap tahun 1 - 2, dan penuaan atau prestasi - penangkap yang terdegradasi harus diganti dalam masa untuk menghalang mereka daripada gagal dalam cuaca ribut.