Električni kvarovi uzemljenja u transformatorima: uzroci, posljedice i metode zaštite - Znanje

Transformatori su u osnovi okosnica mnogih energetskih sistema. Oni efikasno pokreću električnu energiju-naročito kada povećavaju ili smanjuju napon. Ali iako su transformatori čvrsti, oni nisu nepobjedivi. Jedan problem sa kojim se operateri zaista ne žele baviti su električni kvarovi uzemljenja-jer kada se dogode, mogu biti i štetni i opasni.

Kliknite na sliku da saznate više.

Električni kvar uzemljenja se dešava kada provodnik pod naponom na neki način napravi nenamjeran kontakt sa nečim uzemljenim-kao što je spremnik transformatora, jezgro ili uzemljenje/uzemljenje.

Kada se to dogodi, dobijate nenormalnu putanju struje. A ovisno o tome koliko je ozbiljno (i koliko brzo se otkrije), može dovesti do:

oštećenje opreme,

prekidi,

stvaranje luka ili pregrijavanje,

i stvarni sigurnosni rizici za ljude u blizini.

U transformatorima, električni kvarovi uzemljenja mogu se pojaviti na različitim mjestima-kao što su primarni namotaj, sekundarni namotaj ili čak unutar unutrašnjeg izolacionog sistema. Ako se zanemari ili otkrije prekasno, stvari mogu prilično brzo ići od "problema" do "velike popravke".

Postoji nekoliko tipičnih razloga zbog kojih se pojavljuju električni kvarovi uzemljenja. Neki su postepeni, drugi su iznenadni i ružni:

Izolacija transformatora polako stari zbog topline, izloženosti vlazi i električnog stresa. S vremenom, izolacija može dovoljno oslabiti da provodnici mogu početi "pronalaziti" puteve do zemlje.

Vlaga je velika stvar. Kada voda uđe u transformator (često zbog curenja ili lošeg rukovanja), to smanjuje izolacijsku snagu i čini kvar daleko vjerovatnijim.

Ponekad uopće nije električna-već fizička. Vibracije, oštećenja pri transportu ili mehaničke sile od kratkih-spojeva mogu oštetiti izolaciju namotaja i stvoriti put do zemlje.

Udari groma i prenaponi prekidača mogu opteretiti izolaciju izvan onoga što ona može tolerirati. Čak i ako transformator preživi, ponovljeni stresni događaji mogu gurnuti izolaciju prema kvaru.

Ovo nije najčešći uzrok, ali se dešava. Defekt u izolacijskom materijalu ili kvaliteti montaže može na kraju uzrokovatielektrični kvar uzemljenjanakon što je transformator u funkciji.

Budimo realni: čak i "mali" električni kvar uzemljenja vrijedi uzeti za ozbiljno. Efekti mogu varirati od dosadnih do katastrofalnih.

Evo šta se može dogoditi:

Efekat	Šta to znači
Oštećenje opreme	Struja kvara može izgorjeti ili opteretiti namotaje, izolaciju i druge komponente jezgra.
Prekidi struje	Zaštitni sistemi se mogu aktivirati i isključiti transformator.
Rizik od požara	Teški kvarovi mogu uzrokovati pregrijavanje, stvaranje luka i potencijalnu opasnost od požara.
Smanjen vijek trajanja transformatora	Aktivnost kvara ubrzava starenje izolacije. Ako stalno ponavljate problem, transformator neće izdržati.
Sigurnosne opasnosti	U nekim slučajevima, uzemljeni spojevi mogu stvoriti opasne napone dodira koji dovode osoblje u opasnost.

Budući da su transformatori skupi i dugo{0}}olovni elementi, obično je najbolje odmah istražiti, a ne "čekati i vidjeti".

Moderne zaštitne sheme su dizajnirane da rano otkriju električne greške uzemljenja i izoluju transformator prije nego što šteta postane prevelika. Uobičajeni pristupi uključuju:

Diferencijalni releji upoređuju ulazne i odlazne struje. Ako postoji neusklađenost iznad postavljenog praga, to može signalizirati interni kvar-uključujući kvar uzemljenja.

Ovi releji prate nenormalan protok struje prema zemlji. Kada vrijednosti izgledaju pogrešno, relej isključuje prekidač kako bi zaštitio transformator.

Otpornici za neutralno uzemljenje ograničavaju struju kvara. Ovo pomaže u smanjenju oštećenja opreme i još uvijek omogućava sistemu zaštite da radi svoj posao.

Stalno praćenje stvari. Testovi poput mjerenja izolacijskog otpora i analize otopljenog plina (DGA) mogu otkriti razvojne probleme s izolacijom prije nego što dođe do potpunog kvara uzemljenja.

Odvodnici prenapona pomažu u zaštiti transformatora od munje i prelaznih pojava{0}}u osnovi dajući izolaciji šansu za borbu.

Ako pitate većinu inženjera za pouzdanost šta najbolje radi, oni će obično reći: održavanje i nadzor. Nema magičnih trikova-samo dosljedan trud.

Dobre prakse prevencije obično uključuju:

rutinske inspekcije (stanje rezervoara, završeci, priključci za uzemljenje),

praćenje stanja ulja i pratećih indikatora,

periodično ispitivanje izolacije,

i pregled dijagnostičkih rezultata poput DGA trendova.

Rano otkrivanje degradacije izolacije može drastično smanjiti rizik od zemljospoja i izbjeći kasnije skupe kvarove.

Greške na uzemljenje su ozbiljne i obično se ne popravljaju same od sebe. Mogu se pokrenuti kvarom izolacije, prodorom vlage, mehaničkim oštećenjem ili električnim udarima poput munje i prekida.

Dobre vijesti? Sa odgovarajućim sistemima zaštite-i solidnom rutinom preventivnog održavanja-operatori mogu ranije otkriti probleme, ograničiti štetu, poboljšati sigurnost i pomoći produžiti vijek trajanja transformatora. ukratko:nadgledajte rano, brzo odgovorite, i nemojte zanemariti znakove.

Kontaktirajte sada

P: Šta su zapravo električni kvarovi uzemljenja u transformatorima?

O: Električni kvarovi na uzemljenje nastaju kada provodnik pod naponom nenamjerno dođe u kontakt s uzemljenim komponentama poput spremnika/jezgra transformatora ili veze uzemljenje/uzemljenje, stvarajući nenormalan strujni put.

P: Koji su najčešći uzroci?

O: Uobičajeni uzroci uključuju oštećenje izolacije, kontaminaciju vlagom, mehanička oštećenja, događaje munje/prenapona i (rjeđe) greške u proizvodnji.

P: Šta se događa ako se električna greška uzemljenja ne otkrije brzo?

O: Može dovesti do oštećenja namotaja ili izolacije, zaštitnog isključenja-i nestanka struje, rizika od nastanka luka i požara, ubrzanog starenja transformatora i potencijalnih sigurnosnih opasnosti od opasnih napona dodira.

P: Kako su zaštićeni električni kvarovi uzemljenja?

O: Tipična zaštita uključuje diferencijalnu zaštitu, releje{0}}za kvarove uzemljenja, otpornike za uzemljenje nule, nadzor izolacije (npr. testovi i DGA) i zaštitu od prenapona radi ograničavanja oštećenja od prijelaznih pojava.