Причины и предотвращение деформации обмотки отказа трансформатора

Деформация обмотки трансформатора является одной из распространенных неисправностей в работе трансформатора по различным причинам, что представляет серьезную угрозу для безопасной работы трансформатора. Ниже приводится подробный анализ деформации обмотки трансформатора:

Основные причины деформации обмотки трансформатора

1. Причины проектирования, изготовления:

• Конструкция иррациональна, например, недостаточная прочность короткого замыкания, плохая динамическая стабильность.

• В процессе изготовления есть дефекты или иррациональные факторы, такие как сжатие, прочность и жесткость опорных элементов недостаточны, асимметрия катушек при сборке, плохое сжатие и так далее.

2. Отключения при коротком замыкании:

• Трансформатор неизбежно подвергается различным испытаниям на короткое замыкание во время работы, и если в конструкции самого трансформатора есть необоснованное место или недостаточная механическая прочность, это может вызвать деформацию или смещение обмотки трансформатора.

• Во время короткого замыкания в обмотке возникают сложные вибрации, состоящие из собственных и принудительных колебаний, что приводит к ослаблению изоляции, дислокации прокладки, ослаблению винта сердечника, что, в свою очередь, приводит к деформации обмотки.

3. Воздействие на транспорт:

• Огромные динамические силы, создаваемые ударами в транспорте, также могут вызывать смещение и деформацию обмоток.

Основные формы и характеристики деформации обмотки трансформатора

1. Общая деформация:

• Из - за удара, наклона, вибрации и других внешних сил во время транспортировки, что приводит к смещению обмотки. Размер деформационной обмотки остается неизменным, но относительное смещение сердечника изменяется, индуктивность обмотки и емкость между лепешками остаются неизменными, а емкость к земле изменяется.

2. Локальная деформация:

• Локальная деформация между блинами привела к тому, что некоторые из свободных проводов блинов были сжаты под действием электромагнитной силы короткого замыкания, в то время как другие были растянуты, что привело к изменению емкости.

3. Межвитковое короткое замыкание:

• После короткого замыкания между витками обмотки значение индуктивности уменьшается, спектральная кривая изменяется заметно, амплитуда увеличивается, некоторые пики резонансных точек исчезают. Но это сложнее поймать, и как только это произойдет, витки проводов сгорят, что приведет к серьезному повреждению трансформатора.

4. Деформация сдвига провода:

• Когда провод длинный и неподвижный, во время работы происходит смещение и деформация. Смещение провода приводит к изменению емкости двух портов в эквивалентной цепи, что, в свою очередь, влияет на кривую спектра.

5. Радиальная деформация:

• Когда обмотка подвергается радиальной силе, внутренняя обмотка сжимается внутрь, диаметр уменьшается, индуктивность уменьшается. В этот момент расстояние между внутренней и внешней обмоткой увеличивается, ее емкость уменьшается, резонансный пик в спектре перемещается в направлении высокой частоты, амплитуда увеличивается.

6. Преображение осевого искажения:

• Когда зазор между обмотками трансформатора больше или часть опоры смещается, обмотка под действием электромагнитной силы искажается по оси в S - образную форму. В этот момент некоторые межпирожные конденсаторы и емкость к земле уменьшаются.

Опасность деформации обмотки трансформатора

1. Повреждение трансформатора:

• Деформация обмотки может непосредственно привести к повреждению трансформатора и не может продолжать работу.

2. Интенсивность изоляции снижается:

• Деформация обмотки может вызвать повреждение изоляционного материала трансформатора или изменение расстояния изоляции, что приводит к снижению прочности изоляции и в конечном итоге может привести к пробою изоляции при длительном нормальном напряжении или перенапряжении.

3. Механическая прочность снижается:

• После деформации обмотки механическая прочность катушки снижается, даже если изоляционное состояние не повреждено. При повторном коротком замыкании неисправность не выдержит огромного электрического напряжения.

IV. Обнаружение и предотвращение деформации обмотки трансформатора

1. Метод обнаружения:

• Частотный анализ (Frequency Response Analysis, FRA): определение деформации обмотки путем определения характеристик амплитудно - частотной реакции каждой обмотки трансформатора.

• метод сопротивления короткого замыкания: определение деформации обмотки путем проверки изменения ощущения утечки в обмотке трансформатора.

• Другие методы включают импульсный метод низкого давления, метод изменения емкости, ультразвуковое обнаружение, вибрационный метод и так далее.

2. Превентивные меры:

• Строго контролируйте качество производства трансформаторов, чтобы обеспечить рациональный дизайн, хорошее производство.

• Усилить мониторинг рабочего состояния трансформатора, своевременно обнаружить и решить проблему деформации обмотки.

• Уменьшите вероятность короткого замыкания шины, и в случае короткого замыкания на стороне шины защита должна как можно скорее удалить трансформатор питания шины.

• Крупные трансформаторы в эксплуатации измеряются анализом частотной реакции, чтобы сравнить результаты анализа частотной реакции после аварии и разумно определить степень деформации обмотки трансформатора.