Care sunt problemele comune cu înfășurările transformatorului și cum pot fi remediate?

Înfășurările transformatoruluifaceți o mulțime de sarcini grele în interiorul unui transformator. Ei transportă curent, transferă energie electrică și lucrează cu sistemul de izolație pentru a menține transformatorul să funcționeze în siguranță. Din această cauză, atunci când ceva nu merge bine cu aînfăşurarea transformatorului, problema poate deveni serioasă destul de repede.

Problemele de înfășurare pot proveni din forțe de scurt-circuit, supraîncălzire, îmbătrânire a izolației, umiditate, defecte de fabricație sau chiar manipulare brutală în timpul transportului. Unele defecțiuni apar brusc, în timp ce altele se dezvoltă lent pe parcursul anilor de funcționare.

Vestea bună este că multe probleme de înfășurare pot fi detectate înainte de a se transforma într-o defecțiune majoră. Testare regulată și practicăsfaturi de întreținere a transformatoruluipoate face o mare diferență.

Probleme comune de înfășurare a transformatorului

O înfășurare este expusă zilnic la stres electric și mecanic. În timpul unui scurtcircuit însă, forțele pot deveni de câteva ori mai mari decât în ​​condiții normale de funcționare. Acesta este momentul în care punctele slabe existente apar adesea.

Deformarea înfășurării transformatorului

Deformarea înfășurăriieste una dintre cele mai graveprobleme cu transformatorul, mai ales după un scurtcircuit cu curent mare-.

În condiții normale, forțele electromagnetice din interiorul unui transformator sunt bine controlate. În timpul unei defecțiuni, curentul poate crește dramatic, iar forțele rezultate pot împinge sau trage înfășurările din poziția lor inițială.

O înfășurare se poate mișca radial, se poate deplasa axial, se poate înclina, se poate înclina sau se poate comprima.Uneori, deteriorarea este evidentă în timpul unei inspecții interne. Alteori, transformatorul continuă să funcționeze și problema devine evidentă doar în timpul testării electrice.

Aici lucrurile pot deveni complicate.

O înfășurare deformată poate avea distanțe de izolație mai mici decât cele proiectate inițial. Conductorii se pot apropia mai mult unul de altul, punând un stres suplimentar asupra izolației de întoarcere și a izolației principale. În cele din urmă, acest lucru poate duce la un scurtcircuit între-turnări sau chiar la o defecțiune-la-înfășurare la masă.

După un eveniment major de scurt-circuit, este, prin urmare, o idee bună să verificați transformatorul în loc să presupuneți pur și simplu că totul este în regulă.

Metodele comune de diagnostic includtestarea rezistenței înfășurării, testarea raportului de spire, analiza răspunsului în frecvență (FRA) și testarea izolației.

Defecțiunea izolației virajului și scurtcircuite inter{0}}turnări

Izolația dintre spire individuale este subțire, dar are o treabă foarte importantă. Dacă acea izolație se defectează, două sau mai multe spire pot fi conectate electric atunci când nu ar trebui să fie.

Aceasta este cunoscută ca unscurtcircuit între -viraj.

La început, defecțiunea ar putea implica doar o mică secțiune a înfășurării. Transformatorul poate părea încă să funcționeze normal, ceea ce poate face problema ușor de trecut cu vederea. Dar spirele scurtcircuitate pot transporta un curent de circulație mare și pot genera căldură locală semnificativă.

Căldura deteriorează mai multă izolație, ceea ce poate face ca problema inițială să crească rapid.

Defecțiunea izolației înfășurăriipoate fi cauzată de supraîncălzirea-pe termen lung, îmbătrânirea izolației, umiditatea, mișcarea mecanică, descărcarea parțială, stresul electric excesiv sau deteriorarea fizică.

Reparația depinde de ceea ce găsesc inginerii. Dacă deteriorarea este foarte localizată, componentele de izolație sau de înfășurare pot fi uneori reparate. Dacă conductorul sau sistemul de izolație a fost grav deteriorat, rebobinarea este de obicei opțiunea mai sigură.

Și există o regulă importantă aici: remediați cauza, nu doar simptomul. Dacă supraîncălzirea a cauzat defectarea izolației, trebuie rezolvată și problema de răcire sau de încărcare.

Defecțiunea principală a izolației

Pe care se bazează și înfășurările transformatoruluiizolatie principalapentru a separa înfășurarea de miez, rezervor, alte înfășurări și componentele împământate.

Pe măsură ce izolația îmbătrânește, rezistența sa electrică și mecanică poate scădea. Umiditatea înrăutățește situația, în special în transformatoarele-immerse în ulei. Uleiul izolator contaminat sau degradat poate reduce, de asemenea, performanța dielectrică generală.

Deformarea înfășurării este o altă cauză potențială. Dacă înfășurarea se mișcă după un scurtcircuit, distanțele de izolație pot deveni mai mici decât cele prevăzute. Acest lucru creează stres electric suplimentar și crește posibilitatea defecțiunii izolației.

În funcție de stare, reparațiile pot implica tratarea uleiului de transformator, uscare în vid, înlocuirea componentelor izolației, repararea înfășurării sau rebobinarea completă a secțiunii deteriorate.

O înfășurare a transformatorului grav deteriorată ar trebui să fie tratată în mod normal de către personal calificat pentru repararea transformatorului, mai degrabă decât printr-o reparație rapidă pe teren.

Instabilitatea radială a înfășurărilor transformatorului

Instabilitatea radială descrie mișcarea nedorită a unei înfășurări către centru sau departe de centrul transformatorului.

Acest lucru este strâns legat de forțele de scurt-circuit. Când un curent de defect mare trece prin înfășurări, asupra conductorilor acționează forțe electromagnetice puternice. Dacă structura mecanică nu este suficient de puternică, înfășurarea se poate deforma sau se poate deforma.

De exemplu, o înfășurare interioară poate fi împinsă spre interior, în timp ce o înfășurare exterioară poate fi forțată spre exterior. Odată ce înfășurarea își pierde forma inițială, rezistența sa mecanică poate fi, de asemenea, redusă.

O a doua defecțiune ar putea cauza și mai multe daune.

Repararea deformării radiale depinde de severitatea acesteia. Mișcarea minoră poate necesita testare și inspecție detaliate. O deformare mai gravă poate necesita dezasamblarea internă, restaurarea mecanică sau repararea înfășurării. Dacă conductoarele sunt grav deteriorate, poate fi necesară rebobinarea.

Din perspectiva proiectării, suportul adecvat al conductorului, distanțierele, structurile de prindere și calculele de scurt-circuit sunt esențiale.

Instabilitatea axială a înfășurărilor transformatorului

Instabilitatea axială este o altă problemă mecanică comună.

În loc să se miște spre interior sau spre exterior, înfășurarea se deplasează de-a lungul axei sale verticale.În timpul unui scurtcircuit, forțele electromagnetice pot împinge secțiunile de înfășurare în sus sau în jos. În unele cazuri, secțiunile de înfășurare pot deveni comprimate, întinse, înclinate sau deplasate.

Suportul mecanic slab, strângerea insuficientă sau pierderea presiunii de strângere în timp pot crește riscul.

Mișcarea axială nu este doar o problemă mecanică. Odată ce secțiunile de înfășurare se mișcă, barierele de izolare și spațiile libere se pot schimba și ele. Asta poate contribui în cele din urmă ladefectarea izolației înfășurării.

În timpul unei inspecții, tehnicienii pot verifica înălțimea înfășurării, blocurile de capăt, distanțierele, presiunea de strângere și poziția înfășurării în raport cu alte componente interne.

Scopul nu este pur și simplu să strângem totul cât mai mult posibil. Prea multă presiune de strângere poate deteriora și izolația. Structura mecanică trebuie restaurată conform cerințelor de proiectare originale ale transformatorului.

Supraîncălzirea bobinării: o problemă pe care nu ar trebui să o ignorați

Nu orice problemă de înfășurare începe cu un scurtcircuit dramatic.

Supraîncălzirea este o altă cauză comună a deteriorării înfășurării. Transformatoarele care funcționează sub sarcini grele produc în mod natural mai multă căldură, dar o temperatură excesivă poate rezulta și din răcirea slabă, radiatoare blocate, defecțiuni ale ventilatorului sau pompei, temperaturi ambientale ridicate sau curenți armonici.

Supraîncălzirea-pe termen lung accelerează îmbătrânirea izolației. În transformatoarele cu ulei-, poate accelera, de asemenea, deteriorarea uleiului și poate produce gaze care pot fi detectate prin analiza gazelor dizolvate (DGA).

Când un transformator funcționează mai mult decât era de așteptat, verificați sarcina, sistemul de răcire, starea uleiului, ventilația și măsurătorile de temperatură. Reducerea sarcinii poate ajuta pe termen scurt, dar nu este o soluție permanentă dacă problema de răcire de bază rămâne.

Cum să diagnosticați problemele de înfășurare a transformatorului

O întreținere bună înseamnă găsirea devreme a problemelor, nu așteptarea ca un transformator să se defecteze.

Testarea rezistenței înfășurăriipoate dezvălui diferențe între faze și poate identifica conductori deteriorați, conexiuni slăbite sau alte anomalii ale înfășurării.

Testarea raportului de rotații al transformatoruluiverifică dacă raportul efectiv al spirelor se potrivește cu valoarea așteptată. Schimbările neașteptate pot indica deteriorarea înfășurării sau probleme cu comutatorul de prese.

Analiza răspunsului în frecvență (FRA)este deosebit de utilă după ce un transformator a suferit un scurtcircuit. Modificările semnăturii FRA pot indica mișcarea sau deformarea ansamblului înfășurării și miezului.

Teste de rezistență de izolație și factor de puterepoate oferi informații suplimentare despre starea izolației. În cazul transformatoarelor-immerse în ulei, DGA poate ajuta, de asemenea, la identificarea supraîncălzirii, a arcurilor electrice și a altor probleme interne.

Nici un singur test nu spune întreaga poveste. În practică, inginerii compară de obicei rezultatele actuale cu datele testelor din fabrică, înregistrările anterioare de întreținere și alte rezultate de diagnosticare.

Sfaturi practice de întreținere a transformatorului

Câteva obiceiuri simple de întreținere pot preveni multe probleme de înfășurare.

În primul rând, mențineți temperatura transformatorului sub control. Evitați supraîncărcările inutile și asigurați-vă că ventilatoarele, pompele, radiatoarele și sistemele de ventilație funcționează corect.

În al doilea rând, acordați atenție izolației. Pentru transformatoarele cu ulei-immerse, calitatea bună a uleiului și controlul umidității sunt deosebit de importante. Testarea regulată a uleiului poate dezvălui deteriorarea înainte ca aceasta să devină o problemă majoră.

Protecția la scurt{0}circuit contează și ea. Protecția coordonată corespunzător ar trebui să îndepărteze rapid defecțiunile externe. Cu cât un transformator este expus mai mult timp la un curent de defect mare, cu atât este mai mare solicitarea mecanică asupra înfășurărilor sale.

Și după o defecțiune majoră, nu sări peste inspecție doar pentru că transformatorul încă funcționează. O înfășurare poate fi deteriorată mecanic fără a prezenta un simptom extern evident.

Nici transportul și instalarea nu trebuie trecute cu vederea. Impacturile puternice în timpul transportului pot schimba componentele interne, în timp ce instalarea necorespunzătoare poate introduce stres mecanic suplimentar.

Când ar trebui reparată sau înlocuită înfășurarea unui transformator?

Nu există un răspuns-de mărime-potrivită-tuturor. Decizia de reparație depinde de tipul și amploarea daunelor.

Cheia este să înțelegem de ce înfășurarea a eșuat în primul rând. Înlocuirea unei înfășurări deteriorate fără a corecta problema inițială cere probleme.

De exemplu, dacă supraîncărcarea repetată a cauzat supraîncălzirea, o nouă înfășurare se va confrunta în cele din urmă cu aceleași condiții.

Gânduri finale

Defecțiunile înfășurării transformatorului pot varia de la izolație minorădeteriorare până la deformare mecanică gravă care necesită o înlocuire completă a înfășurării. Principalele moduri de defecțiune includ defecțiunea izolației la viraj, defectarea izolației principale, instabilitatea radială și instabilitatea axială.

Defecțiunile de scurt-circuit merită o atenție deosebită, deoarece pot produce forțe mecanice enorme în interiorul transformatorului. Chiar și atunci când transformatorul continuă să funcționeze după aceea, deformarea ascunsă a înfășurării poate fi încă prezentă.

De aceea, testele regulate, răcirea adecvată, gestionarea izolației, protecția la scurt{0}}circuit și inspecțiile la timp sunt atât de importante.

În lumea reală, puțină întreținere preventivă este foarte bună. Prin monitorizareaînfăşurarea transformatorului, verificând rezultatele testelor neobișnuite și inspectând echipamentele după defecțiuni majore, operatorii le pot prinde adeseaprobleme cu transformatorulînainte ca acestea să devină eșecuri costisitoare.

Pentru proprietarii de transformatoare, contractorii EPC și echipele de întreținere, abordarea de bază este simplă: monitorizați, testați, investigați și reparați cauza principală. De obicei, este mult mai ieftin-și mult mai puțin stresant-decât a face față unui transformator defect după fapt.

Contactați acum