Kodėl transformatoriaus šerdis laikoma pagrindine galios transformatoriaus širdimi?

Geležinė galios transformatoriaus šerdis, kaip pagrindinis aparatas ir centrinė įranga energetikos pramonėje, yra gyvybiškai svarbus funkcinis ir struktūrinis komponentas, užtikrinantis netrukdomą magnetinės grandinės srautą, energijos konversiją ir elektros saugą. Energijos įrangos ir elektros saugos požiūriu negalima nepastebėti ir transformatorių geležies šerdies gedimų.

Pradedant transformatorių geležinių gyslų darbinės būklės aprašymu, šiame darbe išaiškinamas transformatorių geležinių šerdžių vieno taško įžeminimo principas, analizuojamos transformatorių geležinių šerdžių įžeminimo gedimų priežastys, pateikiami gedimų valdymo ir aptikimo metodai.

1 Galios transformatoriaus šerdies veikimo sąlygų aprašymas

Šerdis yra struktūrinė galios transformatoriaus šerdis, užtikrinanti esminę magnetinio srauto ir energijos konvertavimo palaikymą. Įprasto veikimo metu šerdis sukuria itin stiprų kintamąjį magnetinį lauką dėl aukštos įtampos ir didelių srovių, todėl susidaro didelis potencialų skirtumas nuo žemės. Šis potencialų skirtumas gali sukelti iškrovos reiškinius tarp šerdies ir alyvos bako. Stiprūs iškrovimai gali tiesiogiai pažeisti transformatoriaus šerdį, apvijas ir korpusą, o tai gali sukelti transformatoriaus avarijas ir pavojų eksploatuoti.

2 Galios transformatoriaus šerdies vieno taško įžeminimo principas

Vieno taško įžeminimas galios transformatoriaus šerdims apima laminatų tvirtinimą, kad būtų suformuota vieninga potencialo plokštuma. Tai pasiekiama sujungiant šerdies dalį prie šerdies suspaudimo plokštės, pritvirtintos prie vidinės rezervuaro sienelės suspaudimo laidais arba varžtais. Tai užtikrina galimą vienodumą tiek šerdyje, tiek tarp šerdies ir rezervuaro. Jei šerdyje atsiranda nelygumų, deformacijų ar sulinkimų, ji lengvai palengvina elektrinį įžeminimą per laminatus. Kintamajame elektromagnetiniame lauke tai indukuoja kintamąsias sroves šerdyje, potencialiai sudarydama lokalizuotas grandines. Dėl to šerdyje atsiranda vietinis, trumpalaikis šilumos išsiskyrimas, dėl kurio kyla per didelė vidinė temperatūra, smarkiai išsiskiria kenksmingos dujos, suaktyvėja dujų apsaugos sistemos ir išsijungia transformatorius. Šios problemos pablogina transformatoriaus funkcionalumą elektros sistemose ir tinkluose.

3 pagrindinės galios transformatoriaus šerdies įžeminimo gedimų priežastys

(1) Svetimų objektų buvimas galios transformatoriuje

 Chronologiškai pašalinių objektų buvimas pasireiškia keliais etapais:

Pirma, gamybos metu dėl nepakankamo šerdies gamybos tikslumo ir nepakankamo vidinių zonų bei pagrindinių komponentų valymo gali likti likučių, o tai gali pakenkti šerdies įžeminimo efektyvumui.

Antra, montuojant mechaninės išorinės jėgos gali deformuotis šerdyje ir iškraipyti korpusą, išslinkti medžiagas ir sukurti kelis įžeminimo taškus. Tai veda prie trumpųjų jungimų, uždarų kilpų ir perkaitimo.

Trečia, pilant alyvą dėl nekokybiškos alyvos gali patekti metalinių teršalų, kurie prilimpa prie šerdies, sutrikdo įžeminimo taško valdymą ir susidaro keli įžeminimo taškai.

Ketvirta, atliekant techninę priežiūrą ir eksploataciją, transformatoriaus susidėvėjimas, korozija ir vibracija sukuria granuliuotas metalines šiukšles ir miltelių pavidalo teršalus. Šios dalelės prasiskverbia į šerdį, sutrikdo normalų jos veikimą ir sukelia veikimo sutrikimus bei paslėptus pavojus.

(2) Nepakankamas tarpas galios transformatoriaus šerdyje

Per arti šerdies gnybtų ir centrinių kaiščių gali būti netinkamas įžeminimo atstumas arba prastas fiksavimas šerdies įžeminimo metu. Tada darbinis poslinkis gali sukelti iškrovos reiškinius. Atlaisvinus šerdies tarpiklius, šerdies ir gaubto kontaktas gali sukelti trumpąjį jungimą.

(3) Vandens patekimas į galios transformatorių

Montuojant arba atliekant techninę priežiūrą šlapiu oru, nesilaikant hidroizoliacijos ar izoliavimo priemonių, gali būti pažeista šerdies izoliacija. Drėgmės prisotintas popierinis laminatas, veikiamas aukšta įtampa, lengvai sukelia trumpuosius jungimus tarp šerdies ir žemės ir iškrovimo gedimus.

4 pagrindinės galios transformatoriaus šerdies perkaitimo priežastys

(1) Nestandartiniai gamybos standartai. Kuo modernesnis ir automatizuotas galios transformatorius, tuo didesnė pažangių gamybos technikų paklausa. Tam tikriems transformatorių gamybos padaliniams trūksta naujoms konstrukcijoms, medžiagoms ir specifikacijoms reikalingos kvalifikacijos, todėl kyla praktinių problemų, tokių kaip nepakankamas tikslumas, nepilnas valymas ir reikalavimų neatitinkantys metodai. Dėl to šerdis perkaista, o tai kenkia bendram stabilumui.

(2) Nestandartiniai įrengimo būdai. Montuojant, nesilaikant vieno taško šerdies įžeminimo principo, varžtai neužveržiami tinkamai, įžeminimo laido ilgis yra nepakankamas arba įžeminimo vieta yra neteisinga. Dėl to šerdis susiliečia su korpusu, galiausiai atsiranda šerdies įžeminimo gedimas ir perkaitimas veikimo metu.

5. Galios transformatoriaus šerdies įžeminimo gedimų šalinimo metodai

Pagrindiniai galios transformatorių šerdies įžeminimo gedimų šalinimo būdai apima: pertrūkių daugiataškių įžeminimo gedimų tvarkymą, daugiataškių įžeminimo gedimų valdymą su išmatuojamomis izoliacijos varžos vertėmis ir daugiataškių įžeminimo gedimų be izoliacijos varžos verčių šalinimą (taip pat vadinamą negyvu įžeminimu). Šiame skyriuje visų pirma iliustruojamas požiūris į pertraukiamus daugiataškius įžeminimo sutrikimus.

6 Galios transformatoriaus šerdies įžeminimo gedimų aptikimas

(1) Standartizuoti tikrinimo procedūras. Montuodami įsitikinkite, kad padėties nustatymo kaiščiai yra pakeisti arba pašalinti. Kruopščiai patikrinkite, ar visi komponentai yra tinkamo dydžio, tinkamai pailginti ir, jei reikia, turi tik vieną jungiamąją plokštę. Be to, patikrinkite, ar visi varžtai ir veržlės yra tvirtai pritvirtinti, ir patikrinkite, ar silicio plieno laminato gamybos procesas atitinka optimalius standartus. Iš esmės pašalinkite kelių įžeminimo taškų galimybę.

(2) Kruopščios valymo procedūros. Po gamybos, montavimo ar esminių galios transformatorių modifikacijų atlikite išsamų vidinių komponentų valymą. Įsitikinkite, kad transformatoriuje nelieka metalinių laidų pertekliaus ar net smulkių metalo dalelių, nes dėl to silicio plieno laminatės gali patekti į kelis įžeminimo taškus.

(3) Palaikykite rezervuaro švarą. Transformatoriaus veikimo metu atlikite reguliarius aušintuvų ir alyvos siurblių patikrinimus, kad išvengtumėte vietinio šerdies perkaitimo ir priešlaikinio gedimo. Tai neleidžia metalo dalelėms, susidarančioms dėl trinties, patekti į baką per alyvą. Per daug dalelių kaupiasi laikui bėgant, neišvengiamai susidaro keli įžeminimo taškai.

(4) Patobulinti veiklos stebėseną. Tai įgalina greitus taisomuosius veiksmus aptikus galios transformatorių šerdies įžeminimo gedimus arba pradėti tyrimus, kai atsiranda įtartinų veiksnių. Toks budrumas užtikrina, kad šerdies įžeminimo gedimų būtų išvengta dar prieš jiems atsirandant.