Malfunzionamenti nel funzionamento dei trasformatori di potenza

Durante il funzionamento non è esclusa la comparsa di vari tipi di difetti e malfunzionamenti dei trasformatori, che ne influenzano il funzionamento in misura diversa. In alcuni guasti i trasformatori possono rimanere in servizio a lungo, in altri devono essere immediatamente messi fuori servizio. In ogni caso, la possibilità di ulteriori lavori è determinata dalla natura del danno. L'incapacità del personale, l'adozione prematura di misure volte all'eliminazione di difetti a volte minori portano a arresti di emergenza dei trasformatori.

Le cause del danno sono condizioni di lavoro insoddisfacenti, riparazioni di scarsa qualità e installazione di trasformatori. Difetti dei singoli elementi strutturali dei trasformatori moderni, uso di qualità insufficiente materiali isolanti.

Tipici sono i danni all'isolamento, ai circuiti magnetici, ai dispositivi di commutazione, alle spire, alle boccole riempite d'olio e in porcellana.

Danneggiamento dell'isolamento dei trasformatori

L'isolamento principale è spesso danneggiato a causa di una violazione della sua resistenza elettrica quando è bagnato, nonché in presenza di piccoli difetti. Nei trasformatori da 220 kV e oltre, i guasti sono associati al verificarsi della cosiddetta "scarica strisciante", che è una graduale distruzione dell'isolamento mediante la diffusione di scariche locali sulla superficie del dielettrico sotto l'azione della tensione di esercizio . Sull'isolamento superficiale appare una griglia di canali conduttivi, mentre si riduce lo spazio di isolamento calcolato, che porta alla distruzione dell'isolamento con la formazione di un potente arco all'interno del serbatoio.

L'intensa usura termica dell'isolamento della bobina è causata dal rigonfiamento dell'isolamento aggiuntivo delle bobine e dalla relativa cessazione della circolazione dell'olio a causa dell'ostruzione parziale o completa dei canali dell'olio.

Il danno meccanico all'isolamento delle bobine si verifica spesso in caso di cortocircuiti nella rete elettrica esterna e resistenza elettrodinamica insufficiente dei trasformatori, che è il risultato di un indebolimento degli sforzi per premere gli avvolgimenti.

Danni ai nuclei magnetici dei trasformatori

I circuiti magnetici sono danneggiati a causa del surriscaldamento dovuto alla distruzione del film di vernice tra le lamiere e alla sinterizzazione delle lamiere di acciaio, in caso di rottura dell'isolamento dei perni a pressione, in caso di cortocircuito, quando singoli elementi del magnete circuito risultano chiusi tra loro e al serbatoio.

Guasto dei dispositivi di commutazione dei trasformatori

Il guasto dei dispositivi di commutazione PMB si verifica quando si interrompe il contatto tra i collettori rotanti mobili e le barre conduttrici fisse.Il deterioramento del contatto avviene con una diminuzione della pressione di contatto e la formazione di un film di ossido sulle superfici di contatto.

Gli interruttori del cambio sono dispositivi piuttosto complessi che richiedono un'attenta regolazione, ispezione e test speciali. Le cause del guasto dell'interruttore di carico sono malfunzionamenti nel funzionamento di contattori e interruttori, contatti bruciati dei dispositivi del contattore, inceppamento dei meccanismi del contattore, perdita di resistenza meccanica delle parti in acciaio e ovatta di carta-bachelite. bobina risultante dalla sovrapposizione del traferro esterno dello spinterometro di protezione.

Il guasto delle prese dagli avvolgimenti ai dispositivi di manovra e alle boccole è causato principalmente dalle condizioni non soddisfacenti delle razioni. link di contatto, nonché l'avvicinamento di scarichi flessibili alle pareti dei serbatoi, contaminazione dell'olio con impurità meccaniche conduttive, inclusi ossidi e particelle metalliche provenienti dai sistemi di raffreddamento.

Danni alle boccole del trasformatore

Il guasto delle boccole da 110 kV e oltre è principalmente correlato alla bagnatura della base di carta. La penetrazione di umidità nelle boccole è possibile se le guarnizioni sono di scarsa qualità, durante il rabbocco delle boccole olio per trasformatori con bassa rigidità dielettrica. Si noti che il guasto delle boccole, di norma, è accompagnato da incendi del trasformatore, che causano danni significativi.

Una tipica causa di guasto dei passanti in porcellana è il riscaldamento da contatto nei giunti filettati di perni conduttivi compositi o nel punto di connessione di sbarre collettrici esterne.

Protezione dei trasformatori da danni interni

I trasformatori sono protetti da danni interni dispositivi di protezione relè... Le principali protezioni ad alta velocità sono la protezione di corrente differenziale contro tutti i tipi di cortocircuito negli avvolgimenti e ai terminali del trasformatore, la protezione del gas contro i cortocircuiti che si verificano all'interno della cassa del trasformatore e accompagnati dal rilascio di gas e {abbassando il livello dell'olio, interruzione corrente non vi è alcun ritardo dovuto a un guasto del trasformatore accompagnato dal passaggio di correnti di cortocircuito relativamente elevate.

Tutte le protezioni contro i danni interni funzionano quando tutti gli interruttori del trasformatore sono disinseriti e nelle sottostazioni realizzate secondo schemi semplificati (senza interruttori sul lato AT) — quando un interruttore di cortocircuito è chiuso o un interruttore di linea è disinserito.

Monitoraggio e rilevamento dei danni alla salute dei trasformatori che si verificano in essi mediante analisi dei gas disciolti nell'olio

Per rilevare i guasti sui trasformatori nelle prime fasi possibili del loro verificarsi, quando il rilascio di gas può essere ancora molto debole, nella pratica operativa sono ampiamente utilizzati dall'analisi cromatografica dei gas disciolti nell'olio.

Il fatto è che con lo sviluppo di guasti del trasformatore causati dal riscaldamento ad alta temperatura, l'olio e l'isolamento solido si decompongono con la formazione di idrocarburi leggeri e gas (con una composizione e una concentrazione piuttosto specifiche), che si dissolvono nell'olio e si accumulano nel relè del gas del trasformatore. Il periodo di accumulo di gas nel relè può essere piuttosto lungo e il gas accumulato in esso può differire in modo significativo dalla composizione del gas prelevato vicino al luogo del suo rilascio.Pertanto, la diagnosi dei guasti basata sull'analisi del gas prelevato dal relè è difficile e può anche essere ritardata.

L'analisi di un campione di gas disciolto in olio, oltre a una diagnosi più accurata del guasto, consente di osservarne l'evoluzione prima dell'intervento del relè gas. Ed anche in caso di danno rilevante, quando interviene la protezione gas all'intervento del trasformatore, il confronto delle composizioni del gas prelevato dal relè e disciolto nell'olio può essere utile per una più corretta valutazione della gravità del il danno.

Sono state determinate la composizione e le concentrazioni limite dei gas disciolti nell'olio, trasformatori in buono stato e con tipologie di danneggiamento tipiche. Ad esempio, quando l'olio viene decomposto sotto l'azione di un arco elettrico (sovrapposizione nell'interruttore), viene rilasciato principalmente idrogeno. Tra gli idrocarburi insaturi predomina l'acetilene, che in questo caso è un gas caratteristico. Il monossido di carbonio e l'anidride carbonica sono presenti in piccole quantità.

Ed ecco che il gas rilasciato durante la decomposizione dell'olio e l'isolamento solido (chiudendosi da una svolta all'altra nell'avvolgimento) differisce dal gas formato solo durante la decomposizione dell'olio in un notevole contenuto di ossido e anidride carbonica

Per diagnosticare periodicamente (2 volte all'anno) i danni dei trasformatori prelevare campioni di olio per l'analisi cromatografica dei gas disciolti nell'olio, mentre per il prelievo di campioni di olio vengono utilizzate siringhe mediche.

Il campionamento dell'olio viene effettuato come segue: ripulito dallo sporco sul tubo di derivazione della valvola destinata al prelievo, un tubo di gomma viene posizionato sul tubo di derivazione.Il rubinetto viene aperto e il tubo viene lavato con olio dal trasformatore, l'estremità del tubo viene sollevata per rimuovere le bolle d'aria. Un morsetto è installato all'estremità del tubo; l'ago della siringa viene iniettato nella parete del tubo. Prendi l'olio nella siringa e poi! l'olio viene scaricato attraverso l'ago di lavaggio della siringa, si ripete l'operazione di riempimento della siringa con olio, la siringa piena di olio viene iniettata con l'ago nel tappo di gomma e in questa forma viene inviata al laboratorio.

L'analisi viene eseguita in condizioni di laboratorio utilizzando un cromatografo. I risultati dell'analisi vengono confrontati con i dati aggregati sulla composizione e la concentrazione del gas rilasciato durante vari tipi di guasti del trasformatore e si giunge a una conclusione sulla funzionalità del trasformatore o dei suoi guasti e sul grado di pericolo di questi guasti.

Dalla composizione dei gas disciolti nell'olio è possibile determinare il surriscaldamento delle connessioni conduttive e degli elementi strutturali del telaio del trasformatore, le scariche elettriche parziali nell'olio, il surriscaldamento e l'invecchiamento dell'isolamento solido del trasformatore.