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Combinado con la aparición repentina de fallas entre vueltas del transformador de potencia de tipo seco en el proceso de operación, análisis de los resultados de la inspección, identificación de la causa raíz de la falla del transformador seco, reemplazo del transformador de potencia de tipo seco defectuoso.
Este documento analiza brevemente los principales factores que afectan el aislamiento longitudinal del transformador de potencia de tipo seco en el proceso de fabricación y propone las contramedidas correspondientes para resolver el problema.
El problema del cortocircuito entre vueltas se resuelve aumentando la prueba de descarga parcial en la prueba preventiva y prestando atención a la posterior inspección de fábrica y prueba de entrega del nuevo transformador de potencia de tipo seco.
Como equipo clave de la red de distribución, la confiabilidad del transformador de potencia de tipo seco es crucial para la operación confiable de la red de distribución. El transformador de potencia de tipo seco fundido con resina epoxi (transformador seco para abreviar) tiene un excelente rendimiento eléctrico, buena tolerancia a cortocircuitos y descargas eléctricas, fácil mantenimiento, sin explosiones ni incendios, etc., y es ampliamente utilizado.
Debido a la influencia de la edad, la instalación, el proceso de fabricación, el control de calidad y los métodos de prueba, de vez en cuando ocurren fallas en la distribución de energía causadas por fallas internas de los transformadores secos.
Al analizar los casos de fallas en el trabajo y proponer sugerencias para la prevención y el mantenimiento, es de gran orientación para la operación segura y confiable de las redes de distribución.
Daelim, como fabricante especializado de transformadores, ha sido muy apreciado por su diseño y entrega extremadamente rápidos. daelim garantiza la calidad de los transformadores junto con el tiempo de entrega. Los transformadores de daelim están certificados por IEC, IEEE, ANSI, CSA, etc. y son ampliamente utilizados en América del Norte, América del Sur, Europa, Australia, etc.
La estructura se divide en aislamiento principal y aislamiento longitudinal. El aislamiento principal es el aislamiento externo, en referencia al aislamiento de la bobina y otras estructuras, que se puede dividir en aislamiento entre fases, aislamiento de devanado a tierra y aislamiento entre diferentes devanados en una misma fase. El aislamiento longitudinal es el aislamiento interno, que se refiere al aislamiento de la bobina de la misma fase, que se puede dividir en aislamiento entre vueltas, entre capas y entre segmentos desde el interior hacia el exterior.
El transformador seco está sujeto al campo eléctrico, calor y otros factores durante la operación. Material de aislamiento bajo la influencia del campo eléctrico, el calor y otros factores, el rendimiento del aislamiento disminuye gradualmente, cuando más que el punto crítico, el aislamiento se rompe, lo que resulta en una falla de cortocircuito.
Las fallas del transformador seco se pueden clasificar de la siguiente manera.
① Cortocircuito de fase a fase.
② Cortocircuito a tierra monofásico.
③ Cortocircuito entre vueltas dentro del devanado.
④ sobrecarga.
⑤ Alta temperatura de devanado del transformador de potencia de tipo seco.
El cortocircuito entre vueltas y entre capas del transformador seco de resina fundida es más común.
La mayoría de las razones del cortocircuito entre vueltas son que la resina contiene un espacio de aire o que la proporción de resina es anormal en el proceso de fundición, lo que provoca que la resina se descargue en el aislamiento entre vueltas o que la resina no esté bien integrada con el aislamiento. pintura del cable electromagnético, lo que da como resultado una descarga parcial en el lugar primero, lo que provoca que la estructura de aislamiento entre las vueltas se dañe.
Un día, la sala de control de supervisión informó que el disyuntor del gabinete frontal (VCB) de la sala de distribución de bajo voltaje se disparó, el disyuntor de entrada total (ACB) de bajo voltaje del transformador de potencia de tipo seco se disparó automáticamente, el bus de bajo voltaje El disyuntor de contacto (ACB) se cerró automáticamente y la carga de back-end fue transportada por el transformador de potencia de tipo seco en el lado opuesto.
Después de que el oficial de servicio llegó a la escena, descubrió que había humo y que el interruptor delantero se disparó. A través de medidas de eliminación de emergencia, después de aislar el lado de alto y bajo voltaje del transformador de potencia de tipo seco, abrió la puerta del recinto del transformador de potencia de tipo seco y descubrió que había cenizas saliendo de la pared interior del transformador de potencia de fase C. bobina, la parte inferior del cilindro de aislamiento tenía material derretido goteando, y la bobina de alto voltaje La capa de resina se ha agrietado, identificada inicialmente como falla de bobina de alto voltaje de fase C.
En el lugar de la prueba de resistencia de CC de la bobina de alto voltaje del transformador de falla, los valores de resistencia son: fase A 365,8 mΩ, fase B 367,2 mΩ y fase C 340,1 mΩ, la resistencia de CC de la fase C es pequeña, se considera que es fase C Cortocircuito de bobina de alto voltaje.
De acuerdo con el número de producción del transformador de potencia de tipo seco, se recuperaron los datos originales de la producción del transformador de potencia de tipo seco, incluida la inspección de entrada de materia prima, los registros del proceso de producción, los registros del equipo de producción y los datos de prueba de fábrica eran normales.
Los datos de la prueba de traspaso estaban todos dentro del rango normal y el entorno operativo era bueno, con una temperatura ambiente de 25 ℃ y un factor de carga del 20 % o menos antes de la falla.
Después de devolver el transformador de potencia de tipo seco a la fábrica, se encontró que la cara del extremo de resina y la pared interna se expandieron y agrietaron después de desarmar la bobina de alto voltaje, como se muestra en la Figura 1 y la Figura 2. La capa de resina interna de la bobina se despegó, y la capa de resina interna de varias partes agrietadas de la bobina se despegó, y los cables se descubrieron capa por capa, y finalmente se encontró un cortocircuito en la parte posterior de la bobina (posición del lado de bajo voltaje), y el cortocircuito estaba ubicado en la segunda capa de cables. El conductor chamuscado se muestra en la Figura 4, y se consideró que la situación era un cortocircuito entre vueltas.
A través de la observación de la disección, la ubicación de la falla se encuentra en el área de bobinado normal dentro de la bobina, no hay grifo ni punto de soldadura en esta área, y se encuentra en la capa interna del diagrama de líneas, no hay posibilidad de que el bobina en el proceso de transporte y operación debido al golpe causado por la falla.
Del proceso de disección, se observó que la parte normal de la resina epoxi conductora en la capa intermedia y las vueltas del conductor penetraron lo suficiente.
Se observaron cinco vueltas consecutivas de ablación del conductor en la zona del cortocircuito, y tres vueltas de conductor se fundieron completamente en la parte más grave, lo que puede confirmarse como la ubicación del origen de la falla.
Se infiere que la causa directa de la falla es el cortocircuito entre las espiras del conductor de segunda capa de la bobina de alta tensión fase C, formándose una corriente de cortocircuito, el conductor de cortocircuito se calienta rápidamente y quema el aislamiento entre capas, lo que da como resultado un cortocircuito entre las dos primeras y las tres segundas capas, y el calor generado se libera desde el extremo superior de la pared interior de la bobina, lo que da como resultado un fenómeno de negro de humo en el extremo superior de la pared interior de la bobina y la correspondiente superficie de la bobina de bajo voltaje.
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La superficie del cable electromagnético está cubierta con una capa de barniz aislante, dos vueltas de cable enrolladas lado a lado, incluso si el barniz de un cable se daña, el otro barniz de cable está intacto, también puede soportar el voltaje normal entre vueltas. La falla del fenómeno de las tres vueltas de alambre fusionado.
Después de verificar los registros de otros procesos de la bobina, los registros de vertido mostraron un fenómeno anormal. Cuando el vertido estaba casi terminado, el equipo de vertido mostró una alarma anormal para la proporción de material de vertido durante un golpe de alimentación, y luego dejó de verter para verificar y encontró que el sello del agente de curado dentro y fuera del material estaba roto, y terminó de verter después de reemplazarlo.
Se infiere que la alarma de fundición fue causada por una proporción anormal de resina y endurecedor, que se inyectó en la parte defectuosa de la bobina, lo que resultó en una mala fusión de la resina y la capa de aislamiento del cable en esta parte y la operación a largo plazo, lo que resultó en bolsas de aire y descargas parciales.
La descarga parcial a largo plazo condujo a una disminución lenta en el rendimiento del aislamiento dentro de la bobina, y cuando la disminución del aislamiento alcanzó un punto crítico, el aislamiento se rompió y finalmente provocó una falla de cortocircuito entre las vueltas del conductor, lo que resultó en esto. fracaso repentino.
En resumen, la causa raíz de esta falla fue la relación anormal de la resina de fundición que condujo a la sobrecarga de descarga parcial, que eventualmente provocó el cortocircuito entre vueltas y el transformador de potencia de tipo seco no funcionó.
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En el proceso de fabricación de transformadores de potencia de tipo seco, a menudo es fácil procesar defectos locales latentes en la etapa del proceso de fundición, y en la prueba de fábrica del transformador de potencia de tipo seco, la cantidad de descarga parcial es muy pequeña, lo que provoca la prueba de descarga parcial. datos también dentro de los requisitos estándar nacionales, de modo que el transformador de potencia de tipo seco con problemas ocultos en la operación.
Durante la prueba de mantenimiento del transformador de potencia de tipo seco, estos defectos no pueden detectarse mediante la prueba de voltaje de resistencia de CA, y la prueba de descarga parcial no se realiza debido al sitio y otras razones, por lo que las fallas ocultas no se encuentran y eliminan a tiempo.
En la operación del transformador de potencia de tipo seco, la intuición humana no puede detectar pequeñas descargas parciales, y solo con la ayuda de instrumentos de medición de descargas parciales se pueden detectar fenómenos de descargas parciales.
A corto plazo, una sola descarga no tendrá un impacto significativo en el aislamiento interno del transformador de potencia de tipo seco, pero a largo plazo, la descarga parcial se expandirá gradualmente y el compuesto generado por este proceso acelerará el daño al estructura de aislamiento, formando un efecto acumulativo, y cuando se excede el punto crítico, se penetrará el aislamiento entre vueltas y se producirá un cortocircuito entre vueltas, y el calor del cortocircuito formado dañará el aislamiento entre capas, formando un cortocircuito entre capas, lo que resulta en una falla repentina.
La descarga parcial de corta duración no necesariamente causa daño al medio de todo el canal, pero el efecto electrolítico de la descarga acelera la oxidación del aislamiento y corroe el aislamiento, reduciendo así la vida útil del transformador de potencia de tipo seco. El grado de daño depende del rendimiento de la descarga y del grado de daño del aislamiento bajo la acción de la descarga.
Durante la operación a largo plazo del transformador de potencia de tipo seco, el rendimiento del aislamiento interno disminuye gradualmente y la descarga parcial grave a largo plazo se acumula y provoca la ruptura del aislamiento.
Si la descarga parcial del transformador seco supera considerablemente el estándar, la vida útil es generalmente de unos 5 años, el envejecimiento y la ruptura del aislamiento interno provocarán un cortocircuito entre vueltas, algunos incluso de 2 a 3 años para provocar un cortocircuito entre vueltas. .
Dado que la descarga parcial es una de las principales razones de los cortocircuitos entre vueltas del transformador de potencia de tipo seco, es necesario prestar suficiente atención a la descarga parcial.
Existen varios tipos de descargas parciales, una de las cuales es la forma de descarga parcial que se produce en la superficie del aislamiento. Si la energía es alta, la vida útil del transformador de potencia de tipo seco se ve afectada cuando quedan huellas de descarga en la superficie del aislador.
Hay otro tipo de intensidad de descarga más alta, que ocurre en la cavidad o electrodo de ángulo agudo, concentrado en algunos puntos de la descarga local en forma de descarga corrosiva, esta descarga puede penetrar profundamente en el interior del material de papel aislante, lo que resulta en un disminución de la resistencia del aislamiento y, finalmente, conducir a la ruptura.
Dado que la prueba de tensión inducida de corta duración (ACSD) es un método importante para verificar la resistencia de resistencia del aislamiento principal, así como el aislamiento longitudinal del transformador de potencia de tipo seco, la prueba de descarga parcial se utiliza como un medio eficaz para detectar defectos en el aislamiento interno del transformador de potencia tipo seco. La prueba de descarga parcial es una prueba de control de calidad para verificar si hay una cantidad excesiva de descarga parcial debajo del transformador.
Por lo tanto, la prueba de descarga parcial adicional ACSD puede detectar el transformador de potencia de tipo seco con defectos ocultos de cortocircuito de vuelta a vuelta a tiempo para el mantenimiento predictivo y el reemplazo.
Con el fin de resolver completamente la falla y garantizar la calidad del mantenimiento, el fabricante del transformador de potencia de tipo seco reemplazó el transformador de potencia de tipo seco defectuoso con un nuevo transformador de potencia de tipo seco del mismo modelo y realizó un traspaso estricto de la nueva potencia de tipo seco. El nuevo El transformador de potencia de tipo seco se sometió a una estricta prueba de transferencia y los datos de la prueba cumplieron con los requisitos de las normas nacionales. El nuevo transformador de potencia de tipo seco se ha instalado y funciona bien desde entonces.
Con el fin de excluir que el mismo lote de transformadores de potencia de tipo seco no tuviera tales fallas ocultas, el fabricante del transformador de potencia de tipo seco elaboró un plan detallado y completo para realizar mediciones de tensión soportada de inducción de corta duración (ASCD) y descargas parciales en todos los transformadores de potencia secos. transformadores de potencia tipo en operación en el mismo lote. La prueba se llevó a cabo en todos los transformadores de potencia de tipo seco del mismo lote en funcionamiento.
Teniendo en cuenta que el transformador de potencia de tipo seco ha estado en funcionamiento durante 3 años, la prueba de descarga parcial se realiza primero en el transformador de potencia de tipo seco, y cuando el valor de detección de descarga parcial es menor que el valor estándar de 10 p C, entonces la inducción La prueba de tensión soportada se lleva a cabo para evitar que el aislamiento se rompa directamente por la prueba de tensión soportada de inducción primero. El procedimiento de presurización de prueba de descarga parcial se muestra en la Figura 6 (Ur es el voltaje nominal de 10 kV).
La prueba de tensión soportada de inducción se realiza al 70 % de la tensión soportada de CA de fábrica (20 kV).
Al probar la descarga parcial del mismo lote de transformadores de potencia tipo seco en operación, no se encontró ningún transformador de potencia tipo seco con descargas parciales excesivas, lo que descartó la falla como un problema de calidad de aislamiento longitudinal del lote y aseguró la operación segura y estable del equipo. transformadores de potencia tipo seco en funcionamiento. La falla se descartó como un problema de calidad del aislamiento longitudinal del lote, lo que garantizó la operación segura y estable del transformador de potencia de tipo seco en operación.
Dado que la falla de aislamiento interno del transformador de potencia de tipo seco está oculta, es difícil que los sentidos humanos la detecten en el proceso diario de operación y mantenimiento. tipo transformador de potencia.
Se presta atención posterior a la inspección de fábrica del transformador seco, centrándose en los registros del proceso, las tarjetas de control de calidad y las pruebas de fábrica de la inspección de entrada de materia prima, el devanado de la bobina, el curado de fundición al vacío y el proceso de montaje del transformador de potencia de tipo seco. Si se encuentran anomalías, se presentarán objeciones a tiempo para evitar el flujo de piezas no calificadas al siguiente proceso y para garantizar la calidad del producto del transformador de potencia de tipo seco en la fuente.
Preste atención a la prueba de entrega del transformador seco, que es el último proceso antes de poner en funcionamiento el transformador de potencia de tipo seco, para garantizar que solo se pueda poner en funcionamiento el transformador de potencia de tipo seco calificado.
Dado que la falla de aislamiento (especialmente el cortocircuito entre espiras) del transformador seco es difícil de detectar, una vez que ocurre, provocará la interrupción o conmutación de la distribución de energía y afectará la operación segura y estable de cargas importantes. Es necesario prestar atención a la inspección de fábrica, la prueba de entrega y la prueba preventiva del transformador de potencia de tipo seco para evitar que ocurran fallas similares.
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