Analisis Kerosakan Transformer Biasa: Punca, Kaedah Diagnostik dan Langkah-Langkah Pemulihan

Transformer memainkan peranan penting dalam sistem kuasa dengan melakukan penukaran voltan dan pengagihan kuasa, dan keadaan operasinya secara langsung mempengaruhi kebolehpercayaan bekalan kuasa. Sama ada ia adalah sebuah transformer terendam minyak atau a pengubah jenis kering , masalah mungkin berlaku selepas operasi jangka panjang. Sesetengah kerosakan berkembang secara beransur-ansur, dengan hanya sedikit kelainan pada parameter pada permulaannya. Jika ia tidak dikesan dalam masa, ia mungkin beransur-ansur menjadi lebih teruk dan akhirnya membawa kepada penutupan peralatan atau bahkan keletihan.

Bagi syarikat kuasa, kontraktor EPC dan pelanggan industri, memahami kerosakan transformer biasa , cara mengenal pastinya dan cara mengendalikannya boleh membantu mengesan masalah dalam masa semasa fasa operasi projek dan mengurangkan kerugian yang disebabkan oleh gangguan yang tidak dirancang.

Zisheng Electric telah terlibat secara mendalam dalam R&D transformer, pembuatan, dan perkhidmatan sokongan projek selama bertahun-tahun, mengumpulkan analisis kesalahan tertentu dan pengalaman operasi & penyelenggaraan dalam persekitaran aplikasi yang berbeza. Berdasarkan isu biasa yang dihadapi dalam operasi sebenar, artikel ini menganalisis jenis utama kerosakan transformer, kaedah diagnostik dan langkah rawatan yang sepadan.

I. Klasifikasi Utama Kerosakan Transformer

Dari perspektif lokasi kerosakan, kerosakan transformer terutamanya berlaku dalam belitan, teras, sistem penebat, penukar paip, sesendal dan sistem penyejukan . Dari perspektif ciri kerosakan, ia boleh dikelaskan kepada kerosakan elektrik, kerosakan haba, kerosakan mekanikal, dan kerosakan berkaitan minyak.

II. Kerosakan Penggulungan

2.1 Gejala dan Punca

Penggulungan . adalah salah satu bahagian pengubah yang paling terdedah kepada kegagalan Kerosakan biasa terutamanya termasuk litar pintas antara pusingan , litar pintas lapisan ke lapisan, dan ubah bentuk belitan.

Apabila litar pintas antara pusingan atau lapisan ke lapisan berlaku, arus beredar yang besar akan terbentuk di bahagian litar pintas, menyebabkan suhu belitan meningkat dengan cepat. Gejala termasuk: suhu minyak yang luar biasa tinggi , peningkatan arus pada bahagian bekalan kuasa, dan rintangan DC yang tidak seimbang antara fasa. Dalam kes yang teruk, bunyi yang tidak normal juga mungkin kedengaran dari tangki minyak.

Punca utama litar pintas biasanya termasuk: penuaan penebat atau penyerapan lembapan, yang mengurangkan kekuatan penebat; masalah tersembunyi yang ditinggalkan semasa pembuatan, seperti kerosakan pada penebat antara pusingan itu sendiri; dan kesan daripada arus litar pintas semasa operasi, yang menyebabkan ubah bentuk belitan dan kerosakan penebat seterusnya.

Ubah bentuk belitan kebanyakannya disebabkan oleh daya elektromagnet yang dijana semasa kerosakan litar pintas luaran. Selepas pengubah mengalami litar pintas alur keluar atau litar pintas berdekatan, belitan mungkin mengalami ubah bentuk yang tidak dapat dipulihkan. Walaupun pengubah mungkin terus beroperasi pada masa itu, penebat mungkin telah rosak, menjadikannya berkemungkinan besar untuk berkembang menjadi litar pintas kemudian.

2.2 Cara Mendiagnosis

Diagnosis kerosakan belitan terutamanya bergantung pada kaedah berikut:

Ujian rintangan DC. Ukur rintangan DC bagi setiap belitan fasa. Jika kadar ketidakseimbangan tiga fasa melebihi standard (biasanya 2%), ia pada asasnya boleh menunjukkan kehadiran litar pintas antara pusingan atau sentuhan yang lemah.

Ujian nisbah giliran. Ukur nisbah voltan pada setiap kedudukan paip. Jika sisihan melebihi julat yang dibenarkan, mungkin terdapat litar pintas antara pusingan dalam belitan.

Ujian impedans litar pintas. Perubahan dalam impedans litar pintas boleh menunjukkan sama ada belitan telah mengalami ubah bentuk.

Analisis Gas Terlarut (DGA) minyak transformer. Terlalu panas atau nyahcas dalam belitan akan menghasilkan gas tertentu. Dengan menganalisis komposisi gas dalam minyak, jenis kerosakan dan keterukan boleh ditentukan.

2.3 Penyelesaian

Rawatan kerosakan belitan bergantung pada jenis kerosakan dan keterukan tertentu.

Untuk litar pintas antara pusingan kecil , penapisan minyak dan rawatan pengeringan boleh dicuba terlebih dahulu. Untuk kerosakan penggulungan yang serius , pengubah mesti dikeluarkan daripada perkhidmatan untuk penyelenggaraan. Bahagian aktif mesti diangkat keluar untuk pemeriksaan, dan belitan yang rosak harus diganti atau digulung semula. Jika ubah bentuk belitan teruk, belitan atau keseluruhan pengubah mungkin perlu diganti.

Untuk pencegahan: elakkan operasi bebanan jangka panjang; lakukan ujian ubah bentuk penggulungan dengan segera selepas kerosakan litar pintas berlaku dalam sistem; dan kerap menjalankan ujian pencegahan untuk memantau trend perubahan keadaan penebat belitan.

III. Kerosakan Teras

3.1 Gejala dan Punca

Teras ialah litar magnet pengubah. Kesalahan utama ialah pembumian berbilang titik dan terlalu panas setempat.

Semasa operasi biasa, teras hanya dibenarkan mempunyai satu titik asas. Sebaik sahaja dua atau lebih titik pembumian muncul, litar tertutup akan terbentuk. Di bawah medan magnet berselang-seli, arus beredar akan dijana, menyebabkan pemanasan melampau tempatan teras.

Satu lagi masalah biasa ialah kerosakan pada penebat antara kepingan keluli silikon, biasanya disebabkan oleh kerosakan mekanikal atau penuaan operasi jangka panjang. Litar pintas tempatan antara kepingan keluli silikon meningkatkan kehilangan arus pusar, mengakibatkan kenaikan suhu tempatan.

3.2 Cara Mendiagnosis

Kaedah diagnostik untuk kerosakan teras termasuk:

Pengukuran arus pembumian. Pasang ammeter secara bersiri dengan garis pembumian teras . Peningkatan ketara dalam arus yang diukur menunjukkan kemungkinan kerosakan pembumian berbilang titik .

Analisis Gas Terlarut (DGA) minyak transformer. Teras terlalu panas menjana gas ciri, dan DGA boleh menentukan sama ada teras telah mengalami terlalu panas.

Pengesanan pelepasan separa. Pembumian berbilang titik teras sering disertai dengan pelepasan separa, yang boleh digunakan sebagai kaedah pengesahan tambahan.

3.3 Penyelesaian

Untuk pembumian berbilang titik teras , perintang pengehad arus boleh disambungkan sementara dalam litar pembumian untuk mengehadkan arus pembumian. Akhirnya, pengubah mesti dikeluarkan dari perkhidmatan untuk penyelenggaraan. Bahagian aktif harus diangkat keluar, keadaan pembumian teras diperiksa, dan titik pembumian yang tidak perlu dikeluarkan.

Jika penebat antara kepingan keluli silikon rosak, bahagian aktif juga perlu diangkat. Kawasan yang rosak hendaklah dibaiki dengan rawatan penebat, atau kepingan keluli silikon yang rosak hendaklah diganti.

IV. Kerosakan Penebat

4.1 Gejala dan Punca

Sistem penebat adalah kunci kepada operasi pengubah yang boleh dipercayai jangka panjang. Kesalahan utama yang berkaitan dengan penebat ialah penuaan penebat dan penyerapan lembapan penebat.

Penuaan penebat. Ini adalah isu yang tidak dapat dielakkan semasa operasi. Di bawah kesan gabungan faktor elektrik, haba, mekanikal dan persekitaran, prestasi penebat secara beransur-ansur merosot dari semasa ke semasa. Kadar penuaan secara langsung berkaitan dengan suhu operasi. Mengikut prinsip penuaan haba, hayat perkhidmatan bahan penebat berkurangan dengan ketara apabila suhu operasi meningkat. Dalam reka bentuk kejuruteraan, model penuaan haba yang berkaitan biasanya dirujuk untuk penilaian. DGA boleh mengesan gas ciri yang dihasilkan semasa proses penuaan.

Penyerapan lembapan penebat. Ini adalah punca utama kemerosotan mendadak dalam prestasi penebat . Sistem penebat terutamanya termasuk penebat penggulungan, penebat antara lapisan, dan penebat antara pusingan. Operasi suhu tinggi jangka panjang mempercepatkan penuaan bahan penebat, mengurangkan kekuatan mekanikal dan prestasi elektriknya. Penyebab umum penyerapan lembapan termasuk: penuaan atau kerosakan komponen pengedap, paras minyak yang rendah yang meningkatkan kawasan sentuhan antara minyak penebat dan udara, dan kegagalan pernafasan untuk menghalang kelembapan daripada masuk.

4.2 Cara Mendiagnosis

Ujian rintangan penebat. Gunakan megohmmeter untuk mengukur rintangan penebat antara belitan dan tanah serta antara belitan. Nilai rintangan yang sangat rendah menunjukkan bahawa penebat mungkin telah menyerap lembapan atau berumur.

Ujian faktor kehilangan dielektrik (tanδ). Ukur faktor kehilangan dielektrik bahan penebat . Peningkatan nilai menunjukkan penurunan prestasi penebat .

Analisis kelembapan dalam minyak. Ukur kandungan air dalam minyak penebat. Tahap lembapan yang boleh diterima hendaklah dinilai mengikut tahap voltan peralatan dan keadaan operasi. Peralatan voltan tinggi biasanya mempunyai keperluan kelembapan yang lebih ketat. Kelembapan yang berlebihan menunjukkan bahawa sistem penebat telah menyerap air.

Ujian kualiti minyak. Ini termasuk ujian voltan pecahan, pengukuran nilai asid dan pengukuran ketegangan antara muka, yang boleh menilai secara menyeluruh keadaan minyak penebat.

4.3 Penyelesaian

Untuk penyerapan lembapan penebat , rawatan pengeringan vakum boleh dijalankan untuk mengeluarkan lembapan daripada bahan penebat . Penapisan minyak vakum tekanan juga boleh mengeluarkan air dan gas dengan berkesan daripada minyak penebat.

Jika penuaan penebat teruk, penggantian minyak atau rawatan penjanaan semula minyak penebat diperlukan. Dalam kes yang teruk, lama bahan penebat mesti diganti.

Langkah-langkah pencegahan utama ialah: kerap melakukan ujian prestasi penebat dan mewujudkan analisis trend perubahan keadaan penebat ; mengekalkan sistem pengedap dalam keadaan baik untuk mengelakkan kemasukan lembapan; memastikan alat pernafasan berfungsi dengan baik dan menggantikan bahan pengering dengan kerap.

V. Ketik Kesalahan Penukar

5.1 Gejala dan Punca

Penukar paip adalah salah satu komponen pengubah dengan kadar kegagalan yang agak tinggi. Masalah biasa termasuk sentuhan sentuhan yang lemah, hakisan sentuhan, dan kegagalan mekanisme pensuisan.

Apabila sentuhan lemah berlaku, rintangan sentuhan meningkat, menyebabkan pemanasan setempat yang teruk. Lama kelamaan, sesentuh mungkin terbakar atau dikimpal bersama. Gejala termasuk: suhu minyak meningkat , voltan keluaran tidak normal dan ketidakseimbangan rintangan DC meningkat .

Punca utama termasuk: tekanan spring sentuhan yang tidak mencukupi, mengakibatkan sentuhan yang lemah; pengoksidaan atau pencemaran pada permukaan sentuhan, meningkatkan rintangan sentuhan; haus sentuhan yang disebabkan oleh penukaran yang kerap; dan kegagalan mekanikal dalam mekanisme pensuisan, menghalang pensuisan yang betul.

5.2 Cara Mendiagnosis

Ujian rintangan DC. Ukur rintangan DC pada setiap kedudukan paip. Jika rintangan pada kedudukan tertentu adalah lebih tinggi dengan ketara, ia menunjukkan sentuhan yang lemah pada kedudukan itu.

Pengukuran suhu inframerah. Semasa operasi, gunakan kamera pengimejan terma inframerah untuk memerhati taburan suhu di sekitar kawasan penukar paip dan mengenal pasti titik terlalu panas setempat.

Ujian pertukaran. Lakukan operasi penukaran langkah demi langkah untuk memeriksa sama ada operasi lancar dan sama ada penukar paip mencapai kedudukan yang betul.

5.3 Penyelesaian

Untuk sentuhan yang lemah, transformer boleh dikeluarkan dari perkhidmatan terlebih dahulu. Penukar paip boleh ditukar ke sana ke mari beberapa kali untuk mengeluarkan filem oksida pada permukaan sentuhan melalui tindakan mekanikal. Sekiranya masalah itu kekal, bahagian aktif mesti diangkat keluar untuk diperiksa. Sesentuh hendaklah dibaiki dengan menggilap atau diganti jika terbakar teruk.

Untuk pencegahan: elakkan operasi kerap tanpa beban penukar paip di bawah keadaan beban; kerap memeriksa mekanisme operasi dan keadaan sentuhan.

VI. Kualiti Minyak Kemerosotan dan Kebocoran

6.1 Gejala dan Punca

Transformer terendam minyak bergantung pada minyak penebat untuk kedua-dua penebat dan pelesapan haba. Sebaik sahaja kualiti minyak merosot, prestasi operasi dan hayat perkhidmatan transformer akan terjejas.

Kemerosotan kualiti minyak ditunjukkan oleh: warna minyak yang lebih gelap, peningkatan nilai asid, peningkatan faktor kehilangan dielektrik, dan pengurangan voltan kerosakan . Puncanya termasuk pengoksidaan minyak penebat semasa operasi jangka panjang. Dalam transformer yang direndam minyak, minyak penebat melaksanakan kedua-dua fungsi penebat dan penyejukan. Kualiti minyak yang merosot mengurangkan keupayaan pelesapan haba dan merendahkan tahap penebat keseluruhan.

Kebocoran minyak adalah kerosakan luaran yang sangat biasa dalam transformer tenggelam minyak . Kebocoran minyak bukan sahaja mengurangkan kuantiti minyak tetapi juga membenarkan lembapan dan kekotoran memasuki tangki minyak, mempercepatkan kemerosotan kualiti minyak.

6.2 Cara Mendiagnosis

Analisis kualiti minyak. Kumpul sampel minyak secara kerap untuk ujian, termasuk voltan kerosakan, kandungan lembapan, nilai asid dan faktor kehilangan dielektrik.

Pemeriksaan paras minyak. Periksa penunjuk aras minyak. Penurunan berterusan dalam paras minyak menunjukkan kemungkinan kebocoran.

Pemeriksaan visual. Periksa tangki minyak, kimpalan, injap, gasket pengedap dan kawasan lain untuk tanda-tanda kebocoran minyak.

6.3 Penyelesaian

Untuk kemerosotan kualiti minyak , penapisan dan rawatan penjanaan semula boleh dilakukan untuk menghilangkan kelembapan, kekotoran dan produk degradasi. Minyak yang rosak teruk harus diganti terus.

Rawatan kebocoran minyak bergantung pada lokasi kebocoran dan punca: ganti komponen pengedap jika gasket bocor; membaiki kimpalan jika kebocoran berlaku pada sambungan kimpalan; membaiki atau menggantikan injap jika ia bocor.

Untuk pencegahan: kerap melakukan kualiti minyak ; pemeriksaan mengekalkan paras minyak yang normal dan elakkan paras minyak yang terlalu rendah; pastikan alat pernafasan berfungsi dengan baik.

VII. Kerosakan Sistem Penyejukan

7.1 Gejala dan Punca

pengubah Sistem penyejukan bertanggungjawab untuk menghilangkan haba yang dihasilkan semasa operasi. Sebaik sahaja sistem penyejukan gagal, pengubah kenaikan suhu mungkin melebihi had yang dibenarkan, mempercepatkan penuaan penebat.

biasa Kerosakan sistem penyejukan termasuk: radiator tersumbat yang mengurangkan kecekapan pelesapan haba; kegagalan pam minyak yang mengganggu peredaran minyak; kipas tidak beroperasi atau berjalan pada kelajuan yang tidak mencukupi; dan kebocoran dalam saluran paip yang lebih sejuk.

7.2 Cara Mendiagnosis

Pemantauan suhu minyak. Periksa suhu minyak atas pengubah. Jika suhu minyak jauh lebih tinggi daripada biasa di bawah beban yang sama dan keadaan suhu ambien, ini menunjukkan bahawa sistem penyejukan mungkin menghadapi masalah.

Pemeriksaan peralatan penyejukan. Semak status operasi pam minyak dan kipas untuk mengesahkan sama ada ia berfungsi dengan baik.

Pemeriksaan radiator. Periksa sama ada permukaan radiator telah terkumpul habuk yang berlebihan, yang boleh menjejaskan pelesapan haba.

7.3 Penyelesaian

Jika radiator tersumbat, bersihkan atau hembuskannya untuk memulihkan kapasiti pelesapan haba. Jika pam minyak atau kipas rosak, baiki atau gantikannya. Jika penyejuk bocor, cari dan baiki titik kebocoran.

Untuk pencegahan: kerap membersihkan radiator; kerap memeriksa pam minyak dan kipas; dan menjalankan pemeriksaan dan penyelenggaraan yang menyeluruh sistem penyejukan sebelum musim suhu tinggi bermula.

VIII. Perbandingan Pantas Pelbagai Kesalahan

IX. Teknologi Penyelenggaraan Pencegahan dan Diagnosis Kerosakan

9.1 Ujian Pencegahan Berkala

Ujian pencegahan ialah kaedah penting untuk mengenal pasti kemungkinan kerosakan awal dalam transformer. Item ujian utama termasuk:

• Ujian rintangan penebat

• Ujian rintangan DC

• Ujian nisbah giliran

• Ujian faktor kehilangan dielektrik

• Analisis Gas Terlarut (DGA) minyak transformer

• Pengesanan pelepasan separa

• Pengesanan pengimejan terma inframerah

Dengan kerap menjalankan ujian ini dan mengumpul data sejarah untuk analisis trend, tanda-tanda kerosakan yang berpotensi boleh dikenal pasti sebelum ia berkembang menjadi kegagalan yang serius.

9.2 Analisis Gas Terlarut (DGA)

DGA kini merupakan salah satu diagnosis kerosakan transformer yang paling banyak digunakan. kaedah Apabila kerosakan haba atau kerosakan elektrik berlaku di dalam pengubah, minyak penebat dan bahan penebat pepejal terurai dan menghasilkan gas tertentu. Dengan menganalisis komposisi dan kepekatan gas terlarut dalam minyak, jenis kerosakan (seperti terlalu panas, nyahcas, penuaan penebat , dll.) dan keterukan boleh ditentukan.

yang berbeza Jenis kerosakan menghasilkan gabungan gas ciri yang berbeza. Kaedah seperti kaedah tiga nisbah boleh digunakan untuk pengenalan kerosakan awal. Ujian yang kerap DGA bagi transformer penting dan mewujudkan analisis aliran kandungan gas boleh mencapai amaran kerosakan awal.

9.3 Pengesanan Pengimejan Terma Inframerah

Pengimejan terma inframerah boleh mengesan taburan suhu pada permukaan peralatan tanpa menutup pengubah dan mengenal pasti titik terlalu panas setempat. Kaedah ini sesuai untuk mengesan kerosakan seperti sentuhan lemah dalam penukar pili , terlalu panas sambungan sesendal dan terlalu panas tempatan teras . Ia tidak memerlukan penutupan atau sentuhan fizikal, menjadikannya agak mudah.

9.4 Teknologi Pemantauan Pintar

Dengan perkembangan pesat teknologi penderia dan komunikasi, sistem pemantauan dalam talian transformer menjadi semakin biasa. Dengan memantau parameter secara berterusan seperti suhu minyak, suhu penggulungan, gas terlarut dalam minyak, dan nyahcas separa, keadaan operasi transformer boleh dipantau dalam masa nyata.

IX. Kesimpulan

pengubah Kesalahan biasa melibatkan pelbagai aspek, termasuk belitan, teras, penebat, penukar paip, kualiti minyak dan sistem penyejukan. Kebanyakan kerosakan sebenarnya menunjukkan tanda amaran pada peringkat awal — seperti kenaikan suhu minyak yang tidak normal , perubahan kandungan gas dan ketidakseimbangan rintangan DC . Jika isyarat ini dapat dikesan dan ditangani tepat pada masanya, peningkatan kerosakan secara amnya boleh dielakkan.

Bagi pengguna pengubah, mewujudkan sistem ujian pencegahan piawai , melengkapkan peralatan ujian yang diperlukan, mengumpul data operasi dan menjalankan analisis trend adalah langkah yang boleh dipercayai untuk mengurangkan risiko kerosakan dan memanjangkan hayat perkhidmatan peralatan.

Zisheng Electric telah terlibat dalam R&D dan pembuatan transformer dan peralatan kuasa selama bertahun-tahun. Produknya meliputi pengubah terendam minyak , pengubah jenis kering , pengubah aloi amorf , dan alat suis. Syarikat itu menyediakan pengeluaran tersuai mengikut piawaian seperti IEC 60076 dan GOST , melayani pasaran di Timur Tengah, Amerika Selatan, Afrika dan Rusia. Untuk pertanyaan mengenai operasi transformer dan , diagnosis kerosakan penyelenggaraan , atau pemilihan peralatan , pelanggan dialu-alukan untuk menghantar parameter projek melalui saluran rasmi Zisheng Electric untuk komunikasi teknikal.

Zisheng Electric — bertahun-tahun pengalaman dalam R&D dan pembuatan peralatan kuasa. Produknya termasuk pengubah jenis kering , pengubah terendam minyak , pengubah aloi amorf , dan peralatan suis , dengan pengeluaran tersuai tersedia mengikut piawaian antarabangsa seperti IEC 60076 dan GOST . Syarikat itu melayani pelanggan di Timur Tengah, Amerika Selatan, Afrika dan Rusia. Untuk sokongan yang berkaitan dengan diagnosis kerosakan transformer , operasi dan penyelenggaraan , atau pemilihan peralatan, sila hantar parameter projek melalui saluran rasmi Zisheng Electric untuk menerima bantuan teknikal.