Waarom wordt de transformatorkern geprezen als het belangrijkste hart van een stroomtransformator?

Als kernapparaat en centrale uitrusting binnen de energie-industrie vormt de ijzeren kern van een stroomtransformator een essentieel functioneel en structureel onderdeel voor het garanderen van een onbelemmerde magnetische circuitstroom, energieconversie en elektrische veiligheid. Vanuit het perspectief van elektrische apparatuur en elektrische veiligheid kunnen fouten in de ijzerkernen van transformatoren niet over het hoofd worden gezien.

Beginnend met een beschrijving van de operationele status van ijzeren transformatorkernen, licht dit artikel het principe van éénpuntsaarding voor ijzeren transformatorkernen toe, analyseert het de oorzaken van aardingsfouten in ijzeren transformatorkernen en biedt het methoden voor foutafhandeling en -detectie.

1 Beschrijving van de kernbedrijfsomstandigheden van de stroomtransformator

De kern vormt het structurele hart van een stroomtransformator en biedt essentiële ondersteuning voor magnetische flux en energieconversie. Tijdens normaal bedrijf genereert de kern een extreem sterk wisselend magnetisch veld als gevolg van hoge spanning en grote stromen, wat resulteert in een aanzienlijk potentiaalverschil met de aarde. Dit potentiaalverschil kan ontladingsverschijnselen veroorzaken tussen de kern en de olietank. Ernstige ontladingen kunnen de transformatorkern, wikkelingen en behuizing direct beschadigen, wat mogelijk kan leiden tot transformatorongevallen en operationele gevaren.

2 Principe van éénpuntsaarding voor stroomtransformatorkernen

Eénpuntsaarding voor kernen van stroomtransformatoren houdt in dat de lamellen worden vastgezet om een ​​verenigd potentiaalvlak te vormen. Dit wordt bereikt door een deel van de kern te verbinden met een kernklemplaat die via klemdraden of bouten aan de binnentankwand is bevestigd. Dit zorgt voor potentiële uniformiteit zowel binnen de kern als tussen de kern en de tank. Mocht de kern oneffenheden, kromtrekken of buigen vertonen, dan vergemakkelijkt dit gemakkelijk elektrische aarding via de lamellen. Binnen een elektromagnetisch wisselveld induceert dit wisselstromen in de kern, waardoor mogelijk gelokaliseerde circuits worden gevormd. Als gevolg hiervan vindt plaatselijk een voorbijgaande warmteafgifte plaats in de kern, wat leidt tot excessieve interne temperaturen, een aanzienlijke uitstoot van schadelijke gassen, activering van gasbeschermingssystemen en het uitschakelen van de transformator. Deze problemen belemmeren de functionaliteit van de transformator binnen energiesystemen en netwerken.

3 primaire oorzaken van aardingsfouten in de kern van een stroomtransformator

(1) Aanwezigheid van vreemde voorwerpen in de stroomtransformator

 Chronologisch manifesteert het bestaan ​​van vreemde voorwerpen zich in verschillende fasen:

Ten eerste kunnen tijdens de productie onvoldoende precisie bij de vervaardiging van de kern en onvoldoende reiniging van interne gebieden en kerncomponenten achterblijven, waardoor de effectiviteit van de kernaarding in gevaar komt.

Ten tweede kunnen mechanische externe krachten tijdens de installatie kernvervorming en vervorming van de behuizing veroorzaken, waardoor materialen loskomen en meerdere aardingspunten ontstaan. Dit leidt tot kortsluiting, gesloten lussen en oververhitting.

Ten derde kan een ondermaatse oliekwaliteit tijdens het vullen met olie metallische verontreinigingen introduceren die zich nabij de kern hechten, waardoor de controle over het aardingspunt wordt verstoord en er meerdere aardingspunten ontstaan.

Ten vierde genereren slijtage, corrosie en trillingen binnen de transformator tijdens onderhoud en bedrijf korrelig metaalafval en poedervormige verontreinigingen. Deze deeltjes infiltreren de kern, verstoren de normale werking ervan en veroorzaken operationele fouten en latente gevaren.

(2) Onvoldoende speling in de kern van de stroomtransformator

Als de kernklemmen en de centrale pennen te dicht bij elkaar liggen, kan dit leiden tot onvoldoende aardingsspeling of een slechte fixatie tijdens het aarden van de kern. Operationele verplaatsing kan dan ontladingsverschijnselen veroorzaken. Als de kernafstandhouders losraken, kan er contact tussen de kern en de behuizing ontstaan, wat kortsluiting kan veroorzaken.

(3) Binnendringend water in de stroomtransformator

Tijdens installatie of onderhoud bij nat weer kan het niet implementeren van waterdichtings- of isolatiemaatregelen de kernisolatie beschadigen. Met vocht verzadigde papierlamineringen veroorzaken, wanneer ze worden blootgesteld aan hoge spanning, gemakkelijk kern-aarde kortsluitingen en ontladingsfouten.

4 fundamentele oorzaken van oververhitting van de kern van de stroomtransformator

(1) Ondermaatse productienormen. Hoe moderner en geautomatiseerder de stroomtransformator, hoe groter de vraag naar geavanceerde productietechnieken. Bepaalde transformatorproductie-eenheden beschikken niet over de noodzakelijke kwalificaties voor nieuwe structuren, materialen en specificaties, wat resulteert in praktische problemen zoals onvoldoende precisie, onvolledige reiniging en niet-conforme technieken. Dit leidt tot oververhitting van de kern, waardoor de algehele stabiliteit in gevaar komt.

(2) Installatietechnieken van mindere kwaliteit. Als tijdens de installatie het eenpuntsaardingsprincipe voor de kern niet wordt nageleefd, leidt dit tot onvoldoende vastdraaien van de schroeven, onvoldoende lengte van de aarddraad of een onjuiste aardingslocatie. Hierdoor komt de kern in contact met de behuizing, wat uiteindelijk resulteert in een kernaardfout en oververhitting veroorzaakt tijdens bedrijf.

5. Methoden voor het aanpakken van aardfouten in de kern van een stroomtransformator

De belangrijkste methoden voor het aanpakken van kernaardfouten in vermogenstransformatoren omvatten: het omgaan met intermitterende meerpuntsaardfouten, het beheren van meerpuntsaardfouten met meetbare isolatieweerstandswaarden, en het oplossen van meerpuntsaardfouten zonder isolatieweerstandswaarden (ook wel dode aarding genoemd). Dit gedeelte illustreert voornamelijk de aanpak voor intermitterende aardingsfouten op meerdere punten.

6 Detectie van aardfouten in de kern van de stroomtransformator

(1) Standaardiseer inspectieprocedures. Zorg er tijdens de installatie voor dat de positioneringspinnen zijn omgekeerd of verwijderd. Controleer zorgvuldig of alle componenten de juiste maat hebben, op de juiste manier zijn verlengd en waar nodig slechts één verbindingsplaat hebben. Controleer bovendien of alle schroeven en moeren stevig vastzitten en inspecteer of het productieproces van siliciumstaallamineringen aan optimale normen voldoet. Elimineer fundamenteel de mogelijkheid van meerdere aardingspunten.

(2) Grondige reinigingsprocedures. Na productie, installatie of grote wijzigingen aan stroomtransformatoren moet u de interne componenten grondig reinigen. Zorg ervoor dat er geen overtollige metaaldraden of zelfs minuscule metaaldeeltjes in de transformator achterblijven, waardoor de siliciumstaallamineringen vatbaar kunnen worden voor meerdere aardingspunten.

(3) Zorg ervoor dat de tank schoon blijft. Voer routine-inspecties uit van koelers en oliepompen tijdens de werking van de transformator om plaatselijke oververhitting van de kern en voortijdige uitval te voorkomen. Hierdoor wordt voorkomen dat door wrijving gegenereerde metaaldeeltjes via de olie de tank binnendringen. Ophoping van overtollige deeltjes in de loop van de tijd leidt onvermijdelijk tot meerdere aardingspunten.

(4) Verbeter de operationele monitoring. Dit maakt snelle herstelmaatregelen mogelijk bij het detecteren van kernaardingsfouten in stroomtransformatoren, of het initiëren van onderzoeken wanneer zich verdachte factoren voordoen. Dergelijke waakzaamheid zorgt ervoor dat kernaardingsfouten worden voorkomen voordat ze zich voordoen.