Môžu blesky poškodiť transformátory? Tipy na konštrukciu ochrany kľúča blesku blesku

Hrozby búrky pre transformátory v búrkovom počasí

Hrozby búrok počasia pre transformátory pochádzajú hlavne z dvoch typov bleskových efektov: priame údery bleskov a vyvolané bleskové blesky, s výraznými spôsobmi poškodenia a mechanizmami.

Priamy bleskom sa týka bleskov priamo zasiahnutého samotného transformátora alebo jeho pripojených čiar. Základné komponenty transformátora, ako je železné jadro a vinutia, sú vyrobené z kovových materiálov a pracujú po dlhú dobu pri vysokom napätí (10 kV a viac). Po zasiahnutí priamym úderom blesku sa bleskové napätie stoviek tisícov alebo dokonca miliónov voltov okamžite rozloží izolačná vrstva, čo bude mať za následok vinutie skratov a vyhorenia železného jadra, čo je často zničujúce. Pravdepodobnosť, že transformátor bude priamo zasiahnutý bleskom, nie je vysoká, pretože prenosové vedenia sú zvyčajne vybavené vonkajšími ochrannými zariadeniami, ako sú blesky a vodiče nad hlavou, čím tvoria „bariéru ochrany blesku“.

Naopak, hrozba indukovaného blesku je skrytejšia a bežnejšia. Keď blesk zasiahne zem alebo objekty v blízkosti čiary, silné bleskové elektromagnetické pole vyvolá na prenosových vedeniach prepätia tisícov voltov a tieto prevody sa budú šíriť pozdĺž čiary k transformátora. Izolačné systémy vo vnútri transformátora (napríklad olej - izolácia papiera a izolácia puzdra) sú mimoriadne citlivé na kolísanie napätia. Prevody generované indukovaným bleskom môžu spôsobiť čiastočné rozdelenie izolácie, čo vedie k poruchám, ako je inter - otáčajte skraty a viac - uzemnenie železného jadra. Štatistiky ukazujú, že viac ako 70% porúch poškodenia blesku transformátora v energetických systémoch je spôsobených indukovaným bleskom.

Jadrom ochrany vonkajšej blesku je zníženie pravdepodobnosti blesku, ktorý priamo pôsobí na transformátory a pridružené vybavenie. V rozvodni alebo distribučných staniciach sa zvyčajne prijíma schéma ochrany kĺbov: bleskové tyče a vodiče nad hlavou tvoria „sieť priestorovej ochrany“ a ich ochranný rozsah by mal pokryť kľúčové zariadenia, ako sú transformátory a ističe. Podľa metódy rolujúcej gule by výška bleskových tyčí by mala zabezpečiť, aby ochranný uhol nepresiahne 45 stupňov, aby účinne zachytil priame údery blesku. Pre nadzemné vedenia pripojené k transformátorom sú na oboch koncoch riadkov inštalované vodiče nadzemných uzemnení a „časť ochrany proti prichádzajúcej čiare“ sa nastavuje do 50 metrov od transformátora. Zvýšením počtu kusov izolátorov a inštaláciou zatknutí čiary sa zníži intenzita prichádzajúcich vĺn blesku.

Je potrebné poznamenať, že vonkajšia ochrana blesku sa musí vyhnúť „ochranným slepým škvrnám“. Významné časti transformátora, ako sú puzdrá a radiátory, sú náchylné na rozpad bleskov. Preto je potrebné presne vypočítať inštalačnú polohu bleskových tyčí nad nimi, aby sa zabezpečila žiadna ochrana mŕtvych rohov. V búrke - oblastí alebo horských oblastí je možné použiť aj dizajn „nezávislého bleskového tyče + izolovaného uzemnenia“, kde sa uzemňovací systém bleskovej tyče nastaví oddelene od mriežky uzemňovacej mriežky transformátora (s medzerami nie menej ako 3 metre), aby sa zabránilo prítomnému kontrabatoru generovaného pri generovanom kontrabatore, keď je blesková tyčová tyčová štrkovacia mriežka, ktorá ovplyvňuje svetlo z transformácie.

Aj keď vonkajšia ochrana bleskov zachytí väčšinu bleskov, niektoré vyvolané bleskové alebo zvyškové prevody môžu stále napadnúť transformátor. V súčasnosti zohrávajú kľúčovú úlohu interné ochranné zariadenia na blesky. Zatkovatelia oxidu zinočnatého sú „prvou obrannou líniou“ pre transformátory. Sú nainštalované paralelne pri vysokej - bočnej výstupe transformátora. Pri normálnej prevádzke sú vo vysokom stave odporu -. Keď prepätie blesku prekročí prahovú hodnotu, príslušník sa rýchlo rozpadne a vedie, čím sa obmedzí prepätie v rozsahu tolerancie izolácie a odkloní bleskový prúd na zem. Vysoké - Kvalitné zastavovače oxidu zinočnatého musia mať charakteristiky nízkeho zvyškového napätia a veľkého prúdu - prenosnú kapacitu a zvyškové napätie zátkkov podporujúcich 10 kV transformátorov by sa malo riadiť pod 45 kV.

Okrem zatknutí je dôležitý aj dizajn koordinácie izolácie. Izolačné systémy vo vnútri transformátora (ako je olej - izolácia papiera a izolácia puzdra) musia zodpovedať ochranným charakteristikám zátkkov, aby sa vytvorili „krok {- pomocou - krok ochrany. Napríklad odolnosť voči nárazu vinutia sa zlepšuje úpravou procesu vinutia (napríklad pomocou vinutí 纠结式 vinutia) a na výber puzdra, aby sa zvýšil odolnosť proti flashoveru povrchu. V prípade 35 kV a nad transformátormi sú v neutrálnom bode inštalovaní aj neutrálni zastavení bodov, aby sa zabránilo prepätiu blesku poškodenia neutrálnej izolácie bodu.

S rozvojom spravodajských systémov v energetických systémoch sa dizajn ochrany blesku vylepšil z „pasívnej ochrany“ na „aktívne včasné varovanie“. Moderné transformátory sú vo všeobecnosti vybavené online monitorovacími systémami, ktoré zhromažďujú skutočné - Časové údaje o prevádzke zariadení na ochranu blesku inštaláciou monitorov úniku oxidu zinočnatého oxidu, monitorov vinutia, senzorov teploty vinutia, čiastočných detektorov výboja a iných zariadení. Keď prúd úniku vkladu neobvykle zvyšuje alebo znižuje odpor izolácie vinutia, systém automaticky vysiela signál včasného varovania a personál prevádzky a údržby môže včasné riešenie problémov s skrytými nebezpečenstvami.

V oblasti búrky - náchylných oblastí môže byť systém umiestnenia blesku spojený aj s modelom hodnotenia stavu transformátora. Analýzou údajov, ako je čas, umiestnenie a intenzita blesku, v kombinácii s historickými poruchovými záznamami transformátora sa predpovedá úroveň rizika poškodenia blesku a preventívne opatrenia, ako je úprava zaťaženia a dočasné odstavenie, sa vopred prijímajú. Po tom, čo spoločnosť Power Grid aplikovala túto technológiu v oblasti vysokých - Rizikom búrkových oblastí, čas opravy pre poruchy poškodenia blesku transformátora sa skrátil o 40%a spoľahlivosť napájania sa výrazne zlepšila.

Test impulzného blesku je rozhodujúce spojenie na overenie, či transformátor vydrží dopady na prepätie bleskov a zabezpečí spoľahlivosť konštrukcie ochrany blesku. Jeho hlavným účelom je simulovať impulzné napätie blesku, ktoré sa môže vyskytnúť pri skutočnej prevádzke na transformátore v laboratórnom prostredí, otestovať izolačnú výkonnosť a štrukturálnu stabilitu transformátora za extrémnych podmienok napätia a poskytnúť spoľahlivý základ pre optimalizáciu návrhu ochrany blesku.

Existujú dva hlavné typy testov impulzov blesku: Full - Test Impulse Wave a nasekané - Test vlny. Úplný - Test vlny simuluje úplný proces šírenia prepätia blesku pozdĺž čiary a na vinutie transformátora aplikuje štandardný bleskový impulzný napätie (1,2/50 μs). Tento test dokáže účinne zistiť, či existujú izolačné defekty, ako sú slabé body vinutia, ktoré sú náchylné na rozklad pod prepätím blesku. Nasekaný - Test vlny je odrezať vlnu impulzného napätia vopred vopred (zvyčajne odrežte vlnový chvost v rámci {{}} μs po prednej vlne), ktorá je závažnejšia ako úplná {- vlny. Používa sa hlavne na testovanie izolačnej sily oleja transformátora - papierovej izolácie a puzdra pod činnosťou strmého - predného vyplnenia a overte, či izolácia môže stále udržať svoj výkon, keď sa náhle zmení nadmerné vypolovanie blesku.

Počas testu sa monitorujú kľúčové ukazovatele, ako je hodnota rozkladu napätia, čiastočné množstvo výboja a zmena izolačného odporu transformátora. Ak transformátor vydrží určený počet impulzných napätí bez rozkladu, blesku alebo významných zmien v izolačných parametroch, naznačuje, že jeho izolačný systém spĺňa požiadavky na ochranu blesku. V opačnom prípade je potrebné zistiť príčiny izolačných slabostí, ako je nesprávne usporiadanie vinutia alebo nekvalifikované izolačné materiály, a optimalizovať návrh.

Test impulzného blesku nie je len nevyhnutným testom skôr, ako transformátor opustí továreň, ale tiež dôležitý prostriedok pre prevádzkové a údržbárske jednotky na vyhodnotenie stavu starnutia izolácie transformátora počas jeho životnosti. Porovnaním testovacích údajov toho istého transformátora v rôznych obdobiach je možné posúdiť, či sa izolačná výkonnosť transformátora degradovala, aby sa vopred prijali opatrenia na údržbu alebo výmenu a zabránili sa poruchám poškodenia blesku spôsobené starnutím izolácie.

Účinnosť dizajnu ochrany blesku nielen závisí od počiatočnej schémy, ale musí venovať pozornosť optimalizácii detailov a dennej údržbe. Počas inštalácie transformátora je potrebné položiť vysoké - bočný kábel napätia cez potrubia a oba konce kovového potrubia by mali byť spoľahlivo uzemnené tak, aby vytvorili „elektromagnetickú tieniacu vrstvu“, aby sa znížilo prepojenie generované indukovaným bleskom v kábli. V prípade olejových ponorených transformátorov by sa mal kremičitým gélom v odvzdušnosti udržiavať suchý, aby sa zabránilo zníženiu izolačného výkonu po absorpcii vlhkosti; V prípade transformátorov suchého typu by sa povrchový prach mal pravidelne čistiť, aby sa zabránilo povrchu spôsobeným akumuláciou nečistôt.

Údržba uzemňovacej mriežky je kľúčové spojenie, ktoré sa ľahko ignoruje. Korózia a osídlenie pôdy môžu spôsobiť zvyšovanie zlomeniny uzemňovacích elektród alebo uzemňovacieho odporu. Preto by sa mal uzemňovací odpor merať každý rok a každé 3 roky by sa mal vykonávať test vedenia mriežky, aby sa zabezpečilo spoľahlivé spojenie uzemňovacích elektród. Zatkovatelia musia podstúpiť testy referenčného napätia DC a testy prieniku prúdu každé 1 - 2 rokov a starnutie alebo výkon - degradované zatknutia by sa mali nahradiť včas, aby sa zabránilo zlyhaniu v búrkovom počasí.