Kan Lightning Damage Transformers? Nøgle transformer lynbeskyttelsesdesigntips

Tordenvejrstrusler mod transformere i tordenvejr vejr

Truslerne om tordenvejr vejr til transformatorer kommer hovedsageligt fra to typer lyneffekter: direkte lynnedslag og induceret lyn, med forskellige skadestier og mekanismer.

En direkte lynnedslag refererer til lyn, der direkte rammer selve transformeren eller dens tilsluttede linjer. Kernekomponenterne i en transformer, såsom jernkerne og viklinger, er lavet af metalmaterialer og fungerer ved høje spændinger (10 kV og derover) i lang tid. Når den er ramt af en direkte lynnedslag, vil lynets spænding på hundreder af tusinder eller endda millioner af volt øjeblikkeligt nedbryde isoleringslaget, hvilket resulterer i snoede kortslutninger og Iron Core udbrændthed, som ofte er ødelæggende. Sandsynligheden for, at en transformer, der bliver direkte ramt af lynet, ikke er høj, da transmissionslinjer normalt er udstyret med eksterne beskyttelsesfaciliteter som lynstænger og overhead jordledninger, hvilket danner en "lynbeskyttelsesbarriere".

I modsætning hertil er truslen om induceret lyn mere skjult og almindelig. Når lynet rammer jorden eller genstande i nærheden af ​​linjerne, vil det stærke lynelektromagnetiske felt inducere overspændinger af tusinder af volt på transmissionslinjerne, og disse overspændinger vil forplantes langs linjerne til transformatoren. Isoleringssystemerne inde i transformeren (såsom olie - papirisolering og bøsning af isolering) er ekstremt følsomme over for spændingsvingninger. De overspændinger, der er genereret af induceret lyn, kan forårsage delvis nedbrydning af isoleringen, hvilket fører til fejl, såsom inter - drej kortslutninger og multi - punkt jordforbindelse af jernkernen. Statistikker viser, at over 70% af transformatorlynskader i kraftsystemer er forårsaget af induceret lyn.

Kernen i den eksterne lynbeskyttelse er at reducere sandsynligheden for lyn, der direkte virker på transformere og tilhørende udstyr. I understationer eller distributionsstationer vedtages en fælles beskyttelsesordning normalt: Lynstænger og faste jordledninger danner et "rumligt beskyttelsesnetværk", og deres beskyttelsesområde skal dække nøgleudstyr såsom transformatorer og kredsløbsbrydere. I henhold til rullende kugle -metoden skal højden af ​​lynstænger sikre, at beskyttelsesvinklen ikke overstiger 45 grader for effektivt at aflytte direkte lynnedslag. For overheadlinjer, der er forbundet til transformere, installeres overhead -jordledninger i begge ender af linjerne, og et "indgående linjebeskyttelsesafsnit" indstilles inden for 50 meter fra transformatoren. Ved at øge antallet af isolatorstykker og installere linjestope reduceres intensiteten af ​​lynets indkommende bølger.

Det skal bemærkes, at ekstern lynbeskyttelse er nødt til at undgå "beskyttelsesblinde pletter". Fremtrædende dele af transformeren, såsom bøsninger og radiatorer, er tilbøjelige til lynnedbrydning. Derfor skal installationspositionen for lynstænger over dem beregnes nøjagtigt for at sikre, at der ikke er beskyttelse af beskyttelse af døde hjørner. I tordenvejr - tilbøjelige områder eller bjergrige regioner kan en "uafhængig lynstang + isoleret jordforbindelse" også anvendes, hvor jordforbindelsessystemet i lynstangen indstilles separat fra transformatorens jordforbindelse (med en afstand af ikke mindre end 3 meter) for at forhindre jordpotentiale modangreb genereret, når den lynnedslag, der rammer, som lynet af transformeringen af ​​ikke at påvirke det transformering.

Selv hvis ekstern lynbeskyttelse opfanger det meste af lynet, kan nogle inducerede lyn eller resterende overspændinger stadig invadere transformeren. På dette tidspunkt spiller interne lynbeskyttelsesenheder en nøglerolle. Zinkoxidarrestere er den "første forsvarslinje" for transformere. De er installeret parallelt ved den høje - spændingssideudgang på transformeren. Ved normal drift er de i en høj - modstandstilstand. Når lynets overspænding overstiger tærsklen, nedbrydes arresteren hurtigt og gennemføres, hvilket begrænser overspændingen inden for isoleringstoleranceområdet og afdækker lynets strøm til jorden. Høj - Zinkoxidarrestere af høj kvalitet skal have egenskaberne ved lav resterende spænding og stor strøm - bæreevne, og den resterende spænding af arrestanter, der understøtter 10 kV -transformere, skal kontrolleres under 45 kV.

Foruden arrestanter er isoleringskoordinationsdesign også vigtigt. Isoleringssystemerne inde i transformeren (såsom olie - papirisolering og bøsning isolering) skal matche de beskyttelsesegenskaber for arrestatorerne for at danne "trin - af {- trinbeskyttelse". For eksempel forbedres viklingens påvirkningsmodstand ved at justere viklingsprocessen (såsom anvendelse af 纠结式 viklinger), og anti - forurening porcelænsærmer eller sammensatte ærmer er valgt til bøsningsvalg for at forbedre overfladen flashover -modstand. For 35 kV og over transformatorer installeres neutrale punktarrestere også på det neutrale punkt for at forhindre, at lynoverspænding beskadiger det neutrale punktisolering.

Med udviklingen af ​​intelligens i kraftsystemer er lynbeskyttelsesdesign opgraderet fra "passiv beskyttelse" til "aktiv tidlig advarsel". Moderne transformatorer er generelt udstyret med onlineovervågningssystemer, der indsamler reelle - Tidsdriftsdata for lynbeskyttelsesindretninger ved at installere zinkoxid -arrester lækage strømmonitorer, viklingstemperatursensorer, delvis udladningsdetektorer og andet udstyr. Når lækagestrømmen øges unormalt, eller den snoede isoleringsmodstand falder, sender systemet automatisk et tidligt advarselssignal, og drifts- og vedligeholdelsespersonale kan rettidigt fejlfinde skjulte farer.

I tordenvejr - tilbøjelige områder kan lynplaceringssystemet også forbindes med transformerstatsevalueringsmodellen. Ved at analysere data såsom tidspunkt, placering og intensitet af lynaktiviteter kombineret med de historiske fejlregistreringer af transformeren, tages risikoniveauet for udstyret, der beskadiges af lynet, og forebyggende foranstaltninger, såsom belastningsjustering og midlertidig nedlukning, tages på forhånd. Efter at et strømnettet anvendte denne teknologi i høje - risiko tordenvejrområder, blev reparationstiden for transformatorlynskaderfejl forkortet med 40%, og pålideligheden af ​​strømforsyningen blev forbedret markant.

Lynimpulstesten er et afgørende led for at verificere, om transformeren kan modstå lynets overspændinger og sikre pålideligheden af ​​lynbeskyttelsesdesignet. Dets kerneformål er at simulere lynimpulsspændingen, der kan forekomme i faktisk drift på transformeren i et laboratoriemiljø, teste isoleringens ydelse og strukturel stabilitet af transformeren under ekstreme spændingsbetingelser og tilvejebringe et pålideligt grundlag for optimering af lynbeskyttelsesdesignet.

Der er to hovedtyper af lynimpuls -tests: fuld - bølgeimpuls -test og hakket - bølgemålingstest. Den fulde - bølgeimpuls -test simulerer den komplette proces med lynets overspænding, der forplantes langs linjen, ved anvendelse af en standard lynimpulsspændingsbølgeform (1,2/50μs) til transformatorens vikling. Denne test kan effektivt påvise, om der er isoleringsdefekter, såsom svage punkter i den vikling, der er tilbøjelige til nedbrydning under lynoverspænding. Den hakkede - bølgeimpulstest er at afskære lynimpulsspændingsbølgen på forhånd (normalt afskære bølgehalen inden for 2 - 5 μs efter bølgefronten), som er mere alvorlig end den fulde - bølgetest. Det bruges hovedsageligt til at teste isoleringsstyrken af ​​transformerens olie - papirisolering og bøsning under handlingen af ​​stejle - frontoverspænding, og kontroller, om isoleringen stadig kan opretholde sin ydeevne, når lynets overspænding ændrer sig pludselig.

Under testen overvåges nøgleindikatorer såsom nedbrydningsspændingsværdien, delvis udladningsmængde og isoleringsmodstandsændring af transformeren. Hvis transformeren kan modstå det specificerede antal impulspændinger uden nedbrydning, flashover eller væsentlige ændringer i isoleringsparametre, indikerer det, at dets isoleringssystem opfylder lynbeskyttelseskravene. Ellers er det nødvendigt at finde ud af årsagerne til isoleringssvagheder, såsom forkert viklingsordning eller ukvalificerede isoleringsmaterialer og optimere designet.

Lynimpulstesten er ikke kun en nødvendig test, før transformeren forlader fabrikken, men også et vigtigt middel til drifts- og vedligeholdelsesenheder til at evaluere den aldrende tilstand af transformerens isolering under dens levetid. Ved at sammenligne testdataene for den samme transformer i forskellige perioder, kan det bedømmes, om transformerens isoleringsydelse er forringet for at tage vedligeholdelses- eller udskiftningstiltag på forhånd og undgå lynskader, der er forårsaget af isolerings aldring.

Effektiviteten af ​​lynbeskyttelsesdesign afhænger ikke kun af det indledende skema, men er også nødt til at være opmærksomme på detaljeringsoptimering og daglig vedligeholdelse. Under transformerinstallation skal høje - spændingssidekabel indkommende linjer lægges gennem rør, og begge ender af metalrøret skal pålideligt jordes for at danne et "elektromagnetisk afskærmningslag" for at reducere den overspænding, der genereres af induceret lyn i kablet. For olie nedsænkede transformere skal silicagelen i pusten holdes tør for at undgå at reducere isoleringsydelse efter fugtabsorption; For tør type transformatorer skal overfladestøvet rengøres regelmæssigt for at forhindre overfladeflinkover forårsaget af snavsakkumulering.

Vedligeholdelse af jordforbindelsesnettet er et nøglelink, der let ignoreres. Jordkorrosion og bosættelse kan forårsage jordforøgelse af jordforbindelse eller jordforøgelse af jordforbindelse. Derfor skal jordforbindelsen måles hvert år, og en jordforbindelsesnettets test skal udføres hvert 3. år for at sikre pålidelig forbindelse af jordingselektroder. Arrestanter er nødt til at gennemgå DC -referencespændingstest og lækage nuværende tests hver 1 - 2 år, og aldring eller ydeevne - nedbrydede arresterede skal udskiftes i tide for at forhindre dem i at mislykkes i tordenvejr vejr.