چرا از هسته ترانسفورماتور به عنوان قلب اصلی ترانسفورماتور قدرت یاد می شود؟

هسته آهنی یک ترانسفورماتور قدرت به عنوان دستگاه اصلی و تجهیزات مرکزی در صنعت برق، یک جزء عملکردی و ساختاری حیاتی برای تضمین جریان مدار مغناطیسی بدون مانع، تبدیل انرژی و ایمنی الکتریکی است. از منظر تجهیزات قدرت و ایمنی الکتریکی، نمی توان از ایرادات هسته های آهنی ترانسفورماتور چشم پوشی کرد.

این مقاله با توصیف وضعیت عملیاتی هسته‌های آهنی ترانسفورماتور، اصل اتصال زمین تک نقطه‌ای برای هسته‌های آهنی ترانسفورماتور را توضیح می‌دهد، علل خطاهای اتصال به زمین در هسته‌های آهنی ترانسفورماتور را تجزیه و تحلیل می‌کند و روش‌هایی برای رسیدگی و تشخیص خطا ارائه می‌دهد.

1 شرح شرایط عملیاتی هسته ترانسفورماتور قدرت

هسته قلب ساختاری یک ترانسفورماتور قدرت را تشکیل می دهد و پشتیبانی ضروری برای شار مغناطیسی و تبدیل انرژی را فراهم می کند. در طول عملیات عادی، هسته یک میدان مغناطیسی متناوب بسیار قوی به دلیل ولتاژ بالا و جریان های زیاد ایجاد می کند که در نتیجه اختلاف پتانسیل قابل توجهی با زمین ایجاد می کند. این اختلاف پتانسیل می تواند باعث ایجاد پدیده تخلیه بین هسته و مخزن روغن شود. تخلیه های شدید ممکن است مستقیماً به هسته ترانسفورماتور، سیم پیچ ها و بدنه آسیب برساند و به طور بالقوه منجر به حوادث ترانسفورماتور و خطرات عملیاتی شود.

2 اصل اتصال به زمین تک نقطه ای برای هسته های ترانسفورماتور قدرت

اتصال زمین تک نقطه ای برای هسته های ترانسفورماتور قدرت شامل ایمن سازی لایه ها برای تشکیل یک صفحه پتانسیل یکپارچه است. این امر با اتصال بخشی از هسته به صفحه گیره هسته ثابت شده به دیواره داخلی مخزن از طریق سیم یا پیچ و مهره به دست می آید. این یکنواختی بالقوه را هم در هسته و هم بین هسته و مخزن تضمین می کند. اگر هسته ناهمواری، تاب خوردگی یا خمش را نشان دهد، به آسانی اتصال الکتریکی را از طریق ورقه‌ها تسهیل می‌کند. در یک میدان الکترومغناطیسی متناوب، این جریان‌های متناوب را در هسته ایجاد می‌کند و به طور بالقوه مدارهای موضعی را تشکیل می‌دهد. در نتیجه، انتشار گرمای گذرا و موضعی در هسته رخ می دهد که منجر به دمای داخلی بیش از حد، انتشار قابل توجه گازهای مضر، فعال شدن سیستم های حفاظت از گاز و خاموش شدن ترانسفورماتور می شود. این مسائل عملکرد ترانسفورماتور را در سیستم ها و شبکه های قدرت مختل می کند.

3 علت اصلی خطاهای اتصال به زمین ترانسفورماتور قدرت

(1) وجود اجسام خارجی در ترانسفورماتور قدرت

 از نظر زمانی، وجود اجسام خارجی در چند مرحله ظاهر می شود:

اولاً، در طول ساخت، دقت ناکافی در ساخت هسته و تمیز کردن ناکافی نواحی داخلی و اجزای هسته ممکن است زباله‌های باقی‌مانده‌ای بر جای بگذارد و کارایی اتصال به زمین را به خطر بیندازد.

ثانیاً، در حین نصب، نیروهای خارجی مکانیکی ممکن است باعث تغییر شکل هسته و اعوجاج پوشش، جابجایی مواد و ایجاد نقاط زمینی متعدد شوند. این منجر به اتصال کوتاه، حلقه های بسته و گرمای بیش از حد می شود.

ثالثاً، در هنگام پر کردن روغن، کیفیت نامرغوب روغن ممکن است آلاینده‌های فلزی ایجاد کند که در نزدیکی هسته می‌چسبند، کنترل نقطه اتصال زمین را مختل کرده و چندین نقطه اتصال زمین را تشکیل می‌دهند.

چهارم، در طول تعمیر و نگهداری و بهره برداری، سایش، خوردگی و ارتعاش در ترانسفورماتور، زباله های فلزی دانه ای و آلاینده های پودری ایجاد می کند. این ذرات با نفوذ به هسته، عملکرد طبیعی آن را مختل کرده و خطاهای عملیاتی و خطرات پنهان را ایجاد می کنند.

(2) فاصله کافی در هسته ترانسفورماتور قدرت

نزدیکی بیش از حد بین گیره های هسته و پین های مرکزی ممکن است منجر به فاصله زمین ناکافی یا تثبیت ضعیف در طول اتصال به زمین شود. سپس جابجایی عملیاتی می تواند پدیده تخلیه را تحریک کند. شل شدن اسپیسرهای هسته ممکن است باعث تماس هسته با محفظه شود و باعث اتصال کوتاه شود.

(3) ورود آب به داخل ترانسفورماتور قدرت

در حین نصب یا نگهداری در آب و هوای مرطوب، عدم اجرای اقدامات ضد آب یا عایق ممکن است به عایق هسته آسیب برساند. لایه لایه های کاغذی اشباع شده از رطوبت، زمانی که در معرض ولتاژ بالا قرار می گیرند، به راحتی باعث اتصال کوتاه هسته به زمین و خطاهای تخلیه می شوند.

4 علت اساسی داغ شدن بیش از حد هسته ترانسفورماتور قدرت

(1) استانداردهای تولید غیر استاندارد. هرچه ترانسفورماتور قدرت مدرن تر و خودکارتر باشد، تقاضا برای تکنیک های پیشرفته تولید بیشتر می شود. برخی از واحدهای تولید ترانسفورماتور فاقد صلاحیت های لازم برای سازه ها، مواد و مشخصات جدید هستند که در نتیجه مسائل کاربردی مانند دقت ناکافی، نظافت ناقص و تکنیک های غیر منطبق به وجود می آید. این منجر به گرم شدن بیش از حد هسته می شود و ثبات کلی را به خطر می اندازد.

(2) تکنیک های نصب غیر استاندارد. در حین نصب، رعایت نکردن اصل اتصال زمین تک نقطه ای برای هسته منجر به سفت نشدن کافی پیچ، ناکافی بودن طول سیم اتصال به زمین یا محل اتصال زمین نادرست می شود. این باعث می شود که هسته با بدنه تماس پیدا کند و در نهایت منجر به خطای زمین و گرم شدن بیش از حد در حین کار شود.

5. روش های رسیدگی به عیوب هسته ترانسفورماتور قدرت

روش‌های اولیه برای رسیدگی به عیوب اتصال به زمین در ترانسفورماتورهای قدرت عبارتند از: رسیدگی به عیوب اتصال زمین چند نقطه‌ای متناوب، مدیریت خطاهای زمین چند نقطه‌ای با مقادیر مقاومت عایق قابل اندازه‌گیری، و رفع خطاهای زمین چند نقطه‌ای بدون مقادیر مقاومت عایق (همچنین به زمین مرده گفته می‌شود). این بخش در درجه اول رویکرد خطاهای زمینی چند نقطه ای متناوب را نشان می دهد.

6 تشخیص عیوب زمین هسته ترانسفورماتور قدرت

(1) روشهای بازرسی را استاندارد کنید. در حین نصب، مطمئن شوید که پین ​​های موقعیت یابی معکوس شده یا برداشته شده اند. با دقت بررسی کنید که همه اجزا به درستی اندازه، طول مناسبی داشته باشند و در صورت نیاز فقط یک صفحه اتصال دارند. علاوه بر این، اطمینان حاصل کنید که همه پیچ‌ها و مهره‌ها به طور ایمن بسته شده‌اند و بررسی کنید که آیا فرآیند تولید لمینیت‌های فولادی سیلیکونی مطابق با استانداردهای بهینه است یا خیر. اساساً امکان چندین نقطه زمین را از بین ببرید.

(2) روش های تمیز کردن کامل. پس از ساخت، نصب یا تغییرات عمده در ترانسفورماتورهای قدرت، تمیز کردن کامل اجزای داخلی را انجام دهید. اطمینان حاصل کنید که هیچ سیم فلزی اضافی یا حتی ذرات فلزی کوچک در ترانسفورماتور باقی نمی‌ماند، که می‌تواند لایه‌های فولادی سیلیکونی را به چندین نقطه زمین مستعد کند.

(3) تمیزی مخزن را حفظ کنید. در حین کار ترانسفورماتور بازرسی های معمولی از کولرها و پمپ های روغن انجام دهید تا از گرمای بیش از حد موضعی هسته و خرابی زودرس جلوگیری کنید. این امر از ورود ذرات فلزی ایجاد شده در اثر اصطکاک به مخزن از طریق روغن جلوگیری می کند. انباشته شدن ذرات بیش از حد در طول زمان به ناچار منجر به چندین نقطه زمین می شود.

(4) افزایش نظارت عملیاتی. این امر اقدام اصلاحی سریع را برای شناسایی عیوب اتصال به زمین در ترانسفورماتورهای قدرت یا شروع تحقیقات در صورت بروز عوامل مشکوک امکان پذیر می کند. چنین هشیاری تضمین می کند که از خطاهای زمینی اصلی قبل از وقوع جلوگیری می شود.