Die Überhitzung von Transformatoren ist einer der häufigsten Fehler in Stromübertragungs- und -verteilungssystemen, der den sicheren und stabilen Betrieb von Geräten ernsthaft gefährdet. Insbesondere bei 500-kVA-Verteilungstransformatoren und Öltransformatoren kann es bei Überhitzung zu einer Alterung der Isolierung, einem Wicklungskurzschluss und sogar zum Durchbrennen der Ausrüstung kommen, was zu enormen wirtschaftlichen Verlusten führt. In diesem Artikel werden die Hauptursachen für die Überhitzung von Transformatoren umfassend analysiert und gezielte Lösungen vorgeschlagen, die einschlägigen Praktikern als professionelle Referenz dienen. JINSHANMEN TECHNOLOGY CO., LTD verfügt als professioneller Hersteller von Stromübertragungs- und -verteilungsgeräten über umfangreiche Erfahrung in der Forschung und Produktion vonÖltransformatorenund 500-kVA-Verteilungstransformatoren, und seine Produkte werden in verschiedenen Bereichen der Energietechnik häufig eingesetzt.
1. Hauptursachen für die Überhitzung von Transformatoren
1.1 Überhitzung der Transformatorwicklung
Um die Transformatorverluste zu reduzieren, haben die Hersteller in den letzten zehn Jahren sukzessive verdrehte Leiter mit durchgehender Isolierung für die Wicklungen von Windtransformatoren eingeführt. Bei ölgefüllten Leistungstransformatoren wirkt sich die Qualität der Wicklungsisolierung direkt auf den Wärmeableitungseffekt aus. Aufgrund der Tatsache, dass die heimische Technologie zur Herstellung von verdrehten Leitern in der Anfangsphase noch nicht vollständig beherrscht war, weitet sich die kontinuierliche Isolierung von Transformatoren mit verdrehten Leitern nach etwa zehn Betriebsjahren aus. Diese Ausdehnung blockiert den Öldurchgang zwischen den Abschnitten, was zu einem schlechten Ölfluss führt. Die Windungsisolierung kann nicht vollständig abgekühlt werden, was zu starker Alterung wie Verkohlung und Versprödung führt. Unter langfristigen elektromagnetischen Vibrationen fällt die Isolierung ab und lokales Kupfer wird freigelegt, wodurch ein Kurzschluss zwischen den Windungen (zwischen den Abschnitten) entsteht, der schließlich zu Unfällen durch Durchbrennen des Transformators führt. Darüber hinaus führt auch eine schlechte Qualität der Wicklung selbst, wie z. B. eine ungleichmäßige Wicklungsdichte, zu lokaler Überhitzung, die besonders bei 500-kVA-Verteilungstransformatoren im langfristigen Volllastbetrieb deutlich wird.
1.2 Überhitzung durch schlechten Kontakt der dynamischen und statischen Kontakte des Stufenschalters
Bei Stufenschalttransformatoren unter Last, insbesondere solchen mit häufiger Spannungsregelung und hohem Laststrom wie 500-kVA-Verteilungstransformatoren, führt eine häufige Anpassung zu mechanischem Verschleiß, elektrischer Korrosion und Kontaktverschmutzung zwischen den Kontakten. Durch die thermische Wirkung des Stroms wird die Elastizität der Feder geschwächt, wodurch der Kontaktdruck zwischen dynamischen und statischen Kontakten verringert wird. Durch die Verringerung des Kontaktdrucks erhöht sich der Kontaktwiderstand zwischen den Kontakten, was zu einer erhöhten Wärmeentwicklung führt. Die Wärmeentwicklung beschleunigt die Oxidation, Korrosion und mechanische Verformung der Kontaktoberfläche und bildet einen Teufelskreis. Wenn es nicht rechtzeitig gehandhabt wird, kommt es häufig zu Unfällen mit Transformatorschäden. Bei unbelasteten Stufenschaltertransformatoren führt ein schlechter Kontakt der Stufenschalter auch zu Oberflächenkorrosion und Oxidation oder verringert den Kontaktdruck zwischen den Kontakten, wodurch der Kontaktwiderstand zunimmt und so Überhitzungsfehler entstehen. Dieses Problem tritt eher bei Öltransformatoren auf, die schon lange in Betrieb sind.
1.3 Überhitzungsfehler, die durch fehlerhafte Zuleitungskabel verursacht werden
Ein Ausfall des Anschlusskabels ist eine weitere wichtige Ursache für eine Überhitzung des Transformators, zu der vor allem eine Überhitzung der Anschlusskabel und ein Bruch des Anschlusskabels gehören. Eine Überhitzung der Anschlussleitungen ist ein häufiger Fehler bei vielen Transformatoren, wie z. B. Öltransformatoren. Beispielsweise betrug der Gesamtkohlenwasserstoffgehalt in einem Haupttransformator eines Büros von Northeast Power Grid 455,9 ppm und der Acetylengehalt 4,23 ppm. Bei der Hubinspektion wurde festgestellt, dass die 66-KV-A-Phasendurchführung durch-Kabelleitungsdraht überhitzt war und Lot zu den Klemmteilen und Pressteilen floss; Ein weiteres Beispiel ist, dass der Kopf der B--Phasendurchführung eines Haupttransformators überhitzt war. Bei der Inspektion wurde festgestellt, dass das Gewinde der Hauptkappe schlecht passte und 5-6 Gewinde durchgebrannt waren, was zu Überhitzung führte. Nehmen Sie zum Beispiel einen einphasigen DFL-6000/220-Transformator für den Fall eines Leitungsdrahtbruchs. Im Mai 1990 wurden abnormale chromatographische Analyseergebnisse festgestellt, und die Hot-Spot-Temperatur kann bis zu 1000 Grad betragen. Erst bei der Generalüberholung im Mai 1993 wurde festgestellt, dass zwei Litzen der Zuleitung in der Sternpunktdurchführung des Transformators durchgebrannt waren und drei Litzen durchgebrannt waren (insgesamt 35 Litzen, 240mm²). Die Ursache lag darin, dass bei der Wartung im Mai 1989 beim Austausch der Sternpunktdurchführung der Zuleitungsdraht (Kupfergeflecht) mühsam nach oben gezogen wurde, wodurch das halbumwickelte weiße Gewebeband auf der Außenschicht des Zuleitungsdrahtes abfiel. Der blank geflochtene Anschlussdraht berührte die Innenwand des Kupferrohrs in der Durchführung, was zu Nebenschluss, Entladung und Überhitzung führte. Ein solcher Fehler birgt auch ernsthafte versteckte Gefahren für den 500-kVA-Verteilungstransformator.
1.4 Überhitzung durch abnormales Kühlgerät
Das Kühlgerät ist ein wichtiger Bestandteil, um den normalen Betrieb des Transformators sicherzustellen, und seine Anomalie führt direkt zu Überhitzung. Dieses Problem tritt besonders deutlich bei ölgefüllten Leistungstransformatoren auf, die auf Ölkühlung und Luftkühlung angewiesen sind. Es handelt sich hauptsächlich um zwei Situationen: Verstopfung des Luftwegs des Kühlgeräts und abnormaler Betrieb des Lüfters. Wegen der Verstopfung des Luftwegs des Kühlgeräts gibt es viele Berichte über Überhitzungserscheinungen. Beispielsweise war ein OSFPSL-120000/220-Transformator 11 Jahre lang normal in Betrieb. Am 28. August 1992 stieg die Öltemperatur plötzlich von etwa 42 Grad auf etwa 90 Grad. Im Vergleich zu Transformatoren gleicher Leistung war der Temperaturanstieg sehr unterschiedlich, die elektrischen Testergebnisse waren jedoch normal. Eine Sichtprüfung ergab, dass die Lamellen der Kühlrohre des Luftkühlers voller Staub waren (der im Langzeitbetrieb nie gereinigt wurde) und die Lücken verstopften. Der Wind des Elektroventilators konnte nicht auf die Strahlungsrohre blasen, was zu einem kontinuierlichen Anstieg der Transformatortemperatur führte. Nach dem Spülen blieb die Öltemperatur bei etwa 40 Grad. Ein weiteres Beispiel ist ein DFL-90000/220-Transformator mit hoher oberer Öltemperatur, die einmal 80–90 Grad erreichte. Bei der Inspektion wurde festgestellt, dass der Luftkanalspalt des Kühlers durch Schmutz blockiert war, was die normale Wärmeableitung beeinträchtigte. Nach dem Spülen mit einer Hochdruckwasserpistole sank die Öltemperatur auf 60 Grad und normalisierte sich wieder. Der anormale Betrieb des Lüfters ist hauptsächlich auf die Umkehrung des Lüfters, einen falschen Einstellwert des Startlüfters und einen Leistungsverlust des Lüfters zurückzuführen. Aufgrund des umgekehrten Anschlusses der Stromversorgung während der Wartung des Kühlsystems eines Haupttransformators in einem Büro drehte sich beispielsweise der Lüfter um, was die Kühlwirkung verringerte. Die Öltemperatur war 15 Grad höher als bei einem anderen Haupttransformator mit der gleichen Last. Nachdem die Ursache identifiziert und behoben wurde, normalisierte sich die Temperatur wieder (der Temperaturunterschied zwischen den beiden Haupttransformatoren betrug nur 1 Grad). Beim 500-kVA-Verteilungstransformator führt der abnormale Betrieb des Kühlgebläses auch zu einem schnellen Anstieg der Betriebstemperatur unter Volllastbedingungen.
2. Umgang mit Gegenmaßnahmen bei Transformatorüberhitzung
Angesichts der verschiedenen Ursachen von Überhitzungsfehlern sollten entsprechende Gegenmaßnahmen bei der Handhabung ergriffen werden, um den sicheren Betrieb von Transformatoren wie 500-kVA-Verteilungstransformatoren und Öltransformatoren zu gewährleisten.
1. Wegen der durch die Wicklungsstruktur verursachten Überhitzung der Niederspannungswicklung sollte die Niederspannungswicklung des Transformators in eine Doppelhelix-Struktur umgewandelt werden. Diese Verbesserung kann den Ölflusskanal effektiv optimieren, eine ausreichende Kühlung der Wicklung gewährleisten und das Auftreten von Überhitzungsfehlern reduzieren. Dieses Transformationsschema ist auch auf die anwendbar500-kVA-Verteilungstransformatorund Öltransformator.
2. Bei Überhitzungsfehlern, die durch Verstopfungen der Kühleinheitsrohre verursacht werden, sollten die Kühleinheitsrohre regelmäßig (1–3 Jahre) mit Druckluft oder Wasser gereinigt werden. Der Reinigungsprozess läuft wie folgt ab: (1) Stoppen Sie vor der Reinigung den Betrieb des Kühlers, entfernen Sie die Lüfterschutzabdeckung und die Lüfterblätter, damit sowohl die Vorder- als auch die Rückseite des Kühlers gründlich gereinigt werden können. (2) Saugen Sie zunächst mit einem Staubsauger Staub und Schmutz von oben nach unten auf der Lufteinlassseite ab und blasen Sie dann auf der Luftauslassseite die Rohre der Einheit mit Druckluft mit einem Druck von 0,1 MPa aus, wobei Sie gleichzeitig blasen und saugen, was die Reinigungseffizienz verdoppeln kann. (3) Nachdem Sie den Staub entfernt haben, spülen Sie ihn mit Leitungswasser ab. Spülen Sie beim Spülen von der Luftauslassseite zur Lufteinlassseite, um zu verhindern, dass Schmutz in das mittlere Rohrbündel gelangt und in die Totzone fällt. Für die Wärmeableitungsstabilität von Öl-Leistungstransformatoren ist die regelmäßige Reinigung des Kühlsystems besonders wichtig.
3. Schließen Sie die Anschlusskabel und Stufenschalter richtig an und ziehen Sie die Muttern fest, um eine Überhitzung durch Lösen zu vermeiden. Bei der Installation und Wartung von 500-kVA-Verteilungstransformatoren und Öltransformatoren sollte besonderes Augenmerk auf die Verbindungsqualität von Anschlusskabeln und Stufenschaltern gelegt werden, um einen guten Kontakt sicherzustellen und den Kontaktwiderstand zu verringern.
4. Um eine Überhitzung nach der Verbindung zwischen dem Anschlusskabel und dem Kupferrohr der Buchse zu vermeiden, können die folgenden Maßnahmen ergriffen werden: (1) Ändern Sie nicht die aktuelle Isolationswickelmethode des Anschlusskabels, sondern schneiden Sie die Länge des Anschlusskabels während der Probeinstallation jedes Produkts genau ab, um eine genaue Montage der Anschlusskabellänge und der Buchse zu erreichen. Dadurch können die nachteiligen Folgen eines zu langen Kabels und des Anlehnens an der Innenwand des Kupferrohrs beseitigt werden, es wird jedoch in Zukunft zu Schwierigkeiten bei der genauen Montage der Ersatzbuchse führen. (2) Ändern Sie die Isolierungswickelmethode des Anschlusskabels. Ändern Sie beispielsweise die aktuelle Methode, bei der eine Schicht nur halb überlappend mit weißem Gewebeband umwickelt wird, so, dass zunächst eine Schicht halb überlappend mit 0,1 mm x 30 mm Krepppapier in positiver und negativer Richtung umwickelt wird und dann eine Schicht halb überlappend mit weißem Gewebeband umwickelt wird. Bei der Endmontage der Durchführung muss die Integrität der Kabelisolierung des Anschlusskabels gewahrt bleiben. Eine Lockerung der Isolierung und eine Freilegung des Kupfers dürfen nicht zulässig sein. Selbst wenn das Anschlusskabel nach der Montage Kontakt mit dem Kupferrohr hat, wird der Stromkreis auf diese Weise durch die Isolierung getrennt und lässt sich nur schwer schließen, wodurch ein Stromfluss und eine Überhitzung verhindert werden.
5. Stärken Sie das Management, um Überhitzungsfehler zu vermeiden, die durch schlechtes Management verursacht werden. Das Kühlsystem mit Zwangsölzirkulation muss über zwei zuverlässige Stromversorgungen mit automatischen Schaltgeräten verfügen, und es sollten regelmäßige Schalttests durchgeführt werden, um sicherzustellen, dass die Signalgeräte vollständig und zuverlässig sind. Für den täglichen Betrieb und die Wartung von 500-kVA-Verteilungstransformatoren und Öltransformatoren sollte ein solides Managementsystem eingerichtet werden, um regelmäßige Inspektionen und Tests durchzuführen und potenzielle Fehler rechtzeitig zu finden und zu beheben.
3. Über JINSHANMEN TECHNOLOGY CO., LTD
JINSHANMEN TECHNOLOGY CO., LTDProduziert hauptsächlich in Öl getauchte Leistungstransformatoren, trockene -Leistungstransformatoren, ölgefüllte dreidimensionale gewickelte Leistungstransformatoren, trockene - dreidimensionale gewickelte Leistungstransformatoren, explosionssichere-Trockentransformatoren-, bergbauliche explosionssichere mobile Umspannwerke, Leistungstransformatoren aus amorpher Legierung, Leistungstransformatoren zur Regelung der Lastkapazität, Lokomotiv-Trockentransformatoren-, sowie vorgefertigte Umspannwerke, modulare Umspannwerke, Kastenumspannwerke für Windenergie, Hoch- und Niederspannungsschaltanlagen und andere Übertragungs- und Verteilungsgeräte. Mit fortschrittlicher Produktionstechnologie und einem strengen Qualitätskontrollsystem bietet das Unternehmen hochwertige und zuverlässige Stromübertragungs- und -verteilungsausrüstung für globale Kunden und verfügt über umfangreiche Erfahrung bei der Lösung verschiedener Betriebsprobleme von Transformatoren wie 500-kVA-Verteilungstransformatoren und Öltransformatoren. Wenn Sie entsprechende Anforderungen haben, können Sie sich für professionellen technischen Support und Produktberatung an uns wenden.