Localizzazione del guasto del trasformatore

发布时间：IL SUO NOME È UN'ALTRA COSA.6 ottobre 2025 08:17:40

  • obiettivo principaleLa localizzazione dei guasti dei trasformatori mira a determinare con precisione la natura del guasto (ad esempio, cortocircuito, circuito aperto, scarica), il componente specifico (ad esempio, avvolgimento, nucleo, commutatore, boccola) in cui si verifica e la sua posizione fisica, mediante monitoraggio, test e analisi sistematici.

  • logica di posizionamento: seguire il principio “dalla superficie all'interno, dal macro al micro”. Il primo passo consiste nell'analizzare i dati di monitoraggio in linea e le informazioni sulle azioni di protezione dei relè per un'indagine iniziale; il secondo passo consiste nell'eseguire una serie di test diagnostici elettrici non distruttivi dopo un'interruzione di corrente; l'ultimo passo consiste nell'incorporare tecniche avanzate di acustica/vibrazione o nell'eseguire ispezioni interne, se necessario.

  • I principali metodi online:

    • Analisi dei gas disciolti (DGA) nell'olioDeterminazione della densità di energia e del tipo di guasto (ad es. surriscaldamento, arco, scarica parziale) mediante l'analisi del tipo e del contenuto del gas caratteristico del guasto.

    • Analisi delle azioni di protezione dei relèDeterminare rapidamente l'area (interna/esterna) e la gravità di un guasto in base al tipo di protezione che agisce (ad es. differenziale, gas, sovracorrente).

  • Test offline di base:

    • Test elettrici di routineInclude la resistenza CC dell'avvolgimento, il rapporto, la resistenza di isolamento, il fattore di perdita dielettrica e così via.

    • Diagnostica delle condizioni meccanicheL'analisi della risposta in frequenza (SFRA) è il mezzo più efficace per diagnosticare danni meccanici quali deformazioni e spostamenti degli avvolgimenti.

  • obiettivo finale: la localizzazione accurata dei guasti è la base per la formulazione di un programma di riparazione (riparazione in loco, ritorno in fabbrica per la revisione o la rottamazione), per la valutazione dei danni dell'incidente e per l'analisi della causa del guasto al fine di prevenire il ripetersi di incidenti simili.

I. Diagnosi iniziale dei guasti: monitoraggio online e analisi delle informazioni sugli incidenti

Dopo un intervento sul trasformatore, il primo passo per la localizzazione dei guasti non è l'immediata verifica sul campo, ma l'analisi dettagliata dei dati online precedenti all'intervento e delle informazioni sulle azioni di protezione.

1. Analisi delle informazioni sull'azione di protezione dei relè

  • Relè del gas(gas) azione di protezioneQuesta è la prova più diretta che indica chiaramente che il guasto è all'interno del serbatoio del carburante.

    • Allarme gas leggeroSolitamente corrisponde a guasti latenti iniziali, come surriscaldamento localizzato e scariche minori, che suggeriscono una bassa energia di guasto.

    • Intervento di gas pesanteIndica che si è verificato un grave cortocircuito interno che ha provocato un violento shock del flusso d'olio.

  • Azione di protezione differenzialeIndica che si è verificato un grave guasto di cortocircuito fase-fase o terra all'interno della zona di protezione formata dal TA differenziale (cioè il corpo del trasformatore e le boccole).

  • Azione di protezione da sovracorrenti/impedenzaSe funziona solo la protezione di riserva, il guasto può essere esterno o interno al trasformatore e richiede un'ulteriore valutazione insieme ad altre informazioni.

2. DGA - Analisi dei gas disciolti nell'olio
La DGA è il mezzo più efficace per diagnosticare i guasti latenti all'interno di un trasformatore e analizzare la natura dei guasti che si sono verificati. I diversi tipi di guasto causano la decomposizione dell'olio isolante e della carta a temperature diverse, producendo combinazioni specifiche di gas.

  • Surriscaldamento a bassa temperatura (<300°C):: produce principalmente metano (CH₄), etano (C₂H₆).

  • Surriscaldamento a media e alta temperatura (300°C - 700°C)Produce principalmente etilene (C₂H₄).

  • Scarica parziale (PD):: produce principalmente idrogeno (H₂) e una piccola quantità di metano.

  • Scarica ad arco (>700°C)Produce grandi quantità di idrogeno (H₂) e acetilene (C₂H₂). L'acetilene è l'unico gas caratterizzante efficace per i difetti dell'arco.

Analizzando le variazioni dei dati DGA prima e dopo il guasto e utilizzando i dati diTriangolo di Duval I metodi grafici equivalenti possono essere utilizzati per determinare con precisione se il guasto è un surriscaldamento, una scarica parziale o un arco energetico.

II. Test di diagnostica elettrica e posizionamento dopo un'interruzione di corrente

Una volta completata la diagnosi iniziale e assicurata la presenza di misure di sicurezza, una serie di test elettrici offline viene utilizzata per localizzare ulteriormente il guasto.

Articoli del test Principio del test Tipi di guasto e componenti localizzabili
Misura della resistenza CC dell'avvolgimento Misurare il valore della resistenza CC dei conduttori dell'avvolgimento e confrontare il bilancio trifase con i valori di fabbrica o storici.
  • Elevato valore di resistenzaRottura dei conduttori dell'avvolgimento, contatto insufficiente o bruciature sui connettori, contatto insufficiente sul commutatore.
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  • Valore di resistenza basso: cortocircuito grave da giro a giro o da strato a strato degli avvolgimenti (ma con bassa sensibilità).
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Misura del rapporto di pressione variabile (ratio) Misurare il rapporto di tensione degli avvolgimenti di alta e bassa tensione in ciascuna posizione di regolazione e confrontarlo con i valori teorici.
  • La deviazione del rapporto supera lo standard: Il modo più efficace per localizzare i cortocircuiti da giro a giro. È possibile individuare l'avvolgimento e la fase specifici in cui si è verificato il cortocircuito da giro a giro.
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  • Guasto al commutatoreSe il rapporto di trasmissione è anomalo durante la commutazione, è possibile individuare un guasto nel commutatore sotto carico.
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Resistenza di isolamento e indice di polarizzazione Misurare la resistenza di isolamento degli avvolgimenti verso terra e tra gli avvolgimenti per valutare le condizioni generali del sistema di isolamento.
  • Valore di resistenza troppo basso: l'isolamento dell'avvolgimento nel suo complesso è umido, fortemente contaminato o c'è una rottura penetrante dell'isolamento. È possibile individuare quale avvolgimento (HV, MV, LV) si è guastato nel suo sistema di isolamento verso terra o tra le fasi.
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Fattore di perdita dielettrica (Tanδ) rispetto alla capacità Misura la perdita dielettrica di un sistema di isolamento ed è molto sensibile a difetti quali invecchiamento, umidità e sporcizia dell'isolamento.
  • Aumento anomalo del valore di TanδSimile alla resistenza di isolamento, può individuare il deterioramento del sistema di isolamento ed è più sensibile della resistenza di isolamento. Per distinguere i problemi di isolamento dell'avvolgimento da quelli dell'involucro si possono utilizzare diversi metodi di cablaggio (ad esempio, avanti e indietro).
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Misura dell'impedenza di corto circuito Misurare l'impedenza percentuale del trasformatore in condizioni di cortocircuito e confrontarla con il valore di targa.
  • Variazioni significative dei valori di impedenzaIndica che gli avvolgimenti sono stati sottoposti a forti urti di corrente di cortocircuito e hanno subitoDeformazione complessiva, spostamento o allentamento. Si tratta di un indicatore importante per capire se la struttura meccanica del trasformatore è danneggiata.
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III. Tecnologia avanzata di localizzazione dei guasti

Per alcuni guasti complessi, che possono essere difficili da individuare con i test elettrici tradizionali, sono necessarie tecniche più avanzate.

1. SFRA - Analisi della risposta in frequenza Sweep

  • teoria: L'SFRA è noto come il test delle “impronte digitali” dei trasformatori. Misura la risposta di un avvolgimento iniettandovi un segnale a tappeto (da Hz a MHz) e tracciando una curva di risposta in frequenza unica. L'induttanza (avvolgimenti) e la capacità (da giro a giro, da strato a strato e terra) all'interno del trasformatore formano una complessa rete RLC e qualsiasi modifica meccanica (ad esempio, deformazione degli avvolgimenti, spostamento del nucleo, allentamento dei morsetti) altera questa rete, determinando una variazione della curva “fingerprint”.

  • apparecchioConfrontando la curva di prova della corrente con la curva di fabbrica o storica, è possibile determinare con estrema sensibilità se il trasformatore ha subito un danno meccanico, nonché la gravità e l'area approssimativa del danno.

2. Posizione della scarica parziale acustica

  • teoriaQuando si verificano scariche parziali all'interno di un trasformatore, vengono generati segnali ultrasonici. Queste onde sonore attraversano l'olio isolante e raggiungono la parete del serbatoio.

  • individuareDisposizione di più sensori a ultrasuoni all'esterno della parete del serbatoio, misurando la differenza di tempo (ritardo temporale) tra l'arrivo del segnale di scarico ai diversi sensori e utilizzando la differenza di tempo (ritardo temporale) tra l'arrivo del segnale di scarico e l'arrivo del segnale di scarico ai diversi sensori.algoritmo di triangolazioneCiò consente di calcolare le coordinate spaziali tridimensionali della sorgente di scarico all'interno del serbatoio, permettendo una precisa localizzazione fisica del punto di scarico.

Domande frequenti (FAQ)

1. Quale dovrebbe essere il primo passo per la localizzazione del guasto dopo un intervento del trasformatore?
Il primo passo non è sicuramente il test immediato. Il primo passo consiste nelgarantire la sicurezza(isolamento, test di potenza, messa a terra), seguito dalRaccolta di informazioniRegistrare e analizzare in dettaglio quali protezioni sono entrate in funzione, l'ora del funzionamento, il carico e le condizioni atmosferiche prima dell'intervento e campionare il trasformatore per l'analisi dei gas disciolti (DGA) nell'olio in prima istanza. La combinazione di queste informazioni fornisce un giudizio di base sulla natura e l'entità del guasto e guida il successivo programma di test.

2. Qual è la differenza tra DGA e SFRA nella risoluzione dei problemi?
Sono complementari: la DGA diagnostica ilguasto elettrochimicoche indica se all'interno del trasformatore si sta verificando o si è verificato un evento come il surriscaldamento, la scarica, ecc. L'SFRA diagnostica ilGuasto meccanico strutturaleIndica se lo “scheletro” del trasformatore (avvolgimenti, nucleo, ecc.) è stato deformato o spostato perché incapace di resistere alle forze elettriche o agli impatti esterni. Un grave guasto da cortocircuito può produrre sia un arco elettrico (il DGA può rilevare l'acetilene) sia una deformazione degli avvolgimenti (l'SFRA può rilevare una variazione della curva).

3. Fino a che punto è possibile individuare il guasto senza sollevare la campana del trasformatore (aprendo la custodia)?
Con la serie completa di tecniche diagnostiche non invasive descritte sopra (DGA, test elettrici, SFRA, localizzazione acustica, ecc.), la stragrande maggioranza dei guasti (più di 90%) può essere localizzata a un componente specifico (ad esempio, l'avvolgimento di fase A ad alta tensione) e a un tipo specifico di guasto (ad esempio, un cortocircuito tra le spire) senza aprire la scatola. Questa localizzazione precisa è essenziale per valutare la fattibilità di una riparazione e sviluppare un piano di riparazione efficiente, evitando ispezioni alla cieca e costose fuori dalla scatola.