Tipos de falhas de transformadores imersos em óleo: causas e soluções?

I. Falhas de superaquecimento: causas e soluções

Principais razões

1. Falha no núcleo de ferro: aterramento multiponto do núcleo de ferro ou danos no isolamento, resultando em aumento da corrente parasita para produzir alta temperatura local; peça empilhada do núcleo de ferro solta, calor de fricção por vibração.
2. Problemas no enrolamento: curto-circuito entre as voltas/camadas do enrolamento (envelhecimento do isolamento ou defeitos de fabricação), superaquecimento causado pela concentração de corrente; juntas soltas nos fios do enrolamento, resistência de contato excessiva e aquecimento.
3. Mau funcionamento do comutador de derivação: oxidação, acúmulo de sujeira ou mau contato dos contatos do comutador, resultando em calor Joule quando a corrente passa; a engrenagem do comutador de derivação não está no lugar, resultando em contato anormal.
4. Falha no sistema de resfriamento: entupimento do radiador, falha do ventilador/bomba de óleo, redução da eficiência do resfriamento; a quantidade de óleo do meio de resfriamento (óleo do transformador) é insuficiente ou está envelhecendo, a capacidade de condução de calor é reduzida.

prescrição

1. Tratamento do núcleo de ferro: teste a resistência de isolamento do núcleo de ferro após a queda de energia, encontre o ponto de aterramento e remova-o (como corrosão por esmerilhamento, substituição de folhas isolantes); aperte as peças empilhadas do núcleo solto, restaure o isolamento entre as peças empilhadas.
2. Revisão do enrolamento: localize o ponto de curto-circuito por meio do teste de resistência CC do enrolamento, teste de proporção, um pequeno curto-circuito pode ser reparado com isolamento, mas é necessário substituir o enrolamento; reaperte as juntas do enrolamento, aplique pasta condutora para reduzir a resistência de contato.
3. Manutenção do comutador de derivação: desmonte o comutador de derivação, limpe os contatos e faça o polimento da camada de óxido; verifique o mecanismo de comutação da engrenagem para garantir que ele se mova no lugar e substitua os contatos ou o comutador de derivação completo, se necessário.
4. Reparo do sistema de resfriamento: limpe os radiadores (lavagem com água de alta pressão ou descalcificação química); repare ou substitua ventiladores/bombas de óleo com defeito; reabasteça ou substitua o óleo qualificado do transformador para garantir que o nível de óleo esteja dentro do padrão.

II Falhas de descarga: causas e soluções

(1) Descarga parcial: causas e soluções

Principais razões

1. Defeitos no isolamento: a presença de bolhas de ar (não completamente desgaseificadas durante a fabricação), impurezas (como aparas de metal) no isolamento do enrolamento e a concentração do campo elétrico desencadeiam uma descarga.
2. Gatilhos externos: fuga da parede do invólucro (invólucro sujo, umidade); o isolamento do chumbo está quebrado e a distância do corpo de aterramento é muito próxima para gerar uma descarga.
3. Problemas de qualidade do óleo: o óleo do transformador está úmido ou poluído, a tensão de ruptura é reduzida e a descarga de bolhas é gerada sob a ação do campo elétrico.

prescrição

1. Reparo do isolamento: localize o ponto defeituoso por meio do teste de descarga parcial após a falta de energia, desgaseificação a vácuo ou reinfusão do adesivo de isolamento nas bolhas de isolamento do enrolamento; remova as impurezas dentro do isolamento e repare a camada de isolamento danificada.
2. Tratamento da carcaça: limpe a superfície da carcaça (com etanol anidro), verifique a vedação da carcaça, substitua a vedação da carcaça que estiver envelhecendo; se a fuga da parede da carcaça for grave, substitua diretamente a carcaça qualificada.
3. Tratamento da qualidade do óleo: filtragem a vácuo do óleo do transformador (desidratação, desgaseificação, remoção de impurezas), teste da tensão de ruptura do óleo (precisa ser ≥ 35kV), se não estiver de acordo com o padrão, substitua o óleo novo.

(2) Descarga de arco elétrico: causas e soluções

Principais razões

1. Curto-circuito grave: curto-circuito entre as fases/para o terra do enrolamento (ruptura completa do isolamento), formação de arco devido à alta corrente; quebra do fio condutor e contato com a caixa ou outros fios condutores, formando um arco.
2. Materiais metálicos estranhos: o transformador entra no interior de materiais metálicos estranhos (como ferramentas deixadas para manutenção, detritos de fios), o colo de materiais estranhos liga diferentes partes potenciais, provocando um arco.
3. Falhas graves do comutador de derivação em carga: erosão dos contatos do comutador de derivação em carga, solda por fusão, arco elétrico na comutação; quebra do cilindro isolante do comutador de derivação em carga, resultando em arco elétrico para a terra.

prescrição

1. Tratamento de curto-circuito: localize a posição do curto-circuito por meio do teste de impedância de curto-circuito e da análise do gás dissolvido no óleo, substitua os enrolamentos ou cabos queimados, remova a escória metálica remanescente no ponto de curto-circuito, verifique se a parede interna do tanque de óleo está danificada e conserte-a.
2. Remoção de corpos estranhos: abra o bueiro do tanque de óleo após a queda de energia e limpe completamente o corpo estranho metálico interno; após a manutenção, implemente rigorosamente o processo de “contagem de ferramentas, verificação de corpos estranhos” para evitar legados secundários.
3. Substituição do comutador de derivação: se os contatos do comutador de derivação estiverem soldados ou o isolamento estiver rompido, substitua diretamente o comutador de derivação por um que atenda às especificações; após a substituição, realize um teste de comutação de engrenagem e um teste de resistência de isolamento para garantir que esteja normal.

III. umidade no isolamento: causas e soluções

Principais razões

1. Falha na vedação: soldas do tanque rachadas, deterioração das juntas do flange (por exemplo, endurecimento das juntas de borracha nitrílica), infiltração de chuva ou umidade no ar.
2. Falha no respirador: o dessecante (sílica gel) no respirador está saturado e não é substituído a tempo, e a umidade entra diretamente no tanque; o tubo de conexão do respirador está quebrado e perde seu efeito de absorção de umidade.
3. Operação inadequada de injeção de óleo: o óleo novo não é completamente desidratado antes da injeção, ou o tanque de óleo não é vedado durante o processo de injeção de óleo, e a umidade é misturada ao óleo.

prescrição

1. Reparo da vedação: verifique a solda do tanque, faça a soldagem do local rachado; substitua a junta do flange envelhecido, aperte os parafusos de forma “diagonal e uniforme” para garantir que a vedação esteja firme.
2. Manutenção do respirador: verifique o dessecante do respirador regularmente e substitua-o quando ele mudar de cor (por exemplo, a sílica gel muda de azul para rosa); conserte ou substitua os tubos de conexão do respirador quebrados para garantir que as vias aéreas estejam desobstruídas e vedadas.
3. Desidratação do óleo: use filtro de óleo a vácuo para desidratação profunda do óleo do transformador (grau de vácuo ≥ 99,9%), detecte o teor de microágua no óleo (necessidade ≤ 20ppm, transformador de 330kV e acima ≤ 15ppm) e coloque-o em operação somente depois de atender ao padrão.

Quarto, envelhecimento do isolamento: causas e soluções

Principais razões

1. Superaquecimento de longo prazo: operação de sobrecarga de longo prazo do transformador ou ineficiência do sistema de resfriamento, resultando em um ambiente de alta temperatura (> 80 ℃) de isolamento de papel-óleo de longo prazo e envelhecimento acelerado.
2. Oxidação: contato do óleo do transformador com o ar (como falha de vedação), em alta temperatura, catalisador de metal (ferro, cobre) sob a ação da oxidação, geração de ácido, isolamento de corrosão.
3. Envelhecimento por campo elétrico: sob a ação de um campo elétrico de longo prazo, a cadeia molecular da celulose no papel isolante se rompe, a resistência mecânica e as propriedades isolantes diminuem; impurezas no óleo (por exemplo, íons metálicos) aumentam a distorção do campo elétrico e aceleram o envelhecimento.

prescrição

1. Controle da carga operacional: evite a sobrecarga do transformador por um longo período, de acordo com a situação da carga, resfriador de corte fundido oportuno, controle da temperatura do óleo superior em ≤ 85 ℃ (isolamento Classe A).
2. Manutenção da qualidade do óleo: teste regular do valor de acidez do óleo (precisa ser ≤ 0,03mgKOH / g), valor de perda dielétrica, valor de acidez que excede o padrão para o tratamento de regeneração do óleo (como o método de adsorção para remover substâncias ácidas); se o envelhecimento do óleo for grave, substitua diretamente o óleo novo.
3. Reparo ou substituição do isolamento: para o envelhecimento leve do isolamento do enrolamento, a tinta de isolamento pode ser pintada para melhorar o desempenho do isolamento; se a resistência mecânica do papel isolante for significativamente reduzida (por exemplo, a resistência à tração foi reduzida em mais de 50%), será necessário substituir o isolamento do enrolamento ou todo o enrolamento; para a operação de transformadores antigos com mais de 20 anos, recomenda-se realizar a avaliação geral do isolamento, se necessário, o descomissionamento e a substituição antecipados.