EN
Bij het beheer van het distributienet zijn storingen van distributietransformators zijn de belangrijkste oorzaak van stroomonderbrekingen. Door statistische analyse van een grote hoeveelheid bedrijfsgegevens blijken isolatieschade en vochtindringing, wikkelingskortsluiting en -vervorming, evenals blikseminducerende overspanning consistent tot de drie belangrijkste oorzaken van storingen te behoren. Een grondig begrip van de oorzaken en mechanismen van deze drie belangrijkste storingen vormt de basis voor het opstellen van effectieve bedrijfs- en onderhoudsstrategieën en het verbeteren van de stroombetrouwbaarheid.
- Isolatieschade en vochtindringing: de meest sluipende ‘nummer één moordenaar’
De achteruitgang van de isolatieprestaties is de meest voorkomende en ernstige foutbron voor distributietransformatoren. Deze is zeer verborgen en wordt meestal pas zichtbaar bij plotselinge ongevallen.
– Langdurige thermische veroudering: Tijdens de werking van de transformator ontstaat warmte. Als de transformator langdurig overbelast is, versnelt de ontbinding van het isolatiepapier van de wikkelingen bij hoge temperaturen, wat geleidelijk tot verlies van mechanische en elektrische sterkte leidt.
- Vochtinfiltratie: Oliegevulde transformatoren zijn gevoelig voor vochtopname door het zogenaamde 'ademend-effect'. Wanneer het vochtgehalte in de olie boven de norm ligt of het oliepeil te laag is, neemt het doorslagspanningsniveau van de isolatiematerialen scherp af.
- Latente doorslag: Een verslechterde isolatie heeft een hoog risico op interne wikkeling-tot-wikkeling- of fase-tot-fase-doorslag bij bedrijfsoverspanning of systeemresonantie, wat uiteindelijk leidt tot kortsluiting en doorbranding.
- Wikkelingskortsluiting en vervorming: De meest destructieve 'acute noodsituatie'
Wikkelfouten worden meestal veroorzaakt door externe kortsluitingen. De hierdoor opgewekte elektrische spanning is uiterst hoog en vormt de directe oorzaak van ernstige schade aan de transformator zelf.
Impact van kortsluitstroom: Wanneer een metalen kortsluiting optreedt aan de uitgang of taklijn aan de lage-spanningszijde, kan de kortsluitstroom tientallen keren de nominale stroom bereiken, waardoor uiterst sterke radiale en axiale elektrodynamische krachten ontstaan.
- Mechanische vervorming en cumulatief effect: De enorme elektrodynamische kracht zal de geleider doen comprimeren, verdraaien of verplaatsen. Zelfs als een kortsluiting het onderdeel niet direct doet branden, zal de cumulatieve plastische vervorming geleidelijk de kortsluitbestendigheid van de wikkeling verminderen.
- Uiteindelijke vernietiging: De vervorming leidt tot lokale isolatieversletenheid of wijzigingen in de afstand tussen de wikkelingen. Bij de volgende stroomimpact zal dit zwakke punt snel opwarmen en zich ontwikkelen tot een wikkelkortsluiting, totdat de apparatuur onbruikbaar wordt.
- Bliksemslagen en overspanning: seizoensgebonden frequente "externe bedreigingen"
Door bliksem veroorzaakte overspanning is de belangrijkste externe oorzaak van schade aan distributietransformatoren tijdens het regenseizoen, met name in landelijke gebieden en open ruimtes.
- Bliksemgolfintrusie: Nadat een bliksemslag de bovengrondse lijn raakt, dringt deze via de geleider in de transformator binnen. De scherpe golffront en de hoge-amplitude overspanning belasten direct de hoofdisolatie en de longitudinale isolatie van de wikkelingen.
- Beschermingsmislukking door cumulatief effect: Als de bliksemafleider aan de hoogspanningszijde verouderd is en defect raakt, de aardingsweerstand boven de norm uitkomt, of er geen bliksemafleider op de laagspanningszijde is geïnstalleerd, kan de binnendringende golf niet effectief worden afgevoerd, wat direct tot doorslag van de kastisolatie of isolatiebreuk leidt.
- Terugslag aan de laagspanningszijde: Wanneer de laagspanningslijn wordt blootgesteld aan geïnduceerde blikseminslag, wordt de overspanning via de laagspanningswikkeling naar de hoogspanningszijde overgebracht, waardoor een positieve en negatieve wisselende overspanning ontstaat die het risico op isolatieschade verergert.
Samenvatting en kernpunten voor bedrijfsvoering en onderhoud
Isolatiebescherming, kortsluitvastheid en bliksembeveiliging zijn de drie hoofdpilaren voor een betrouwbare werking van distributietransformatoren. Voor bovenstaande drie soorten storingen wordt aanbevolen om tijdens bedrijfsvoering en onderhoud vooral de volgende maatregelen te versterken:
- Isolatiemonitoring: Voer regelmatig oliegebaseerde analyse van opgeloste gassen (DGA) uit om het vochtgehalte en de dielectrische verliesfactor van het medium te bewaken, en identificeer latent aanwezige isolatietekortkomingen tijdig.
- Verificatie van kortsluitvastheid: Redelijk de beveiligingsinstellingen configureren om snelle uitschakeling bij storingen te garanderen; voer tijdig wikkelingsdeformatietests uit op transformatoren die nabij-kortsluitingen hebben meegemaakt.
- Beheer van bliksembescherming: Test regelmatig de prestaties van bliksemafleiders en aardingsweerstanden, verbeter de bliksembescherming aan de laagspanningszijde en zorg ervoor dat bliksemenergie een vlotte afvoerweg heeft.
Door gericht controle uit te oefenen op deze drie kernbronnen van storingen kan het storingspercentage van distributietransformatoren aanzienlijk worden verlaagd, de levensduur van de apparatuur kan worden verlengd en kan een solide garantie worden geboden voor de veilige en stabiele werking van het distributienet.
