変圧器の巻線に関する一般的な問題は何ですか?またその解決方法は何ですか?

変圧器巻線変圧器内で多くの重労働を行います。電流を流し、電気エネルギーを伝達し、絶縁システムと連携して変圧器の安全な動作を維持します。そのため、何かトラブルが発生した際には、変圧器巻線、問題はすぐに深刻になる可能性があります。

巻線の問題は、短絡、過熱、絶縁劣化、湿気、製造上の欠陥、さらには輸送中の乱暴な取り扱いによって発生する可能性があります。{0}突然発生する障害もあれば、長年の運用を通じてゆっくりと発生する障害もあります。

幸いなことに、巻線の問題の多くは、大きな故障に発展する前に検出できるということです。定期的なテストと実技変圧器のメンテナンスのヒント大きな違いを生むことができます。

変圧器の巻線に関する一般的な問題

巻線は毎日電気的および機械的ストレスにさらされています。ただし、短絡時には、力は通常の動作状態よりも数倍大きくなる可能性があります。このとき、既存の弱点が現れることがよくあります。

変圧器巻線の変形

巻線変形より深刻なものの一つです変圧器の問題特に大電流の短絡後。-

通常の状態では、変圧器内の電磁力は適切に制御されています。ただし、障害が発生すると、電流が大幅に増加し、その結果生じる力によって巻線が元の位置から押し出されたり、引っ張られたりする可能性があります。

巻線は、半径方向に移動したり、軸方向に移動したり、座屈したり、傾いたり、圧縮されたりする可能性があります。場合によっては、内部検査中に損傷が明らかになることがあります。場合によっては、変圧器が動作し続け、問題が電気テスト中にのみ明らかになることもあります。

ここが難しいところです。

変形した巻線では、当初の設計よりも絶縁クリアランスが小さくなる場合があります。導体が互いに近づくと、ターン絶縁体とメイン絶縁体に余分なストレスがかかります。最終的には、巻線間の短絡や、巻線の地絡につながる可能性があります。-

したがって、重大な短絡事象が発生した後は、単にすべてが正常であると考えるのではなく、変圧器をチェックすることをお勧めします。{0}

一般的な診断方法には次のものがあります。巻線抵抗試験、巻数比試験、周波数応答解析 (FRA)、および絶縁試験.

ターン絶縁不良とターン間短絡-

各ターン間の絶縁は薄いですが、非常に重要な役割を果たします。その絶縁が破壊されると、2 つ以上の巻線が電気的に接続されるべきではないときに接続されてしまう可能性があります。

これはとして知られていますターン間短絡.

最初は、障害は巻線の小さなセクションのみに関係している可能性があります。変圧器はまだ正常に動作しているように見える場合があるため、問題が見落とされやすい場合があります。しかし、短絡した巻線には高い循環電流が流れ、局所的にかなりの熱が発生する可能性があります。

その熱により断熱材がさらに損傷し、元の問題が急速に拡大する可能性があります。

巻線の絶縁不良長期にわたる過熱、絶縁体の劣化、湿気、機械的動作、部分放電、過度の電気的ストレス、物理的損傷によって引き起こされる可能性があります。{0}

修理はエンジニアの発見次第です。損傷が非常に局所的である場合、絶縁体または巻線コンポーネントが修復される場合があります。導体または絶縁システムがひどく損傷している場合は、通常は巻き戻すことがより安全な選択肢です。

ここで重要なルールが 1 つあります。それは、症状だけでなく原因を解決することです。過熱により絶縁不良が発生した場合は、冷却または負荷の問題にも対処する必要があります。

主な絶縁破壊

変圧器の巻線にも依存します主絶縁体巻線をコア、タンク、他の巻線、および接地されたコンポーネントから分離します。

絶縁体が劣化すると、電気的および機械的強度が低下する可能性があります。湿気は、特に油浸変圧器で問題を悪化させます。-絶縁油が汚染または劣化すると、全体的な誘電性能が低下する可能性があります。

巻線の変形も考えられる原因です。短絡後に巻線が動くと、絶縁距離が意図したよりも短くなる可能性があります。これにより、追加の電気的ストレスが発生し、絶縁破壊の可能性が高まります。

状態に応じて、修理には変圧器の油処理、真空乾燥、絶縁部品の交換、巻線の修理、または損傷部分の完全な巻き直しが含まれる場合があります。

重度に損傷した変圧器巻線は、通常、現場での迅速な修理ではなく、資格のある変圧器修理担当者が取り扱う必要があります。

変圧器巻線の半径方向の不安定性

半径方向の不安定性は、変圧器の中心に向かう、または中心から遠ざかる巻線の望ましくない動きを表します。

これは短絡力と密接に関係しています。-巻線に大きな事故電流が流れると、導体に強い電磁力が作用します。機械構造が十分に強くないと、巻線が座屈したり変形したりする可能性があります。

たとえば、内側の巻線を内側に押し、外側の巻線を外側に押すことができます。巻線が元の形状を失うと、機械的強度も低下する可能性があります。

2 番目の障害が発生すると、さらに大きな損害が発生する可能性があります。

放射状変形の修復は、その程度によって異なります。軽度の動作では、詳細なテストと検査が必要になる場合があります。より深刻な変形の場合は、内部の分解、機械的修復、または巻線の修理が必要になる場合があります。導体がひどく損傷している場合は、巻き直しが必要になる場合があります。

設計の観点からは、適切な導体サポート、スペーサー、クランプ構造、短絡計算が不可欠です。{0}}

変圧器巻線の軸方向の不安定性

軸の不安定性も一般的な機械的問題です。

巻き線は内側または外側に動くのではなく、垂直軸に沿って動きます。短絡中、電磁力によって巻線部分が上または下に押される可能性があります。場合によっては、巻線部分が圧縮されたり、伸びたり、傾いたり、ずれたりすることがあります。

機械的サポートが弱かったり、クランプが不十分であったり、時間の経過とともにクランプ圧力が低下したりすると、リスクが高まる可能性があります。

軸方向の動きは機械的な問題だけではありません。巻線セクションが移動すると、絶縁バリアとクリアランスも変化する可能性があります。それは最終的には次のことに貢献する可能性があります巻線の絶縁不良.

検査中、技術者は巻線の高さ、エンドブロック、スペーサー、クランプ圧力、および他の内部コンポーネントに対する巻線の位置をチェックすることがあります。

目標は、単にすべてを可能な限り締めることではありません。クランプ圧力が大きすぎると、絶縁体も損傷する可能性があります。変圧器の元の設計要件に従って機械構造を復元する必要があります。

巻線の過熱: 無視できない問題

すべての巻線の問題が劇的な短絡から始まるわけではありません。

過熱も巻線劣化の一般的な原因です。重負荷の下で動作する変圧器は当然より多くの熱を発生しますが、冷却不良、ラジエーターの詰まり、ファンまたはポンプの故障、高い周囲温度、または高調波電流によって過度の温度が発生することもあります。

-長期​​にわたる過熱により、絶縁体の劣化が促進されます。油が充填された変圧器では、油の劣化が促進され、溶存ガス分析 (DGA) によって検出される可能性のあるガスが発生する可能性があります。

変圧器の動作温度が予想よりも高い場合は、負荷、冷却システム、オイルの状態、換気、および温度測定値を確認してください。負荷を減らすことは短期的には効果があるかもしれませんが、根本的な冷却の問題が残っている場合、永続的な解決策にはなりません。

変圧器の巻線の問題を診断する方法

適切なメンテナンスとは、変圧器の故障を待つのではなく、問題を早期に発見することです。

巻線抵抗試験位相間の違いを明らかにすることができ、導体の損傷、接続の緩み、またはその他の巻線の異常を特定できる可能性があります。

トランスの巻数比試験実際の巻数比が期待値と一致するかどうかをチェックします。予期しない変化は、巻線の損傷またはタップチェンジャーの問題を示している可能性があります。

周波数応答解析 (FRA)これは、変圧器が短絡した後に特に役立ちます。 FRA シグネチャの変化は、巻線とコア アセンブリの動きや変形を示している可能性があります。

絶縁抵抗および力率試験絶縁状態に関する追加情報を提供できます。油入変圧器の場合、DGA は過熱、アーク放電、その他の内部問題の特定にも役立ちます。-

単一のテストですべてがわかるということはありません。実際には、エンジニアは通常、現在の結果を工場でのテストデータ、以前のメンテナンス記録、およびその他の診断結果と比較します。

変圧器メンテナンスの実践的なヒント

いくつかの簡単なメンテナンスの習慣により、多くの巻き上げの問題を防ぐことができます。

まず、変圧器の温度を管理下に保ちます。不必要な過負荷を避け、ファン、ポンプ、ラジエーター、換気システムが適切に動作していることを確認してください。

2番目に、断熱材に注意してください。油入変圧器の場合、良好な油の品質と水分管理が特に重要です。定期的にオイル検査を行うことで、大きな問題が発生する前に劣化を明らかにすることができます。

短絡保護も重要です。-適切に調整された保護により、外部障害はすぐに解消されます。変圧器が高故障電流にさらされる時間が長ければ長いほど、その巻線にかかる機械的ストレスは大きくなります。

また、重大な障害が発生した後は、変圧器がまだ動作しているからといって検査を省略しないでください。巻線は、明らかな外部症状を示さずに機械的に損傷する場合があります。

輸送と設置も忘れてはなりません。輸送中の強い衝撃により内部コンポーネントがずれたり、不適切な取り付けによりさらなる機械的ストレスが発生したりする可能性があります。

変圧器の巻線を修理または交換する必要があるのはいつですか?

すべてに当てはまる---答えはありません。修理の判断は、損傷の種類と程度によって異なります。

重要なのは、そもそもなぜ巻線が失敗したかを理解することです。元の問題を解決せずに損傷した巻線を交換すると、トラブルが発生します。

たとえば、繰り返しの過負荷により過熱が発生した場合、新しい巻線も最終的には同じ状況に直面します。

最終的な考え

変圧器巻線の故障は、軽微な絶縁に至るまで多岐にわたります劣化が深刻な機械的変形を引き起こすため、巻線を完全に交換する必要があります。主な故障モードには、ターン絶縁破壊、主絶縁破壊、半径方向の不安定性、および軸方向の不安定性が含まれます。

短絡故障は、変圧器内に巨大な機械的力を発生させる可能性があるため、特に注意が必要です。-その後変圧器が動作し続けた場合でも、隠れた巻線の変形が依然として存在する可能性があります。

そのため、定期的なテスト、適切な冷却、絶縁管理、短絡保護、適時の検査が非常に重要です。{0}

現実の世界では、ちょっとした予防メンテナンスが大いに役立ちます。を監視することで、変圧器巻線、異常なテスト結果を確認し、重大な障害が発生した後の機器を検査する際、オペレーターはしばしば発見することができます。変圧器の問題高価な失敗になる前に。

変圧器の所有者、EPC 請負業者、およびメンテナンス チームにとって、基本的なアプローチは単純です。監視、テスト、調査、根本原因の修復です。通常、故障した変圧器に事後的に対処するよりもはるかに安価で、-ストレスも軽減されます-。

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