1. В чем заключается принцип диагностики внутренних неисправностей трансформаторов по данным хроматографического анализа трансформаторного масла?
Изоляция силовых трансформаторов в основном состоит из масляно-бумажной композитной изоляции. Углеводородные газы, образующиеся в результате внутренних скрытых разломов, возникают в результате термического растрескивания масляно-бумажной изоляции. От плотности энергии точки разлома зависят дебит газа, дебит газа и ненасыщенность углеводородных газов, образующихся при термическом крекинге. Природа разлома разная, плотность энергии тоже разная, и углеводородный газ, получаемый при крекинге, тоже разный. Коронный разряд в основном производит водород, дуговой разряд - в основном этилен, а высокотемпературный перегрев - в основном этилен.
Энергия в точке повреждения различна, а также различна скорость газообразования для вышеупомянутых газов. Это связано с тем, что в химической структуре углеводородов, таких как нефтяная бумага, энергия различных связей различается из-за различных химических связей между атомами. Углеводороды с разной структурой химических связей обладают разной степенью термической стабильности. Таким образом, делается вывод, что последовательность разложения изоляционного масла с образованием углеводородов при повышении температуры места повреждения – это алканы, олефины и быстрые углеводороды. Кроме того, поскольку каждый углеводородный газ, образующийся при крекинге нефти, имеет определенный температурный диапазон, соответствующий максимальной скорости добычи газа, получается, что изоляционное масло образует разные компоненты при разных неисправностях трансформаторов. Простые критерии для углеводородных газов с разными концентрациями.
2. Почему небольшая примесь в изоляционном масле приводит к значительному снижению его пробивного напряжения?
Возьмем трансформаторное масло в качестве примера, чтобы проиллюстрировать это явление. В трансформаторном масле обычно присутствуют пузырьки (обычная примесь), а диэлектрический коэффициент трансформаторного масла более чем в два раза выше, чем у воздуха. Из-за обратной зависимости между напряженностью электрического поля и диэлектрической проницаемостью, а также искажения окружающего электрического поля, вызванного пузырьками, напряженность внутреннего электрического поля в пузырьках также более чем в два раза выше, чем у трансформаторного масла, а напряженность электрического поля вокруг пузырьки выше. Электрическая прочность газа значительно ниже, чем у трансформаторного масла.
Таким образом, пузырьки в трансформаторном масле легко освобождаются. Заряженные частицы, образующиеся после диссоциации пузырьков, сталкиваются с молекулами нефти, которые затем разлагаются на газ. Из-за этой цепной реакции, также известной как порочный круг, рост газа будет становиться все быстрее и быстрее. Наконец, пузырьки выстроятся рядами вдоль направления электрического поля в трансформаторном масле, что в конечном итоге приведет к его пробою.
Если трансформаторное масло содержит капли воды, особенно влажные волокна (хлопчатобумажная пряжа или бумага), то прочность изоляции изоляционного масла пострадает наиболее сильно. Хотя примесей мало, из-за цепной реакции, которая может образоваться из-за дефектов, напряжение разряда изоляционного масла значительно снизится.
3. Почему при испытании трансформаторов на холостом ходу можно обнаружить дефекты железного сердечника?
Потери холостого хода в основном представляют собой сумму потерь на гистерезис и потерь на вихревые токи железного сердечника, причем лишь небольшая часть представляет собой потери на сопротивление, образованные током холостого хода, протекающим через катушку. Следовательно, увеличение потерь холостого хода в основном отражает дефекты железного сердечника. Качество изоляционной краски между внутренними листами кремнистой стали плохое, а ухудшение лакокрасочной пленки вызывает короткие замыкания между листами кремниевой стали, что может увеличить потери холостого хода на 10–15%; Повреждение изоляции таких деталей, как болты сердечника и ведущие железные балки, может увеличить вихревые токи в железном сердечнике, вызывая локальный нагрев и увеличивая общие потери холостого хода.
Кроме того, к увеличению потерь на холостом ходу может привести также использование в процессе изготовления листов кремнистой стали толще проектной величины или низкого качества, а также большие зазоры в соединениях магнитопроводов железного сердечника. Следовательно, измеренные потери могут отражать дефекты железного сердечника.