V sistemu za prenos in distribucijo električne energije je specifikacija ozemljitve železnega jedra transformatorja temeljna predpostavka za zagotavljanje dolgoročnega-stabilnega delovanja opreme. Zlasti za široko uporabljeno opremo, kot so distribucijski transformatorji, napolnjeni z oljem, in transformatorji 800 kVA, je strogo upoštevanje načela "zanesljive ozemljitve na eni točki" še bolj ključnega pomena. Ta članek bo podrobno analiziral glavne razloge in specifikacijske zahteve za ozemljitev železnega jedra transformatorja ter združil prednosti izdelka JINSHANMEN TECHNOLOGY CO., LTD, da bi zagotovil strokovno referenco za praktike v industriji. Podjetje večinoma proizvaja oljne močnostne transformatorje, suhe-napajalne transformatorje, oljno potopljene tri-dimenzionalne navite močnostne transformatorje, suhe-tipe-dimenzionalne napajalne transformatorje, rudarske eksplozijsko-odporne suhe-transformatorje, rudarske eksplozijsko-odporne mobilne transformatorske postaje, moč iz amorfnih zlitin transformatorji, močnostni transformatorji za regulacijo obremenitve, suhi-transformatorji za lokomotive, kot tudi montažne transformatorske postaje, modularne transformatorske postaje, transformatorske postaje za vetrno energijo, visoko in nizkonapetostne stikalne naprave ter druga oprema za prenos in distribucijo.
I. Zakaj mora biti železno jedro ozemljeno?
Namen jedra: Preprečiti ustvarjanje lebdečega potenciala v železnem jedru in kovinskih komponentah, s čimer se izognete praznjenju tal (iskre/okvara) in zagotovite varno in stabilno delovanje opreme. Ta zahteva v celoti velja za distribucijske transformatorje, napolnjene z oljem,800kva transformatorin vse vrste transformatorjev ter je tudi ena od ključnih točk kakovosti, ki jih v proizvodnem procesu strogo nadzoruje JINSHANMEN TECHNOLOGY CO., LTD.
1. Železno jedro je v močnem električnem polju
Ko transformator deluje, so njegova navitja povezana z visoko napetostjo in velikim tokom, ta močan izmenični tok pa bo ustvaril močno spreminjajoče se magnetno polje. V skladu z načelom elektromagnetne indukcije bo to spreminjajoče se magnetno polje induciralo električni potencial (napetost) na samem železnem jedru in vseh okoliških kovinskih komponentah (kot so objemke, pritrdilni elementi, stene rezervoarja za olje itd.). Ne glede na to, ali gre za transformator z močjo 800 kkva ali distribucijski transformator velike-zmogljivosti, je njegovo železno jedro dolgo časa v tako močnem okolju električnega polja in ustvarjanje induciranega potenciala je neizogibno.
2. Nevarnosti lebdečega potenciala
Če železno jedro ni ozemljeno, je izolirano od zemlje (zemeljski potencial) in je v "lebdečem" stanju. Inducirani potencial nima poti sproščanja in se bo še naprej kopičil in spreminjal ter oblikoval "lebdeči potencial". Med železnim jedrom in okoliškimi ozemljenimi kovinskimi komponentami (kot so rezervoarji za olje) je izolacijski medij (transformatorsko olje, izolacijski karton). Ko potencialna razlika med njima naraste dovolj, da razgradi te izolacijske medije, bo prišlo do občasne iskre. Pri distribucijskih transformatorjih, napolnjenih z oljem, bo ta razelektritev neposredno vplivala na izolacijsko zmogljivost transformatorskega olja, in ker se transformator 800 kVA pogosto uporablja v scenarijih industrijske distribucije električne energije, lahko napake pri razelektritvi vplivajo tudi na normalno delovanje okoliške električne opreme.
3. Hude posledice odpusta
1) Poškodba izolacije: Neprekinjeno praznjenje isker bo postopoma karboniziralo in razjedalo trdno izolacijo (kot so karton, leseni bloki), zmanjšalo njeno izolacijsko moč in sčasoma lahko privede do resnega med-kratkega stika ali okvare glavne izolacije, kar je usodno za življenjsko dobo distribucijskih transformatorjev, napolnjenih z oljem, in transformatorja 800 kVA. 2) Ustvarjanje okvarjenih plinov: Energija praznjenja bo razgrajujejo transformatorsko olje, pri čemer nastajajo značilni plini, kot sta vodik (H₂) in acetilen (C₂H₂). Ti plini se bodo raztopili v olju in poslabšali kakovost olja, kar bo še posebej vplivalo na olje-potopljeni izolacijski učinek distribucijskih transformatorjev, napolnjenih z oljem. 3) Motnje plinskega releja (buchholz rele): Ustvarjeni plin se lahko kopiči v plinskem releju, kar povzroči, da rele pošilja lažne signale (svetlobni plinski alarm) ali se v hujših primerih celo nepravilno sproži, kar vpliva na kontinuiteto napajanja napajanje. 4) Povečana izguba brez-obremenitve: Samo praznjenje porablja energijo, kar vodi do povečane izgube transformatorja brez{9}}obremenitve in zmanjšane učinkovitosti delovanja, kar bo povečalo stroške električne energije za uporabnike transformatorjev 800kva, ki se osredotočajo na varčevanje z energijo. 5) Ustvarjanje lokalnega pregrevanja: na mestu praznjenja se bo ustvarila visoka temperatura, ki bo tvorila lokalne točke pregrevanja in pospešilo staranje opreme.
Zato mora ozemljitev železnega jedra zagotoviti razelektritveni kanal za te inducirane naboje, prisiliti železno jedro, da se fiksira na (ozemljitev) ničelni potencial, s čimer se odpravi potencialna razlika med njim in ozemljenimi komponentami ter se popolnoma izogne zgoraj-omenjenemu pojavu razelektritve. Pri izdelavi transformatorja 800 kva in distribucijskih transformatorjev, napolnjenih z oljem, bo podjetje JINSHANMEN TECHNOLOGY CO., LTD dosledno izvajalo postopek ozemljitve železnega jedra, da se izogne tveganjem izpusta iz vira.
II. Zakaj mora biti "prizemljen na eni točki"?
To je ključni in delikatni del problema. Ozemljitev železnega jedra ni poljubna, ampak zahteva samo eno točko in zanesljivo povezavo. To načelo je ključnega pomena za vse transformatorje, zlasti za distribucijske transformatorje, napolnjene z oljem, in transformatorje 800 kVA. Ko je prekršen, lahko povzroči okvare opreme in celo varnostne nesreče.
Osnovni namen
Preprečiti nastanek zaprte zanke z "več{0}}točkovno ozemljitvijo", s čimer preprečite, da bi nastajanje krožečega toka (vrtinčni tok) v zanki povzročilo lokalno pregrevanje, in zagotovite varno delovanje transformatorja. Za distribucijske transformatorje, napolnjene z oljem, bo lokalno pregrevanje pospešilo tudi staranje in propadanje transformatorskega olja, medtem ko lahko lokalno pregrevanje 800kva transformatorja vpliva na njegovo nosilnost in povzroči nestabilno napajanje.
1. Nevarnosti več-točkovne ozemljitve
Železno jedro transformatorja je oblikovano z laminiranjem številnih plasti silicijeve jeklene pločevine, med pločevinami pa je nanešena izolacijska barva, ki blokira pot "vrtinčnih tokov", ki nastane, ko magnetni tok prehaja skozi jeklene pločevine, s čimer se zmanjša "izguba vrtinčnih tokov", kar je osnovno načelo transformatorjev. Oba transformatorja 800kva inz oljem polnjeni distribucijski transformatorjisledijo tej načrtovalski logiki v strukturi železnega jedra. Če je železno jedro ozemljeno na dveh ali več točkah, kot sta točka A in točka B hkrati, bo nastala zaprta prevodna zanka med železnim jedrom, ozemljitveno žico in ozemljitveno točko.
2. Krožni tok in pregrevanje
Skozi to zaprto zanko bo šel del glavnega magnetnega toka transformatorja. V skladu s Faradayevim zakonom elektromagnetne indukcije bo izmenični magnetni tok induciral elektromotorno silo v zanki in s tem ustvaril precejšen krožni tok. Ko ta krožni tok teče skozi kontaktne točke lamel železnega jedra z visokim uporom, bo ustvaril veliko toplote, kar bo povzročilo močno lokalno pregrevanje železnega jedra. Ta položaj je še posebej izrazit pri distribucijskih transformatorjih, napolnjenih z oljem, in transformatorju 800 kVA, ker bosta prostornina železnega jedra in zahteva po obremenitvi takšne opreme pospešila akumulacijo toplote, ki jo povzroči kroženje toka.
3. Posledice več{1}}točkovnih napak pri ozemljitvi
1) Lokalna visoka temperatura: Temperatura točke pregrevanja lahko doseže več sto ali celo tisoče stopinj Celzija, kar je dovolj za sežig bližnjih izolacijskih delov in pospešitev staranja transformatorskega olja, kar ima bolj neposreden vpliv na distribucijske transformatorje, napolnjene z oljem. 2) Nastajanje značilnih plinov: Visoka temperatura bo razgradila olje, pri čemer bo nastala velika količina značilnih plinov, kot sta metan (CH₄) in etilen (C₂H4). Te pline je mogoče zaznati z analizo raztopljenega plina (DGA), ki je pomembna osnova za diagnosticiranje več{3}}točkovnih ozemljitvenih napak železnega jedra in običajna metoda, ki jo JINSHANMEN TECHNOLOGY CO., LTD uporablja pri pregledu opreme. 3) Katastrofalne napake: če se ne odpravijo pravočasno, se bo lokalno pregrevanje razvilo v taljenje železnega jedra in veliko-izolacijo površine karbonizacija, ki sčasoma privede do katastrofalnih nesreč, kot so kratki stiki navitij in izgorelost transformatorja. Takšne napake bodo povzročile velike gospodarske izgube in izpade električne energije, ne glede na to, ali gre za transformator 800 kVA ali za distribucijske transformatorje, napolnjene z oljem.
III. Povzetek
1. Zakaj ozemljitev? Zaščitite izolacijo in zagotovite varno delovanje opreme, da preprečite, da bi železno jedro ustvarjalo lebdeči potencial in razelektritev na tleh. To je osnovna zahteva, ki jo morajo izpolnjevati transformatorji 800 kva, distribucijski transformatorji, napolnjeni z oljem, in vsi transformatorji, prav tako pa mora biti v skladu s kakovostjo izdelkov, ki se jih drži JINSHANMEN TECHNOLOGY CO., LTD. 2. Zakaj samo ena točka ozemljitve? Da preprečite nastanek zaprte zanke, preprečite, da bi kroženje toka povzročilo lokalno pregrevanje železnega jedra, izgorelo opremo in zagotovite dolgoročno-stabilno delovanje transformatorja.
To lahko slikovito razumete takole: Brez ozemljitve: To je kot hoja po suhi preprogi z gumijastimi podplati. Telo bo naelektreno, dotik kljuke pa bo povzročil "pok" razelektritev. Če železno jedro transformatorja ni ozemljeno, se bo ta vrsta "majhne iskre" nenehno pojavljala, kar bo povzročilo stalno izgubo izolacijskega sistema distribucijskih transformatorjev, napolnjenih z oljem, in transformatorja 800 kVA. Več-točkovna ozemljitev: To je tako, kot da bi bakren obroč postavili v spreminjajoče se magnetno polje, pri čemer se bo bakren obroč hitro segrel in celo stopil. Več{6}}točkovna ozemljitev železnega jedra je enakovredna oblikovanju tega "grelnega obroča" samega, kar sčasoma povzroči okvaro opreme.
Zato je "zanesljivo ozemljitev na eni točki" edino pravilno in ga je treba strogo upoštevati načelo za ozemljitev železnega jedra transformatorja. Pri delujočih transformatorjih je stanje ozemljitve (ne glede na to, ali je priključeno) železnega jedra pomemben indikator, ki ga je treba redno spremljati. Kot profesionalni proizvajalec transformatorjev,JINSHANMEN TECHNOLOGY CO., LTDstrogo izvaja postopek ozemljitve železnega jedra v skladu z mednarodnimi standardi pri izdelavi 800kva transformatorjev, z oljem napolnjenih distribucijskih transformatorjev in druge opreme za prenos in distribucijo. Hkrati uporabnikom ponuja predloge za delovanje in vzdrževanje profesionalne opreme, ki uporabnikom pomagajo preprečiti tveganje napak pri ozemljitvi in zagotovijo varno in stabilno delovanje elektroenergetskega sistema.