1. Ikhtisar Insiden
Belakangan ini, tingkat kegagalan transformator 110kV menunjukkan tren peningkatan yang nyata di seluruh dunia. Transformator yang gagal memiliki kapasitas rata-rata 32,4 MVA, lebih tinggi dari kapasitas operasi tipikal untuk kelas tegangan ini, dengan unit 31,5 MVA yang paling umum. Transformator yang diproduksi setelah tahun 2015 menyumbang 43,5% dari insiden, dengan beberapa di antaranya beroperasi kurang dari delapan tahun. Lonjakan arus hubung singkat eksternal menyebabkan 35,5% dari semua insiden (48% untuk transformator dengan tap-changer berbeban), dengan kesalahan gulungan menjadi faktor pemicu utama.
2. Penyebab Inti Kesalahan Gulungan
(a) Gaya Elektrodinamik dari Arus Hubung Singkat
Selama hubung singkat mendadak, gulungan transformator mengalami gaya radial dan aksial. Gaya radial meregangkan gulungan luar dan mengompresi gulungan dalam; jika tegangan gabungan melebihi kekuatan luluh gulungan, deformasi permanen seperti pola "daun semanggi" atau menggembung dapat terjadi. Gaya aksial membengkokkan segmen konduktor dan mengompres spacer, dengan tegangan maksimum di ujung gulungan dan pusat inti. Ketinggian gulungan yang tidak setara atau distribusi gaya gerak magnet (MMF) yang tidak seragam meningkatkan kerentanan. Pada beberapa transformator dengan stabilitas dinamis yang tidak memadai, bahkan tindakan proteksi cepat tidak dapat mencegah deformasi dari puncak arus hubung singkat pertama, yang dapat mencapai 1,8 kali tingkat kondisi tunak.
(b) Cacat Manufaktur Bawaan
Kekurangan penekanan aksial: Beberapa produsen menggunakan "struktur baru" tanpa mengikuti proses standar. Gulungan tegangan tinggi dan rendah berbagi penjepit isolasi tanpa pemadatan yang tepat atau pengeringan tekanan terkontrol, mengakibatkan penjepitan tidak cukup dan potensi perpindahan selama operasi.
Keterbatasan material dan struktur: Kekuatan penjepit papan laminasi seringkali tidak memadai, dengan kerusakan berulang yang diamati selama insiden. Dukungan lemah antara gulungan dalam dan kaki inti, spacer yang tidak cukup atau dipilih dengan buruk, mengurangi stabilitas dinamis radial.
Kelalaian kontrol kualitas: Ketebalan spacer tidak merata, konduktor yang melengkung secara lokal, serta kabel utama atau penyangga yang dipasang tidak benar menurunkan integritas mekanik gulungan.
(c) Efek Kumulatif dan Kegagalan Proteksi
Deformasi progresif: Beberapa peristiwa hubung singkat dapat menumpuk deformasi gulungan, menyebabkan ketidakseimbangan lilitan dan peningkatan gaya kebocoran aksial, yang akhirnya mengakibatkan kerusakan parah. Misalnya, sebuah transformator 110kV di Filipina mengalami deformasi gulungan signifikan selama tujuh tahun akibat dampak hubung singkat berulang.
Malfungsi sistem proteksi: Sekitar 30% kegagalan terkait hubung singkat terjadi karena operasi proteksi yang tertunda, memungkinkan transformator menahan arus hubung singkat yang berkepanjangan. Anil kawat dan stabilitas dinamis yang tidak memadai memperburuk kerusakan.
3. Langkah-langkah untuk Mengurangi Kegagalan Gulungan
(a) Optimalisasi Proses Manufaktur dan Perakitan
Standarisasi penekanan aksial: Padatkan spacer, keringkan setiap gulungan di bawah tekanan terkontrol, dan terapkan gaya hidrolik minyak selama perakitan untuk memastikan semua gulungan terkompresi dengan baik dan tetap stabil.
Tingkatkan struktur dan material: Gunakan material penjepit yang cukup kaku, perkuat desain papan laminasi, tambahkan spacer antara gulungan dalam dan kaki inti, serta adopsi tabung kertas berkekuatan tinggi untuk rangka gulungan untuk meningkatkan stabilitas dinamis radial.
Tingkatkan penempatan transportasi: Optimalkan posisi tubuh selama pengangkutan untuk mencegah getaran atau benturan yang dapat menggeser belitan.
(b) Penguatan Pengujian dan Pemeriksaan
Lakukan uji hubung singkat: Verifikasi stabilitas mekanis, identifikasi titik lemah, dan minimalkan variabilitas dalam proses manufaktur.
Tingkatkan pengujian deformasi belitan: Catat dampak hubung singkat dan hitung kelipatan arus. Gunakan analisis respons frekuensi (FRA) atau metode serupa untuk mendeteksi deformasi dan memandu inspeksi atau perawatan yang ditargetkan.
(c) Peningkatan Sistem Proteksi Operasional
Pastikan proteksi yang andal: Sediakan catu daya DC yang stabil untuk menjamin pemutusan yang akurat dan tepat waktu, menghindari paparan arus hubung singkat yang berkepanjangan.
Optimalkan skema penutupan-ulang: Untuk saluran udara di dekatnya (<2 km) atau kabel, pertimbangkan untuk menunda atau membatalkan penutupan-ulang otomatis. Setelah trip hubung singkat, lakukan pengujian transformator untuk mencegah kerusakan sekunder.
Artikel Terkait:
Koleksi Grup Vektor Transformator Paling Lengkap dengan Diagram Sambungan Belitan
Seberapa Penting Resistansi Belitan DC Transformator?
6 Penguji Resistansi Belitan Transformator Teratas di Dunia (Termasuk Harga)
Bagaimana Resistansi Belitan Harus Diuji Secara Berbeda pada CT dan PT?
Apa Perbedaan antara Resistansi DC dan Resistansi Isolasi serta Bagaimana Mengujinya?
8 Tips untuk Meningkatkan Akurasi Pengukuran Resistansi DC
Mengapa Resistansi Belitan yang Diuji Selalu Tidak Akurat? Mungkin Anda Melewatkan 6 Poin Kunci Ini
Penguji Resistansi Belitan DC Seri Kingrun
Kingrun Transformer Instrument Co.,Ltd.
