Ancaman Nomor Satu bagi Transformator Tipe Kering - Hubungan Pendek
1. Dalam beberapa tahun terakhir, kecelakaan transformator kering terjadi dari waktu ke waktu. Dari analisis kecelakaan transformator kering, kerusakan akibat hubung singkat telah menjadi penyebab utama kecelakaan transformator kering daya, menimbulkan bahaya besar bagi jaringan listrik dan secara serius mempengaruhi operasi aman jaringan listrik. Kecelakaan kerusakan akibat hubung singkat eksternal pada transformator kering daya dalam sepuluh tahun terakhir diklasifikasikan dan dianalisis, kemudian masalah yang ada dalam pemilihan kawat elektromagnetik dan langkah-langkah untuk mengurangi kecelakaan semacam ini diajukan.
2. Kecelakaan hubung singkat transformator kering dari Januari 2010 hingga Mei 2022, terdapat 17 kecelakaan kerusakan hubung singkat transformator kering di dunia, menyumbang 77,3% dari total kecelakaan kerusakan, yang merupakan alasan utama kerusakan, dengan total kapasitas 2.750 MW. Di antaranya, 2 set 500 kV, 13 set 220 kV, dan 2 set 110 kV. Satu set 220 kV dan satu set 110 kV harus diganti karena deformasi serius pada kumparan tegangan rendah. Selama transformasi transformator kering, ditemukan bahwa empat set belitan tegangan rendah 220kV mengalami deformasi, dan dua set belitan 500kV menunjukkan tanda-tanda deformasi selama operasi. Terutama sejak 2011, kecelakaan kerusakan transformator kering terus meningkat, dan cakupan kecelakaan semakin meluas. Bentuk utama kecelakaan adalah:
1) Setelah banyak guncangan hubung singkat eksternal, deformasi kumparan semakin parah, dan kerusakan tembus isolasi lebih sering terjadi;
2) Eksterior sering rusak akibat guncangan hubung singkat dalam waktu singkat;
3) Kerusakan akibat guncangan hubung singkat jangka panjang;
4) Kerusakan akibat guncangan hubung singkat jangka pendek.
3. Bentuk utama kerusakan hubung singkat pada transformator kering:
3.1 Ketidakstabilan aksial: Kerusakan jenis ini terutama disebabkan oleh gaya elektromagnetik aksial yang dihasilkan oleh fluks bocor radial, yang menyebabkan deformasi aksial pada belitan transformator kering. Jenis kecelakaan ini menyumbang 52,9% dari total kecelakaan kerusakan.
3.1.1 Deformasi tekuk atas dan bawah pada kumparan belitan: Kerusakan ini disebabkan oleh deformasi permanen kumparan di antara dua spacer aksial karena momen tekuk yang berlebihan di bawah pengaruh gaya elektromagnetik aksial. Biasanya, deformasi antara dua kumparan belitan bersifat simetris.
3.1.2 Runtuhnya belitan atau kumparan. Kerusakan ini disebabkan oleh kawat yang saling menekan atau bertabrakan di bawah pengaruh gaya aksial, mengakibatkan deformasi miring. Jika kawat sedikit miring, gaya aksial akan meningkatkan kemiringan, dan dalam kasus parah akan runtuh; rasio aspek kawat yang lebih besar, semakin mudah menyebabkan keruntuhan. Selain komponen aksial, medan bocor di ujung juga memiliki komponen radial. Gaya elektromagnetik gabungan yang dihasilkan oleh fluks bocor dalam kedua arah menyebabkan kawat belitan dalam berbelok ke dalam dan belitan luar berbelok ke luar.
3.1.3 Ketika tegangan belitan naik, pelat tekanan akan menyebar. Kerusakan ini biasanya disebabkan oleh gaya aksial yang berlebihan, kekuatan dan kekakuan penyangga ujung yang tidak memadai, atau cacat perakitan.
3.2 Ketidakstabilan radial: Jenis kerusakan ini terutama disebabkan oleh gaya elektromagnetik radial yang dihasilkan oleh fluks bocor aksial mengakibatkan deformasi radial pada belitan transformator kering, menyumbang 41,2% dari total jumlah kecelakaan kerusakan.
3.2.1 Kerusakan isolasi akibat perpanjangan belitan luar. Gaya elektromagnetik radial berusaha membuat diameter belitan luar lebih besar. Deformasi permanen terjadi ketika tegangan tarik yang bekerja pada kawat terlalu tinggi. Deformasi ini sering mengakibatkan hubung singkat antar lilitan karena isolasi kawat yang rusak. Dalam kasus parah, kumparan akan tidak berfungsi, runtuh, atau bahkan putus.
Namun, karena deformasi kompresi inti besi dan metode penyangga tiang yang berbeda, tegangan di sepanjang keliling belitan tidak seragam, mengakibatkan ketidakstabilan lokal pada kumparan dan deformasi tekuk.
3.3 Fiksasi kawat yang tidak stabil: Kerusakan ini terutama disebabkan oleh gaya elektromagnetik antar kawat, mengakibatkan getaran kawat dan hubung singkat antar kawat. Kecelakaan semacam ini jarang terjadi.
4. Bagian umum kerusakan hubung singkat pada transformator kering:
4.1 Alasan deformasi bagian yang sesuai di bawah yoke adalah:
(1) Medan magnet yang dihasilkan oleh arus hubung singkat tertutup oleh minyak dan dinding tangki atau inti besi. Karena resistansi magnetik yoke relatif kecil, sebagian besar tertutup antara jalur minyak dan yoke magnetik, medan magnet relatif terkonsentrasi, dan gaya elektromagnetik yang bekerja pada kumparan relatif besar;
(2) Celah selongsong belitan dalam terlalu besar atau inti besi tidak diikat cukup ketat, yang menyebabkan kedua sisi inti besi menyusut dan berubah bentuk, mengakibatkan pelengkungan dan deformasi belitan di sisi yoke besi;
(3) Secara struktural, kompresi aksial yoke yang sesuai dengan bagian belitan kurang andal, dan kue kawat bagian ini sering sulit mencapai gaya pra-pengencangan, sehingga kue kawat bagian ini mudah berubah bentuk.
4.2 Area tap pengatur tegangan dan bagian yang sesuai dengan belitan lainnya berada di area ini, karena:
(1) Jumlah ampere-lilit tidak seimbang, distribusi fluks bocor tidak merata, dan gaya eksternal aksial tambahan dihasilkan dalam kumparan karena medan magnet bocor tambahan yang dihasilkan oleh amplitudonya, dan arah gaya-gaya ini selalu meningkatkan asimetri gaya-gaya ini. Gaya eksternal aksial sama dengan gaya internal aksial yang dihasilkan oleh fluks bocor amplitudo normal, yang membengkokkan kue kawat dalam arah vertikal dan menekan spacer kue kawat. Selain itu, sebagian atau seluruh gaya ini ditransmisikan ke yoke besi, berusaha menjauhkannya dari batang, sehingga kue kawat berubah bentuk atau terbalik ke tengah belitan;
(2) Untuk mencapai keseimbangan ampere-lilit atau jarak isolasi yang sesuai dalam interval tap, sering ditambahkan lebih banyak spacer. Semakin tebal spacer, semakin lambat transmisi gaya, dan semakin besar dampaknya pada kumparan belitan;
(3) Setelah belitan dipasang, reaktansi pusat tidak dapat sejajar dengan tinggi, yang semakin memperparah ketidakseimbangan ampere-lilit;
(4) Setelah beroperasi selama beberapa waktu, bantalan tebal menyusut secara alami dengan signifikan, yang di satu sisi memperparah ketidakseimbangan ampere-lilit, dan juga memperparah getaran saat menerima gaya hubung singkat;
(5) Dalam desain, untuk mencapai keseimbangan ampere-lilit, kawat magnet di area tap dipilih dengan ukuran yang lebih sempit atau lebih kecil, mengakibatkan penurunan resistansi hubung singkat.
4.3 Bagian transposisi: Deformasi bagian ini umum terjadi pada transposisi kawat transposisi dan transposisi standar heliks tunggal. Transposisi kawat transposisi lebih curam daripada kawat biasa, sehingga transposisi dengan radius belokan berbeda menghasilkan gaya tangensial yang berlawanan. Pasangan gaya tangensial yang sama dan berlawanan ini membuat diameter transposisi belitan dalam lebih kecil dan berubah arah, sementara transposisi belitan luar berusaha mencapai radius belokan yang sama, sehingga transposisi tetap lurus, transposisi dalam berubah bentuk di tengah, dan transposisi luar berubah bentuk ke luar. Semakin tebal kawat transposisi, semakin curam pendakiannya, dan semakin parah deformasinya. Selain itu, ada juga komponen arus hubung singkat aksial pada transposisi, dan gaya tambahan yang dihasilkan akan menyebabkan deformasi kumparan belitan semakin parah. Transposisi standar heliks tunggal menempati satu putaran dalam ruang, mengakibatkan ketidakseimbangan ampere-lilit di bagian ini. Secara bersamaan, ia memiliki karakteristik deformasi transposisi kawat transposisi, sehingga kue kawat di bagian ini lebih mudah berubah bentuk.
4.4 Kawat timbal belitan umum digunakan dalam belitan struktur spiral miring. Belitan struktur ini, karena ketidakseimbangan ampere-lilit dari dua bukaan spiral, memiliki gaya aksial besar dan arus aksial secara bersamaan, yang membuat sudut kawat timbal menghasilkan deformasi puntiran lateral karena gaya. Selain itu, selama proses penggulungan belitan spiral, ada tegangan sisa, yang akan membuat belitan berusaha kembali ke keadaan aslinya. Oleh karena itu, belitan struktur spiral lebih mungkin terpuntir dan berubah bentuk di bawah dampak arus hubung singkat.
4.5 Kabel timbal umum ditemukan di antara kabel timbal tegangan rendah. Kabel timbal tegangan rendah memiliki arus besar karena tegangan rendah, dan fasenya 120 derajat, yang membuat kabel timbal saling menarik. Jika kabel timbal tidak dipasang dengan benar, akan terjadi hubung singkat antar-fasa. Analisis Penyebab Kerusakan Hubung Singkat dalam Operasi Transformator Kering
PT. Kingrun Transformer Instrument
Lebih Banyak Penguji Transformator dari Kingrun
