1. Olaylara Genel Bakış
Son zamanlarda, 110kV trafoların arıza oranı dünya genelinde belirgin bir artış eğilimi göstermektedir. Arızalanan trafoların ortalama kapasitesi 32,4 MVA olup, bu gerilim sınıfı için tipik işletme kapasitesinden daha yüksektir ve en yaygın olanları 31,5 MVA'lık birimlerdir. 2015 sonrası üretilen trafolar olayların %43,5'ini oluşturmakta olup, bazıları sekiz yıldan daha az bir süredir hizmettedir. Tüm olayların %35,5'i (yükte kademe değiştiren trafolar için %48) harici kısa devre akım dalgalanmalarından kaynaklanmış olup, sargı arızaları başlıca başlatıcı faktördür.
2. Sargı Arızalarının Temel Nedenleri
(a) Kısa Devre Akımlarından Kaynaklanan Elektrodinamik Kuvvetler
Ani kısa devreler sırasında, trafo sargıları hem radyal hem de eksenel kuvvetlere maruz kalır. Radyal kuvvetler dış sargıları gerer ve iç sargıları sıkıştırır; birleşik gerilim sargının akma dayanımını aşarsa, "yonca yaprağı" veya şişme desenleri gibi kalıcı deformasyonlar meydana gelebilir. Eksenel kuvvetler iletken segmentleri büker ve ara parçaları sıkıştırır; maksimum gerilim sargı uçlarında ve nüve merkezindedir. Eşit olmayan sargı yükseklikleri veya düzgün olmayan manyetomotor kuvvet (MMK) dağılımı, hassasiyeti artırır. Yetersiz dinamik kararlılığa sahip bazı trafolarda, hızlı koruma eylemleri bile, kararlı durum seviyelerinin 1,8 katına ulaşabilen ilk kısa devre tepe akımından kaynaklanan deformasyonu önleyemez.
(b) Doğal Üretim Kusurları
Eksenel sıkıştırma eksiklikleri: Bazı üreticiler standart proseslere uymadan "yeni yapılar" kullanmaktadır. Yüksek ve alçak gerilim sargıları, uygun yoğunlaştırma veya kontrollü basınçlı kurutma olmadan yalıtım kelepçelerini paylaşır; bu da yetersiz sıkıştırmaya ve işletmede potansiyel yer değiştirmeye yol açar.
Malzeme ve yapısal kısıtlamalar: Lamine levha kelepçe dayanımı genellikle yetersizdir ve olaylar sırasında tekrarlanan kırılmalar gözlemlenmiştir. İç sargılar ile nüve kolları arasındaki zayıf destek, yetersiz veya kötü seçilmiş ara parçalar, radyal dinamik kararlılığı azaltır.
Kalite kontrol aksamaları: Düzensiz ara parça kalınlığı, yerel olarak bükülmüş iletkenler ve uygun şekilde sabitlenmemiş uçlar veya destekler, sargı mekanik bütünlüğünü düşürür.
(c) Birikimli Etkiler ve Koruma Arızaları
İlerleyici deformasyon: Çoklu kısa devre olayları, sargı deformasyonlarını biriktirebilir; bu da sarım dengesizliğine ve artan eksenel kaçak kuvvetlere neden olarak sonunda ciddi hasarla sonuçlanabilir. Örneğin, Filipinler'deki bir 110kV trafosu, yedi yıllık tekrarlanan kısa devre etkileri sonucunda önemli sargı deformasyonu yaşamıştır.
Koruma sistemi arızaları: Kısa devre ile ilgili arızaların yaklaşık %30'u, gecikmiş koruma çalışması nedeniyle meydana gelir; bu da trafoların uzun süreli kısa devre akımlarına maruz kalmasına izin verir. Tel tavlama ve yetersiz dinamik kararlılık hasarı şiddetlendirir.
3. Sargı Arızalarını Azaltmaya Yönelik Önlemler
(a) Üretim ve Montaj Süreçlerinin Optimizasyonu
Eksenel sıkıştırmayı standartlaştırın: Ara parçaları yoğunlaştırın, her sargıyı kontrollü basınç altında kurutun ve montaj sırasında hidrolik kuvvet uygulayarak tüm sargıların uygun şekilde sıkıştırıldığından ve kararlı kaldığından emin olun.
Yapı ve malzemeleri iyileştirin: Yeterince rijit kelepçe malzemeleri kullanın, lamine levha tasarımını güçlendirin, iç sargılar ile nüve kolları arasına ara parçalar ekleyin ve radyal dinamik kararlılığı artırmak için sargı çerçeveleri için yüksek mukavemetli kağıt tüpler benimseyin.
Taşıma pozisyonlamasını iyileştirin: Sargıların yerinden oynamasına neden olabilecek titreşim veya darbeleri önlemek için taşıma sırasında gövde pozisyonlamasını optimize edin.
(b) Test ve Muayenelerin Güçlendirilmesi
Kısa devre testleri yapın: Mekanik stabiliteyi doğrulayın, zayıf noktaları belirleyin ve üretim süreçlerindeki değişkenliği en aza indirin.
Sargı deformasyon testini teşvik edin: Kısa devre etkilerini kaydedin ve akım katlarını hesaplayın. Deformasyonları tespit etmek ve hedefli inceleme veya bakıma yönlendirmek için frekans tepkisi analizi (FRA) veya benzer yöntemler kullanın.
(c) İşletme Koruma Sistemlerinin İyileştirilmesi
Güvenilir koruma sağlayın: Doğru ve zamanlı açmayı garanti etmek için kararlı bir DC güç kaynağı sağlayarak uzun süreli kısa devre akımı maruziyetinden kaçının.
Yeniden kapanma şemalarını optimize edin: Yakındaki havai hatlar (<2 km) veya kablolar için otomatik yeniden kapanmayı geciktirmeyi veya iptal etmeyi düşünün. Bir kısa devre açmasından sonra, ikincil hasarı önlemek için transformatör testleri yapın.
İlgili Makaleler:
Sargı Bağlantı Şemaları ile En Kapsamlı Transformatör Vektör Grubu Koleksiyonu
Transformatör DC Sargı Direnci Ne Kadar Önemlidir?
Dünya Çapında En İyi 6 Transformatör Sargı Direnci Test Cihazı (Fiyatlar Dahil)
CT ve PT'de Sargı Direnci Nasıl Farklı Şekilde Test Edilmelidir?
DC Direnci ve Yalıtım Direnci Arasındaki Fark Nedir ve Nasıl Test Edilirler?
DC Direnç Ölçümünün Doğruluğunu Artırmak İçin 8 İpucu
Test Edilen Sargı Direnci Neden Hep Yanlış Çıkıyor? Bu 6 Önemli Noktayı Gözden Kaçırmış Olabilirsiniz
Kingrun Serisi DC Sargı Direnci Test Cihazları
Kingrun Transformatör Cihazları Ltd. Şti.
