Güç Transformatörlerinin Yaygın Arızaları ve Analiz & Teşhis Teknolojisi (2024)
Güç transformatörleri, elektrik sisteminde yaygın olarak kullanılan önemli yüksek gerilimli elektrik ekipmanlarıdır. İşletme sırasında bir arıza meydana gelmesi, şebekenin güç beslemesini etkileyecek ve daha büyük doğrudan ekonomik kayıplara neden olabilecektir. Transformatörler halihazırda birden fazla korumayla donatılmış olsa da, kendi yapısal nedenlerinden dolayı arıza oranı hala yüksektir. Kingrun Instruments, müşterilerden gelen arıza saha verilerinin analizi yoluyla yaygın transformatör arızalarının nedenlerini ve yaygın tanı tekniklerini özetlemektedir.
Güç iletimi ve dağıtımı sürecinde, güç transformatörleri enerji dönüşümü ve iletiminin merkezinde yer alır. Transformatörlerde meydana gelen ciddi kazalar, yalnızca kendilerine zarar vermekle kalmayıp aynı zamanda güç beslemesini kesintiye uğratarak büyük ekonomik kayıplara yol açabilir. Transformatör arızalarının çeşitli türleri vardır ve arıza oluşum eğilimleri de farklılık gösterir. Transformatörün gerçek çalışma durumunu tam olarak anlayarak, çeşitli çevrimiçi ve geçmiş verileri kapsamlı bir şekilde kullanarak ve farklı tanı tekniklerini uygulayarak, gizli arızalar zamanında tespit edilebilir ve arızalar henüz başlangıç aşamasındayken giderilebilir, böylece güç sisteminin kararlı çalışması sağlanabilir.
1 Güç transformatörlerinin yaygın arızalarının analizi
1.1 İletken devre ve gerilim regülatörü anahtarı arızası
İletken devre arızası, bağlantı uçlarının zayıf teması, bobin tel eklemlerinin kötü lehimlenmesi ve sahte lehimden kaynaklanır. Eklemlerin zayıf bağlantısı, ısınmaya hatta yanmaya neden olarak transformatörün normal çalışmasını ve şebekenin güvenli güç beslemesini ciddi şekilde etkiler; transformatör bağlantı uçları bakırdan yapılmıştır ve açık hava ile nemli ortamlarda alüminyum iletkenler bakır uçlarla cıvatalı olarak bağlanmamalıdır. Çözünmüş tuz içeren su, yani elektrolit, bakır ve alüminyum temas yüzeyleri arasına sızdığında, elektriksel kuplaj etkisi altında alüminyum şiddetli elektrokimyasal korozyona uğrar, temas noktaları hızla hasar görür ve ısınmaya hatta büyük kazalara yol açar.
Gerilim regülatörü anahtarının arızası, ana temas noktalarının arızalanması, kademe bağlantı uçlarının gevşemesi, temas noktalarının yanması ve yetersiz temas basıncından kaynaklanır; yükte kademe değiştirici anahtarda temas zayıflığı ve anahtar temas noktalarının yanması da görülebilir.
1.2 Yalıtım arızası
Büyük güç transformatörlerinin iç yalıtımı, yağ, kağıt ve karton gibi yalıtım malzemelerinden oluşan kompozit bir yapıdır ve elektriksel, termal, mekanik gerilimler altında sürekli yaşlanır. Özellikle tasarım ömrüne yaklaşan transformatörlerde, yalıtım malzemeleri atmosfer ve nem etkisiyle hızlanan yaşlanmaya maruz kalır ve bu da transformatörün güvenliği ve güvenilirliği üzerinde büyük etkiye sahiptir. Transformatöre su girişi (buşon terminali su kaçağı dahil), yağ kalitesinin düşük olması (dielektrik kaybının yüksekliği, mikroorganizma varlığı, yüksek nem içeriği) ve yerel aşırı ısınma da yalıtım hasarına ve yalıtım malzemesinin termal bozulmasına neden olur.
1.3 Gaz üretim arızası
Yaygın gaz üretim arızaları arasında deşarj ve aşırı ısınma bulunur. Deşarj enerji yoğunluğuna göre, transformatör deşarj arızaları genellikle kısmi deşarj, kıvılcım deşarjı ve yüksek enerjili deşarj olarak üç tipe ayrılır. Aşırı ısınma arızaları ise temelde iletken arızaları, manyetik devre arızaları, zayıf temas ve bağlantılardan kaynaklanır.
1.3.1 Kısmi deşarj, yağda hava kabarcıkları veya katı yalıtım malzemesindeki boşluklar nedeniyle oluşur ve hava boşluğunda ilk deşarj olasılığı yüksektir; dış çevre koşullarının etkisi de rol oynar. Yağ işlemi tamamlanmazsa, yağda hava kabarcıkları oluşabilir. Üretim kalitesinin düşük olması, bazı parçalarda keskin köşelerin bulunması deşarja yol açabilir. Metal parçalar veya elektrik iletkenleri arasındaki zayıf temas da deşarja neden olur. Kısmi deşarjın enerji yoğunluğu yüksek olmasa da, ilerlemesi durumunda deşarjın kısır döngüsü oluşarak ekipmanın delinmesine veya hasarına ve ciddi kazalara yol açabilir.
1.3.2 Yüzer potansiyelden kaynaklanan kıvılcım deşarjı. Toprak potansiyelindeki bileşenler, örneğin silisyum çelik manyetik ekranlar ve çeşitli bağlantı cıvataları, toprakla gevşek bağlantı veya kopma nedeniyle yüzer potansiyel deşarjına neden olabilir. Transformatörün yüksek gerilim buşonunun ucundaki zayıf temas da yüzer potansiyel oluşturarak kıvılcım deşarjına yol açar. Transformatörlerde kıvılcım deşarjının ana nedeni, yağdaki yabancı maddelerin etkisidir. Kıvılcım deşarjları düşük gerilimlerde de meydana gelebilir.
1.3.3 Ark deşarjı, yüksek enerjili bir deşarj türüdür ve genellikle sargılar arası yalıtım delinmesi, bağlantı ucu kopması veya toprak flaşoveri ve kademe değiştirici ark oluşumu sonucu meydana gelir.
Aşırı ısınma arızaları temelde iletken arızaları, manyetik devre arızaları, zayıf temas ve bağlantılardan kaynaklanır.
1.4 Sargı arızası
Sargı arızaları arasında eklem lehimi, kısa devre, fazlar arası kısa devre, sargı topraklaması, sarımlar arası kısa devre vb. bulunur. Ana nedenleri şunlardır: (1) Transformatörün bakım veya üretim sırasında yerel yalıtımının hasar görmesi.
② Transformatörün uzun süre aşırı yüklenmesi ve ısı dağılımının zayıf olması, sargılara yabancı madde girmesi, yalıtımın yaşlanmasına yol açar; ③ Sıkıştırmanın yetersiz olması, üretim kalitesinin düşük olması, transformatörün mekanik dayanımının kısa devre darbesine dayanamaması, yalıtım hasarı ve sargı deformasyonu; ④ Sargıların nem alarak hasar görmesi, yalıtımın genleşmesine ve yağ kanallarının tıkanmasına neden olarak transformatörde yerel aşırı ısınmaya yol açar.
1.5 Yağ sızıntısı arızası
Transformatör yağ sızıntısı, enerji şirketlerine büyük ekonomik kayıplar ve çevre kirliliği getirmekle kalmaz, aynı zamanda transformatörün güvenli çalışmasını da etkiler. Yağ sızıntısı genellikle yakıt tankı kaynak dikişlerinde meydana gelir. Düz eklemlerdeki sızıntılar doğrudan kaynakla onarılabilir. Köşe ve nervür eklemlerindeki sızıntılarda ise sızıntı noktasını tam olarak bulmak genellikle zordur veya onarım kaynağı sonrası iç gerilim nedeniyle tekrar sızıntı oluşabilir. Bu tür sızıntı noktalarında, onarım için bir demir plaka eklenebilir; plaka, iki taraflı bağlantıda iğ şeklinde kesilerek kaynak yapılabilir veya üç taraflı bağlantıda üçgen şeklinde kesilerek kaynak uygulanabilir.
Yüksek gerilim buşonunun yükseltilmiş yatağı veya flanşında yağ sızıntısı. Bu parçalardaki sızıntılar genellikle contanın yanlış montajından kaynaklanır ve flanş, çalışma sırasında yapıştırıcı ile sızdırmaz hale getirilebilir. Alçak gerilim tarafı buşonundaki sızıntı, baraların gerilmesi ve alçak gerilim tarafı bağlantı uçlarının kısa olması nedeniyle oluşur ve yapıştırıcı boncuklar vida dişleri üzerine baskı yapar.
Patlama önleyici boruda yağ sızıntısı. Patlama önleyici boru, transformatörün iç arızası nedeniyle tank içinde aşırı basınç oluşmasını ve tankın patlamasını önlemek için alınan bir güvenlik önlemidir. Ancak, patlama önleyici borunun cam membranı, transformatör çalışırken titreşim nedeniyle kolayca kırılabilir ve cam zamanında değiştirilemezse, nem tanka girerek yalıtım yağının nemlenmesine, yalıtım seviyesinin düşmesine ve ekipman güvenliğinin tehlikeye girmesine neden olur. Bu nedenle, patlama önleyici boru kaldırılarak basınç tahliye vanasına dönüştürülebilir.
1.6 Çok noktalı topraklama arızası
Transformatörün nüvesi yalnızca bir noktadan topraklanmalıdır; iki veya daha fazla noktadan topraklama, çok noktalı topraklama olarak adlandırılır. Transformatör nüvesinin çok noktalı topraklama ile çalışması, bir yandan nüvede yerel kısa devre ve aşırı ısınmaya neden olur. Diğer yandan, nüvenin normal topraklama kablosunda oluşan dolaşım akımı nedeniyle transformatörde yerel aşırı ısınma meydana gelebilir ve deşarj arızaları da ortaya çıkabilir; bu durum transformatörün güvenli çalışmasını tehdit eder ve zamanında müdahale edilmelidir.
2 Güç transformatörü arıza teşhis yöntemi ve çevrimiçi izleme teknolojisi
2.1 Transformatör arıza analizi ve teşhis yöntemi
Transformatör arıza analizi ve teşhisi için birçok yöntem bulunmaktadır; başlıcaları görsel muayene yöntemi, elektriksel koruyucu test yöntemi ve yağda çözünmüş gaz analiz yöntemidir.
2.1.1 Görsel muayene yöntemi. Çalışan bir transformatörde, günlük denetimler sırasında gözlemlenen anormal durumlar aracılığıyla bazı belirgin arıza özellikleri doğrudan teşhis edilebilir.
2.1.2 Elektriksel koruyucu test yöntemi. Bu test yöntemi, transformatörler için ana teşhis yöntemidir ve etkinliği, teşhis sonuçlarının doğruluğunda belirleyici bir faktördür. Çeşitli etkili testler aracılığıyla güvenilir ve doğru sonuçlar elde etmek, transformatör arızalarını doğru teşhis etmenin temel ön koşuludur.
2.1.3 Yağda çözünmüş gaz analizi. Yağda çözünmüş gazın türü, transformatörün iç arızasının niteliği ile ilişkilidir. Bu nedenle, bu yöntem transformatörün iç arızalarını teşhis etmede oldukça etkilidir.
2.2 Transformatör çevrimiçi izleme teknolojisi
Transformatörlerin çevrimiçi izlenmesinin amacı, transformatörlerin karakteristik sinyallerini toplayarak ve analiz ederek durumlarını belirlemek, böylece başlangıç arızalarını tespit etmek ve arıza durumunun gelişim eğilimini izlemektir. Günümüzde, güç transformatörlerinin çevrimiçi izlenmesi dünyada en çok araştırılan konulardan biridir ve birçok f
Kingrun Trafo Ölçüm Cihazları Ltd. Şti.
Kingrun'dan Daha Fazla Trafo Test Cihazı
