Yağ kromatografi test sonuçlarına göre transformatör arızası nasıl değerlendirilir?

I. Genel Bakış

Güç transformatörünün arızalanması, işletmedeki yağın kromatografik analizinin anormal olması veya hafif gaz korumasının devreye girmesi nedeniyle olabilir ya da önleyici test sonuçlarının standartları aşmasından kaynaklanabilir. Transformatörde en olası arızalar (kusurlar) şunlardır: soğutucular gibi yardımcı ekipmanlarda sızıntı veya hasar, transformatör gövdesinde nemlenme, aşırı ısınma ve deşarj arızaları vb.

2. Soğutucu Sızıntısı ve Hasarı

(1) Su soğutucusu sızdırırsa ve su yağ sistemine karışırsa, bu transformatör için son derece zararlıdır. Hava soğutucusu, yağ pompasının giriş tarafında negatif basınç bölgesidir ve hava emmesi kolaydır. Su sızıntısı gibi ciddi bir tehlike oluşturmaz, ancak çok yüksek gerilimli (220kV ve üzeri) transformatörler üzerinde yine de büyük bir yıkıcı etkisi vardır. Hava soğutma ve hava emilmesi, hafif gaz korumasının sürekli sinyal göndermesine neden olur. Yağın kromatografik analizinde belirgin bir semptom görülmese de, gazdaki hidrojen içeriği önemli ölçüde artar, bu da havanın transformatörün yüksek elektrik alan bölgesinde parçalandığını gösterir. Hafif gaz korumasının onlarca dakikadan birkaç saate kadar sürekli devreye girmesi durumunda, transformatörün devreden çıkarılması, sızıntı yapan kısmın bulunması ve gaz giderme işleminin yapılması düşünülmelidir.

(2) Zorlamalı yağ dolaşımlı, hava soğutmalı veya su soğutmalı yağ pompası da sürekli çalışma nedeniyle arızalanabilir. Örneğin, yağ pompası rulman aşınması, motor yanması vb. durumlar transformatör yağının kromatografik analizini etkileyebilir ve dikkatlice ayırt edilmelidir.

3. Transformatör Gövdesinde Nemlenme

Transformatör gövdesi, su soğutucusunun sızıntısı, yağ yastığının yoğuşması veya patlama önleyici silindirin nefes alması ve başlık sızıntısı nedeniyle nemlenebilir. Kapak muayenesi sırasında nem şüphesi varsa, şüpheli kısımdaki iletken tel üzerinde yerel tgδ ölçümü yapılabilir. Özellikle başlık kablo iletkeninin kökündeki nem durumunu belirlemek zor olduğunda, ölçülen iletken tel 10 cm genişliğinde alüminyum folyo ile kaplanabilir, alüminyum folyoya 2~3kV gerilim uygulanabilir ve iletken tel QS1'e bağlanabilir. Köprünün Cx'i tgδ ile ölçülür. Normal tgδ %1 ila %2 olmalıdır ve yalıtım nemliyse %10'un üzerine çıkabilir.

4. Aşırı ısınma arızası (kusur)

Günümüzde, yağın kromatografik analiz yöntemi kullanılarak aşırı ısınma arızalarını tespit etmek oldukça olgunlaşmış bir tekniktir. Transformatörlerdeki aşırı ısınma arızaları genellikle şu üç noktada meydana gelebilir.

1. İletken devrelerde aşırı ısınma

Kademe değiştiricinin hareketli ve sabit kontakları arasında zayıf temas, sabit kontaklar ile bağlantı kablolarının lehimlenmesi; yüksek akım taşıyan uç burunlarının lehimlenmesi veya zayıf teması; çok telli iletkenler ile bakır (alüminyum) plakaların kötü lehimlenmesi ve dağınık tellerin az sayıda lehimlenmesi gibi durumlar bu arızaları oluşturabilir. Bu tür arızalar, sargıların doğru akım direnci ölçülerek de tespit edilebilir. Doğru akım direncindeki çok büyük olmayan ani değişimler (örneğin %1'den az) yağda anormal kromatografik analiz sonuçlarına ve görünür izlere neden olabilir.

2. Nüvenin çok noktalı topraklanması

Transformatör nüvesi çalışırken, silisyum çelik levhalar arasındaki voltaj ana manyetik akının neden olduğu endüklenmiş potansiyeldir. Nüvenin her iki tarafında (yüksek ve düşük voltaj taraflarında) onlarca ila yüzlerce volt bulunur. Genellikle nüve düşük voltaj tarafında topraklanır. Eğer metal yabancı cisimler (bakır tel, kaynak cürufu ve pas gibi) varsa, nüvenin yüksek voltaj tarafında da topraklama oluşabilir, yani çok noktalı topraklama meydana gelir. Silisyum çelik levhalar arasındaki endüklenmiş potansiyel, "çok noktalı topraklama" üzerinden geçerek büyük bir akım oluşturur ve bu da nüve silisyum çelik levhalarının yanmasına ve hasar görmesine kolayca yol açabilir, ayrıca yağ kromatografik analizinde aşırı ısınma arızası belirtileri gösterir. Bazen, nüve vidalar üzerinden yalıtımının zayıf olması veya topraklanmış çelik kapakların çok uzun olup silisyum çelik levhalara temas etmesi de "çok noktalı topraklama" arızasına neden olabilir. Nüvenin dışındaki topraklama kablosuna seri olarak bir direnç yerleştirilerek topraklama akımının 0.1A'nın altında kontrol edilmesi, nüve üzerindeki yanma etkisini büyük ölçüde azaltabilir ve bazen kararsız topraklamayı ortadan kaldırabilir.

3. Yerel aşırı ısınma

Büyük transformatörlerin yük akımının kaçak manyetik akısı, tank veya diğer iç demir bileşenlerde yerel aşırı ısınmaya neden olabilir. Bazı transformatörler tank duvarına manyetik kalkan oluşturmak için alüminyum plakalar kullanır. Alüminyum plakanın tank duvarıyla zayıf teması, birçok kez yerel aşırı ısınma kusurlarına yol açmıştır. Eğer transformatör yağı kromatografik analizi aşırı ısınma kusurları gösteriyorsa ve sargıların doğru akım direnci ile nüvenin yalıtımı iyi durumdaysa, bu tür yerel aşırı ısınma kusurlarının varlığı düşünülmeli ve genellikle yağ boşaltılıp tank incelendiğinde izler bulunabilir.

5. Deşarj arızası (kusur)

1. Yalıtım hasarı deşarjı

Bu deşarj, transformatörün katı yalıtımını (kağıt) ciddi şekilde hasara uğratır ve transformatörün güvenli çalışması üzerinde büyük etkisi vardır. Yağ kromatografik analizi belirli miktarda asetilen (birkaç ila onlarca ppm), toplam hidrokarbon içeriğinde küçük bir artış, hidrojen ve karbon monoksit gazı gösterir. Kısmi deşarj testi ile büyük bir deşarjın (1000pc üzeri) varlığı tespit edilebilir.

Koruma ekranının dallanmış deşarjı, mevcut 220kV üç fazlı transformatörlerde yaygın bir yalıtım hasarı arızasıdır. Fazlar arası korumanın ortasında ve 220kV hattının sonunda dallanmış deşarj izleri bulunur. Destek çevresindeki uzun pedlerde yanık izleri vardır ve koruma mukavva yüzeyinde veya katmanlar arasında dallanmış deşarj izleri görülür. Bu deşarjın dış nedeni nem veya hava kabarcıklarının girmesi, iç nedeni ise fazlar arası mesafenin çok küçük olması ve yüksek alan şiddetinde uzun pedlerin korumaya temas etmesi (yağ boşluğunu kısa devre yapması) gibi faktörlerdir. Üretici, ilgili iyileştirme önlemlerini almıştır. Halihazırda çalışan transformatörler için, etkili deşarj izleri olan korumalar ve pedler değiştirilmeli, aynı uzun pedler (sargının ortası) kısaltılmalı ve hava girişi ile nemi önleyici tedbirler alınmalıdır.

Günümüzde, 500kV transformatör kazalarının tamamı yağ akışının elektriklenmesi ile ilgilidir. Soğutma yağ pompası, transformatör yağının çok hızlı akmasına neden olarak kağıt yalıtım üzerinde negatif yük oluşturur, AC elektrik alanının etkisiyle birleştiğinde yağ deşarjı oluşması oldukça kolaydır ve mukavva üzerinde dallanmış deşarj izleri görülür, bu da ekipman üretimi sorunudur. İşletme departmanı, yağ akış hızının çok yüksek olmasını önlemek için soğutucuların devreye alınma sayısını körü körüne artırmamalıdır. Ayrıca, yüksek voltaj bağlantı kablosu yalıtımının kökü kuvvet altında kırılması ve kablo bağlantısının buşmanın basınç dengeleme topuna girdiği noktada bükülmesi veya kırılması da güçlü kısmi deşarja ve yalıtım hasarına neden olabilir.

Transformatördeki metal yabancı cisimler (bakır ve demir talaşları, pas, kaynak cürufu vb.) sargılar ve yalıtım üzerinde kalırsa, nüvenin toprağa karşı yalıtımının zayıflamasına, dallanmış deşarj ve yalıtım delinmesine yol açabilir, bu duruma dikkat edilmelidir.

2. Askıda deşarj

Transformatördeki tüm metal parçalar topraklanmalıdır, aksi takdirde potansiyel yüzen deşarj meydana gelir. Askıda deşarj genellikle yağ ortamını içermez, bu nedenle yağ kromatografik analizinde CO gazında belirgin bir artış olmaz, esas olarak birkaç ila onlarca ppm arasında asetilen gazı görülür, bazen hafif gaz sinyali verebilir. Yaygın askıda deşarj bölgeleri şunlardır: buşmanın basınç dengeleme topu (gevşek), yüksüz kademe değiştirici çekme mekanizması, tank duvarındaki silisyum çelik levha manyetik kalkanı ve diğer topraklanmamış metal parçalar (yüksüz kademe değiştiriciyi destekleyen topraklanmamış cıvatalar ve elektriksel kalkan gibi).

3. Diğer deşarjlar

Yağ doldurma borusu havası alınmazsa, buşmanın iletken çubuğu ile porselen kovanın iç duvarı arasında yağsız deşarj meydana gelir. Bazı transformatör sargılarının yalıtım dayanımı düşüktür ve harici aşırı gerilim altında (nötr nokta deşarj aralığının çalıştığı durumdaki aşırı gerilim dahil) sarımlar arasında delinme deşarjı oluşur. Bu aşırı gerilim altındaki delinme deşarjları hızlı bir şekilde devreyi açar ve arıza noktasını bulmak zordur. Röle koruması devreyi açtığında ve yağ kromatografik analizi anormal sonuçlar gösterdiğinde, arıza noktasını kontrol etmekte ısrar edilmeli ve kusur bulunacaktır. Bazı transformatörlerin içindeki çıplak bağlantı kablosu ile topraklanmış parçalar arasındaki mesafe çok küçükse, harici aşırı gerilim altında ark deşarjı meydana gelir.

Kingrun Trafo Cihazları Şirketi Ltd.