تحلیل و تشخیص خطای در ترانسفورماتور جریان
تبدیل‌کننده‌های جریان در زیرстанسیون‌ها به تعداد زیادی موجود هستند و این تجهیزات کلیدی برای تضمین عملکرد طبیعی سیستم می‌باشند. در صورت شکست یک تبدیل‌کننده جریان، موجب قطع کار دیودین خواهد شد و حتی می‌تواند به رویداد قطع برق تبدیل شود که این امر تأثیر منفی بر عملکرد ایمن و پایدار شبکه برق خواهد داشت. با استفاده از مثالی از عملکرد حفاظت دیفرانسیل دیگربخشی ترانسفورماتور اصلی ناشی از شکست تبدیل‌کننده جریان سمت فشار پایین ترانسفورماتور اصلی در یک زیرستانسیون ۶۶ کیلوولت، از طریق بررسی محلی، مرور آزمون‌ها و تحقیقات تجزیه، علل شکست تحلیل و تشخیص داده شده و پیشنهاداتی برای جلوگیری از رخداد نوع مشابه ارائه شده است.
۱ تحلیل و تشخیص شکست
۱.۱ وضعیت پایه‌ای محلی
در سپتامبر ۲۰۲۰، کامپیوتر پشتیبان یک زیرستانسیون ۶۶ کیلوولت در حال عملکرد هشدار داد که مجموعه دوم حفاظت دیفرانسیل طولی ترانسفورماتور شماره ۲ عمل کرده است. دیودین‌های سمت فشار بالا و پایین ترانسفورماتور شماره ۲ قطع شدند، خودکار بخشی عمل کرد و دیودین بخشی بدون تلفات بار بسته شد. پس از رسیدن به محل، کارکنان عملیات و نگهداری زیرستانسیون تمام تجهیزات مرتبط را بررسی کردند و هیچ ناهماهنگی ظاهری، آویزان بودن اجسام خارجی، بوی سوختگی یا نشانه‌های تخلیه پیدا نکردند. پس از رسیدن به محل، کارکنان نگهداری زیرستانسیون از طریق بررسی پیدا کردند که مجموعه اول حفاظت ترانسفورماتور شماره ۲ جریان دیفرانسیل را تشخیص نداد، فقط حفاظت پشتیبان شروع شد، اما پس از شروع به دلیل عدم دستیابی به مقدار تنظیم شده زمانی، مجموعه دوم حفاظت جریان دیفرانسیل را تشخیص داد و دیودین‌های دو سمت ترانسفورماتور را قطع کرد.
۱.۲ تحلیل علت شکست
مقادیر تنظیم شده دستگاه حفاظت در جدول ۱ نشان داده شده و پارامترهای تبدیل‌کننده جریان سمت فشار پایین در جدول ۲ آورده شده است. پس از بررسی، مقادیر تنظیم شده صحیح بوده و نتایج آزمون‌های دقت نمونه‌برداری، آزمون محدوده ترمز، آزمون دیفرانسیل و آزمون ترمز هارمونی دوم خوب بود. سیم‌کشی ثانویه تبدیل‌کننده جریان سمت فشار پایین ترانسفورماتور بررسی شد و روش سیم‌کشی خارجی اتصالات صحیح بود.
تحلیل داده‌ها و موج‌های حفاظت دیفرانسیل نشان داد که یک شکست در فاز A تبدیل‌کننده جریان مجموعه دوم سمت فشار پایین وجود دارد. برای تأیید، ۳۰ آمپر به فاز‌های A/B سطح اول اعمال شد. مجموعه اول مقادیر صحیح (A: ۰.۱۰۰ آمپر، B: ۰.۰۹۹ آمپر) را نشان داد؛ مجموعه دوم B را ۰.۰۹۸ آمپر و A را ۰.۰۴۹ آمپر نشان داد که نشان‌دهنده شکست فاز A بود.
اعمال ~۵ آمپر به ۱S1-۱S2 ثانویه موجب شد که جریان کوچکی در مجموعه دوم ایجاد شود؛ اعمال مستقیم به مجموعه اول نشان داد که هیچ جریانی در مجموعه دوم وجود ندارد و این امر تأیید کرد که سیم‌کشی ثانویه صحیح است. آزمون‌های تحمل ولتاژ و تخلیه بخشی ترانسفورماتور استانداردها را رعایت می‌کرد. پس از حذف سیم‌کشی خارجی فاز A، آزمون عایق بین فاز نشان داد که مقاومت بین ۱S2 و ۲S1 صفر است که این امر شکست کامل را تأیید می‌کند.
این شکست موجب شکست فاز A مجموعه دوم شد و منجر به خطاهای اندازه‌گیری شد. قبل از عملکرد حفاظت، مجموعه اول ۸.۰۲۱ آمپر اندازه‌گیری کرد، مجموعه دوم ۴.۱۷۱ آمپر - خطای واقعی ۳.۸۵۰ آمپر بود. این مقدار به یک جریان دیفرانسیل ۳.۲۱۷ آمپر (بیش از مقدار تنظیم شده) تبدیل شد و حفاظت را فعال کرد.
۱.۳ تشخیص خطا
تفکیک تبدیل‌کننده جریان معیوب و مشاهده ساختار داخلی و فرآیند تولید آن نشان داد که علت اصلی این است: در طول تولید، سیم‌های لیتوافزوده (با حذف بیش از حد رزین) به اتصالات ثانویه جوش داده می‌شوند. با وجود استفاده از لوله‌های عایق، عملیات دستی و محدودیت فضایی موجب کمبود فاصله عایق بین سیم‌های ثانویه می‌شود. با گذشت زمان، تعریض طولانی مدت به جریان موجب تخریب عایق پیچش ثانویه و شکست بین پیچش‌ها و فعال شدن خطا می‌شود.
۲ رسیدگی به خطا
تبدیل‌کننده‌های جریان فاز‌های B و C در همان بازه بررسی شد. پس از تأیید نصب/سیم‌کشی صحیح و گذراندن آزمون‌های دست‌رسی مجدد، آنها نگهداری شدند. تبدیل‌کننده‌های جریان فوری (با مشخصات مشابه، دسته‌بندی متفاوت) پس از گذراندن آزمون‌ها نصب شدند و عملکرد طبیعی زیرستانسیون (پایدار تا کنون) بازگشت.
۳ پیشنهادات و اقدامات پیش‌کنترل
بر اساس این خطا:
تولیدکنندگان باید کنترل فرآیند تولید را تقویت کنند (به عنوان مثال، مرور مجدد مراحل سیم‌کشی/جفت‌سازی) و کنترل‌های کیفیت دقیق را اجرا کنند.
سطح ولتاژ آزمون‌های تحمل بین پیچش‌ها در آزمون‌های کارخانه‌ای را افزایش دهند.
واحدهای عملیات/نگهداری باید نگهداری پیشگیرانه برنامه‌ریزی کنند، قطعات یدکی را ذخیره کنند و تبدیل‌کننده‌های جریان همان دسته را به طور کامل بررسی کنند - و تبدیل‌کننده‌های معیوب را به سرعت تعویض کنند.
