Analiza i dijagnoza grešaka na strujnom transformatoru

Trafos struje su brojni u podstanicama i predstavljaju ključnu opremu za osiguranje normalnog rada sustava. Ako dođe do otkaza trafosa struje, to će uzrokovati prekid radnog toka prekidača i može čak i doći do događaja isključivanja struje, što će imati negativan utjecaj na sigurno i stabilno funkcioniranje mreže. Na primjeru događaja aktivacije diferencijalne zaštite glavnog transformatora uzrokovanog neispravnosti trafosa struje na niskonaponskom dijelu glavnog transformatora u 66 kV podstanci, putem inspekcije na terenu, pregleda testova i istraživanja demontirane opreme, analizirane i dijagnosticirane su uzroke neispravnosti te su predložene sugestije za sprečavanje istovrsnih neispravnosti.

1 Analiza i dijagnoza neispravnosti
1.1 Osnovno stanje na terenu
U rujnu 2020. godine, računalni sustav u pozadini 66 kV podstanice u operaciji je alarmirao, prikazivši da je drugi set longitudinalne diferencijalne zaštite broj 2 glavnog transformatora aktiviran. Prekidači na visokonaponskom i niskonaponskom dijelu broj 2 glavnog transformatora su se prekidom izvršili, automatski ponovni zatvaranj sekcije je aktiviran, a prekidač sekcije se zatvorio bez gubitka opterećenja. Nakon dolaska na teren, održavatelji podstanice su pregledali sve relevantne uređaje i nisu pronašli nikakve neobičnosti, visoke tijela, mirisa spaljivanja ili znakove ispadanja. Nakon dolaska na teren, održavatelji podstanice su otkrili putem pregleda da je prvi set zaštite broj 2 glavnog transformatora ne detektirao diferencijalnu struju, samo je započeo rezervni zaštitni sustav, ali nakon započetka nije dostigao vrijednost odgode, dok je drugi set zaštite detektirao diferencijalnu struju i prekinuo prekidače na obje strane glavnog transformatora.

1.2 Analiza uzroka neispravnosti
Postavke zaštitnog uređaja prikazane su u tablici 1, a parametri trafosa struje na niskonaponskom dijelu prikazani su u tablici 2. Nakon pregleda, postavke su ispravne, a rezultati testa preciznosti uzorkovanja, testa omjera freniranja, diferencijalnog testa i testa freniranja drugog harmonika su dobri. Provjerena je vanjska veza sekundarnih spojeva trafosa struje na niskonaponskom dijelu glavnog transformatora, a metoda vanjskog povezivanja terminala je ispravna.

Analiza podataka i valnih oblika diferencijalne zaštite otkrila je paralelno vezanje u fazi A drugog seta niskonaponskog trafosa struje. Za potvrdu, primijenjeni su 30 A na faze A/B primarnog stranice. Prvi set je pokazao ispravne vrijednosti (A: 0,100 A, B: 0,099 A); drugi set je imao B na 0,098 A, ali A na 0,049 A, što ukazuje na neispravnost faze A.

Primjena ~5 A na sekundarnim 1S1–1S2 stvorila je malu struju u drugom setu; direktna primjena na prvi set nije pokazala struju u drugom, potvrđujući ispravnu sekundarnu vezu. Testovi otpornosti na napon i djelomičnog ispuštanja na transformatoru zadovoljavaju standard. Nakon uklanjanja vanjskog povezivanja faze A, test međufazne izolacije je pokazao 0 otpor između 1S2 i 2S1, što dokazuje potpunu propadanje.

Ovo propadanje je uzrokovalo paralelno vezanje u fazi A drugog seta, što je dovelo do grešaka mjerenja. Prije aktivacije zaštite, prvi set je mjerio 8,021 A, a drugi 4,171 A – stvarna greška od 3,850 A. Konvertirano, to je stvorilo 3,217 A diferencijalne struje (premašila je postavku), što je aktiviralo zaštitu.

1.3 Dijagnoza neispravnosti

Raspakiranjem neispravnog trafosa struje i promatrajanjem njegove interne strukture i proizvodnog procesa otkrivena je temeljna uzročna: Tijekom proizvodnje, enameled žice (s previše uklonjenim emaljama) su svađene na sekundarne terminali. Iako se koriste izolacijski cevovi, ručne operacije i ograničenje prostora rezultiraju nedostatkom izolacijskog razmaka između sekundarnih vodova. S vremenom, dugotrajno izlaganje strujama degradira izolaciju sekundarnih zavojnica, što dovodi do propadanja između zavojnica i aktivira neispravnost.

2 Obrada neispravnosti

Provjereni su trafosi struje faza B i C u istom intervalu. Nakon provjere ispravnog montažnog/povezujućeg postupka i prolaska ponovno provedenih prenamjenskih testova, oni su zadržani. Urgentno su nabavljeni novi trafosi struje (istih specifikacija, različita serija) i instalirani su nakon prolaska testova, vraćajući normalnu operaciju podstanice (do danas stabilna).

3 Predlošci i mjerodavnost predznakovitih mjera

Na osnovu ove neispravnosti:

• Proizvođači moraju jačati kontrolu proizvodnog procesa (npr., ponovna provjera koraka povlačenja/svanja) i strogo provođenje kontrole kvalitete.

• Povećati nivoe napona za testiranje otpornosti između zavojnica tijekom fabričnih pregleda.

• Jedinice održavanja i rada trebaju planirati proaktivno održavanje, skladištitu rezervne dijelove i temeljito provjeriti trafose struje iste serije – brzo zamjenjujući defektne jedinice.