Analiza i dijagnoza grešaka na transformatoru struje

Trafosna transformatora su brojni u prekidnim staniciama i predstavljaju ključnu opremu za osiguranje normalnog rada sistema. Ukoliko dođe do kvara na trafosnom transformatoru, to će dovesti do iskakanja prekidnika i može čak evoluirati u događaj isključivanja struje, što će imati negativan uticaj na sigurno i stabilno funkcionisanje električne mreže. Kao primer se uzima događaj aktiviranja diferencijalne zaštite glavnog transformatora usled kvara na niskonaponskom trafosnom transformatoru u 66 kV prekidnoj stanicama, gde se, putem inspekcije na mestu, pregleda testova i istraživanja dekompozicije, analiziraju i dijagnostikuju uzroci kvara, te se daju predlogi za sprečavanje sličnih tipova kvarova.

1 Analiza i dijagnoza kvara
1.1 Osnovni status na mestu
U septembru 2020. godine, pozadinski računar u radu 66 kV prekidne stane alarmao je, pokazivši da je drugi set longitudinalne diferencijalne zaštite drugog glavnog transformatora bio aktiviran. Prekidnici sa visokonaponske i niskonaponske strane drugog glavnog transformatora su iskopčali, automatsko ponovo zatvaranje sekcije je bilo aktivirano, a prekidnik sekcije je zatvorio bez gubitka opterećenja. Nakon dolaska na mesto, održavači prekidne stane su proverili sve relevantne uređaje i nisu pronašli nikakve izvanrednosti, visoka tijela, mirisa na žarenje ili znakove razara. Nakon dolaska na mesto, održavači prekidne stane su otkrili da prvi set zaštite drugog glavnog transformatora nije detektovan diferencijalnu struju, već je samo započeo rezervni sistem zaštite, ali nije dostigao vrednost kašnjenja nakon započetka, dok je drugi set zaštite detektovan diferencijalnu struju i iskopčao prekidnike sa obe strane glavnog transformatora.

1.2 Analiza uzroka kvara
Postavljene vrednosti zaštitnog uređaja prikazane su u Tabeli 1, a parametri niskonaponskog trafosnog transformatora prikazani su u Tabeli 2. Nakon provere, postavljene vrednosti su tačne, a rezultati testa preciznosti uzorkovanja, testa odnosa koeficijenta freniranja, testa diferencijalne zaštite i testa drugog harmonijskog freninga su dobri. Proverena je vanjska vezna šema sekundarnih spojeva niskonaponskog trafosnog transformatora glavnog transformatora i utvrđeno je da je metoda vezanja terminala tačna.

Analiza podataka i talasa diferencijalne zaštite je otkrila shunt u fazi A drugog seta niskonaponskog trafosnog transformatora. Radi provere, primijenjeno je 30 A na faze A/B primarne strane. Prvi set je pokazao tačne vrednosti (A: 0,100 A, B: 0,099 A); drugi set je imao B 0,098 A, ali A 0,049 A, što ukazuje na grešku u fazi A.

Primjena ~5 A na sekundarnom 1S1–1S2 izazvala je malu struju u drugom setu; direktna primjena na prvi set nije pokazala struju u drugom, potvrđujući tačnu sekundarnu vezu. Testovi otpornosti na napon i parcijalne razrade na transformatoru su zadovoljavali standarde. Nakon uklanjanja spoljnog vezivanja faze A, test međufazne izolacije je pokazao 0 otpor između 1S2 i 2S1, dokazujući potpunu kvaru.

Ovaj kvar je izazvao shunt u fazi A drugog seta, što je dovelo do grešaka u merenju. Pre aktivacije zaštite, prvi set je merio 8,021 A, a drugi 4,171 A - stvarna greška od 3,850 A. Konvertovanjem, to je stvorilo 3,217 A diferencijalnu struju (premašena postavljena vrednost), što je aktiviralo zaštitu.

1.3 Dijagnoza kvara

Rasporedjivanje kvarnog trafosnog transformatora i promatrajanje njegove interne strukture i procesa proizvodnje otkrilo je koren problema: tokom proizvodnje, enameled vodilice (sa previše uklonjenog enamela) su se spajale na sekundarne terminalne čvorove. Iako su koristeni izolacioni cevi, ručni radovi i ograničen prostor dovode do nedovoljne izolacione razmakne između sekundarnih vodilica. Sa vremenom, dugotrajno izlaganje strujama dovodi do degeneracije izolacije sekundarnog navojnice, što dovodi do međunavojnih kvarova i aktiviranja greške.

2 Rukovanje kvarom

Ispitani su trafosni transformatori faza B i C u istom intervalu. Nakon verifikacije tačne instalacije/vezivanja i prolaženja ponovno provedenih prenosnih testova, oni su zadržani. Hitno su nabavljeni novi trafosni transformatori (iste specifikacije, drugačija serija) i instalirani nakon prolaženja testova, vraćajući normalnu operaciju prekidne stane (do sada stabilna).

3 Predlozi i mjeri prekontrole

Na osnovu ovog kvara:

• Proizvođači moraju jačati kontrolu nad procesom proizvodnje (npr., ponovna provjera koraka vezivanja i oblikovanja) i strogo provođenje kontrole kvaliteta.

• Povećati nivo napona za testiranje otpornosti na napon između navojnice tijekom fabričnih pregleda.

• Jedinice za održavanje trebaju planirati preventivno održavanje, skladištitu rezervne dijelove i temeljito ispitivati trafosne transformatore iste serije - zamjenjujući kvarne jedinice na vrijeme.