การวิเคราะห์และการวินิจฉัยข้อผิดพลาดของหม้อแปลงกระแสไฟฟ้า

ทรานสฟอร์เมอร์กระแสไฟฟ้ามีอยู่เป็นจำนวนมากในสถานีไฟฟ้าและเป็นอุปกรณ์หลักในการรับประกันการดำเนินงานที่ปกติของระบบ หากทรานสฟอร์เมอร์กระแสไฟฟ้าเกิดข้อผิดพลาด จะทำให้เบรกเกอร์ตัดวงจรและอาจพัฒนาเป็นเหตุการณ์ขาดแคลนพลังงาน ซึ่งจะมีผลกระทบในทางลบต่อการทำงานที่ปลอดภัยและมั่นคงของระบบไฟฟ้า การใช้เหตุการณ์การดำเนินงานของระบบป้องกันความแตกต่างของหม้อแปลงหลักที่เกิดจากความล้มเหลวของทรานสฟอร์เมอร์กระแสไฟฟ้าบนด้านแรงดันต่ำของหม้อแปลงหลักในสถานีไฟฟ้า 66 kV เป็นตัวอย่าง ผ่านการตรวจสอบที่หน้างาน การทบทวนการทดสอบ และการศึกษาจากการถอดแยก ส่งผลให้สามารถวิเคราะห์และวินิจฉัยสาเหตุของความล้มเหลว และเสนอคำแนะนำในการป้องกันความล้มเหลวประเภทเดียวกัน

1 การวิเคราะห์และวินิจฉัยความล้มเหลว
1.1 สถานะพื้นฐานที่หน้างาน
ในเดือนกันยายน ปี 2020 คอมพิวเตอร์ควบคุมหลังบ้านของสถานีไฟฟ้า 66 kV ที่กำลังทำงานแสดงสัญญาณเตือนว่าระบบป้องกันความแตกต่างแบบแนวตั้งชุดที่สองของหม้อแปลงหลักหมายเลข 2 ทำงาน เบรกเกอร์ทั้งด้านแรงดันสูงและแรงดันต่ำของหม้อแปลงหลักหมายเลข 2 ตัดวงจร อุปกรณ์ควบคุมการป้อนกลับโดยอัตโนมัติทำงาน และเบรกเกอร์สำหรับการป้อนกลับป้อนเข้าโดยไม่มีการสูญเสียโหลด หลังจากไปถึงหน้างาน พนักงานบำรุงรักษาสถานีตรวจเช็คอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้องทั้งหมดและไม่พบสิ่งผิดปกติใด ๆ ไม่ว่าจะเป็นรูปลักษณ์ที่ผิดปกติ วัตถุแปลกปลอม กลิ่นไหม้ หรือสัญญาณการระบายประจุ พนักงานบำรุงรักษาสถานีที่มาถึงหน้างานพบว่าระบบป้องกันชุดแรกของหม้อแปลงหลักหมายเลข 2 ไม่ได้ตรวจจับกระแสความแตกต่าง แต่เฉพาะระบบป้องกันสำรองที่เริ่มทำงาน แต่ไม่ได้ถึงค่ากำหนดเวลาหลังจากเริ่มทำงาน ในขณะที่ระบบป้องกันชุดที่สองตรวจจับกระแสความแตกต่างและตัดวงจรเบรกเกอร์ทั้งสองด้านของหม้อแปลงหลัก

1.2 การวิเคราะห์สาเหตุความล้มเหลว
ค่าตั้งของอุปกรณ์ป้องกันแสดงในตาราง 1 และพารามิเตอร์ของทรานสฟอร์เมอร์กระแสไฟฟ้าด้านแรงดันต่ำแสดงในตาราง 2 หลังจากการตรวจสอบ ค่าตั้งถูกต้อง และผลของการทดสอบความแม่นยำในการสุ่มตัวอย่าง การทดสอบการเบรกอัตราส่วน การทดสอบความแตกต่าง และการทดสอบการเบรกฮาร์โมนิกลำดับที่สองเป็นไปได้ดี การตรวจสอบการต่อสายด้านที่สองของทรานสฟอร์เมอร์กระแสไฟฟ้าด้านแรงดันต่ำของหม้อแปลงหลักและวิธีการต่อสายภายนอกของเทอร์มินัลถูกต้อง

การวิเคราะห์ข้อมูลและความโค้งของระบบป้องกันความแตกต่างเผยให้เห็นการแบ่งทางของเฟส A ของทรานสฟอร์เมอร์กระแสไฟฟ้าด้านแรงดันต่ำชุดที่สอง เพื่อยืนยันได้นำกระแส 30 A มาใช้กับเฟส A/B ของด้านที่หนึ่ง ชุดแรกแสดงค่าที่ถูกต้อง (A: 0.100 A, B: 0.099 A) ชุดที่สองมี B ที่ 0.098 A แต่ A ที่ 0.049 A บ่งบอกถึงความผิดพลาดของเฟส A

การนำไปใช้ ~5 A กับด้านที่สอง 1S1-1S2 ทำให้เกิดกระแสเล็กน้อยในชุดที่สอง การนำไปใช้โดยตรงกับชุดแรกไม่ได้แสดงกระแสในชุดที่สอง ยืนยันการต่อสายด้านที่สองถูกต้อง การทดสอบความทนทานต่อแรงดันและการปล่อยประจุบางส่วนของหม้อแปลงผ่านมาตรฐาน หลังจากถอดสายภายนอกของเฟส A แล้ว การทดสอบฉนวนระหว่างเฟสแสดงความต้านทาน 0 ระหว่าง 1S2 และ 2S1 ยืนยันว่ามีการชำรุดอย่างสมบูรณ์

การชำรุดนี้ทำให้เกิดการแบ่งทางในเฟส A ของชุดที่สอง ทำให้เกิดความผิดพลาดในการวัด ก่อนที่ระบบป้องกันจะทำงาน ชุดแรกวัดได้ 8.021 A ชุดที่สองวัดได้ 4.171 A ซึ่งเป็นความผิดพลาดจริง 3.850 A เมื่อแปลงเป็นกระแสความแตกต่าง 3.217 A (เกินค่าตั้ง) ส่งผลให้ระบบป้องกันทำงาน

1.3 การวินิจฉัยความผิดพลาด

การถอดแยกทรานสฟอร์เมอร์กระแสไฟฟ้าที่ชำรุดและสังเกตโครงสร้างภายในและกระบวนการผลิตเผยให้เห็นสาเหตุที่แท้จริง: ระหว่างการผลิต สายนำเคลือบ (ที่มีการลอกเคลือบมากเกินไป) ถูกเชื่อมต่อกับเทอร์มินัลด้านที่สอง แม้จะใช้ท่อฉนวน แต่การดำเนินการด้วยมือและการจำกัดพื้นที่ทำให้ระยะห่างฉนวนระหว่างสายนำด้านที่สองไม่เพียงพอ ตลอดระยะเวลาที่ยาวนาน กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านทำให้ฉนวนของวงจรด้านที่สองเสื่อมสภาพ ทำให้เกิดการชำรุดระหว่างวงจรและทำให้เกิดความผิดพลาด

2 การจัดการความผิดพลาด

ทรานสฟอร์เมอร์กระแสไฟฟ้าเฟส B และ C ในช่วงเดียวกันถูกตรวจสอบ หลังจากตรวจสอบการติดตั้ง/การต่อสายที่ถูกต้องและการทดสอบการส่งมอบใหม่ที่ผ่านการทดสอบแล้ว ได้รักษาไว้ ทรานสฟอร์เมอร์กระแสไฟฟ้าที่ได้รับอย่างเร่งด่วน (มีสเปคเดียวกัน แต่จากชุดที่ต่างกัน) ถูกติดตั้งหลังจากผ่านการทดสอบ ทำให้การดำเนินงานของสถานีไฟฟ้ากลับสู่ภาวะปกติ (มั่นคงจนถึงปัจจุบัน)

3 ข้อเสนอแนะและการควบคุมล่วงหน้า

ตามความผิดพลาดนี้:

• ผู้ผลิตต้องเสริมการควบคุมกระบวนการผลิต (เช่น ตรวจสอบขั้นตอนการติดตั้งสายนำ/การติดตั้งแม่พิมพ์ใหม่) และบังคับใช้การตรวจสอบคุณภาพอย่างเข้มงวด

• เพิ่มระดับแรงดันในการทดสอบความทนทานระหว่างวงจรในการตรวจสอบที่โรงงาน

• หน่วยปฏิบัติการ/บำรุงรักษาควรวางแผนการบำรุงรักษาก่อนหน้า จัดเตรียมชิ้นส่วนทดแทน และตรวจสอบทรานสฟอร์เมอร์กระแสไฟฟ้าในชุดเดียวกันอย่างละเอียด พร้อมทั้งเปลี่ยนชิ้นส่วนที่ชำรุดอย่างรวดเร็ว