Mga Dahilan ng mga Sakit sa Distribution Transformers
Mga Sakit Dahil sa Pagtaas ng Temperatura
Epekto sa Metal na Mga Materyal
Kapag ang isang transformer ay nasa operasyon, kung ang kasalukuyang kuryente ay masyadong malaki, nagiging sanhi ito ng paglampa ng load ng customer sa inilaan na kapasidad ng transformer, ang temperatura ng transformer ay tataas, na siya namang nagpapawala ng metal na materyales at lubhang binabawasan ang kanilang mekanikal na lakas. Bilang halimbawa, ang copper, kung ito ay laging nakalantad sa mataas na temperatura na higit sa 200 °C, ang mekanikal na lakas nito ay lubhang mababawasan; kung ang temperatura ay lumampas sa 300 °C sa maikling panahon, ang mekanikal na lakas nito ay mababawasan din. Para sa aluminum na materyales, ang pangmatagalang temperatura ng paggana ay dapat kontrolin sa ibaba ng 90 °C, at ang maikling panahon ng paggana ay hindi dapat lumampas sa 120 °C.
Epekto ng Masamang Kontak
Ang masamang kontak ay isang mahalagang dahilan ng maraming sakit sa mga distribution equipment, at ang temperatura ng electrical contact part ay may malaking epekto sa kalidad ng electrical contact. Kapag ang temperatura ay masyadong mataas, ang ibabaw ng electrical contact conductor ay mag-o-oxidize nang malakas, at ang contact resistance ay liliit nang lubhang, nagiging sanhi ito ng pagtaas ng temperatura ng conductor at ng mga bahagi nito, at sa mga seryosong kaso, ang mga kontak ay maaaring i-weld pagsama-sama.
Epekto sa Insulation Materials
Kapag ang temperatura ng paligid ay lumampas sa makatwirang range, ang organikong insulation materials ay maging mabilis na matatanda, nagiging sanhi ito ng lubhang pagbaba ng insulation properties, at sa mga seryosong kaso, dielectric breakdown maaaring mangyari. Ang mga pag-aaral ay nagpapakita na para sa Class A insulation materials, sa loob ng kanilang temperature-resistant range, para sa bawat 8 - 10 °C na pagtaas ng temperatura, ang aktibong serbisyo buhay ng materyal ay mababawasan ng halos kalahati. Ang relasyon ng temperatura at serbisyo buhay na ito ay kilala bilang "thermal aging effect", na isang mahalagang factor na nakakaapekto sa reliabilidad ng insulation materials.
Mga Sakit ng Distribution Transformers Dahil sa Masamang Kontak
Mga Sakit Dahil sa Oxidation ng Protective Coatings
Upang mapabuti ang komprehensibong performance ng mga conductive components, ang surface modification technologies ay madalas ginagamit sa engineering practice upang gamutin ang mga key contact parts. Bilang halimbawa, ang conductive rod ng isang transformer. Karaniwan, ang precious metal protective layer (tulad ng gold, silver, o tin-based alloy) ay nabubuo sa kanyang working surface sa pamamagitan ng electroplating. Ang metallurgical bonding layer na ito ay maaaring lubhang mapabuti ang pisikal at kemikal na katangian ng contact interface.
Dapat tandaan na sa panahon ng mechanical operation sa equipment maintenance o sa ilang panahon ng thermal load, ang coating maaaring mawalan ng bahagi o maaaring makaranas ng oxidation at corrosion, na nagiging sanhi ng mga problema tulad ng abnormal na pagtaas ng contact resistance at pagbaba ng current-carrying capacity. Ang experimental data ay nagpapakita na kapag ang thickness loss ng coating ay lumampas sa 30%, ang electrical conductivity stability ng kanyang interface ay magpapakita ng exponential decay trend.
Chemical Corrosion Dahil sa Direktang Connection ng Copper at Aluminum
Sa isang electrical connection system, ang direktang contact sa pagitan ng copper at aluminum dissimilar metals ay magbabago ng significant electrode potential difference, at ang value nito ay maaaring umabot sa 0.6 - 0.7 V. Ang potential difference na ito ay magpapatakbuhay ng serious galvanic corrosion. Sa engineering practice, dahil sa hindi pagsumunod sa construction specifications o maliit na pagpipili ng materyal, ang direktang koneksyon ng copper at aluminum conductors nang walang transition treatment ay maaaring maging karaniwan.
Pagkatapos ng ganitong paraan ng koneksyon ay energized, ang oxide film layer ay unti-unting bubuo sa contact interface, na nagreresulta sa non-linear na pagtaas ng contact resistance. Sa rated working temperature, ang aktibong serbisyo buhay ng mga joint na ito ay karaniwang hindi hihigit sa 2000 oras, at sa huli, ang mga sakit ay maaaring mangyari dahil sa pagdeteriorate ng contact surface.
Severe Heating sa Electrical Contacts Dahil sa Masamang Kontak
Sa aktwal na installation ng mga distribution transformers, ang anti-theft metering boxes ay karaniwang nakonfigure sa low-voltage side. Dahil sa limitadong internal space ng metering box at hindi standard na construction techniques, ang mga problema tulad ng winding connection ng mga wires o loose mechanical crimping ng terminal blocks ay madalas nangyayari. Ang mga masamang koneksyon na ito ay magiging sanhi ng abnormal na pagtaas ng contact resistance, nagiging sanhi ito ng sobrang init sa pagdating ng load current, at pagkatapos ay nagiging sanhi ng ablation failure ng low-voltage conductive rod.
Mas seryoso pa, ang patuloy na pagtaas ng temperatura sa dulo ng low-voltage winding ay maaaring mapabilis ang thermal aging process ng insulation material, na nagbibigay ng hidden dangers ng partial discharge. Sa parehong oras, ang sobrang init ay maaari ring magresulta sa pyrolysis reaction ng transformer oil, na nagbabawas ng kanyang insulation strength at cooling performance. Ang experimental data ay nagpapakita na kapag ang oil temperature ay patuloy na lumampas sa 85 °C, ang kanyang breakdown voltage ay bababa ng humigit-kumulang 15% - 20% kada taon. Ang multiple deterioration effect na ito ay maaaring sanhi ng insulation breakdown accidents kapag nakakasalubong ng lightning overvoltage o switching overvoltage, na sa huli ay nagiging sanhi ng failure ng transformer.
Mga Sakit ng Distribution Transformers Dahil sa Humidity
Ang pagtaas ng relative humidity ng paligid ay may dalawang impact sa insulation system ng mga distribution equipment. Una, ang dielectric strength ng humid air ay lubhang bumababa, at ang kanyang breakdown field strength ay negatibong correlated sa humidity; pangalawa, ang adsorption ng water molecules sa ibabaw ng insulation materials ay mabubuo ng conductive channels, na nagreresulta sa pagbaba ng surface resistivity. Mas seryoso pa, kapag ang moisture ay lumaganap sa loob ng solid insulation media o natunaw sa transformer oil, ito ay magiging sanhi ng lubhang pagtaas ng dielectric loss.
Kapag ang water content sa transformer oil ay umabot sa halos 100 μL/L, ang kanyang power-frequency breakdown voltage ay mabababa sa halos 12.5% ng initial value. Ang deterioration ng insulation performance na ito ay lubhang mababawasan ang leakage current ng equipment. Sa isang humid environment, ang partial discharge maaaring mangyari kahit sa rated operating voltage. Ang statistical data ay nagpapakita na sa isang environment na may relative humidity na lumampas sa 85%, ang failure rate ng mga distribution transformers ay tumaas ng 3 - 5 beses kumpara sa isang dry environment, na pangunahing ipinapakita bilang insulation breakdown at surface flashover accidents.
Mga Sakit ng Distribution Transformers Dahil sa Improper Installation ng Lightning Arresters
Sa power system, ang performance reliability ng overvoltage protection devices ay direktang nakakaapekto sa operational safety ng mga transformers. Bilang pangunahing proteksyon components, ang kalidad ng installation, operation and maintenance, at preventive tests ng metal oxide arresters (MOA) ay ang mga key links upang tiyakin ang kanilang effectiveness. Gayunpaman, dahil sa hindi standard na construction techniques, hindi sapat na pag-implement ng detection procedures, at ang kakulangan ng professional literacy ng mga operation and maintenance personnel, ang aktwal na proteksyon effect ng mga proteksyon devices ay karaniwang lubhang mababawasan, na isang mahalagang sanhi ng insulation breakdown accidents ng mga distribution transformers.
Mula sa perspektibo ng operational practice, ang mga proteksyon devices ay maaaring mabugbog ng iba't ibang environmental stresses sa panahon ng matagal na serbisyo. Ang mga factor tulad ng temperature cycles, mechanical vibrations, at corrosive media ay maaaring maging sanhi ng degradation ng connection performance ng grounding system. Kapag ang sistema ay naka-expose sa lightning strikes, ang failed grounding loop ay hindi maaaring mabilis na idiskarga ang overvoltage energy, na nagiging sanhi ng thermal breakdown ng proteksyon device mismo. Ayon sa statistics, sa mga fault cases ng proteksyon devices, ang explosion accidents dahil sa masamang grounding ay sumasakop sa higit sa 60%, at ang proseso ng energy release ay kadalasang kasama ng intense arc discharge.
Ilang Fault Diagnosis Methods para sa Distribution Transformers
Fault Diagnosis sa pamamagitan ng Intuitive Judgment
Ang fault diagnosis ng mga distribution transformers ay maaaring simulan na maging maipapahayag sa pamamagitan ng external characteristics. Ang mga observation contents ay kinabibilangan ng: ang integrity ng casing (cracks, deformation), mechanical status (loose fasteners), sealing performance (leakage traces), surface condition (dirt level, corrosion phenomena), at abnormal signs (color changes, discharge marks, smoke generation), atbp. Ang mga external characteristics na ito ay may specific corresponding relationships sa mga internal faults .
Kapag ang transformer oil ay naging dark brown color at may burnt smell, kasama ng abnormal na pagtaas ng temperatura at ang pag-operate ng high-voltage-side protection components, ito ay karaniwang nagpapahiwatig na may mga abnormalidad sa magnetic circuit system, posibleng insulation damage sa pagitan ng silicon steel sheets o multi-point grounding faults ng magnetic conductor.
Kung ang operating current ay abnormal na tumataas, ang oil temperature ay lubhang tumataas, ang three-phase parameters ay asymmetrical, kasama ng pag-operate ng low-voltage-side protection devices, usok sa oil conservator, at pagbabago ng secondary voltage, ito ay maaaring matukoy bilang turn-to-turn short-circuit fault dahil sa pag-fail ng insulation sa pagitan ng winding conductors. Kapag ang electrical parameters ng isang phase ay lubhang nawala (voltage at current ay 0), ang feature na ito ay karaniwang tumutugon sa winding open-circuit o connection conductor fusing fault.
Ang oil spraying phenomenon ng oil conservator ay isang mahalagang sign ng seryosong internal faults ng transformer. Kapag ang gas generation rate ng fault ay lumampas sa processing capacity ng pressure relief device, ang positive pressure ay mabubuo sa loob ng oil tank. Sa una, ito ay ipinapakita bilang leak sa weak sealing points. Habang ang pressure ay patuloy na tumataas, ang oil spraying ay maaaring mangyari sa joint surface ng tank body. Ang ganitong uri ng fault ay kadalasang dulot ng inter-phase insulation breakdown ng winding, kadalasang kasama ang fusing ng high-voltage-side protection components. Ayon sa statistics ng gas relay actions, humigit-kumulang 75% ng seryosong faults ay dadaan sa development process na ito.
Fault Diagnosis sa pamamagitan ng Temperature Changes
Sa panahon ng operasyon ng mga distribution transformers, ang current-carrying conductors ay sigurado na mag-generate ng heat losses dahil sa Joule effect, na isang normal na pisikal na phenomenon. Gayunpaman, kapag ang equipment ay may electrical abnormalities (tulad ng insulation degradation, masamang kontak) o mechanical defects (tulad ng winding deformation, cooling system failure), ang kanyang thermal equilibrium state ay maaaring mabuwis, na ipinapakita bilang ang operating temperature na lumampas sa designed allowable value. Ayon sa thermal aging theory, para sa bawat 6 - 8 °C na pagtaas ng temperatura, ang aging rate ng insulation materials ay doble, na siya namang lubhang nakakaapekto sa serbisyo buhay ng equipment.
Para sa abnormal na pagtaas ng temperatura dahil sa internal faults, karaniwang mayroong malinaw na abnormality sa oil circuit system. Kapag ang hot-spot temperature ay umabot sa critical value, ang transformer oil ay mag-uundergo ng pyrolysis reaction, na nag-generate ng malaking amount ng gas, nagpapagana ng pressure relief device, na nagreresulta sa oil leakage o oil spraying. Sa engineering practice, maaaring gamitin ang simple method upang muna-muna na maging maipapahayag ang temperature status ng equipment: kung ang ibabaw ng transformer casing ay maaaring hawakan ng kamay nang higit sa 10 segundo, ang surface temperature nito ay karaniwang hindi lumampas sa 60 °C. Ang empirical value na ito ay maaaring gamitin bilang reference para sa on-site rapid assessment.
Fault Diagnosis sa pamamagitan ng Odor Changes
Ang sandali na binuksan ang cover ng oil pillow, maaaring amoyin ang peculiar pungent burnt smell. Ito ay nagpapahiwatig na ang coil sa loob ng transformer ay nasunog, kadalasang kasama ng fusing ng two to three-phase drop-out fuses.
Fault Diagnosis sa pamamagitan ng Sound Changes
Sa panahon ng operasyon ng isang transformer, ang magnetostriction effect na nagmumula sa magnetization ng iron core ay mag-trigger ng periodic mechanical vibrations. Ang mga vibration na ito at ang kanilang kasamang acoustic characteristics ay nagsisilbing mahalagang indicators ng normal na operasyon ng equipment. Ang acoustic diagnosis technology ay nagbibigay ng effective monitoring ng operational status ng transformer. Partikular, ang frequency characteristics ng sound signal, ang mga pagbabago sa sound pressure level, at ang vibration spectrum characteristics ay maaaring ipakilala ang potential faults ng equipment.
Kapag gumagamit ng acoustic detection method, maaaring gamitin ang conductive rod (tulad ng insulating rod) bilang medium para sa sound wave conduction. Ang isa sa dulo ng rod ay dadalhin sa contact sa outer shell ng equipment, at ang kabilang dulo ay ilalapit sa auditory organ para makinig. Kapag nadetect ang abnormal sound signals, dapat agad na ipatupad ang preventive maintenance measures upang maiwasan ang escalation ng faults. Ang mga sumusunod ay ang correspondences sa pagitan ng typical acoustic characteristics at fault types:
Intermittent "clicking" sounds: Karaniwan, ito ay nagpapahiwatig na ang iron core laminations ay maluwag o ang fasteners ay may insufficient torque. Ang sound pressure level ay karaniwang nasa range ng 60 hanggang 70 decibels.
High-frequency discharge sounds: Kasama ang partial discharge phenomena, ang sound signals ay ipinapakita ang "cracking" characteristic. Sa mga seryosong kaso, ang sound pressure level ay maaaring lumampas sa 85 decibels, at madalas na may visible discharge marks.
Sudden explosive sounds: Kadalasang ito ay nangyayari kapag ang insulation ng leads ay nasira o may discharge sa ground. Ang biglaang pagbabago sa sound pressure level ay lumampas sa 20 decibels.
Low-frequency rumbling sounds: Karaniwang ito ay nauugnay sa low-voltage side grounding faults, ang frequency ng sound signals ay nakonsentrado sa range ng 100 hanggang 400 hertz.
Sharp whistling sounds: Ito ay nagpapahiwatig na ang equipment ay nasa over-excitation state, at ang main frequency ng sound signals ay karaniwang nasa pagitan ng 1 at 2 kilohertz.
Bubble boiling sounds: Kasama ang abnormal na pagtaas ng oil temperature, ang sound signals ay ipinapakita ang continuous "gurgling" characteristic, karaniwang nagpapahiwatig ng deterioration ng oil insulation performance.
Fault Diagnosis sa pamamagitan ng Instruments
Dahil sa mga limitasyon ng teknolohiya ng equipment, ang mga power supply stations ay kadalasang gumagamit ng multimeter upang sukatin kung ang resistance ng winding conductors ay conducting upang matukoy kung may mga broken wires o turn-to-turn short-circuits sa loob ng transformer; ang insulation resistance tester ay ginagamit upang sukatin ang insulation resistance ng bawat winding ng transformer sa ground, upang matukoy kung ang main insulation ay broken down. Kapag ang insulation sa pagitan ng winding at ground o sa pagitan ng phases ay broken down, ang kanyang insulation impedance value ay lalapit sa 0 Ω.
Kapag sinusukat ang insulation performance ng winding, ang insulation parameters ng sumusunod na tatlong circuits ay kailangang sukatin nang hiwalay: ang insulation resistance sa pagitan ng primary winding, secondary winding, at casing; ang insulation resistance sa pagitan ng secondary winding, primary winding, at casing; at ang insulation resistance sa pagitan ng primary winding at secondary winding. Dapat tandaan na ang reference ground potential point sa test ay ang metal casing structure ng transformer. Ang reference values ng insulation resistance ng oil-immersed transformers ay ipinapakita sa Table 1.

Mga Teknolohiya ng Fault Diagnosis para sa Distribution Transformers
Ang mga teknolohiya ng fault diagnosis para sa distribution transformers ay mahalagang paraan upang tiyakin ang safe operation ng equipment. Sa pamamagitan ng advanced diagnosis technologies, maaaring matukoy nang maagang ang mga potential faults, at maaaring ipatupad ang mga effective measures upang maiwasan ang expansion ng faults. Ang mga sumusunod ay ipinapakilala ang ilang commonly-used fault diagnosis technologies para sa distribution transformers.
Winding DC Resistance Test
Ang winding DC resistance test ay isa sa basic methods para sa detection ng health status ng transformer windings. Sa pamamagitan ng pag-sukat ng DC resistance ng winding, maaari itong matukoy kung may mga problems tulad ng broken wires, poor contact, o turn-to-turn short-circuits sa winding. Halimbawa, sa routine inspection ng isang transformer sa isang lugar, ang abnormal na DC resistance ng high-voltage side winding ay natuklasan. Sa mas malalim na inspection, natuklasan ang turn-to-turn short-circuit sa winding. Ang timely replacement ng winding ay naiwasan ang mas seryosong fault. Ang winding DC resistance test ay may mga advantage ng simple operation at intuitive results, at ito ay isang indispensable detection method sa daily maintenance ng mga transformers.
Dissolved Gas Analysis (DGA)
Ang Dissolved Gas Analysis (DGA) ay isang mahalagang teknikal na paraan para sa diagnosis ng mga internal faults ng transformers. Sa pamamagitan ng pag-analyze ng components at contents ng gases dissolved sa transformer oil, maaari itong matukoy kung may mga faults tulad ng overheating at discharge sa loob ng transformer. Gamit ang IEC60599 three-ratio method, ang discharge-type faults ay maaaring accurate na matukoy. Halimbawa, ang mataas na concentration ng acetylene (C2H2) at hydrogen (H2) ay natuklasan sa oil ng isang transformer. Ang analysis sa pamamagitan ng three-ratio method ay naitukoy ito bilang isang discharge-type fault. Ang timely maintenance ay naiwasan ang damage sa equipment. Ang DGA ay may mga advantage ng high sensitivity at accurate diagnosis, at ito ay isang mahalagang paraan para sa monitoring ng kondisyon ng mga transformers.
Partial Discharge Detection
Ang partial discharge detection ay isang mahalagang paraan para sa evaluation ng insulation condition ng mga transformers. Ang partial discharge karaniwang nangyayari sa mga weak insulation areas, at ang long-term discharge ay magdudulot ng gradual deterioration ng insulation materials, na sa huli ay magdudulot ng seryosong faults. Sa pamamagitan ng partial discharge detection, maaari itong matukoy nang maagang ang insulation defects, at maaaring ipatupad ang mga preventive measures. Halimbawa, sa partial discharge detection ng isang transformer, natuklasan ang isang discharge phenomenon sa high-voltage bushing. Pagkatapos ng pag-replace ng bushing, ang discharge phenomenon ay nawala, na efektibong pinahaba ang service life ng equipment. Ang partial discharge detection ay may mga advantage ng non-destructiveness at high sensitivity, at ito ay isang mahalagang paraan para sa monitoring ng insulation ng mga transformers.
Combined Vibration and Acoustic Detection
Ang combined vibration and acoustic detection ay upang matukoy kung may mga mechanical faults sa loob ng equipment sa pamamagitan ng pag-analyze ng vibration at sound signals sa panahon ng operasyon ng transformer. Halimbawa, para sa isang faulty transformer, ang vibration amplitude ay lumampas sa standard ng 3 dB sa 125 Hz frequency band. Sa inspection, natuklasan na ang iron core clamp ay maluwag. Pagkatapos ng timely tightening, ang vibration ay bumalik sa normal. Ang combined vibration and acoustic detection ay may mga advantage ng real-time monitoring at accurate diagnosis, at ito ay isang mahalagang paraan para sa diagnosis ng mga mechanical faults ng mga transformers.
Infrared Thermography Detection
Ang infrared thermography detection ay upang matukoy kung may mga overheating faults sa equipment sa pamamagitan ng pag-detect ng temperature distribution sa ibabaw ng transformer. Halimbawa, sa infrared thermography detection ng isang transformer, natuklasan ang abnormal na temperatura sa connection ng high-voltage bushing. Sa inspection, natuklasan na ang connection bolts ay maluwag. Pagkatapos ng timely tightening, ang temperatura ay bumalik sa normal. Ang infrared thermography detection ay may mga advantage ng non-contact at rapid diagnosis, at ito ay isang mahalagang paraan para sa diagnosis ng mga overheating faults ng mga transformers.
Mga Paraan at Halimbawa ng Fault Elimination para sa Distribution Transformers
Line Tripping Dahil sa Turn-to-Turn Short-Circuit sa Transformer
Fault Phenomenon
Nagkaroon ng over-current trip sa isang 10 kV line sa isang substation. Pagkatapos ng pag-reduce ng bahagi ng load, ang over-current ay patuloy na nangyari sa trial re-closing.
Fault Cause Analysis
Pagdating ng on-site maintenance personnel sa fault area, unang ginamit nila ang megohmmeter upang testin ang insulation performance ng power supply line, at ang sukat na insulation value sa ground ay humigit-kumulang 2 MΩ. Pagkatapos, inconnect ang monitoring instrument sa open-delta terminal ng secondary side ng 10 kV voltage transformer. Sa temporary energization test, ang voltage reading ay natuklasan na humigit-kumulang 40 V. Sa kombinasyon ng on-site investigation results, walang bagong electrical equipment na naconnect sa line na ito bago ang fault.
Batay dito, inalis ang posibilidad ng over-current protection action dahil sa overload. Ayon sa analysis ng normal operating parameters, ang line na ito ay hindi dapat magtrigger ng over-current protection o may single-phase grounding anomaly. Sa pamamagitan ng systematic detection at comprehensive judgment, unang matukoy na ang root cause ng fault ay maaaring ang turn-to-turn insulation breakdown sa internal winding ng isang distribution transformer. Sa analysis, maaaring may turn-to-turn short-circuit fault sa isang distribution transformer sa line na ito. Kaya, inilipat ang line mula sa operation tungo sa maintenance, at inotify ang line inspection.
Ang mas malalim na inspection ay nagpakita na may turn-to-turn short-circuit sa phase A ng high-voltage side ng 250 kV·A distribution transformer ng isang customer sa line na ito, na ang tunay na sanhi ng trip. Ang sumusunod ay ang analisis ng over-current at false grounding situations dahil sa turn-to-turn short-circuit ng distribution transformer na ito. Dahil sa turn-to-turn short-circuit sa loob ng distribution transformer, ang simplified equivalent circuit ay ipinapakita sa Figure 1.

Ipaglaban ang ZA, ZB, at ZC ang impedances ng phases A, B, at C ng distribution transformer, respectively. UO ang neutral point potential. Kapag ang three-phase load ay balanced, UO = 0; kapag ang three-phase load ay unbalanced, UO≠0, na nagreresulta sa neutral point displacement. Kapag may phase-to-phase short circuit sa phase A ng distribution transformer, ang value ng impedance ZA ay bababa, at ang value ng IA ay tataas. Kapag ang sum ng IA at ang currents ng phase A ng iba pang distribution transformers sa line na ito ay mas malaki kaysa sa over-current operating value Idz ng relay protection, magkakaroon ng over-current trip. Kapag may turn-to-turn short circuit sa isang transformer sa phase A ng line, ang impedance ZA ng phase A ng transformer na ito ay bababa, at ang voltage sa open delta side ng TV ay tataas. Kapag ang voltage na ito ay lumampas sa