Mga Dahilan at Solusyon para sa Mataas na Porsiyento ng Pagkakasira ng mga Distribution Transformers

1. Mga Sanhi ng Pagkabigo sa Agricultural Distribution Transformers

(1) Pagkasira ng Insulation

Karaniwang gumagamit ang rural na suplay ng kuryente ng 380/220V mixed supply system. Dahil sa mataas na proporsyon ng single-phase load, madalas na gumagana ang distribution transformer sa ilalim ng malaking three-phase load imbalance. Sa maraming kaso, lumalampas ang imbalance sa pahintulot na saklaw na tinukoy sa mga pamantayan, na nagdudulot ng maagang pagtanda, pagkasira, at kabiguan ng insulation ng winding ng transformer, na sa huli ay humahantong sa pagkasunog.

Kapag nakaranas ang distribution transformer ng matagalang kondisyon ng overload, mga depekto sa low-voltage side line, o biglang malaking pagtaas ng load, maaaring mangyari ang pinsala dahil sa hindi sapat na proteksyon. Ang kawalan ng mga device na nagpoprotekta sa low-voltage side, kasama ang kakulangan ng high-voltage side drop-out fuse na hindi tumutugon nang maayos (o hindi tumutugon pa), ay nagbibigay-daan upang ang transformer ay magdala ng mga kuryente na malayo nang lampas sa kanilang rated value (mga beses na mas mataas kaysa rated current). Ito ay nagdudulot ng malaking pagtaas ng temperatura, na nagpapabilis sa pagtanda ng insulation at humahantong sa pagkasunog ng winding.

Matapos ang matagalang operasyon, ang mga sealing component tulad ng rubber beads at gaskets ay lumalabo, bitak, at bumabagsak. Kung hindi agad natuklasan at napapalitan, ito ay humahantong sa pagtagas ng langis at pagbaba ng antas ng langis. Ang kahalumigmigan mula sa hangin ay papasok sa insulating oil nang malaki, na dramatikong binabawasan ang dielectric strength nito. Ang malubhang kakulangan ng langis ay maaaring i-expose ang tap changer sa hangin, na nagdudulot ng paghuhugas ng kahalumigmigan, discharge, maikling circuit, at pagkasunog ng transformer.

Ang mga depekto sa paggawa ay nag-aambag din sa mga kabiguan. Hindi sapat na proseso sa produksyon, hindi kumpletong varnish impregnation ng mga layer ng winding (o mahinang kalidad ng insulation varnish), hindi sapat na pagpapatuyo, at di-maaasahang welding ng joint sa winding ay maaaring lumikha ng mga kahinaan sa insulation. Bukod dito, ang pagdaragdag ng substandard na insulating oil habang nasa maintenance o pagpayag na pumasok ang kahalumigmigan at mga dumi habang nasa repair ay binabagsak ang kalidad ng langis at lakas ng insulation, na sa huli ay nagdudulot ng insulation breakdown at kabiguan ng transformer.

(2) Overvoltage

Madalas nabigo ang lightning protection dahil sa mga halaga ng grounding resistance na hindi sumusunod sa mga kinakailangan. Kahit na una ay sumusunod, maaaring lumala ang mga sistema ng grounding sa paglipas ng panahon dahil sa corrosion ng bakal, oxidation, pagkabasag, o mahinang welds, na nagdudulot ng malaking pagtaas sa grounding resistance at nagpapahina sa transformer laban sa pinsala dulot ng kidlat.

Karaniwan ang hindi tamang konpigurasyon ng lightning protection. Marami sa agricultural distribution transformer ay may surge arrester na nakainstala lamang sa high-voltage side. Dahil ang rural power supply ay karaniwang gumagamit ng Yyn0 connected transformer, ang kidlat ay maaaring makapagdulot ng parehong positibo at reverse transformation overvoltages. Nang walang surge protection sa low-voltage side, mas mapanganib ang transformer sa pinsala dulot ng mga overvoltage na ito.

Madalas maranasan ng rural na 10kV power system ang ferromagnetic resonance. Sa panahon ng resonance overvoltage events, ang primary current ng distribution transformer ay maaaring tumaas nang malaki, sunugin ang mga winding o magdulot ng bushing flashover at kahit pabalos.

(3) Mahinang Kalagayan sa Operasyon

Sa panahon ng tag-init na mataas ang temperatura o kapag ang transformer ay patuloy na gumagana sa ilalim ng overload condition, ang temperatura ng langis ay sobrang tumataas. Ito ay malubhang nakakaapekto sa pag-alis ng init at nagpapabilis sa pagtanda, pagkasira, at kabiguan ng insulation, na malaki ang epekto sa pagbawas ng serbisyo ng buhay ng transformer.

(4) Hindi Tamang Operasyon ng Tap Changer o Mahinang Kalidad

Ang consumption ng kuryente sa rural area ay may mga dispersed load, malakas na seasonal pattern, malaking peak-valley difference, mahabang low-voltage lines, at malaking voltage drop, na nagreresulta sa malaking pagbabago ng boltahe. Ito ang nagdudulot upang ang mga electrician sa rural area ay madalas na mismong baguhin ang tap changer ng transformer. Karamihan sa mga pagbabagong ito ay hindi sumusunod sa tamang prosedura, at hindi sinusukat at inihahambing ang DC resistance values pagkatapos ng operasyon bago ibalik sa serbisyo. Dahil dito, maraming transformer ang bumibigo dahil sa hindi tamang posisyon ng tap changer, mahinang contact, tumataas na contact resistance, at nasusunog na tap changer.

Ang mahinang kalidad ng tap changer na may hindi sapat na static at dynamic contact, o hindi tugma ang position indicator (kung saan ang panlabas na marka ay hindi tumutugma sa aktwal na panloob na posisyon), ay maaaring magdulot ng discharge at maikling circuit na aksidente pagkatapos ng commissioning, na nagreresulta sa nasirang tap changer o buong winding.

(5) Mga Isyu sa Transformer Core Grounding

Maaaring magdulot ang mga problema sa kalidad ng distribution transformer ng maagang pagtanda ng insulation varnish sa pagitan ng mga silicon steel sheet habang ang mahabang operasyon, na nagreresulta sa multi-point core grounding at kabiguan ng transformer.

(6) Matagalang Operasyon sa Overload

Dahil sa pag-unlad ng ekonomiya sa rural, ang pangangailangan sa kuryente ay tumaas nang malaki. Gayunpaman, ang hindi sapat na pagdaragdag ng bagong transformer o palitan ng mga higher-capacity unit ay pilit na ginagawa ang umiiral na transformer na patuloy na gumagana sa ilalim ng overload condition. Bukod dito, ang mataas na proporsyon ng single-phase load sa rural area ay nagpapahirap sa pagkamit ng three-phase load balancing, na nagdudulot ng ilang phase na nakakaranas ng malubhang matagalang overload habang ang neutral line currents ay malayo nang lampas sa pahintulot na mga halaga. Ang mga kondisyong ito ay sa huli ay humahantong sa pagkasunog ng transformer.

2. Mga Kontra-Sukat

Ayon sa mga kaugnay na pamantayan, dapat may tatlong pangunahing proteksyon ang bawat distribution transformer: lightning protection, short-circuit protection, at overload protection.

Para sa lightning protection, dapat mag-install ng surge arrester sa parehong high at low-voltage side ng transformer, kung saan ang zinc oxide arrester ang unang pinipili.

Ang mga pangangalang sa short-circuit at overload ay dapat isiping hiwalay. Ang mga high-voltage side drop-out fuses ay dapat pangunahing protektahan ang mga internal na short-circuit faults sa loob ng transformer, habang ang mga kondisyon ng overload at low-voltage line short circuits ay dapat asikasuhin ng mga low-voltage circuit breakers o fuses na inilapat sa low-voltage side.

Sa panahon ng operasyon, ang mga phase load currents ay dapat regular na imonitor gamit ang clamp meters upang tiyakin na ang three-phase load imbalance ay nananatiling nasa pinahihintulutang limitasyon. Kapag natuklasan ang labis na imbalance, kinakailangan agad na ipaglaban ang load upang makuha ang imbalance sa standard limits.

Mahalaga ang regular na inspeksyon at pagsusulit ng mga distribution transformers ayon sa naka-preskribong takbo. Ang mga inspektor ay dapat suriin ang kulay, antas, at temperatura ng langis para sa normalidad, at maghanap ng pagbabawas ng langis. Ang mga ibabaw ng bushing ay dapat suriin para sa mga marka ng flashover o discharge. Anumang abnormalidad ay dapat asikasuhin agad. Inirerekomenda rin ang regular na paglilinis ng mga ibabaw ng transformer upang alisin ang dumi at kontaminante mula sa mga bushings at iba pang ibabaw.

Bago ang bawat taunang thunderstorm season, dapat na gawin ang malapatanong inspeksyon sa parehong high at low-voltage surge arresters at grounding leads. Dapat palitan ang hindi sumusunod na arresters. Ang mga grounding leads ay dapat walang nasirang strands, mahinang welds, o breaks. Dapat hindi gamitin ang aluminum conductors para sa grounding leads; sa halip, inirerekomenda ang 10-12mm diameter steel rods o 30×3mm flat steel strips.

Dapat sukat ang resistance ng grounding taun-taon sa panahon ng winter sa pamamagitan ng mapagkakatiwalaang kondisyon ng panahon (sa loob ng isang linggong patuloy na malinaw). Dapat ayusin ang hindi sumusunod na grounding systems.

Ang mga koneksyon sa pagitan ng mga terminal ng transformer at overhead line conductors sa parehong high at low-voltage sides ay dapat gumamit ng copper-aluminum transition components o copper-aluminum equipment clamps. Bago ang koneksyon, ang mga ibabaw ng mga komponento ay dapat ihanda gamit ang fine-grade sandpaper at i-coat ng maayos na halaga ng conductive grease.

Kapag nag-o-operate ng transformer tap changers, dapat sundin ang proseso ng mahigpit. Pagkatapos ng pag-aayos, hindi dapat agad ibalik ang transformer sa serbisyo. Sa halip, dapat sukatin ang DC resistance values ng bawat phase gamit ang bridge bago at pagkatapos ng operasyon at ikumpara. Kung walang significant na pagbabago, dapat ikumpara ang post-operation phase-to-phase at line-to-line DC resistance values, na ang phase differences ay hindi dapat lampa sa 4% at ang line differences ay mas kaunti sa 2%. Kung hindi ito matupad, dapat hanapin at ayusin ang dahilan. Tanging pagkatapos matupad ang mga ito, dapat ibalik ang transformer sa serbisyo.