สาเหตุและวิธีแก้ไขสำหรับอัตราการเสียหายสูงของหม้อแปลงไฟฟ้ากระจาย

1. สาเหตุของการล้มเหลวของหม้อแปลงไฟฟ้าสำหรับการกระจายในภาคเกษตรกรรม

(1) การเสียหายของฉนวน

ระบบจ่ายไฟในชนบทมักใช้ระบบจ่ายไฟผสม 380/220V เนื่องจากมีโหลดเฟสเดียวสูงทำให้หม้อแปลงไฟฟ้ามักทำงานภายใต้ความไม่สมดุลของโหลดสามเฟสมาก โดยในหลายกรณีความไม่สมดุลเกินกว่าที่กำหนดในมาตรฐาน ทำให้ฉนวนของขดลวดหม้อแปลงเสื่อมสภาพเร็วกว่าปกติและเสียหาย สุดท้ายนำไปสู่การไหม้

เมื่อหม้อแปลงไฟฟ้าทำงานภายใต้ภาวะโอเวอร์โหลดเป็นระยะเวลานาน มีปัญหาทางด้านแรงดันต่ำ หรือมีการเพิ่มโหลดอย่างฉับพลันโดยไม่มีการป้องกันที่เหมาะสม การขาดอุปกรณ์ป้องกันทางด้านแรงดันต่ำร่วมกับฟิวส์ทางด้านแรงดันสูงไม่ทำงานทันท่วงที (หรือไม่ทำงานเลย) ทำให้กระแสไฟฟ้าที่ผ่านหม้อแปลงสูงเกินค่ากำหนด (บางครั้งมากกว่าค่ากำหนดหลายเท่า) ทำให้อุณหภูมิสูงขึ้นอย่างรวดเร็ว ทำให้ฉนวนเสื่อมสภาพเร็วขึ้นและนำไปสู่การไหม้ของขดลวด

หลังจากการทำงานเป็นระยะเวลานาน ชิ้นส่วนที่ปิดผนึก เช่น เม็ดยางและซีลจะเสื่อมสภาพ แตก และเสีย หากไม่ได้ตรวจพบและเปลี่ยนทันท่วงที จะนำไปสู่การรั่วไหลของน้ำมันและระดับน้ำมันลดลง ความชื้นจากอากาศจะเข้าสู่น้ำมันฉนวนในปริมาณมาก ลดกำลังไฟฟ้าของน้ำมันลงอย่างมาก การขาดน้ำมันอย่างรุนแรงอาจทำให้สวิตช์เปลี่ยนขั้วสัมผัสกับอากาศ ดูดซับความชื้น ปล่อยประจุไฟฟ้า ทำให้เกิดวงจรป้อนกลับและหม้อแปลงไหม้

ข้อบกพร่องในการผลิตก็เป็นสาเหตุหนึ่งของการเสียหาย กระบวนการผลิตที่ไม่เหมาะสม การแช่เคลือบขดลวดไม่ครบถ้วน (หรือใช้น้ำยาเคลือบฉนวนที่ไม่ดี) การอบแห้งไม่เพียงพอและการเชื่อมขดลวดที่ไม่น่าเชื่อถือ สามารถสร้างจุดอ่อนของฉนวน นอกจากนี้ การเติมน้ำมันฉนวนที่ไม่ได้มาตรฐานระหว่างการบำรุงรักษา หรือการทำให้ความชื้นและสิ่งสกปรกเข้าสู่น้ำมันระหว่างการซ่อมแซม จะทำให้คุณภาพของน้ำมันและความแข็งแกร่งของฉนวนลดลง สุดท้ายทำให้ฉนวนเสียหายและหม้อแปลงเสีย

(2) แรงดันเกิน

การป้องกันฟ้าผ่ามักล้มเหลวเนื่องจากระดับความต้านทานต่อพื้นดินไม่ตรงตามข้อกำหนด แม้จะเป็นไปตามข้อกำหนดในตอนแรก ระบบต่อพื้นดินสามารถเสื่อมสภาพตามกาลเวลาเนื่องจากการกัดกร่อนของเหล็ก การออกซิไดซ์ การแตก หรือการเชื่อมที่ไม่ดี ทำให้ระดับความต้านทานต่อพื้นดินเพิ่มขึ้นอย่างมากและทำให้หม้อแปลงอ่อนแอต่อความเสียหายจากฟ้าผ่า

การตั้งค่าการป้องกันฟ้าผ่าไม่เหมาะสมเป็นเรื่องที่พบบ่อย หม้อแปลงไฟฟ้าสำหรับการกระจายในภาคเกษตรกรรมหลายแห่งมีเครื่องป้องกันฟ้าผ่าติดตั้งเฉพาะทางด้านแรงดันสูง เนื่องจากระบบจ่ายไฟในชนบทมักใช้หม้อแปลง Yyn0 ทำให้ฟ้าผ่าสามารถสร้างแรงดันเกินทั้งทางบวกและลบ ไม่มีการป้องกันฟ้าผ่าทางด้านแรงดันต่ำ ทำให้หม้อแปลงมีความเสี่ยงต่อความเสียหายจากแรงดันเกินมากขึ้น

ระบบไฟฟ้า 10kV ในชนบทมักประสบปัญหาการสั่นสะเทือนแม่เหล็ก ระหว่างเหตุการณ์แรงดันเกินจากการสั่นสะเทือน กระแสไฟฟ้าหลักของหม้อแปลงไฟฟ้าสามารถเพิ่มขึ้นอย่างมาก ทำให้ขดลวดไหม้ หรือทำให้เกิดการแฟลชโอเวอร์ที่บุชและแม้กระทั่งการระเบิด

(3) สภาพการทำงานที่ไม่ดี

ในช่วงฤดูร้อนที่มีอุณหภูมิสูงหรือเมื่อหม้อแปลงทำงานอย่างต่อเนื่องภายใต้ภาวะโอเวอร์โหลด อุณหภูมิน้ำมันจะสูงขึ้นอย่างมาก ซึ่งส่งผลกระทบอย่างรุนแรงต่อการระบายความร้อนและทำให้ฉนวนเสื่อมสภาพ เสื่อมสภาพ และเสียหาย ทำให้ชีวิตการใช้งานของหม้อแปลงสั้นลงอย่างมาก

(4) การทำงานของสวิตช์เปลี่ยนขั้วที่ไม่ถูกต้องหรือคุณภาพไม่ดี

การใช้ไฟฟ้าในชนบทมีโหลดที่กระจาย รูปแบบตามฤดูกาล ความแตกต่างระหว่างช่วงสูงสุดและต่ำสุดที่สูง สายไฟแรงดันต่ำยาว และแรงดันตกต่ำอย่างมาก ทำให้เกิดการแกว่งของแรงดันอย่างมาก ทำให้ช่างไฟฟ้าในชนบทต้องปรับสวิตช์เปลี่ยนขั้วของหม้อแปลงบ่อยๆ ส่วนใหญ่การปรับไม่ได้ปฏิบัติตามขั้นตอนที่ถูกต้อง และไม่ได้ทำการวัดและเปรียบเทียบค่าความต้านทานกระแสตรงหลังจากการทำงานก่อนที่จะกลับมาใช้งาน ทำให้หม้อแปลงหลายตัวเสียหายเนื่องจากตำแหน่งของสวิตช์เปลี่ยนขั้วไม่ถูกต้อง การสัมผัสไม่ดี ความต้านทานการสัมผัสเพิ่มขึ้น และสวิตช์เปลี่ยนขั้วไหม้

สวิตช์เปลี่ยนขั้วที่มีคุณภาพไม่ดี ที่มีการสัมผัสคงที่และไดนามิกไม่ดี หรือตัวแสดงตำแหน่งที่ไม่ตรงกัน (ที่เครื่องหมายภายนอกไม่ตรงกับตำแหน่งภายใน) สามารถทำให้เกิดการปล่อยประจุไฟฟ้าและวงจรป้อนกลับหลังจากการใช้งาน ทำให้สวิตช์เปลี่ยนขั้วหรือขดลวดทั้งหมดเสียหาย

(5) ปัญหาการต่อพื้นดินของแกนหม้อแปลง

ปัญหาคุณภาพของหม้อแปลงไฟฟ้าสามารถทำให้น้ำยาเคลือบฉนวนระหว่างแผ่นเหล็กซิลิกอนเสื่อมสภาพเร็วขึ้นในระหว่างการทำงานระยะยาว ทำให้เกิดการต่อพื้นดินหลายจุดและหม้อแปลงเสียหาย

(6) การทำงานภายใต้ภาวะโอเวอร์โหลดเป็นระยะเวลานาน

ด้วยการพัฒนาเศรษฐกิจในชนบท ความต้องการใช้ไฟฟ้าเพิ่มขึ้นอย่างมาก แต่การเพิ่มหม้อแปลงใหม่หรือแทนที่ด้วยหม้อแปลงที่มีกำลังสูงขึ้นไม่เพียงพอ ทำให้หม้อแปลงที่มีอยู่ต้องทำงานอย่างต่อเนื่องภายใต้ภาวะโอเวอร์โหลด นอกจากนี้ ความสูงของโหลดเฟสเดียวในชนบททำให้การสมดุลโหลดสามเฟสยาก ทำให้เฟสบางเฟสประสบภาวะโอเวอร์โหลดอย่างรุนแรงในระยะยาว ในขณะที่กระแสไฟฟ้าในสายกลางสูงเกินกว่าที่กำหนด สุดท้ายนำไปสู่การไหม้ของหม้อแปลง

2. มาตรการป้องกัน

ตามมาตรฐานที่เกี่ยวข้อง ทุกหม้อแปลงไฟฟ้าต้องมีการป้องกันสามอย่างพื้นฐาน คือ การป้องกันฟ้าผ่า การป้องกันวงจรป้อนกลับ และการป้องกันโอเวอร์โหลด

สำหรับการป้องกันฟ้าผ่า ต้องติดตั้งเครื่องป้องกันฟ้าผ่าทั้งทางด้านแรงดันสูงและแรงดันต่ำของหม้อแปลง โดยควรเลือกใช้เครื่องป้องกันฟ้าผ่าแบบออกไซด์สังกะสี

การป้องกันวงจรลัดวงจรและกระแสเกินควรพิจารณาแยกกัน การติดตั้งฟิวส์แบบดรอปเอาต์ที่ด้านแรงดันสูงควรใช้เพื่อป้องกันความผิดปกติภายในหม้อแปลงไฟฟ้า ส่วนการป้องกันกระแสเกินและการลัดวงจรที่ด้านแรงดันต่ำควรทำโดยสวิตช์วงจรหรือฟิวส์ที่ติดตั้งอยู่ที่ด้านแรงดันต่ำ

ในการดำเนินงาน ควรตรวจสอบกระแสโหลดเฟสโดยใช้แคลมป์มิเตอร์เป็นประจำเพื่อยืนยันว่าความไม่สมดุลของโหลดสามเฟสอยู่ในขอบเขตที่ยอมรับได้ หากตรวจพบความไม่สมดุลมากเกินไป ต้องทำการกระจายโหลดทันทีเพื่อนำความไม่สมดุลกลับมาอยู่ในขอบเขตที่กำหนด

การตรวจสอบและทดสอบหม้อแปลงไฟฟ้าตามตารางที่กำหนดเป็นสิ่งสำคัญ ผู้ตรวจสอบควรตรวจสอบสีของน้ำมัน ระดับ และอุณหภูมิว่าอยู่ในสภาพปกติ และตรวจสอบการรั่วไหลของน้ำมัน ควรตรวจสอบพื้นผิวบุชชิงสำหรับรอยไหม้หรือเครื่องหมายการปล่อยประจุ ความผิดปกติใด ๆ ต้องได้รับการแก้ไขทันที นอกจากนี้ยังแนะนำให้ทำความสะอาดภายนอกหม้อแปลงเพื่อล้างคราบสกปรกและสารปนเปื้อนออกจากบุชชิงและพื้นผิวอื่น ๆ เป็นระยะ ๆ

ก่อนฤดูฝนฟ้าคะนองทุกปี ต้องทำการตรวจสอบฟิวส์ป้องกันแรงดันสูงและแรงดันต่ำ รวมถึงสายดินอย่างละเอียด ฟิวส์ที่ไม่ตรงตามมาตรฐานต้องถูกแทนที่ สายดินต้องไม่มีเส้นขาด รอยเชื่อมที่ไม่ดี หรือแตกหัก ห้ามใช้สายนำอลูมิเนียมสำหรับสายดิน ควรใช้แท่งเหล็กขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 10-12 มม. หรือแผ่นเหล็กแบนขนาด 30x3 มม. แทน

ควรวัดความต้านทานการดินทุกปีในช่วงฤดูหนาวภายใต้สภาพอากาศที่เหมาะสม (อย่างน้อยหนึ่งสัปดาห์ของสภาพอากาศที่แจ่มใสต่อเนื่อง) ระบบการดินที่ไม่ตรงตามมาตรฐานต้องได้รับการแก้ไข

การเชื่อมต่อระหว่างเทอร์มินัลของหม้อแปลงและสายนำทางอากาศทั้งที่ด้านแรงดันสูงและแรงดันต่ำควรใช้อุปกรณ์เชื่อมต่อระหว่างทองแดง-อลูมิเนียมหรือแคลมป์อุปกรณ์ทองแดง-อลูมิเนียม ก่อนการเชื่อมต่อ ควรขัดพื้นผิวของอุปกรณ์เหล่านี้ด้วยกระดาษทรายละเอียดและทาด้วยสารหล่อลื่นที่เหมาะสม

เมื่อทำงานกับสวิตช์เปลี่ยนท้ายหม้อแปลง ต้องปฏิบัติตามขั้นตอนอย่างเคร่งครัด หลังจากการปรับ ไม่ควรส่งหม้อแปลงกลับเข้าสู่การใช้งานทันที แต่ควรวัดค่าความต้านทานกระแสตรงของแต่ละเฟสก่อนและหลังการทำงานด้วยสะพานวัด แล้วเปรียบเทียบ ถ้าไม่พบการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญ ควรเปรียบเทียบค่าความต้านทานกระแสตรงระหว่างเฟสและระหว่างสายหลังจากทำงาน ความแตกต่างระหว่างเฟสไม่ควรเกิน 4% และความแตกต่างระหว่างสายไม่ควรเกิน 2% ถ้าไม่ตรงตามเกณฑ์นี้ ต้องหาสาเหตุและแก้ไข เมื่อตอบสนองตามข้อกำหนดแล้ว จึงสามารถส่งหม้อแปลงกลับเข้าสู่การใช้งานได้