Mga Dahilan at Solusyon para sa Mataas na Rate ng Pagkakamali ng mga Distribution Transformers

1. Mga Dahilan ng Pagkakasira ng mga Agricultural Distribution Transformers

(1) Pagsira ng Insulation

Ang pagprovyde ng kuryente sa mga nayon ay karaniwang gumagamit ng 380/220V mixed supply systems. Dahil sa mataas na proporsyon ng mga single-phase loads, madalas ang mga distribution transformers ay nag-ooperate sa ilalim ng malaking pag-imbalance ng three-phase load. Sa maraming kaso, ang imbalance ay lumalampas sa pinahihintulutang range na ipinapasya sa mga standard, nagdudulot ng maagang pagtanda, pagkasira, at pagkakasira ng insulation ng winding ng transformer, na humahantong sa pagkakasira nito.

Kapag ang mga distribution transformers ay nagkaroon ng matagal na kondisyon ng overload, mga problema sa low-voltage side line, o biglaang pagtaas ng load, maaaring magresulta ito sa pagsira dahil sa hindi sapat na proteksyon. Ang kakulangan ng mga protection devices sa low-voltage side, kasama ang high-voltage side drop-out fuses na hindi nag-ooperate nang agad (o hindi nag-ooperate), nagpapahintulot sa mga transformers na magdala ng current na mas mataas kaysa sa kanilang rated values (minsan ilang beses ang rated current). Ito ay nagdudulot ng malaking pagtaas ng temperatura, nagpapabilis ng pagtanda ng insulation at nagdudulot ng pagkakasira ng winding.

Pagkatapos ng mahabang operasyon, ang mga sealing components tulad ng rubber beads at gaskets ay nagdaraan ng pagdeteriorate, pagcrack, at pagkasira. Kung hindi ito agad na napapansin at inirereplace, ito ay nagdudulot ng oil leakage at pagbaba ng antas ng langis. Ang moisture mula sa hangin ay pumapasok sa insulating oil sa malaking dami, nagrereduce ng dielectric strength nito. Ang severe oil deficiency ay maaaring i-expose ang tap changer sa hangin, nagdudulot ng pag-absorb ng moisture, discharge, short circuit, at pagkakasira ng transformer.

Ang mga manufacturing defects ay nakakatulong din sa mga pagkakasira. Ang hindi sapat na production processes, incomplete varnish impregnation ng mga winding layers (o mahinang kalidad ng insulation varnish), insufficient drying, at unreliable winding joint welding ay nagpapabuo ng mga vulnerability sa insulation. Bukod dito, ang pagdaragdag ng substandard insulating oil sa panahon ng maintenance o ang pagpasok ng moisture at impurities sa panahon ng repair ay nagpapababa ng kalidad ng langis at insulation strength, na hahantong sa pagkakasira ng insulation at pagkakasira ng transformer.

(2) Overvoltage

Ang lightning protection madalas na nagkakasira dahil sa grounding resistance values na hindi sumasabay sa mga requirement. Kahit na sumasabay nang una, ang mga grounding systems ay maaaring magdeteriorate sa loob ng panahon dahil sa corrosion, oxidation, breakage, o mahinang welds, nagdudulot ng malaking pagtaas ng grounding resistance at nagpapabigay-daan sa mga transformers na mapinsala ng lightning.

Ang improper lightning protection configuration ay karaniwan. Maraming agricultural distribution transformers ang may surge arresters na nakainstalo lamang sa high-voltage side. Dahil ang rural power supply ay karaniwang gumagamit ng Yyn0 connected transformers, ang lightning strikes ay maaaring mag-produce ng positive at reverse transformation overvoltages. Kung walang low-voltage side surge protection, ang mga transformers ay naging mas susunod sa pinsala mula sa mga overvoltages na ito.

Ang mga 10kV power systems sa mga nayon ay madalas na nagdaranas ng ferromagnetic resonance. Sa panahon ng resonance overvoltage events, ang primary current ng mga distribution transformers ay maaaring tumaas nang malaki, nagpapahirap ng winding o causing bushing flashover at kahit pa explosion.

(3) Masamang Kondisyon ng Operasyon

Sa panahon ng taas na temperatura sa tag-init o kapag ang mga transformers ay nag-ooperate nang patuloy sa ilalim ng overload conditions, ang oil temperatures ay tumataas nang sobra. Ito ay nakaapekto nang malaki sa heat dissipation at nagpapabilis ng pagtanda, pagkasira, at pagkakasira ng insulation, na nagpapakurta ng service life ng transformer.

(4) Improper Tap Changer Operation o Masamang Kalidad

Ang rural electricity consumption ay may dispersed loads, malakas na seasonal patterns, malaking peak-valley differences, mahabang low-voltage lines, at malaking voltage drops, na nagreresulta sa malaking voltage fluctuations. Ito ay nagpapahintulot sa mga electrician sa nayon na madalas na mag-adjust ng tap changers ng mga transformers. Ang karamihan sa mga adjustment na ito ay hindi sumusunod sa proper procedures, at ang DC resistance values ay hindi sinusukat at kinokompara pagkatapos ng operasyon bago ibalik sa serbisyo. Bilang resulta, maraming mga transformers ang nagkakasira dahil sa improper tap changer positioning, mahinang contact, pagtaas ng contact resistance, at burned tap changers.

Ang mga tap changers na may masamang kalidad, may inadequate static at dynamic contact, o mismatched position indicators (kung saan ang external markings ay hindi tugma sa actual internal positions), ay maaaring magdulot ng discharge at short-circuit accidents pagkatapos ng commissioning, na nagreresulta sa damaged tap changers o buong windings.

(5) Mga Isyu sa Core Grounding ng Transformer

Ang mga quality problems sa mga distribution transformers ay maaaring magdulot ng pagtanda ng insulation varnish sa pagitan ng silicon steel sheets sa mahabang operasyon, na nagreresulta sa multi-point core grounding at pagkakasira ng transformer.

(6) Mahabang Panahon ng Overload Operation

Sa kabila ng economic development sa mga nayon, ang demand para sa kuryente ay tumaas nang malaki. Gayunpaman, ang hindi sapat na pagdaragdag ng bagong transformers o pagpalit ng mas mataas na capacity units ay nagpapahintulot sa mga existing transformers na mag-operate nang patuloy sa ilalim ng overload conditions. Bukod dito, ang mataas na proporsyon ng single-phase loads sa mga nayon ay nagpapahirap sa pag-achieve ng three-phase load balancing, na nagreresulta sa mga phase na maranasan ang malaking long-term overloading habang ang neutral line currents ay lumalampas sa pinahihintulutang values. Ang mga kondisyong ito ay hahantong sa pagkakasira ng transformer.

2. Mga Solusyon

Ayon sa mga relevant na standards, ang bawat distribution transformer ay dapat magkaroon ng tatlong fundamental na proteksyon: lightning protection, short-circuit protection, at overload protection.

Para sa lightning protection, ang surge arresters ay dapat na nakainstalo sa parehong high at low-voltage sides ng transformer, na ang zinc oxide arresters ang preferred option.

Ang mga proteksyon sa short-circuit at overload ay dapat isipin nang hiwalay. Ang mga drop-out fuse sa high-voltage side ay dapat pangunahing protektahan ang mga internal na short-circuit fault sa loob ng transformer, habang ang mga kondisyon ng overload at short circuit sa low-voltage line ay dapat i-handle ng mga low-voltage circuit breakers o fuses na nakalagay sa low-voltage side.

Sa panahon ng operasyon, ang mga phase load currents ay dapat regular na monitorin gamit ang clamp meters upang tiyakin na ang three-phase load imbalance ay nananatiling nasa maaaring limit. Kapag natuklasan ang labis na imbalance, kailangan agad na ire-distribute ang load upang ibalik ang imbalance sa standard limits.

Ang regular na inspeksyon at pagsusulit ng mga distribution transformers ay mahalaga ayon sa preskribong schedule. Ang mga inspector ay dapat suriin ang kulay, lebel, at temperatura ng langis para sa normalidad, at maghanap ng pag-ulo ng langis. Dapat suriin ang mga ibabaw ng bushing para sa anumang flashover o discharge marks. Anumang abnormalidad ay dapat agad na asikasuhin. Inirerekomenda rin ang regular na paglilinis ng mga ibabaw ng transformer upang alisin ang dumi at kontaminante mula sa bushings at iba pang ibabaw.

Bago ang bawat taunang thunderstorm season, kailangan gawin ang malapit na inspeksyon sa parehong high at low-voltage surge arresters at grounding leads. Dapat palitan ang mga non-compliant arresters. Ang mga grounding lead ay dapat walang nasiraang 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 isuri ang grounding resistance taun-taon sa panahon ng winter sa pamamagitan ng maayos na kalagayan ng panahon (sa loob ng hindi bababa sa isang linggong patuloy na clear weather). Dapat asikasuhin ang mga non-compliant 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 ipolish gamit ang fine-grade sandpaper at ipinta ng angkop na dami ng conductive grease.

Kapag nag-o-operate ng tap changers ng transformer, kailangan sundin ang mga proseso ng mahigpit. Pagkatapos ng adjustment, 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 changes, dapat ikumpara ang post-operation phase-to-phase at line-to-line DC resistance values, na ang phase differences ay hindi dapat lumampas sa 4% at ang line differences ay mas mababa sa 2%. Kung hindi matutugunan ang mga criteria, kailangan hanapin at itama ang sanhi. Lamang pagkatapos matugunan ang mga requirements, dapat ibalik ang transformer sa serbisyo.