Dağıtım Dönüşümcülerinde Yüksek Arızalılık Oranının Nedenleri ve Çözümleri

1. Tarım Dağıtım Dönüştürücülerinde Hata Nedenleri

(1) yalıtım Hasarı

Kırsal elektrik tedariki genellikle 380/220V karışık tedarik sistemlerini kullanır. Tek fazlı yüklerin yüksek oranına bağlı olarak, dağıtım dönüştürücüler genellikle önemli bir üç fazlı yük dengesizliği altında çalışırlar. Birçok durumda, bu dengesizlik standartlarda belirtilen izin verilen sınırları aşar, dönüştürücü sarım yalıtımının erken yaşlanmasına, bozulmasına ve başarısız olmasına neden olur, sonunda yanma ile sonuçlanır.

Dağıtım dönüştürücüler uzun süreli aşırı yük koşulları, düşük gerilimli taraf hattı arızaları veya ani önemli yük artışları yaşadıklarında, yetersiz koruma nedeniyle hasar oluşabilir. Düşük gerilimli tarafta koruma cihazlarının olmaması, yüksek gerilimli taraf düşme anahtarlarının zamanında (veya hiç) çalışmaması, dönüştürücülerin nominal değerlerinden çok daha yüksek (bazen birkaç kat daha yüksek) akımlar taşımasına neden olur. Bu, sıcaklıkta büyük artışlara, yalıtımın hızla yaşlanmasına ve sarımın yanmasına yol açar.

Uzun süreli işletimden sonra, kauçuk boncuklar ve sızdırmazlık parçaları gibi maddeler kötüleşir, çatlar ve başarısız olur. Eğer zamanında tespit edilip değiştirilmezse, bu yağ sızıntısına ve seviyesinde düşüşe neden olur. Havadan nem, yalıtım yağına büyük miktarlarda girebilir, dielektrik dayanımını ciddi şekilde azaltır. Ciddi bir yağ eksikliği, bağlantı noktasını havaya maruz bırakarak, nem emilmesine, arşlama, kısa devre ve dönüştürücünün yanmasına neden olabilir.

Üretim hatası da hatalara katkıda bulunur. Yetersiz üretim süreçleri, sarım katmanlarındaki boyanın tamamen emilmemesi (veya düşük kaliteli yalıtım boyası), yetersiz kurutma ve sarım bağlantı noktalarının güvenilir olmayan kaynaklanması, yalıtım zayıflıklarına neden olabilir. Ayrıca, bakım sırasında alt kaliteli yalıtım yağı ekleneceği veya onarım sırasında nem ve kirletici maddelerin girmesi, yağın kalitesini ve yalıtım gücünü azaltır, sonunda yalıtım çökertir ve dönüştürücüyü başarısızlığa uğratır.

(2) Aşırı Gerilim

Güneşten koruma genellikle toprak direnç değerlerinin gereksinimleri karşılamadığı için başarısız olur. İlk başta uygun olsa bile, çeliklerin paslanması, oksidasyonu, kırılması veya kötü kaliteki kaynaklar nedeniyle toprak sistemleri zaman içinde bozulabilir, toprak direncini büyük ölçüde artırarak dönüştürücüyü şimşek zararına açık hale getirir.

Yanlış güneşten koruma konfigürasyonu yaygındır. Birçok tarım dağıtım dönüştürücüsünde yüksek gerilimli tarafında yalnızca bir füze monte edilmiştir. Kırsal elektrik tedarik sistemi çoğunlukla Yyn0 bağlantılı dönüştürücüler kullanır, bu nedenle şimşek darbeleri hem pozitif hem de ters dönüşüm aşırı gerilimler oluşturabilir. Düşük gerilimli tarafında füze koruması olmaması, dönüştürücüyü bu aşırı gerilimlere karşı çok daha hassas hale getirir.

Kırsal 10kV güç sistemlerinde sıkça manyetik rezonans görülür. Rezonans aşırı gerilim olayları sırasında, dağıtım dönüştürücülerin birincil akımı büyük ölçüde artabilir, sarımların yanmasına, kapların patlamasına veya hatta patlamasına neden olabilir.

(3) Kötü İşletim Koşulları

Yaz mevsimi yüksek sıcaklık dönemlerinde veya dönüştürücüler sürekli aşırı yük altında çalışırken, yağ sıcaklıkları aşırı derecede yükselir. Bu, ısı verimsizliğini ciddi şekilde etkiler, yalıtımın hızla yaşlanmasına, bozulmasına ve başarısız olmasına neden olur, dönüştürücünün ömrünü önemli ölçüde kısaltır.

(4) Yanlış Bağlantı Noktası İşlemi veya Düşük Kalite

Kırsal elektrik tüketimi, dağılmış yükler, güçlü mevsimsel desenler, büyük tepe-vali farkları, uzun düşük gerilimli hatlar ve önemli gerilim düşüşleri ile karakterize edilir, bu da büyük gerilim dalgalanmalarına neden olur. Bu, kırsal elektrikçilerin dönüştürücü bağlantı noktalarını kendileri sık sık ayarlamalarına neden olur. Bu ayarların çoğu doğru prosedürleri takip etmez ve işlem sonrası DC direnç değerleri ölçülüp karşılaştırılmadan hizmete alınır. Sonuç olarak, birçok dönüştürücü yanlış bağlantı noktası konumu, zayıf temasa, artan temas direnci ve yanmış bağlantı noktaları nedeniyle başarısız olur.

Düşük kaliteli bağlantı noktaları, yetersiz statik ve dinamik temasta, veya dış işaretlerin gerçek iç konumlarıyla uyuşmaması (pozisyon göstergeci uyuşmazlığı), komisyondan sonra arşlama ve kısa devre kazalarına neden olabilir, bu da bağlantı noktalarını veya tüm sarımları hasarlı hale getirebilir.

(5) Dönüştürücü Çekirdek Topraklama Sorunları

Dağıtım dönüştürücülerinde kalite sorunları, uzun süreli işletim sırasında silikon çelik tabakalar arasındaki yalıtım boyasının erken yaşlanmasına neden olabilir, bu da çok noktalı çekirdek topraklamasına ve dönüştürücünün başarısız olmasına neden olur.

(6) Uzun Süreli Aşırı Yük Altında Çalışma

Kırsal ekonomik gelişimle birlikte, elektrik talebi dramatik bir şekilde artmıştır. Ancak, yeni dönüştürücülerin yeterince eklenmemesi veya daha yüksek kapasiteli birimlerle değiştirilmemesi, mevcut dönüştürücülerin sürekli aşırı yük altında çalışmasını zorunlu kılmıştır. Ayrıca, kırsal bölgelerde tek fazlı yüklerin yüksek oranı, üç fazlı yük dengesizliğini gidermeyi zorlaştırır, bu da belirli fazların ciddi uzun süreli aşırı yüklenmesine ve nötr hat akımlarının izin verilen değerlerin çok üstünde olmasını sağlar. Bu koşullar, sonunda dönüştürücünün yanmasına neden olur.

2. Önleyici Tedbirler

İlgili standartlara göre, her dağıtım dönüştürücünün üç temel koruması olmalıdır: güneşten koruma, kısa devre koruması ve aşırı yük koruması.

Güneşten koruma için, dönüştürücünün yüksek ve düşük gerilimli taraflarında füzeler monte edilmelidir, tercihen bakır oksit füzeleri kullanılmalıdır.

Kısa devre ve aşırı yük koruması ayrı ayrı düşünülmelidir. Yüksek gerilimli taraf düşme sigortaları, genellikle transformatörün iç kısa devre hatalarını korumalı olup, aşırı yük koşulları ve düşük gerilimli hat kısa devreleri düşük gerilimli tarafta monte edilmiş devre kesiciler veya sigortalar tarafından ele alınmalıdır.

İşlem sırasında faz yük akımları, üç faz yük dengesizliğinin izin verilen sınırlar içinde kaldığını doğrulamak için düzenli olarak klem ampermetreleri ile izlenmelidir. Aşırı dengesizlik tespit edildiğinde, dengesizliğin standart sınırların içinde kalması için anında yük dağılımının yeniden düzenlenmesi gerekir.

Dağıtım transformatörlerinin belirlenen programlara göre düzenli incelemeler ve testler yapılması çok önemlidir. Gözlemciler, yağ rengi, seviyesi ve sıcaklığının normal olup olmadığını kontrol etmelidir ve yağ sızıntısına bakılmalıdır. Ayak yüzeyleri, parlamaya veya şarj izleri için incelenmelidir. Herhangi bir anormallik anında ele alınmalıdır. Dönemsel olarak transformatör dış yüzeylerinden ayaklardan ve diğer yüzeylerden toz ve kirlerin temizlenmesi de önerilir.

Her yılki yıldırım mevsimi öncesinde hem yüksek hem de düşük gerilimli geçici voltaj engelleri ve yerleştirmenin kurulumu kapsamlı bir şekilde incelenmelidir. Uygun olmayan engeller değiştirilmelidir. Yerleştirme kurulumu kopuk teller, kötü kaynaklar veya kopuşlar olmamalıdır. Yerleştirme kurulumu için alüminyum iletkenler asla kullanılmamalıdır; bunun yerine 10-12mm çapındaki çelik çubuklar veya 30×3mm düz çelik şeritler önerilir.

Yerleştirme direnci, iyi hava koşullarında (en az bir haftalık sürekli açık hava) kış mevsiminde yıllık olarak test edilmelidir. Uygun olmayan yerleştirme sistemleri düzeltilmelidir.

Transformatör uçları ile yüksek ve düşük gerilimli havada asılı olan iletkenler arasındaki bağlantılar, bakır-alüminyum geçiş bileşenleri veya bakır-alüminyum ekipman klemaları kullanılarak yapılmalıdır. Bağlantı öncesinde, bu bileşenlerin yüzeyleri ince kumkâğıtla cilalanan ve uygun miktarda iletken yağ ile kaplanmalıdır.

Transformatör tap değiştirmede prosedürler sıkıca takip edilmelidir. Ayarlandıktan sonra, transformatör hemen servise geri dönmemelidir. Bunun yerine, işlem öncesi ve sonrasında her fazın DC direnç değerleri köprüyle ölçülüp karşılaştırılmalıdır. Anlamlı bir değişiklik gözlemlenmediyse, işlem sonrası faz arası ve hat arası DC direnç değerleri karşılaştırılmalı, faz farklılıkları %4'ü aşmamalı ve hat farklılıkları %2'den az olmalıdır. Bu kriterler karşılanmadığında, neden belirlenip düzeltilmelidir. Sadece bu gereklilikler karşılandığında, transformatör servise geri döndürülebilir.