สาเหตุหลักของการล้มเหลวของหม้อแปลงไฟฟ้าแบบกระจาย H59
1. การโหลดเกิน
ประการแรก เนื่องจากคุณภาพชีวิตของผู้คนที่เพิ่มขึ้น ส่งผลให้การใช้ไฟฟ้าเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ทรานส์ฟอร์เมอร์กระจาย H59 ที่มีความจุเล็ก—"ม้าเล็กลากรถใหญ่"—ไม่สามารถตอบสนองความต้องการของผู้ใช้ได้ ทำให้ทรานส์ฟอร์เมอร์ทำงานในสภาพโหลดเกิน นอกจากนี้ ความแปรปรวนของฤดูกาลและสภาพอากาศสุดโต่งยังทำให้ความต้องการใช้ไฟฟ้าสูงขึ้น ทำให้ทรานส์ฟอร์เมอร์กระจาย H59 ทำงานในสภาพโหลดเกินอีกด้วย
เนื่องจากการทำงานในสภาพโหลดเกินเป็นเวลานาน ส่วนประกอบภายใน สายรัด และฉนวนน้ำมันเสื่อมสภาพเร็วขึ้น โหลดของทรานส์ฟอร์เมอร์ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับฤดูกาลและเวลา—โดยเฉพาะในพื้นที่ชนบทระหว่างฤดูกาลเก็บเกี่ยว เมื่อทรานส์ฟอร์เมอร์ทำงานที่ความจุเต็มหรือโหลดเกิน ในขณะที่กลางคืนจะทำงานที่โหลดเบา ทำให้เกิดความแปรปรวนของกราฟโหลดมาก โดยอุณหภูมิการทำงานสูงถึง 80 °C ที่สูงสุด และลดลงต่ำสุดที่ 10 °C
นอกจากนี้ การตรวจสอบทรานส์ฟอร์เมอร์ในชนบทพบว่าแต่ละทรานส์ฟอร์เมอร์มีน้ำสะสมเฉลี่ยมากกว่า 100 กรัมที่ด้านล่าง น้ำเข้าไปผ่านการหายใจของน้ำมันทรานส์ฟอร์เมอร์ในระหว่างการขยายตัวและหดตัวทางความร้อน จากนั้นตกตะกอนออกจากน้ำมัน นอกจากนี้ระดับน้ำมันต่ำทำให้พื้นผิวน้ำมันลดลง เพิ่มพื้นที่สัมผัสระหว่างน้ำมันฉนวนกับอากาศ ซึ่งทำให้การดูดน้ำจากบรรยากาศเร็วขึ้น ทำให้ความแข็งแรงของฉนวนภายในลดลง และเมื่อฉนวนเสื่อมสภาพต่ำกว่าระดับวิกฤติ จะเกิดการชำรุดภายในและการลัดวงจร
2. การเติมน้ำมันโดยไม่ได้รับอนุญาตในทรานส์ฟอร์เมอร์กระจาย H59
ช่างไฟฟ้าเติมน้ำมันในทรานส์ฟอร์เมอร์กระจาย H59 ในขณะที่กำลังทำงาน หนึ่งชั่วโมงต่อมา ฟิวส์หล่นเฟสสูงสองเฟส พร้อมกับน้ำมันกระเด็นออกมาบ้าง การตรวจสอบที่ไซต์ยืนยันว่าจำเป็นต้องซ่อมแซมใหญ่ สาเหตุหลักของการไหม้ของทรานส์ฟอร์เมอร์คือ:
น้ำมันทรานส์ฟอร์เมอร์ที่เติมใหม่ไม่เข้ากับน้ำมันที่มีอยู่ในถัง น้ำมันทรานส์ฟอร์เมอร์มีสูตรฐานต่างกัน และการผสมน้ำมันประเภทต่างๆ มักไม่ได้รับอนุญาต
เติมน้ำมันโดยไม่ปิดระบบไฟฟ้า การผสมน้ำมันร้อนและเย็นทำให้การไหลเวียนภายในเร็วขึ้น ทำให้น้ำที่อยู่ที่ด้านล่างถูกคนขึ้นและกระจายเข้าสู่สายรัดแรงดันสูงและแรงดันต่ำ ลดความแข็งแรงของฉนวนและทำให้เกิดการชำรุด
ใช้น้ำมันทรานส์ฟอร์เมอร์ที่ไม่ได้มาตรฐาน
3. การชดเชยพลังงานปฏิกิริยาไม่เหมาะสมทำให้เกิดแรงดันเกินจากการสั่นสะเทือน
เพื่อลดการสูญเสียในสายและเพิ่มการใช้อุปกรณ์ กฎระเบียบแนะนำให้ติดตั้งอุปกรณ์ชดเชยพลังงานปฏิกิริยากับทรานส์ฟอร์เมอร์กระจาย H59 ที่มีความจุมากกว่า 100 kVA อย่างไรก็ตาม หากการชดเชยไม่เหมาะสม—เช่น ความต้านทานแบบความจุรวมเท่ากับความต้านทานแบบความต้านทานเหนี่ยวนำในวงจร—อาจเกิดการสั่นสะเทือนในสายและอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อ ทำให้เกิดแรงดันเกินและความดันเกินที่อาจทำให้ทรานส์ฟอร์เมอร์ H59 และอุปกรณ์ไฟฟ้าอื่นๆ ไหม้
4. แรงดันเกินจากการสั่นสะเทือนของระบบ
ในระบบจำหน่ายไฟฟ้า 10 kV ในชนบท สายมีความยาว ระยะห่างจากพื้นดิน และขนาดของสายต่างกัน เมื่อรวมกับการเปลี่ยนแปลงของทรานส์ฟอร์เมอร์ H59 เครื่องเชื่อม อุปกรณ์เก็บประจุ และโหลดใหญ่ ทำให้พารามิเตอร์ของระบบเปลี่ยนแปลงอย่างมาก นอกจากนี้ การต่อพื้นเดี่ยวแบบไม่ต่อเนื่องในระบบไฟฟ้า 10 kV ที่ไม่มีการต่อพื้นกลางสามารถทำให้เกิดแรงดันเกินจากการสั่นสะเทือน เมื่อเกิดเหตุการณ์นี้ กรณีที่ไม่รุนแรงจะทำให้ฟิวส์แรงดันสูงแตก กรณีรุนแรงทำให้ทรานส์ฟอร์เมอร์ไหม้ และในบางกรณีอาจทำให้ปลอกเกิดการแฟลชโอเวอร์หรือระเบิด
5. แรงดันเกินจากฟ้าผ่า
ตามกฎระเบียบ ทรานส์ฟอร์เมอร์กระจาย H59 ต้องติดตั้งเครื่องป้องกันฟ้าผ่าที่มีคุณสมบัติครบถ้วนทั้งฝั่งแรงดันสูงและแรงดันต่ำ เพื่อลดความเสียหายจากฟ้าผ่าและแรงดันเกินจากการสั่นสะเทือนต่อสายรัดและปลอก สาเหตุที่ทำให้เกิดความเสียหายจากแรงดันเกินได้แก่:
การติดตั้งหรือทดสอบเครื่องป้องกันฟ้าผ่าไม่เหมาะสม โดยทั่วไปเครื่องป้องกันฟ้าผ่าสามตัวจะแชร์จุดต่อพื้นเดียว ตลอดเวลา ความเสื่อมสภาพจากสภาพอากาศหรือการบำรุงรักษาย่ำแย่สามารถทำให้การต่อพื้นนี้แตกหรือเสื่อมสภาพ เมื่อเกิดเหตุการณ์ฟ้าผ่าหรือแรงดันเกินจากการสั่นสะเทือน การต่อพื้นไม่เพียงพอทำให้ไม่สามารถปล่อยประจุลงสู่พื้นได้อย่างมีประสิทธิภาพ ทำให้ทรานส์ฟอร์เมอร์ชำรุด
การพึ่งพาประกันภัยมากเกินไป ผู้ใช้จำนวนมากเชื่อว่าเนื่องจากทรานส์ฟอร์เมอร์ได้รับการประกันแล้ว การติดตั้งและทดสอบเครื่องป้องกันฟ้าผ่าไม่จำเป็น เชื่อว่าบริษัทประกันภัยจะครอบคลุมความเสียหาย แนวคิดนี้ส่งผลให้เกิดความเสียหายของทรานส์ฟอร์เมอร์อย่างกว้างขวางในหลายปีที่ผ่านมา
เน้นเฉพาะเครื่องป้องกันฟ้าผ่าฝั่งแรงดันสูงและละเลยฝั่งแรงดันต่ำ ถ้าไม่มีเครื่องป้องกันฟ้าผ่าฝั่งแรงดันต่ำ การฟ้าผ่าที่ฝั่งแรงดันต่ำสามารถทำให้เกิดแรงดันกลับที่ทำให้สายรัดแรงดันสูงและแรงดันต่ำเสียหาย
6. การลัดวงจรฝั่งสอง
เมื่อเกิดการลัดวงจรฝั่งสอง กระแสไฟฟ้าที่เกิดจากการลัดวงจรจะไหลผ่านฝั่งสองหลายเท่าถึงสิบเท่าของกระแสไฟฟ้าปกติ กระแสไฟฟ้าที่ใหญ่ยังคงไหลผ่านฝั่งหนึ่งเพื่อต้านทานผลของการลบแม่เหล็กของกระแสไฟฟ้าที่เกิดจากการลัดวงจรฝั่งสอง กระแสไฟฟ้าขนาดใหญ่นี้:
สร้างแรงกดทับทางกลไกภายในสายรัด ทำให้ขดลวดถูกบีบอัด ฉนวนหลักและฉนวนระหว่างชั้นหลุดออก และเกิดการผิดรูป;
ทำให้อุณหภูมิสูงขึ้นอย่างรวดเร็วในขดลวดทั้งสอง หากฟิวส์มีขนาดไม่เหมาะสมหรือถูกแทนที่ด้วยลวดทองแดง/อลูมิเนียม ขดลวดสามารถไหม้ได้อย่างรวดเร็ว
7. การติดต่อที่ไม่ดีที่เบรกเกอร์เปลี่ยนขั้ว
เบรกเกอร์เปลี่ยนขั้วคุณภาพต่ำที่มีการออกแบบไม่ดี แรงกดของสปริงไม่เพียงพอ หรือการติดต่อระหว่างขั้วเคลื่อนที่และขั้วคงที่ไม่สมบูรณ์ อาจทำให้ระยะฉนวนระหว่างขั้วที่จัดตำแหน่งไม่ตรงกันลดลง ส่งผลให้เกิดการอาร์กไฟ วงจรสั้น และขดลวดเปลี่ยนขั้วหรือขดลวดทั้งหมดไหม้ภายในเวลาอันสั้น
ความผิดพลาดจากมนุษย์: ช่างไฟฟ้าบางคนเข้าใจผิดเกี่ยวกับหลักการทำงานของเบรกเกอร์เปลี่ยนขั้วแบบไม่มีโหลด หลังจากการปรับแต่ง ขั้วติดต่ออาจเชื่อมต่อเพียงบางส่วนเท่านั้น อีกทางเลือกหนึ่ง การทำงานเป็นเวลานานทำให้ขั้วติดต่อคงที่สกปรก ส่งผลให้การติดต่อไม่ดี เกิดการอาร์กไฟ และในที่สุดทำให้หม้อแปลงเสียหาย
8. ช่องระบายอากาศอุดตัน
หม้อแปลงที่มีค่าเรตติ้งมากกว่า 50 กิโลโวลต์แอมแปร์ มักจะติดตั้ง "ช่องระบายอากาศ (breather)" บนถังคอนเซอร์เวเตอร์ ตัวเรือนของช่องระบายอากาศมักเป็นทรงกระบอกแก้วใสที่บรรจุสารดูดความชื้น โดยมีความเปราะบางในระหว่างการขนส่ง ผู้ผลิตจึงมักจะจัดส่งอุปกรณ์พร้อมแผ่นเหล็กสี่เหลี่ยมขนาดเล็กยึดปิดช่องระบายอากาศแทนการติดตั้งช่องระบายอากาศจริง เพื่อป้องกันไม่ให้ความชื้นเข้าไปภายใน
เมื่อเริ่มใช้งาน แผ่นเหล็กนี้จะต้องถอดออกทันทีและติดตั้งช่องระบายอากาศที่ใช้งานได้แทน หากไม่ดำเนินการเช่นนั้น ความร้อนที่เกิดขึ้นระหว่างการทำงานจะทำให้น้ำมันขยายตัวและแรงดันภายในเพิ่มขึ้น โดยไม่มีช่องระบายอากาศที่ทำงานได้ น้ำมันจะไม่สามารถไหลเวียนได้อย่างเหมาะสม ความร้อนจะไม่สามารถระบายออกได้ อุณหภูมิของแกนและขดลวดจะสูงขึ้นเรื่อยๆ ฉนวนจะเสื่อมสภาพอย่างต่อเนื่องจนกระทั่งหม้อแปลงไหม้ในที่สุด
9. ปัญหาอื่น ๆ
ปัญหาทั่วไปในการดำเนินงานและการบำรุงรักษาหม้อแปลงกระจาย H59 ได้แก่:
ระหว่างการบำรุงรักษาหรือติดตั้ง การขันหรือคลายน็อตของแท่งนำไฟฟ้าอาจทำให้แท่งหมุน ส่งผลให้สายทองแดงอ่อนด้านรองสัมผัสกัน ทำให้เกิดวงจรสั้นระหว่างเฟสหรือทำให้สายขดลวดด้านปฐมภูมิขาด
การทำเครื่องมือหรือวัตถุตกโดยไม่ได้ตั้งใจขณะทำงานกับหม้อแปลง อาจทำให้ปลอกฉนวนเสียหาย ทำให้เกิดการแฟลชโอเวอร์ลงกราวนด์เล็กน้อย หรือวงจรสั้นอย่างรุนแรง
หลังจากการบำรุงรักษา การทดสอบ หรือการเปลี่ยนสายเคเบิลในหม้อแปลงที่ทำงานขนานกัน การไม่ทำการตรวจสอบลำดับเฟสและการต่อสายใหม่แบบสุ่ม อาจทำให้การจัดเรียงเฟสผิด เมื่อจ่ายไฟกระแส จะมีกระแสหมุนเวียนขนาดใหญ่ไหลผ่าน ทำให้หม้อแปลงไหม้
กล่องมิเตอร์ป้องกันการขโมยที่ติดตั้งด้านแรงต่ำมักประสบปัญหาพื้นที่จำกัดและงานติดตั้งไม่ดี — การต่อสายบางจุดมีเพียงการพันด้วยลวดเท่านั้น สิ่งนี้ทำให้เกิดความต้านทานการติดต่อสูงที่ขั้วแรงต่ำ ส่งผลให้เกิดความร้อนสูงและการอาร์กไฟภายใต้ภาระหนัก และในที่สุดทำให้แท่งนำไฟฟ้าไหม้
