Ano ang mga Kamalian sa Transformer?

Ano ang mga Sakit sa Transformer?

Paglalarawan ng mga Sakit sa Transformer

Ang mga sakit sa transformer ay tumutukoy sa mga isyu tulad ng pagkasira ng insulasyon at core faults na maaaring mangyari sa loob o labas ng transformer.

Mga Eksternal na Sakit sa Power Transformer

Eksternal na Short Circuit ng Power Transformer

Maaaring mangyari ang short circuit sa dalawang o tatlong phase ng electrical power system. Ang fault current ay karaniwang mataas, depende sa short-circuited voltage at circuit impedance hanggang sa fault point. Ang mataas na fault current na ito ay nagdudulot ng pagtaas ng copper loss, na nagiging sanhi ng panloob na init sa transformer. Ito rin ay naglilikha ng matinding mekanikal na stress, lalo na sa unang cycle ng fault current.

High Voltage Disturbance sa Power Transformer

Ang high voltage disturbance sa power transformer ay may dalawang uri,

• Transient Surge Voltage

• Power Frequency Over Voltage

Transient Surge Voltage

Maaaring lumitaw ang mataas na voltageng surge sa power system dahil sa anumang sumusunod na dahilan,

• Arcing ground kung ang neutral point ay naka-isolate.

• Switching operation ng iba't ibang electrical equipment.

• Atmospheric Lightening Impulse.

Anuman ang mga dahilan ng surge voltage, ito ay isang traveling wave na may mataas at malubhang waveform at may mataas na frequency. Ang wave na ito ay lumalakbay sa electrical power system network, at kapag ito ay umabot sa power transformer, ito ay nagdudulot ng pagkasira ng insulasyon sa pagitan ng mga turns na malapit sa line terminal, na maaaring magresulta sa short circuit sa pagitan ng mga turns.

Power Frequency Over Voltage

Mayroong palaging posibilidad ng system over voltage dahil sa biglaang pagkawala ng malaking load. Bagaman ang amplitude ng voltage na ito ay mas mataas kaysa sa normal na antas, ang frequency nito ay pareho pa rin bilang nasa normal na kondisyon. Ang over voltage sa sistema ay nagdudulot ng pagtaas ng stress sa insulasyon ng transformer. Bilang alam natin, ang voltage, ang pagtaas ng voltage ay nagdudulot ng proporsyonado na pagtaas ng working flux.

Ito kaya ang nagdudulot ng pagtaas ng iron loss at proporsyonado na malaking pagtaas ng magnetizing current. Ang pagtaas ng flux ay inilipat mula sa core ng transformer patungo sa iba pang steel structural parts ng transformer. Ang core bolts na karaniwang nagdadala ng kaunti lang na flux, maaaring mapabilis na mainit at sirain ang kanilang sariling insulasyon pati na rin ang winding insulation.

Under Frequency Effect sa Power Transformer

Tulad ng, voltage bilang ang bilang ng turns sa winding ay fixed. Mula sa equation na ito, malinaw na kung ang frequency ay bumaba sa sistema, ang flux sa core ay tataas, ang mga epekto ay halos pareho sa over voltage.

Internal Faults sa Power Transformer

Ang pangunahing mga sakit na nangyayari sa loob ng power transformer ay nakakategorya bilang,

• Insulation breakdown sa pagitan ng winding at earth

• Insulation breakdown sa pagitan ng iba't ibang phases

• Insulation breakdown sa pagitan ng adjacent turns i.e. inter – turn fault

• Transformer core fault

Internal Earth Faults sa Power Transformer

Internal Earth Faults sa Star Connected Winding na may Neutral Point Earthed through an Impedance

Sa star-connected winding na may neutral point earthed through an impedance, ang fault current ay depende sa earthing impedance at ang layo mula sa fault point hanggang sa neutral. Ang voltage sa fault point ay mas mataas kung ito ay mas malayo sa neutral, na nagreresulta sa mas mataas na fault current. Ang fault current din ay depende sa leakage reactance ng winding portion sa pagitan ng fault point at neutral, ngunit ito ay karaniwang mababa kumpara sa earthing impedance.

Internal Earth Faults sa Star Connected Winding na may Neutral Point Solidly Earthed

Sa kasong ito, ang earthing impedance ay ideyal na zero. Ang fault current ay depende sa leakage reactance ng bahagi ng winding na nasa pagitan ng faulty point at neutral point ng transformer. Ang fault current din ay depende sa layo sa pagitan ng neutral point at fault point sa transformer.

Tulad ng sinabi sa naunang kaso, ang voltage sa pagitan ng dalawang puntos na ito ay depende sa bilang ng winding turn na nasa pagitan ng faulty point at neutral point. Kaya sa star connected winding na may neutral point solidly earthed, ang fault current ay depende sa dalawang pangunahing factor, una ang leakage reactance ng winding na nasa pagitan ng faulty point at neutral point at pangalawa ang layo sa pagitan ng faulty point at neutral point. 

Ngunit ang leakage reactance ng winding ay nagbabago nang komplikado depende sa posisyon ng fault sa winding. Nakikita na ang reactance ay bumababa nang mabilis para sa fault point na lumapit sa neutral at kaya ang fault current ay pinakamataas para sa fault na malapit sa neutral end. Sa punto na ito, ang voltage na available para sa fault current ay mababa at sa parehong oras ang reactance na laban sa fault current ay mababa, kaya ang halaga ng fault current ay sapat na mataas. 

Muli, sa fault point na malayo sa neutral point, ang voltage na available para sa fault current ay mataas ngunit sa parehong oras ang reactance na ibinibigay ng winding portion sa pagitan ng fault point at neutral point ay mataas. Maaring makita na ang fault current ay nananatili sa napakataas na antas sa buong winding. Sa ibang salita, ang fault current ay nagpapanatili ng napakataas na magnitude kahit saan ang posisyon ng fault sa winding.

Internal Phase to Phase Faults sa Power Transformer

Ang phase to phase fault sa transformer ay bihirang mangyari. Kung mangyari man, ito ay magbibigay ng sustansyal na current upang pumatak ang instantaneous over current relay sa primary side at ang differential relay.

Inter Turns Fault sa Power Transformer

Ang power transformer na konektado sa electrical extra high voltage transmission system, ay malamang na mapailalim sa mataas na magnitude, steep fronted, at high frequency impulse voltage dahil sa lightening surge sa transmission line. Ang voltage stresses sa pagitan ng winding turns ay naging sobrang malaki, hindi ito maitataguyod ang stress at nagdudulot ng insulation failure sa pagitan ng inter – turns sa ilang puntos. Pati na rin ang LV winding ay napa-stress dahil sa transferred surge voltage. Napakaraming numero ng power transformer failure ang nanggaling sa fault sa pagitan ng turns. Ang inter turn fault maaari ring mangyari dahil sa mechanical forces sa pagitan ng turns na nagsimula sa external short circuit.

Core Fault sa Power Transformer

Kung anumang bahagi ng core lamination ay nasira o nabridge ng isang conducting material, ito ay maaaring magdulot ng eddy current at lokal na sobrang init. Ito rin ay maaaring mangyari kung ang insulasyon ng mga bolt na ginagamit upang ipit ang core laminations ay nabigo. Ang mga sakit na ito ay nagdudulot ng matinding lokal na init ngunit hindi ito nasisiyahan ang input at output current ng transformer, kaya mahirap itong mailarawan gamit ang standard electrical protection schemes. Ang excessive overheating ay maaaring sirain ang transformer oil, na nagrerelease ng mga gas na nag-iipon sa Buchholz relay at nag-trigger ng alarm.