Panglawas ug Pansakop nga mga Sayop sa Transformer

Dahil kailangan ang pagprotekta sa mataas na kapasidad na transformer kontra sa panlabas at panloob na electrical fault.

Ang Panlabas na Fault sa Power Transformer

Ang Panlabas na Short Circuit sa Power Transformer

Ang short circuit maaaring magkaroon sa dalawa o tatlong phase ng electrical power system. Ang lebel ng fault current ay laging sapat na mataas. Ito ay depende sa voltage na naka-short-circuit at sa impedance ng circuit hanggang sa fault point. Ang copper loss ng fault feeding transformer ay biglaang tumaas. Ang pagtaas ng copper loss ay nagdudulot ng panloob na init sa transformer. Ang malaking fault current ay nagbibigay din ng matinding mechanical stresses sa transformer. Ang pinakamataas na mechanical stresses ay nangyayari sa unang cycle ng symmetrical fault current.

Ang Mataas na Voltage Disturbance sa Power Transformer

Ang mataas na voltage disturbance sa power transformer ay may dalawang uri,

1. Transient Surge Voltage

2. Power Frequency Over Voltage

Transient Surge Voltage

Maaaring lumitaw ang mataas na voltage at mataas na frequency surge sa power system dahil sa anumang sumusunod na sanhi,

• Arcing ground kung ang neutral point ay isolated.

• Switching operation ng iba't ibang electrical equipment.

• Atmospheric Lightening Impulse.

Anuman ang sanhi ng surge voltage, ito ay isang traveling wave na may mataas at steep waveform at may mataas na frequency. Ang wave na ito ay lumalakad sa electrical power system network, kapag ito ay umabot sa power transformer, ito ay nagdudulot ng breakdown ng insulation sa pagitan ng turns na malapit sa line terminal, na maaaring lumikha ng short circuit sa pagitan ng turns.

Power Frequency Over Voltage

Maaaring laging may pagkakataon ng system over voltage dahil sa biglaang disconnection ng malaking load. Bagaman ang amplitude ng voltage na ito ay mas mataas kaysa sa normal na lebel nito, ang frequency nito ay pareho pa rin sa normal na kondisyon. Ang over voltage sa system ay nagdudulot ng pagtaas ng stress sa insulation ng transformer. Bilang alam natin, ang voltage, ang pagtaas ng voltage ay nagdudulot ng proporsyunado na pagtaas ng working flux.
Ito kaya ang nagdudulot ng pagtaas ng iron loss at proporsyunado na pagtaas ng magnetizing current. Ang pagtaas ng flux ay inirerekta mula sa core ng transformer patungo sa iba pang steel structural parts ng transformer. Ang core bolts na normal na nagdadala ng kaunting flux, maaaring mapabilang sa malaking bahagi ng flux na inirerekta mula sa saturated region ng core sa tabi. Sa ganitong kondisyon, maaaring mabilis na mainit ang bolt at sirain ang kanilang sariling insulation pati na rin ang winding insulation.

Ang Under Frequency Effect sa Power Transformer

Tulad ng, voltagebilang ang bilang ng turns sa winding ay fixed.
Kaya,
Sa, equation na ito, malinaw na kung ang frequency ay bumaba sa isang system, ang flux sa core ay tumaas, ang epekto ay halos pareho sa over voltage.

Ang Panloob na Fault sa Power Transformer

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

1. Insulation breakdown sa pagitan ng winding at earth

2. Insulation breakdown sa pagitan ng iba't ibang phases

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

4. Transformer core fault

Ang Panloob na Earth Fault sa Power Transformer

Ang Panloob na Earth Fault sa Star Connected Winding na may Neutral Point Earthed through an Impedance

Sa kasong ito, ang fault current ay depende sa value ng earthing impedance at proporsyunado rin sa distansya ng fault point mula sa neutral point bilang ang voltage sa punto ay depende sa bilang ng winding turns na nasa gitna ng neutral at fault point. Kung ang distansya sa pagitan ng fault point at neutral point ay mas malayo, ang bilang ng turns sa ilalim ng distansya na ito ay mas marami, kaya ang voltage sa pagitan ng neutral point at fault point ay mataas na nagdudulot ng mas mataas na fault current. Kaya, sa maikling salita, maaaring sabihin na ang value ng fault current ay depende sa value ng earthing impedance at ang distansya sa pagitan ng faulty point at neutral point. Ang fault current ay depende rin sa leakage reactance ng bahagi ng winding sa pagitan ng fault point at neutral. Ngunit kumpara sa earthing impedance, ito ay napakababa at ito ay siyempre ignoro dahil ito ay nasa series sa mas mataas na earthing impedance.

Ang Panloob na Earth Fault 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 ay depende rin sa distansya sa pagitan ng neutral point at fault point sa transformer. Tulad ng sinabi sa naunang kasong, 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 distansya 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 mabilis na bumababa para sa fault point na lumapit sa neutral at kaya ang fault current ay pinakamataas para sa fault na malapit sa neutral end. Kaya 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 rin, kaya ang value 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 bahagi ng winding sa pagitan ng fault point at neutral point ay mataas. Nakikita na ang fault current ay nananatili sa napakataas na lebel sa buong winding. Sa ibang salita, ang fault current ay nagpapanatili ng napakataas na magnitude irrelevant sa posisyon ng fault sa winding.

Ang Panloob na Phase to Phase Fault sa Power Transformer

Ang phase to phase fault sa transformer ay bihirang mangyari. Kung mangyari man, ito ay magbibigay ng substansyal na current upang patakaran 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 napakalaki ang posibilidad na mapabilang sa mataas na magnitude, steep fronted at mataas na frequency impulse voltage dahil sa lightening surge sa transmission line. Ang voltage stresses sa pagitan ng winding turns ay naging napakalaki, hindi ito makakayanan ang stress at nagdudulot ng insulation failure sa pagitan ng inter – turns sa ilang puntos. Ang LV winding ay stressed din dahil sa transferred surge voltage. Napakaraming numero ng power transformer failure na nanggaling sa fault sa pagitan ng turns. Ang inter turn fault ay maaari ring mangyari dahil sa mechanical forces sa pagitan ng turns na nagsimula sa external short circuit.

Ang Core Fault sa Power Transformer

Kung anumang bahagi ng core lamination ay nasira, o ang lamination ng core ay nabridge ng anumang conducting material na nagdudulot ng sapat na eddy current upang lumakad, kaya, ang bahaging ito ng core ay naging sobrang mainit. Sa ilang panahon, ang insulation ng