ความผิดปกติภายนอกและภายในในหม้อแปลง

เป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องป้องกันหม้อแปลงไฟฟ้าที่มีกำลังสูงจากการเกิดข้อผิดพลาดทางไฟฟ้าภายนอกและภายใน

ข้อผิดพลาดภายนอกในหม้อแปลงไฟฟ้า

วงจรลัดวงจรภายนอกของหม้อแปลงไฟฟ้า

วงจรลัดวงจรอาจเกิดขึ้นในสองหรือสามเฟสของระบบไฟฟ้า การระดับของกระแสไฟฟ้าที่ผิดปกติมักจะสูงพอสมควร มันขึ้นอยู่กับแรงดันที่ถูกวงจรลัดวงจรและอิมพีแดนซ์ของวงจรจนถึงจุดที่เกิดข้อผิดพลาด ความสูญเสียของทองแดงของหม้อแปลงที่ให้พลังงานแก่ข้อผิดพลาดเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ความสูญเสียนี้ทำให้เกิดความร้อนภายในหม้อแปลง กระแสไฟฟ้าที่ผิดปกติจำนวนมากยังสร้างแรงกดดันทางกลในหม้อแปลง แรงกดดันทางกลสูงสุดเกิดขึ้นในวงจรแรกของการไหลของกระแสไฟฟ้าที่สมมาตร

การรบกวนแรงดันไฟฟ้าสูงในหม้อแปลงไฟฟ้า

การรบกวนแรงดันไฟฟ้าสูงในหม้อแปลงไฟฟ้า มีสองประเภท

1. แรงดันไฟฟ้าชั่วขณะ

2. แรงดันไฟฟ้าเกินความถี่ของระบบ

แรงดันไฟฟ้าชั่วขณะ

แรงดันไฟฟ้าและความถี่สูงอาจเกิดขึ้นในระบบไฟฟ้าเนื่องจากสาเหตุใดสาเหตุหนึ่งต่อไปนี้

• การอาร์คภาคพื้นดินหากจุดกลางถูกแยกออก

• การทำงานของอุปกรณ์ไฟฟ้าต่าง ๆ

• แรงดันไฟฟ้าจากฟ้าผ่า

ไม่ว่าสาเหตุของแรงดันไฟฟ้าชั่วขณะจะเป็นอะไร มันเป็นคลื่นที่เดินทางมีรูปแบบสูงและชันและมีความถี่สูง คลื่นนี้เดินทางในระบบไฟฟ้า เมื่อถึงหม้อแปลงไฟฟ้า มันทำให้เกิดการแตกของฉนวนระหว่างห่วงที่อยู่ใกล้กับจุดเชื่อมต่อสาย ซึ่งอาจสร้างวงจรลัดวงจรระหว่างห่วง

แรงดันไฟฟ้าเกินความถี่ของระบบ

อาจมีโอกาสที่ระบบจะเกิดแรงดันไฟฟ้าเกินเนื่องจากการตัดโหลดขนาดใหญ่กะทันหัน แม้ว่าแรงดันไฟฟ้าจะสูงกว่าปกติ แต่ความถี่ยังคงเท่าเดิม แรงดันไฟฟ้าเกินในระบบทำให้ความเครียดบนฉนวนของหม้อแปลงเพิ่มขึ้น เราทราบว่า แรงดันไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นทำให้ฟลักซ์ทำงานเพิ่มขึ้นตามลำดับ ดังนั้น ทำให้เกิดการสูญเสียเหล็กเพิ่มขึ้นและกระแสแม่เหล็กเพิ่มขึ้นอย่างมาก ฟลักซ์ที่เพิ่มขึ้นถูกเปลี่ยนเส้นทางออกจากแกนหลักของหม้อแปลงไปยังส่วนโครงสร้างเหล็กอื่น ๆ ของหม้อแปลง ตัวยึดที่ปกติแล้วไม่ได้รับฟลักซ์มาก อาจถูกทำลายโดยฟลักซ์ที่ถูกเปลี่ยนเส้นทางมาจากส่วนที่อิ่มตัวของแกน หากเกิดสภาพเช่นนี้ ตัวยึดอาจถูกทำให้ร้อนอย่างรวดเร็วและทำลายฉนวนของตัวเองและฉนวนของห่วง

ผลกระทบจากการลดความถี่ในหม้อแปลงไฟฟ้า

เมื่อแรงดันไฟฟ้าจำนวนรอบของห่วงถูกกำหนดไว้แน่นอน ดังนั้น
จากสมการนี้ แสดงให้เห็นว่า หากความถี่ในระบบลดลง ฟลักซ์ในแกนจะเพิ่มขึ้น ผลกระทบที่เกิดขึ้นคล้ายคลึงกับแรงดันไฟฟ้าเกิน

ข้อผิดพลาดภายในในหม้อแปลงไฟฟ้า

ข้อผิดพลาดหลักที่เกิดขึ้นภายในหม้อแปลงไฟฟ้าถูกแบ่งออกเป็น

1. การแตกของฉนวนระหว่างห่วงและพื้น

2. การแตกของฉนวนระหว่างเฟสต่าง ๆ

3. การแตกของฉนวนระหว่างห่วงที่อยู่ติดกัน (inter-turn fault)

4. ข้อผิดพลาดของแกนหม้อแปลง

ข้อผิดพลาดทางดินภายในในหม้อแปลงไฟฟ้า

ข้อผิดพลาดทางดินภายในในห่วงเชื่อมโยงแบบดาวที่จุดกลางเชื่อมต่อผ่านอิมพีแดนซ์

ในกรณีนี้ กระแสไฟฟ้าที่ผิดปกติขึ้นอยู่กับค่าของอิมพีแดนซ์ทางดิน และเป็นสัดส่วนกับระยะทางระหว่างจุดที่เกิดข้อผิดพลาดและจุดกลาง เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าที่จุดนี้ขึ้นอยู่กับจำนวนรอบของห่วงที่มาถึงจุดกลางและจุดที่เกิดข้อผิดพลาด หากระยะทางระหว่างจุดที่เกิดข้อผิดพลาดและจุดกลางมาก จำนวนรอบของห่วงที่อยู่ระหว่างนี้ก็จะมากขึ้น ทำให้แรงดันไฟฟ้าระหว่างจุดกลางและจุดที่เกิดข้อผิดพลาดสูงขึ้น ทำให้กระแสไฟฟ้าที่ผิดปกติสูงขึ้น ดังนั้น ในคำพูดน้อย ๆ สามารถกล่าวได้ว่า ค่าของกระแสไฟฟ้าที่ผิดปกติขึ้นอยู่กับค่าของอิมพีแดนซ์ทางดินและระยะทางระหว่างจุดที่เกิดข้อผิดพลาดและจุดกลาง กระแสไฟฟ้าที่ผิดปกติก็ขึ้นอยู่กับอิมพีแดนซ์ทางรั่วของส่วนของห่วงที่อยู่ระหว่างจุดที่เกิดข้อผิดพลาดและจุดกลาง แต่เมื่อเทียบกับอิมพีแดนซ์ทางดิน อิมพีแดนซ์ทางรั่วนี้มีค่าน้อยมากและถูกละเว้นเพราะมันอยู่ในอนุกรมกับอิมพีแดนซ์ทางดินที่สูงกว่า

ข้อผิดพลาดทางดินภายในในห่วงเชื่อมโยงแบบดาวที่จุดกลางเชื่อมต่อผ่านทางดินโดยตรง

ในกรณีนี้ อิมพีแดนซ์ทางดินเป็นศูนย์ กระแสไฟฟ้าที่ผิดปกติขึ้นอยู่กับอิมพีแดนซ์ทางรั่วของส่วนของห่วงที่อยู่ระหว่างจุดที่เกิดข้อผิดพลาดและจุดกลางของหม้อแปลง กระแสไฟฟ้าที่ผิดปกติยังขึ้นอยู่กับระยะทางระหว่างจุดกลางและจุดที่เกิดข้อผิดพลาดในหม้อแปลง เช่นเดียวกับกรณีก่อนหน้านี้ แรงดันไฟฟ้าระหว่างจุดกลางและจุดที่เกิดข้อผิดพลาดขึ้นอยู่กับจำนวนรอบของห่วงที่อยู่ระหว่างจุดที่เกิดข้อผิดพลาดและจุดกลาง ดังนั้น ในห่วงเชื่อมโยงแบบดาวที่จุดกลางเชื่อมต่อผ่านทางดินโดยตรง กระแสไฟฟ้าที่ผิดปกติขึ้นอยู่กับสองปัจจัยหลัก คือ อิมพีแดนซ์ทางรั่วของห่วงที่อยู่ระหว่างจุดที่เกิดข้อผิดพลาดและจุดกลาง และระยะทางระหว่างจุดที่เกิดข้อผิดพลาดและจุดกลาง แต่อิมพีแดนซ์ทางรั่วของห่วงเปลี่ยนแปลงอย่างซับซ้อนตามตำแหน่งของจุดที่เกิดข้อผิดพลาดในห่วง พบว่า อิมพีแดนซ์ลดลงอย่างรวดเร็วเมื่อจุดที่เกิดข้อผิดพลาดเข้าใกล้จุดกลาง ดังนั้น กระแสไฟฟ้าที่ผิดปกติสูงสุดเมื่อจุดที่เกิดข้อผิดพลาดอยู่ใกล้จุดกลาง ณ จุดนี้ แรงดันไฟฟ้าที่ใช้สำหรับกระแสไฟฟ้าที่ผิดปกติต่ำ แต่อิมพีแดนซ์ที่ต้านทานกระแสไฟฟ้าที่ผิดปกติก็ต่ำ ดังนั้น ค่าของกระแสไฟฟ้าที่ผิดปกติสูงมาก นอกจากนี้ เมื่อจุดที่เกิดข้อผิดพลาดอยู่ห่างจากจุดกลาง แรงดันไฟฟ้าที่ใช้สำหรับกระแสไฟฟ้าที่ผิดปกติสูง แต่อิมพีแดนซ์ที่ต้านทานของส่วนของห่วงระหว่างจุดที่เกิดข้อผิดพลาดและจุดกลางสูง สามารถสังเกตได้ว่า กระแสไฟฟ้าที่ผิดปกติอยู่ในระดับสูงตลอดห่วง กล่าวอีกนัยหนึ่ง กระแสไฟฟ้าที่ผิดปกติรักษาระดับสูงไม่ว่าตำแหน่งของจุดที่เกิดข้อผิดพลาดในห่วงจะอยู่ที่ใด

ข้อผิดพลาดระหว่างเฟสภายในในหม้อแปลงไฟฟ้า

ข้อผิดพลาดระหว่างเฟสในหม้อแปลงไฟฟ้าหายาก หากเกิดข้อผิดพลาดดังกล่าว จะทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าที่มากพอที่จะทำให้เรเลย์กระแสไฟฟ้าเกินทำงานทันทีที่ขั้วปฐมภูมิ และเรเลย์ผลต่าง

ข้อผิดพลาดระหว่างห่วงในหม้อแปลงไฟฟ้า

หม้อแปลงไฟฟ้าที่เชื่อมต่อกับระบบส่งไฟฟ้าแรงสูงมาก มีโอกาสสูงที่จะถูกกระทบด้วยแรงดันไฟฟ้าชั่วขณะที่มีความสูงและมีความถี่สูง จากแรงดันไฟฟ้าชั่วขณะที่เกิดจากฟ้าผ่าบนสายส่งไฟฟ้า แรงดันไฟฟ้าระหว่างห่วงจะสูงมากจนไม่สามารถทนทานได้และทำให้เกิดการแตกของฉนวนระหว่างห่วงในบางจุด นอกจากนี้ ห่วงแรงดันต่ำยังถูกกระทบจากการถ่ายโอนแรงดันไฟฟ้าชั่วขณะ มีการล้มเหลวของหม้อแปลงไฟฟ้าจำนวนมากเนื่องจากข้อผิดพลาดระหว่างห่วง ข้อผิดพลาดระหว่างห่วงอาจเกิดขึ้นจากการกระทำของแรงกลระหว่างห่วงที่เกิดจากวงจรลัดวงจรภายนอก

ข้อผิดพลาดของแกนในหม้อแปลงไฟฟ้า

หากส่วนใดส่วนหนึ่งของแผ่นเหล็กแกนถูกทำลาย หรือแผ่นเหล็กแกนถูกเชื่อมต่อด้วยวัสดุนำไฟฟ้า ทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าวนเพียงพอที่จะไหล ทำให้ส่วนนี้ของแกนเกิดความร้อนสูง บางครั้ง ฉนวนของตัวยึด (ที่ใช้ในการยึดแผ่นเหล็กแกนเข้าด้วยกัน) ล้มเหลว ทำให้กระแสไฟฟ้าวนไหลผ่านตัวยึดและเกิดความร้อนสูง การล้มเหลวของฉนวนในแผ่นเหล็กและตัวย