Mga Panlabas at Pansariling Kapirasong sa Transformer

Mahalagang protektahan ang mga transformer na may mataas na kapasidad laban sa panlabas at panloob na elektrikal na pagkakamali.

Mga Panlabas na Pagkakamali sa Power Transformer

Panlabas na Short Circuit ng Power Transformer

Ang short circuit maaaring mangyari sa dalawang o tatlong phase ng elektrikal na sistema ng kuryente. Ang antas ng fault kuryente ay laging sapat na mataas. Ito ay depende sa voltage na nasa short circuit at sa impedance ng circuit hanggang sa punto ng fault. Ang copper loss ng fault feeding transformer ay biglaang lumaki. Ang paglaki 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 pinakamatinding mechanical stresses ay nangyayari sa unang cycle ng symmetrical fault current.

Matataas na Voltage Disturbance sa Power Transformer

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

1. Transient Surge Voltage

2. Power Frequency Over Voltage

Transient Surge Voltage

Maaaring magkaroon ng mataas na voltage at mataas na frequency surge sa power system dahil sa anumang sumusunod na dahilan,

• Arcing ground kung ang neutral point ay nakahiwalay.

• 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 steep na waveform at may mataas na frequency. Ang wave na ito ay lumilipad sa elektrikal na sistema ng kuryente network, at kapag umabot ito sa power transformer, ito ay nagdudulot ng breakdown ng insulation 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

Maaaring mayroong palaging 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 antas nito, ang frequency naman ay pareho pa rin sa normal na kondisyon. Ang over voltage sa sistema 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 nagdudulot ng pagtaas ng iron loss at proporsyunado na malaking pagtaas ng magnetizing current. Ang pagtaas ng flux ay inilipat mula sa core ng transformer patungo sa iba pang bahagi ng steel structure ng transformer. Ang core bolts na karaniwang nagdadala ng kaunti lamang ng flux, maaaring mapabilanggo sa malaking bahagi ng flux na inilipat mula sa saturated region ng core. Sa ganitong kondisyon, maaaring mabilis na mainit ang bolt at sirain ang kanilang sariling insulation pati na rin ang winding insulation.

Under Frequency Effect sa Power Transformer

Bilang, voltagebilang ang bilang ng turns sa winding ay tiyak.
Kaya,
Sa pamamagitan ng equation na ito, malinaw na kung ang frequency ay bumaba sa isang sistema, ang flux sa core ay tumataas, ang epekto ay halos pareho sa over voltage.

Panloob na Pagkakamali sa Power Transformer

Ang pangunahing mga pagkakamali na nangyayari sa loob ng power transformer ay kasama ang mga sumusunod,

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

Panloob na Earth Faults sa Power Transformer

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

Sa kasong ito, ang fault current ay depende sa halaga ng earthing impedance at proporsyunado rin sa distansya ng fault point mula sa neutral point dahil 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 halaga ng fault current ay depende sa halaga ng earthing impedance at sa 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 syempre ignorable dahil ito ay nasa series sa mas mataas na earthing impedance.

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

Sa kasong ito, ang earthing impedance ay ideal 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 nakaraang 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 na 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 bumababa nang mabilis para sa fault point na lumapit sa neutral at kaya ang fault current ay pinakamataas para sa fault na malapit sa dulo ng neutral. Kaya sa punto na ito, ang voltage na available para sa fault current ay mababa at sa parehong oras, ang reactance na sumusunod sa fault current ay mababa rin, kaya ang halaga ng fault current ay sapat na mataas. Muli, sa fault point na malayo mula 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. Makikita na ang fault current ay nananatili sa napakataas na antas sa buong winding. Sa ibang salita, ang fault current ay nagsasala 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 bihira. Kung mangyari ang ganyan, 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, malamang na mabuo 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 mga winding turns ay naging napakalaki, hindi ito makakasubaybayan ng stress at nagdudulot ng insulation failure sa pagitan ng inter – turns sa ilang puntos. Ang LV winding din ay stressed dahil sa transferred surge voltage. Napakaraming bilang ng power transformer failure ay nanggaling sa fault sa pagitan ng turns. Ang inter turn fault maaaring mangyari din dahil sa mechanical forces sa pagitan ng turns na nanggaling sa external short circuit.

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 ed