電力変圧器の保存タンクの故障：事例研究と修理

1. 変圧器の異常音の判断と分析

通常運転中、変圧器は一定で連続的な交流の唸り音を発します。異常な音が発生した場合、一般的には内部のアーク放電または外部の一時的なショートサーキットが原因です。

音量が増えたが均一な変圧器の音：これは単相接地または電力網の共振による過電圧が原因である可能性があります。単相接地や電力網の共振による過電圧は、変圧器の音を増加させ、通常よりも鋭くなります。このような場合、電圧計の表示値と総合的に判断する必要があります。また、変圧器の過負荷、特にアーク炉やシリコン制御整流器などの負荷を供給している場合、高調波成分により、変圧器は瞬間的に「ワオワオ」という音や断続的な「クリック」音を発することがあります。変圧器の負荷が許容される正常な過負荷値を超えた場合は、現場の規定に従って負荷を減らす必要があります。

音量が増え、不均一な変圧器の音：大容量の電力設備が起動する際、大きな負荷変動により変圧器の音が大きくなることがあります。同様に、システムで磁気共鳴が発生すると、変圧器は強度が異なる不均一な騒音を発することがあります。

変圧器からの放電音：これは磁器部品の重度の汚染または機器の端子における接触不良を示しています。変圧器からパチパチという放電音が聞こえ、夜間や雨天時に変圧器のブッシング周辺で青いコロナや火花が見られる場合、これは内部の接触不良または絶縁破壊を示しています。内部での放電が発生した場合、それは接地されていない部品からの静電放電、巻線間の放電、またはタップチェンジャーの接触不良による放電である可能性があります。変圧器は、「パチパチ」または「ブーン」という音を発し、故障点からの距離によって音の強さが変わります。このような場合、さらなる試験または変圧器の停止と検査が必要です。

変圧器からの破裂音：システムのショートサーキットまたは接地障害が発生すると、変圧器を通る大きな短絡電流により「パチパチ」という音が発生します。深刻な場合には、大きな轟音が聞こえることがあり、これは変圧器の内部または表面での絶縁破壊を示しています。変圧器は直ちに運用から外して検査する必要があります。

沸騰する水のような音：変圧器が沸騰する水のような音を発し、温度の急激な変化と油位の上昇が伴う場合、これは変圧器の巻線ショートまたはタップチェンジャーの接触不良による重度の過熱を示しています。変圧器は直ちに運用から外して検査する必要があります。

変圧器からの雑音：これは変圧器の個々の部品の緩みや鉄心に忘れられた部品による振動が原因である可能性があります。電流と電圧に明らかな異常がないにもかかわらず、変圧器の音が大幅に増加した場合、これは鉄心貫通ねじやボルトの緩みにより、シリコン鋼板の振動が増加し、変圧器が強い不均一な「ノイズ」または「ハンマー音」や「風の音」のような音を発することを示しています。

要約すると、変圧器の故障はその原因に基づいて様々な方法で分類することができます。変圧器の故障は多岐にわたるため、回路別に分けることができます：電気回路の故障、磁気回路の故障、および油回路の故障。電気回路の故障は主に巻線と引出線の故障を指し、一般的には以下のものがあります：巻線の絶縁の劣化と湿潤、タップチェンジャーの接触不良、材料品質と製造プロセスの不良、過電圧の影響と二次系のショートサーキットによる故障。磁気回路の故障は一般に鉄心、ヨーク、およびクリッピング部品での故障を指し、一般的には以下のものがあります：シリコン鋼板のショート、鉄心貫通ねじとヨーククリップと鉄心間の絶縁損傷、および鉄心接地不良による放電。

変圧器の故障は単一の要因ではなく多くの要因に関与しており、時には誤った現象も現れることがあります。したがって、必要に応じて変圧器の特性試験と包括的な分析を行い、正確かつ信頼性のある故障原因の特定、故障性質の決定、より完全な処置方法の提案を行い、変圧器の安全な運転を確保する必要があります。

2. 変圧器のメンテナンス事例研究

膨張タンクの故障の診断と対処

膨張タンクが満杯になり、呼吸器から変圧器油が噴出しているが、ガス保護（ブッホルツリレー）、圧力開放弁、および差動保護が動作していない場合、変圧器を停止して電気試験を行っても結果は正常である。膨張タンクの検査窓を開けても油が見えない場合、膨張タンクが故障していると判断できます。

変圧器の膨張タンクはカプセル型構造になっています。検査窓のエンドカバーを開けたとき、通常はガラス窓を通して油が見えるはずです。タンク内の油温が上昇すると、膨張した油が膨張タンクに入ります。このとき、呼吸器はカプセルから空気を排出し、油位が上昇し表示されます。逆に、タンク内の油温が下がると、膨張タンク内の油は収縮によりタンクに戻り、カプセルは油位が下がるにつれて空気を吸引します。カプセルの機能は油と空気を隔離し、絶縁油の老化を防ぐことです。

カプセルが破裂すると、呼吸器から油が噴出します。観察窓からは、カプセルと膨張タンク本体の間に空気が存在するため、絶縁油が見えません。さらに膨張タンクのサイドカバーを開けてカプセルを取り出して検査すると、カプセルの底に亀裂が見られます。

処理方法：カプセルを交換します。コンサーバの排気ポートを開き、コンサーババルブを通じて油を注入し、排気ポートから油が出るまで注入を続けます。その後、油の注入を停止し、排気ポートのねじを締めます。次に、バルブから油を排出して油位が正常になるまで続けます。この時点で、カプセルはブリーザーを通じて乾燥した空気を自動的に取り込みます。このようにして、コンサーバタンクの故障は迅速に解決されます。