Pagsusuri ng Apat na Pangunahing Kasong Pagkawasak ng mga Power Transformer

Kaso Uno

Noong Agosto 1, 2016, isang 50kVA na distribusyon ng transformer sa isang power supply station biglaang bumuga ng langis habang ito ay nakapag-operate, kasunod ng pagkalatay at pagkasira ng mataas na kuryente fuse. Ang inspeksyon sa insulation ay nagpakita ng zero megohms mula sa low-voltage side patungong lupa. Ang inspeksyon sa core ay nagsabi na ang sira sa insulation ng low-voltage winding ang nagdulot ng short circuit. Ang analisis ay nagsabi ng ilang pangunahing dahilan para sa pagkasira ng transformer na ito:

Overloading: Ang load management ay historikal na mahina sa grassroots power supply stations. Bago ang rural electricity system reforms, ang pag-unlad ay malaking unplanned. Ang mga burnout ng transformer ay karaniwang nangyayari noong panahon ng Spring Festival, farming seasons, at panahon ng tagtuyot kapag kailangan ng irrigation. Bagaman may mga sistema ng pamamahala na ipinapatupad, ang kakayahan ng pamamahala ng mga electrician sa rural areas ay kailangan pa rin ng pagpapabuti. Ang mga rural power loads ay lumalaki nang mabilis na may malakas na seasonal patterns at kulang sa planned management. Ang matagal na overloading ay nagdudulot ng burnout ng transformer. Bukod dito, habang ang kita ng mga magsasaka ay lubhang tumaas, ang mga household appliance loads ay lumalaki nang mabilis, at ang mga rural individual processing industries na nakabase sa mga bahay ay lumago nang mabilis, na nagresulta sa malaking paglago ng power load. Habang ang investment sa distribution equipment ay malaking halaga, ang limitadong pondo ay nagiging dahilan kung bakit ang replacement ng mga transformer hindi makapag-keep pace sa paglago ng load, na nagdudulot ng burnout ng mga transformer dahil sa overloading.

Bukod dito, ang mga rural electricity loads ay mahirap pamahalaan, at ang awareness sa planned electricity usage ay mahina. Sa panahon ng peak load periods tulad ng irrigation, farming seasons, at gabi, ang kompetisyon sa paggamit ng kuryente ay naging problema, na nagdudulot ng burnout ng mga transformer.

Three-Phase Load Imbalance: Kapag ang three-phase loads ay hindi balanced, ang asymmetric three-phase currents ay nangyayari, na nagdudulot ng zero-sequence current sa neutral line. Ang zero-sequence magnetic flux na ginawa ng current na ito ay nagdudulot ng zero-sequence potential sa mga winding ng transformer, na nagdisplace ng neutral point potential. Ang phase na may mas mataas na current ay naging overloaded, na nagdudulot ng sira sa insulation ng winding, samantalang ang phase na may mas mababa na current ay hindi maabot ang kanilang rated capacity, na nagbabawas ng output efficiency ng transformer. Ang mahirap na koneksyon sa low-voltage terminals at neutral terminal ng mga overloaded na winding ng transformer ay maaaring magdulot ng init, aging, at deformation ng rubber seals at oil gaskets, na nagdudulot ng pagbubuga ng langis at burnout ng mga terminal.

Short Circuit Faults: Kung single-phase ground faults o phase-to-phase short circuits, ang maliit na impedance ng mga low-voltage windings ng distribution transformer ay nagdudulot ng napakataas na short-circuit currents. Lalo na sa close-proximity short circuits, ang fault currents ay maaaring umabot sa higit sa 20 beses ang rated current ng transformer. Ang mga malakas na short-circuit currents na ito ay nagdudulot ng malaking electromagnetic impact forces at init na nagdudulot ng sira sa mga distribution transformers, na naggagawa ng short circuits ang pinakamalaking destructive failure mode para sa mga transformer.

Ang kasalukuyang pangunahing dahilan ng short circuit faults ay kinabibilangan ng:

• Mahirap na clearance para sa mga low-voltage distribution lines, kung saan ang mga nahulog na puno o sasakyan na tumama sa mga poste ay nagdudulot ng short circuits

• Improper installation, operation, o maintenance ng mga low-voltage circuit breakers, na nagdudulot ng short circuits sa mga terminal ng breaker

• Mahirap na installation o kulang na maintenance ng mga low-voltage metering boxes na mounted sa mga transformer, na nagdudulot ng close-proximity short circuits

Countermeasures:

• Properly configure low-voltage fuses upang matunaw kapag ang low-voltage current ay lumampas sa rated current ng transformer, upang protektahan ang transformer. Ang mga low-voltage fuses dapat na i-set sa 1.5 times ang capacity ng transformer.

• I-measure ang mga load ng transformer sa panahon ng high-demand periods at agad na palitan ang mga overloaded na transformers.

• Palakasin ang operation at maintenance sa pamamagitan ng pagpalit ng mga cracked insulators, pag-clear ng line corridors, at pagpreventa ng phase-to-phase short circuits upang protektahan ang mga transformer.

Kaso Dos

Noong 2015, ang isang power bureau ay may 32 na burnouts ng transformer. Ang karamihan ay gawa ng isang manufacturer. Matapos ang malawak na core inspections at oil sampling, natuklasan na 80% ng mga sample ng langis ng transformer ay naglalaman ng tubig. Ang karagdagang analisis ay nagpakita na ang mga oil filling pipes ng conservators ng mga transformer ay may mahina na sealing. Sa panahon ng pag-ulan, ang tubig ay nagsisipon sa mga pipes para sa mahabang panahon at paulit-ulit na bumubuga sa mga transformer. Sa loob ng panahon, ang content ng tubig sa langis ng transformer ay patuloy na tumataas, na nagbabawas ng kanyang insulating properties at nagdudulot ng pagkasira ng mga transformer.

Countermeasures:

• Mag-install ng metal cups sa mga oil filling pipes upang i-isolate sila mula sa direct water contact. Matapos ang pag-install ng mga cup sa lahat ng mga transformer ng ganitong uri, ang bilang ng mga burnout ay bumaba nang significante.

• Gumawa ng taunang oil sampling tests sa mga distribution transformers at agad na palitan ang langis ng transformer kapag ang resulta ng test ay hindi satisfactory.

Kaso Tres

Noong 2018, ang isang power transformer sa isang supply station ay bumurnout sa isang clear, sunny day kung saan ang load ay hindi mabigat. Ang inspeksyon sa core ay nagpakita ng obvious na short circuit arcing points sa high-voltage coil, na dulot ng mahina na insulation na nagresulta sa short circuit.

Analisis: Uri ng pagkakasira ng transformer na ito ay walang malinaw na panlabas na mga kadahilanan, kaya mahirap matukoy ang sanhi nito nang walang pagsusuri sa core. Karamihan sa mga pagkakasira na ganito ay nangyayari dahil sa pagkasira ng insulasyon ng transformer sa mahabang panahon ng operasyon, at hindi agad ginagampanan ang mga oportunong hakbang. Sa huli, ang insulasyon ay hindi na makakatugon sa mga pangangailangan ng operasyon, nagdudulot ng pagkakasira ng transformer.

Pagsasalamin:

• Gumawa ng taunang pagsusuri ng resistensiya ng insulasyon sa mga distribution transformer, i-maintain ang mga tala, at suriin ang mga trend. Agad na palitan ang mga transformer kapag ang halaga ng insulasyon ay bumaba sa ibaba ng mga kinakailangan upang maiwasan ang pagkakasira.

• Regular na bantayan ang insulasyon ng mga transformer na madalas nasa lugar na may mataas na panganib sa kidlat upang maiwasan ang pagkakasira dahil sa pagkasira ng insulasyon.

Kaso Pang-apat

Noong Hulyo 6, 2017, habang may bagyo, isang transformer na naka-install sa tuktok ng bundok sa isang power supply station ay naranasan ang pagkakasira ng kanyang high-voltage fuse at pag-spray ng langis. Ang pagsusuri ng insulasyon ay nagpakita ng zero megohms mula sa high-voltage patungo sa lupa, nagpapahiwatig ng pagkakasira ng transformer.

Analisis: Ang sanhi ng pagkakasira ng transformer na ito ay ang overvoltage na dulot ng kidlat, na nagwakas sa pagkasira ng insulasyon ng transformer, nagdudulot ng short circuit.

Pagsasalamin:

• Ipaglaban ang grounding resistance ng mga surge arrester ng transformer upang siguruhin na ang mga halaga ay mananatiling nasa masusing limitasyon.

• Gumawa ng taunang pagsusuri ng insulasyon ng parehong high at low-voltage surge arresters sa mga distribution transformer, agad na palitan ang anumang hindi sumasang-ayon sa pamantayan.

Pagpapalakas ng Pamamahala ng mga Kawani upang Maiwasan ang mga Aksidente

Ang kondisyon ng operasyon ng mga distribution transformer ay hindi maipaghihiwalay sa kalidad ng pamamahala. Sa may detalyadong pamamahala, maaaring makuha ang epektibong pag-iwas sa mga aksidente ng transformer.

• Unawain ang kondisyon ng load para sa bawat area ng transformer: Ang mga tauhan sa pamamahala ng enerhiya ay dapat regular na suriin ang mga load ng mga user, pagbabantayan ang paglaki ng mga appliance sa bahay para sa mga residente at paglaki ng mga pabrika at mina, dagdag na makina, at pagtaas ng mga equipment para sa pag-init/pag-sikip. Ang impormasyon na ito maaaring makuha sa pamamagitan ng pagbasa ng meter at regular na pagbisita sa lugar upang mapanatili ang tama at aktwal na kaalaman.

• Buod ng mga nakaraang karanasan at mga aral: Unawain ang mga pattern kung paano ang pagbabago ng klima ay nakakaapekto sa mga equipment. Pagpapalakas at pagpapaunlad ng mga mahihinang puntos at potensyal na mga panganib na inilarawan sa panahon ng mga kalamidad, pag-implement ng mga direktang preventive measures tulad ng pag-aadjust ng overload protection ng transformer batay sa aktwal na kondisyon upang mapabuti ang katatagan ng equipment laban sa mga natural na kalamidad.

• Gumawa ng proaktibong analisis at pagtatantiya ng load: Gamit ang unang-hand na data na nakolekta mula sa nakaraang dalawang punto, siyentipikong gawin ang pagtatantiya ng load at ipatupad ang angkop na mga upgrade kasama ang mga pagbabago sa line, pag-redistribute ng load, at pagtaas ng kapasidad ng transformer. Pataasin ang mga inspeksyon ng equipment sa panahon ng hangin, niyebe, freezing rain, at panahon ng sobrang lamig upang maiwasan ang mga pagkakasira at mapabuti ang reliabilidad ng equipment habang pinapababa ang pagkakasira ng transformer.

• Pagbibigay-diin sa responsibilidad ng mga kawani: Una, itatag ang malakas na serbisyo ng kamalayan na nakatuon sa serbisyo ng user at pagtitiyak ng magandang, matatag na voltaje. Ang mga tauhan ay dapat marunong mag-identify ng potensyal na mga panganib at makinig sa feedback ng user, pag-address ng mga problema nang agad at walang pagka-delay. Ang mga equipment ay hindi dapat gamitin nang alam na may mga problema o mga issue na hindi nasolusyunan. Ang pamamahala ay dapat mag-shift mula sa pasibo response tungo sa proaktibong pag-implement at mula sa routine execution tungo sa creative implementation. Pangalawa, ang accountability ay dapat ipatupad. Walang accountability mechanisms, ang mga tungkulin at regulasyon ay walang saysay. Mahigpit na accountability ang dapat ipatupad para sa mga kawani na nag-neglect ng kanilang tungkulin, gumamit ng awtoridad para sa personal na gain, nagtrabaho nang perfunctory, o hindi epektibong ipatupad ang mga hakbang—resulta ng hindi nasolusyunan ang mga issue ng user, hindi nasolusyunan ang mga panganib, o pagkakasira ng equipment. Tanging sa pamamagitan ng pag-integrate ng pagtupad ng responsibilidad at mahigpit na accountability mechanisms, maaaring mapalakas ang trabaho accountability, mapabuti ang operational efficiency, mapabuti ang effectiveness ng implementasyon, mapabuti ang serbisyo sa mga user, maiwasan ang human-induced power incidents, at mapanatili ang integridad ng operasyon ng equipment.

Pagschluss

Sa kabuuan, ang mga power transformers ay maaaring magkakasira sa maraming dahilan sa panahon ng operasyon, ngunit sa may mapagpalakas na pamamahala at maintenance, ang mga pagkakasira ng transformer na dulot ng tao ay maaaring mabawasan nang significante. Ito ay nagpapabuti sa reliabilidad ng power supply samantalang nagpapababa ng mga cost ng maintenance para sa mga power companies, benepisyoso para sa mga enterprise at user. Ito ay nagpapakita ng malaking praktikal na kahalagahan ng pagsusuri ng pagkakasira ng transformer at pag-implement ng angkop na mga pagsasalamin.