Analisis Empat Kes Terbakarnya Transformator Kuasa Utama

Kes Satu

Pada 1 Ogos 2016, sebuah transformer pengedaran 50kVA di sebuah stesen bekalan elektrik tiba-tiba menyembur minyak semasa operasi, diikuti dengan pembakaran dan kerosakan pada fuses tegangan tinggi. Ujian isolasi menunjukkan nol megohm dari sisi tegangan rendah ke tanah. Pemeriksaan inti menentukan bahawa kerosakan pada isolasi gulungan tegangan rendah telah menyebabkan hubungan pendek. Analisis mengenal pasti beberapa sebab utama kegagalan transformer ini:

Overload: Pengurusan beban telah lama menjadi titik lemah di stesen bekalan elektrik peringkat bawah. Sebelum reformasi sistem elektrik luar bandar, pembangunan adalah kebanyakannya tidak terancang. Pembakaran transformer adalah kejadian biasa semasa musim Tahun Baru Cina, musim pertanian, dan ketika kemarau apabila penyiraman diperlukan. Walaupun sistem pengurusan telah dilaksanakan, keupayaan pengurusan juruteknik elektrik luar bandar memerlukan penambahbaikan. Beban elektrik luar bandar berkembang dengan cepat dengan corak musim yang kuat dan kurang pengurusan yang terancang. Overload jangka panjang menyebabkan pembakaran transformer. Selain itu, dengan peningkatan pendapatan petani yang signifikan, beban peralatan rumah tangga telah berkembang dengan cepat, dan industri pemprosesan individu luar bandar berpusat pada rumah-rumah telah berkembang dengan cepat, menyebabkan pertumbuhan beban elektrik yang besar. Walaupun pelaburan dalam peralatan pengedaran adalah banyak, dana yang terhad bermaksud penggantian transformer tidak dapat mengimbangi pertumbuhan beban, menyebabkan transformer terbakar akibat overload.

Selain itu, beban elektrik luar bandar sukar untuk dikelola, dan kesedaran penggunaan elektrik yang terancang adalah lemah. Semasa tempoh beban puncak seperti penyiraman, musim pertanian, dan jam malam, persaingan untuk penggunaan elektrik menjadi masalah, menyumbang kepada pembakaran transformer.

Imbalance Beban Tiga Fasa: Apabila beban tiga fasa tidak seimbang, arus tiga fasa asimetri berlaku, mencipta arus urutan sifar dalam garis neutral. Fluks magnetik urutan sifar yang dihasilkan oleh arus ini menginduksi potensial urutan sifar dalam gulungan transformer, menggeser potensial titik neutral. Fasa dengan arus yang lebih tinggi menjadi overload, merosakkan isolasi gulungan, manakala fasa dengan arus yang lebih rendah tidak dapat mencapai kapasiti tertentunya, mengurangkan kecekapan output transformer. Sambungan yang buruk di terminal tegangan rendah dan terminal neutral pada gulungan transformer yang overload boleh menyebabkan pemanasan, pengeluaran, dan deformasi pada segel getah dan gasket minyak, menyebabkan kebocoran minyak dan pembakaran terminal.

Kerosakan Hubungan Pendek: Baik hubungan pendek satu fasa ke tanah atau hubungan pendek antara fasa, rintangan kecil pada gulungan tegangan rendah transformer pengedaran menghasilkan arus hubungan pendek yang sangat tinggi. Terutamanya dengan hubungan pendek berdekatan, arus kerosakan boleh mencapai lebih daripada 20 kali arus tertentu transformer. Arus hubungan pendek yang kuat ini menghasilkan daya impak elektromagnetik dan haba yang merosakkan transformer pengedaran, menjadikan hubungan pendek sebagai mod kegagalan yang paling merosakkan bagi transformer.

Sebab utama kerosakan hubungan pendek termasuk:

• Jarak yang tidak mencukupi untuk garis pengedaran tegangan rendah, di mana pokok yang tumbang atau kenderaan menubruk tiang menyebabkan hubungan pendek

• Pemasangan, operasi, atau pemeliharaan yang tidak tepat pada pemutus litar tegangan rendah, menyebabkan hubungan pendek pada terminal pemutus litar

• Pemasangan yang buruk atau pemeliharaan yang tidak mencukupi pada kotak meteran tegangan rendah yang dipasang pada transformer, menyebabkan hubungan pendek berdekatan

Tindakan Balas:

• Konfigurasikan fuses tegangan rendah dengan betul supaya melebur apabila arus tegangan rendah melebihi arus tertentu transformer, melindungi transformer. Fuses tegangan rendah harus diset pada 1.5 kali kapasiti transformer.

• Ukur beban transformer semasa tempoh permintaan tinggi dan gantikan transformer yang overload dengan segera.

• Kukuhkan operasi dan pemeliharaan dengan menggantikan insulator yang retak, membersihkan koridor garis, dan mencegah hubungan pendek antara fasa untuk melindungi transformer.

Kes Dua

Pada tahun 2015, sebuah jabatan bekalan elektrik mengalami 32 pembakaran transformer. Kebanyakan dihasilkan oleh satu pengeluar. Selepas pemeriksaan inti yang luas dan sampelan minyak, didapati 80% sampelan minyak transformer mengandungi air. Analisis lanjut menunjukkan bahawa paip isi minyak pada pengekalkan transformer ini memiliki pelekat yang buruk. Semasa hujan, air akan berkumpul di dalam paip untuk tempoh yang lama dan secara beransur-ansur merembes ke dalam transformer. Dengan masa, kandungan air dalam minyak transformer terus meningkat, mengurangkan sifat isolasi dan menyebabkan kegagalan transformer.

Tindakan Balas:

• Pasang cawan logam di atas paip isi minyak untuk mengasingkannya daripada kontak langsung dengan air. Setelah memasang cawan-cawan ini pada semua transformer jenis ini, jumlah pembakaran berkurang secara signifikan.

• Lakukan ujian sampelan minyak setiap tahun pada transformer pengedaran dan gantikan minyak transformer dengan segera apabila hasil ujian tidak memuaskan.

Kes Tiga

Pada tahun 2018, sebuah transformer pengedaran di sebuah stesen bekalan terbakar pada hari yang cerah dan tidak berbeban berat. Pemeriksaan inti menunjukkan titik arcing hubungan pendek yang jelas pada coil tegangan tinggi, disebabkan oleh isolasi yang buruk yang menyebabkan hubungan pendek.

Analisis: Jenis kegagalan transformer ini tidak mempunyai faktor luaran yang jelas, menyebabkannya sukar dikenal pasti punca sebenar tanpa pemeriksaan teras. Kebanyakan kegagalan sedemikian berlaku kerana prestasi penebatan transformer merosot akibat operasi jangka panjang, dan tindakan tepat masa tidak diambil. Akhirnya, penebatan tidak mampu memenuhi keperluan operasi, menyebabkan transformer terbakar.

Langkah Penanggulangan:

• Jalankan ujian rintangan penebatan tahunan pada transformer pengagihan, kekalkan rekod dan analisis corak perubahan. Gantikan transformer dengan serta-merta apabila nilai penebatan jatuh di bawah keperluan untuk mengelakkan kebakaran.

• Pantau secara berkala penebatan transformer yang kerap terletak di kawasan rentan petir bagi mengelakkan kegagalan akibat penebatan yang merosot.

Kes Empat

Pada 6 Julai 2017, semasa ribut petir, sebuah transformer yang terletak di puncak gunung di sebuah stesen bekalan kuasa mengalami pembakaran fius voltan tinggi dan percikan minyak. Ujian penebatan menunjukkan sifar megaohm dari voltan tinggi ke bumi, menandakan kerosakan transformer.

Analisis: Punca kegagalan transformer ini adalah lampu kilat yang menyebabkan voltan lebihan, seterusnya meruntuhkan penebatan transformer dan mengakibatkan litar pintas.

Langkah Penanggulangan:

• Tingkatkan rintangan pembumian arrester lonjakan transformer bagi memastikan nilai kekal dalam had munasabah.

• Jalankan ujian penebatan tahunan pada arrester lonjakan voltan tinggi dan rendah di transformer pengagihan, gantikan dengan serta-merta mana-mana yang gagal memenuhi piawaian.

Memperkukuh Pengurusan Kakitangan untuk Mencegah Kemalangan

Keadaan operasi transformer pengagihan tidak dapat dipisahkan daripada kualiti pengurusan. Dengan pengurusan yang teliti, kejadian terbakarnya transformer boleh dicegah secara berkesan.

• Fahami keadaan beban bagi setiap kawasan transformer: Kakitangan pengurusan tenaga perlu secara berkala menilai beban pengguna, memantau peningkatan peralatan rumah tangga bagi pengguna domestik serta pengembangan kilang dan lombong, jentera tambahan, dan peralatan pemanasan/penyejukan yang meningkat. Maklumat ini boleh dikumpulkan melalui bacaan meter dan lawatan lapangan berkala untuk mengekalkan kesedaran yang tepat.

• Ringkaskan pengalaman dan iktibar terdahulu: Fahami corak bagaimana perubahan iklim musim mempengaruhi peralatan. Perkukuh dan tingkatkan titik lemah dan risiko potensi yang terdedah semasa bencana, pelaksanaan langkah pencegahan sasaran seperti melaras perlindungan beban lebih transformer berdasarkan keadaan sebenar bagi meningkatkan ketahanan peralatan terhadap bencana alam.

• Jalankan analisis dan ramalan beban secara proaktif: Dengan menggunakan data pertama yang dikumpulkan daripada dua perkara sebelumnya, lakukan ramalan beban secara saintifik dan pelaksanaan peningkatan yang sesuai termasuk pengubahsuaian talian, pengagihan semula beban, dan peningkatan kapasiti transformer. Perkukuh pemeriksaan peralatan semasa bencana angin, salji, hujan beku dan tempoh suhu ekstrem untuk mencegah kegagalan dan meningkatkan kebolehpercayaan peralatan sambil mengurangkan kebakaran transformer.

• Utamakan tanggungjawab kakitangan: Pertama, wujudkan kesedaran perkhidmatan yang kukuh yang berfokus kepada perkhidmatan pengguna dan menjamin voltan yang berkualiti dan stabil. Kakitangan harus mahir mengenal pasti risiko potensi dan mendengar maklum balas pengguna, menangani masalah dengan segera tanpa kelewatan. Peralatan tidak boleh dijalankan dengan kerosakan atau masalah yang diabaikan. Pengurusan harus beralih daripada tindak balas pasif kepada pelaksanaan proaktif dan daripada pelaksanaan rutin kepada pelaksanaan kreatif. Kedua, akauntabiliti mesti dikuatkuasakan. Tanpa mekanisme akauntabiliti, tanggungjawab kerja dan peraturan menjadi bermakna. Akauntabiliti ketat mesti dikuatkuasakan terhadap kakitangan yang mengabaikan tugas, menyalahgunakan kuasa untuk keuntungan peribadi, melakukan kerja secara ringkas, atau gagal melaksanakan langkah-langkah secara berkesan—yang mengakibatkan isu pengguna tidak terselesaikan, risiko tidak ditangani, atau kerosakan peralatan. Hanya dengan mengintegrasikan pemenuhan tanggungjawab bersama mekanisme akauntabiliti yang ketat maka akauntabiliti kerja dapat diperkukuh, kecekapan operasi ditingkatkan, keberkesanan pelaksanaan dipertingkat, keperluan pengguna dipenuhi dengan lebih baik, insiden kuasa akibat manusia dicegah, dan integriti operasi peralatan dikekalkan.

Kesimpulan

Secara ringkas, transformer kuasa boleh gagal atas pelbagai sebab semasa operasi, tetapi dengan pengurusan dan penyelenggaraan yang diperkukuh, kegagalan transformer akibat manusia boleh dikurangkan secara ketara. Ini meningkatkan kebolehpercayaan bekalan kuasa sambil mengurangkan kos penyelenggaraan bagi syarikat kuasa, memberi manfaat kepada kedua-dua syarikat dan pengguna. Ini menunjukkan kepentingan praktikal yang besar dalam menganalisis kegagalan transformer dan melaksanakan langkah penanggulangan yang sesuai.