Dört Büyük Elektrik Trafo Yangın Olayının Analizi
Örnek Bir
1 Ağustos 2016'da, bir elektrik dağıtım istasyonunda çalışan 50kVA dağıtım transformatörü aniden yağ püskürdü, ardından yüksek gerilimli kavramacı yanıp harap oldu. yalıtım testi düşük gerilimli taraf ile toprağa sıfır megohm olduğunu gösterdi. Çekirdek incelemesi düşük gerilimli bobin yalıtımının zarar görmesinin kısa devre nedeni olduğunu belirledi. Bu transformatör arızasının birkaç temel nedeni analiz edildi:
Aşırı Yük: Temel seviyedeki elektrik dağıtım istasyonlarında yük yönetimi tarihsel olarak zayıf bir noktadır. Kırsal elektrik sistem reformları öncesinde, geliştirme büyük ölçüde planlanmamıştı. Çocuk Bayramı, tarım dönemleri ve sulama ihtiyaç duyulan kuraklık dönemlerinde transformatör yanmaları sık görülen olaylardı. Yönetim sistemleri uygulanmasına rağmen, kırsal elektrikçilerin yönetim yetenekleri geliştirilmesi gerekmektedir. Kırsal güç yükleri güçlü mevsimsel desenlerle hızlı büyümekte ve planlı yönetim eksikliği yaşanmaktadır. Uzun süreli aşırı yük, transformatörün yanmasına neden olur. Ayrıca, çiftçilerin gelirlerinin önemli ölçüde artmasıyla, ev alet yükleri hızla büyüdü ve hane merkezli kırsal bireysel işleme endüstrileri hızlı gelişti, bu da önemli bir güç yükü büyümesine yol açtı. Dağıtım ekipmanlarına yapılan yatırım olsa da, sınırlı fonlar, transformatör değişimini yük büyümesiyle aynı adıma getiremiyor, bu da transformatörlerin aşırı yükten dolayı yanmasına neden oluyor.
Dahası, kırsal elektrik yükleri yönetmek zordur ve planlı elektrik kullanımı farkındalığı zayif. Sulama, tarım dönemleri ve akşam saatleri gibi zirve yük dönemlerinde, elektrik kullanımındaki rekabet sorunlara neden olup, transformatör yanmasına katkıda bulunur.
Üç Faz Yük Dengesizliği: Üç faz yükleri dengesiz olduğunda, simetrik olmayan üç faz akımları oluşur, bu da nötr hatta sıfır-dizi akımı oluşturur. Bu akımdan kaynaklanan sıfır-dizi manyetik akım, transformatör bobinlerinde sıfır-dizi potansiyeli yaratır, nötr nokta potansiyelini yerinden çıkarır. Yüksek akım olan faz aşırı yüklenir, bobin yalıtımını zarar görürken, düşük akım olan faz nominal kapasitesine ulaşamaz, transformatör çıkışı verimliliğini azaltır. Aşırı yüklenmiş transformatör bobinlerinin düşük gerilimli ve nötr terminallerindeki zayıf bağlantılar, ısıtmaya, lastik mühürlerin ve yağ keçelevin yaşlanmasına ve deformasyona neden olabilir, bu da yağ sızıntısına ve terminal yanmasına yol açabilir.
Kısa Devre Hataları: Tek fazlı toprak hataları veya faz arası kısa devreler ne olursa olsun, dağıtım transformatörünün düşük gerilimli bobinlerinin küçük impedansı, son derece yüksek kısa devre akımlarına neden olur. Özellikle yakın mesafeli kısa devrelerde, hata akımları transformatörün nominal akımından 20 kat daha fazla olabilir. Bu güçlü kısa devre akımları, dağıtım transformatörlerini zarar gören önemli manyetik darbe kuvvetleri ve ısıyı üretir, bu da kısa devrelerin transformatörler için en yıkıcı hata modu haline gelir.
Kısa devre hatalarının şu anki başlıca nedenleri şunlardır:
Düşük gerilimli dağıtım hatlarının yetersiz açıklığı, düşmüş ağaçların veya direklere çarpan araçların kısa devrelerine neden olması
Düşük gerilimli kesici anahtarlardaki yanlış montaj, işletim veya bakım, kesici anahtar terminallerinde kısa devrelerin oluşmasına neden olması
Transformatörlere monte edilmiş düşük gerilimli ölçüm kutularının kötü montajı veya yetersiz bakımı, yakın mesafeli kısa devrelerin oluşmasına neden olması
Önleyici Tedbirler:
Düşük gerilimli füzeleri, düşük gerilimli akımın transformatörün nominal akımını aşmasında erimesi için doğru şekilde yapılandırın, böylece transformatörü koruyun. Düşük gerilimli füzeler, transformatör kapasitesinin 1.5 katı olmalıdır.
Yük talebi yüksek dönemlerde transformatör yüklerini ölçün ve aşırı yüklenmiş transformatörleri zamanında değiştirin.
Çatlak izolatörleri değiştirerek, hat koridorlarını temizleyerek ve faz arası kısa devreleri önleyerek operasyon ve bakımı güçlendirin, böylece transformatörleri koruyun.
Örnek İki
2015'te, bir elektrik dağıtım bürosu 32 transformatör yanmasını yaşadı. Bunların çoğu tek bir üreticiden üretilmişti. Geniş çekirdek incelemeleri ve yağ örneklemeleri sonrasında, %80'lik bir oranla transformatör yağ örneklerinde su olduğu ortaya çıktı. Daha fazla analiz, bu transformatörlerin rezervuarlarının yağ doldurma borularının kötü mühürlendiği yönünde işaret etti. Yağmur yağışlarında, su uzun süre borularda birikerek yavaş yavaş transformatörlere sızıyordu. Zaman içinde, transformatör yağında su içeriği sürekli artarak yalıtım özelliklerini azalttı ve transformatör arızalarına neden oldu.
Önleyici Tedbirler:
Yağ doldurma borularının üzerine metal kupalar takarak doğrudan su temasından koruyun. Bu kupaların tüm bu tip transformatörlere takılmasıyla birlikte, yanma sayıları önemli ölçüde azaldı.
Dağıtım transformatörlerinde yıllık yağ örneklemesi testleri yapın ve test sonuçları iyi olmaması durumunda transformatör yağını derhal değiştirin.
Örnek Üç
2018'de, bir dağıtım istasyonundaki güç transformatörü, yükün ağır olmadığı açık ve güneşli bir günde yanmış oldu. Çekirdek incelemesi, yüksek gerilimli bobinde açık kısa devre arkı noktalarının, kötü yalıtım nedeniyle kısa devreye neden olduğunu gösterdi.
Analiz: Bu tür transformatör arızalarının belirgin dış faktörleri yoktur ve nedenini çekirdek incelemesi yapılmadan belirlemek zordur. Bu arızaların çoğu, transformatörün yalıtım özelliğinin uzun süreli çalışma sırasında bozulması ve buna karşı zamanında önlemler alınmaması nedeniyle meydana gelir. Sonuçta yalıtım, işletme gereksinimlerini karşılayamaz hale gelir ve transformatör yanar.
Karşı önlemler:
Dağıtım transformatörlerinde yıllık yalıtım direnci testleri gerçekleştirin, kayıtları tutun ve eğilimleri analiz edin. Yalıtım değerleri gerekli seviyenin altına düştüğünde transformatörleri zamanında değiştirerek yangınları önleyin.
Yıldırım sık görülen bölgelerde bulunan transformatörlerin yalıtımını düzenli olarak izleyerek yalıtımın bozulmasına bağlı arızaları önleyin.
Dörtüncü Vaka
6 Temmuz 2017'de bir sağanak esnasında, bir elektrik dağıtım istasyonundaki dağ tepesinde yer alan bir transformatörün yüksek gerilimli sigortası yanmış ve yağ püskürtmüştür. Yalıtım testi, yüksek gerilim ile toprak arasında sıfır megaohm göstermiş olup transformatörde hasar olduğunu işaret etmektedir.
Analiz: Bu transformatör arızasının nedeni, yıldırımın neden olduğu aşırı gerilimdir ve bu durum transformatörün yalıtımını delerek kısa devreye yol açmıştır.
Karşı önlemler:
Transformatörlerdeki yıldırımdan koruma cihazlarının topraklama direncini iyileştirerek değerlerin makul sınırlar içinde kalmasını sağlayın.
Dağıtım transformatörlerindeki yüksek ve alçak gerilimli yıldırımdan koruma cihazlarının yıllık yalıtım testlerini yapın ve standartlara uymayanları zamanında değiştirin.
Kazaları Önlemek İçin Personel Yönetiminin Güçlendirilmesi
Dağıtım transformatörlerinin işletme durumu, yönetim kalitesiyle ayrılmaz ilişkilidir. Titiz yönetim sayesinde transformatör yanmaları etkili şekilde önlenebilir.
Her transformatör bölgesinin yük koşullarını anlayın: Enerji yönetimi personeli, kullanıcı yüklerini düzenli olarak değerlendirmeli, ev kullanıcıları için ev aletlerindeki artışın yanı sıra fabrika ve madenlerin büyümesini, ek makineleri ve artan ısıtma/soğutma ekipmanlarını izlemelidir. Bu bilgiler sayaç okumaları ve düzenli saha ziyaretleri aracılığıyla toplanarak doğru bilgiye sahip olunmalıdır.
Geçmiş deneyimleri ve dersleri özetleyin: Mevsimsel iklim değişikliklerinin ekipmanlar üzerindeki etkilerinin nasıl ortaya çıktığını anlayın. Afetler sırasında ortaya çıkan zayıf noktaları ve potansiyel tehlikeleri güçlendirin ve iyileştirin, transformatör aşırı yük korumasını mevcut duruma göre ayarlamak gibi hedefe yönelik önleyici tedbirler uygulayarak ekipmanın doğal afetlere karşı direncini artırın.
Proaktif yük analizi ve tahmini yapın: Önceki iki maddede toplanan birinci el verileri kullanarak bilimsel yük tahmini yapın ve hat modifikasyonları, yük yeniden dağıtımı ve transformatör kapasitesi artırımı gibi uygun yükseltmeleri uygulayın. Rüzgar, kar, donduran yağmur felaketleri ve aşırı soğuk dönemlerde ekipman muayenelerini güçlendirerek arızaları önleyin, ekipmanın güvenilirliğini artırın ve transformatör yanmalarını azaltın.
Personelin sorumluluğuna önem verin: İlk olarak, kullanıcı hizmetine odaklanan güçlü bir hizmet bilincini oluşturun ve kaliteli, sabit voltaj sağlayın. Personel, potansiyel tehlikeleri fark etmede ve kullanıcı geri bildirimlerini dinlemede becerikli olmalı, sorunları geciktirmeden ele almalıdır. Bilinen arızalarla veya sorunlarla çalışan ekipman asla işletilmemelidir. Yönetim, pasif tepkiden proaktif uygulamaya ve rutin uygulamadan yaratıcı uygulamaya geçmelidir. İkinci olarak, hesap verebilirlik uygulanmalıdır. Hesap verebilirlik mekanizmaları olmadan iş sorumlulukları ve yönetmelikler anlamsız hale gelir. Görevi ihmalkârlikle yapmak, yetkiyi kişisel çıkar için kullanmak, görevi resmiyetle yapmak veya önlemleri etkin bir şekilde uygulamamak suretiyle kullanıcı sorunlarının çözülmemesine, tehlikelerin ele alınmamasına veya ekipman zararına neden olan personel için katı hesap verebilirlik uygulanmalıdır. Sadece sorumluluk yerine getirme ile katı hesap verebilirlik mekanizmalarını birleştirerek iş hesap verebilirliği güçlendirilebilir, işletme verimliliği artırılabilir, uygulama etkinliği geliştirilebilir, kullanıcı ihtiyaçları daha iyi karşılanabilir, insan kaynaklı elektrik olayları önlenebilir ve ekipmanın işletme bütünlüğü korunabilir.
Sonuç
Özetle, enerji transformatörleri işletme sırasında birçok nedenden dolayı arızalanabilir, ancak yönetim ve bakım güçlendirildiğinde insan kaynaklı transformatör arızaları önemli ölçüde azaltılabilir. Bu durum, enerji tedarikinin güvenilirliğini artırırken elektrik şirketlerinin bakım maliyetlerini de düşürür ve hem işletmeler hem de kullanıcılar için fayda sağlar. Bu, transformatör arızalarının analiz edilmesinin ve uygun karşı önlemlerin uygulanmasının önemli pratik önem taşıdığını göstermektedir.
