Analisis dan Resolusi dari Penyimpangan Multi-Titik Grounding pada Inti Transformator Listrik

Keberadaan grounding multipoint pada inti transformator menyebabkan dua masalah utama: pertama, dapat menyebabkan panas berlebih akibat korsleting lokal di inti, dan dalam kasus yang parah, dapat menyebabkan kerusakan pembakaran lokal pada inti; kedua, arus sirkulasi yang dihasilkan di kawat grounding inti normal dapat menyebabkan panas berlebih lokal pada transformator dan potensialnya dapat menyebabkan kegagalan tipe discharge. Oleh karena itu, kegagalan grounding multipoint pada inti transformator daya secara langsung mengancam operasi sehari-hari stasiun pengisian. Makalah ini menganalisis masalah grounding multipoint abnormal pada inti transformator daya, memperkenalkan proses analisis kegagalan dan tindakan penyelesaian di lapangan.

1.Tinjauan Kegagalan Grounding

Transformator utama No. 1 di stasiun pengisian 220 kV adalah model SFPSZB-150000/220, diproduksi pada tanggal 11 November 1986, dan diberlakukan pada 8 Agustus 1988. Awalnya menggunakan sirkulasi minyak paksa pendinginan udara tetapi dikonversi menjadi sirkulasi alami pendinginan udara pada tahun 2012. Pada tanggal 5 Maret, pengujian hidup arus grounding inti untuk transformator utama No. 1 menunjukkan 40 mA, penyimpangan signifikan dari hasil tes sebelumnya. Pemeriksaan pemantauan online grounding inti dan perangkat pembatas arus menunjukkan arus grounding inti sebesar 41 mA. 

Catatan historis menunjukkan bahwa perangkat telah secara otomatis mengaktifkan resistor pembatas arus 115 Ω pada tanggal 27 Februari. Setelah menentukan bahwa transformator utama No. 1 mungkin memiliki masalah grounding multipoint pada inti, personel meninjau data pemantauan kromatografi online namun tidak menemukan ketidaknormalan. Personel uji minyak mengambil sampel dari transformator utama No. 1 pada sore hari tanggal 5 Maret untuk analisis kromatografi minyak, namun data uji tidak menunjukkan perubahan signifikan, seperti ditunjukkan oleh hasil uji kromatografi gas terlarut dalam Tabel 1. Berdasarkan pengaturan perangkat pemantauan online, saat arus grounding melebihi 100 mA, perangkat akan secara otomatis mengaktifkan resistor untuk membatasi arus grounding. Berdasarkan hal tersebut, ditentukan bahwa transformator utama No. 1 memiliki kegagalan grounding multipoint pada inti.

2 Analisis Kegagalan Peralatan

Data uji arus grounding inti transformator utama selama tiga tahun terakhir ditunjukkan dalam Tabel 2. Perbandingan data uji historis menunjukkan bahwa pengukuran arus grounding inti untuk transformator utama No. 1 terus berada dalam rentang normal, tanpa tren abnormal yang terdeteksi dalam gas terlarut dalam minyak. Namun, arus grounding telah menunjukkan pertumbuhan signifikan, dan perangkat pembatas arus telah secara otomatis mengaktifkan resistor pembatas arus.

Berdasarkan analisis komprehensif dari kondisi-kondisi ini, dapat ditentukan bahwa transformator utama No. 1 memiliki kegagalan grounding multipoint pada intinya. Namun, ketika grounding multipoint terjadi, pemantauan online grounding inti dan perangkat pembatas arus segera mengaktifkan resistor pada saat peningkatan arus, sehingga efektif membatasi besarnya arus. Sebagai hasilnya, tidak ada anomali yang muncul dalam analisis kromatografi gas terlarut minyak transformator.

Pada tanggal 28 Maret, selama uji pemadaman rutin trafo No. 1, pengukuran resistansi isolasi inti mengkonfirmasi kondisi grounding multipoint. Personel uji mengukur resistansi isolasi inti menggunakan tegangan 1.000V, yang menunjukkan resistansi isolasi "0". Menggunakan multimeter untuk mengukur resistansi grounding inti menunjukkan status kontinuitas "konduktif" dengan nilai resistansi "0". Pengukuran-pengukuran ini membuktikan bahwa inti trafo utama No. 1 memiliki grounding multipoint, khususnya grounding logam.

3 Tindakan Penyelesaian

(1) Mengingat kemungkinan kerusakan grounding disebabkan oleh kontak logam lembut, metode impuls kapasitor dicoba untuk menghilangkan kerusakan: Kapasitor (dengan kapasitansi 26,94 μF) dicas hingga 2.500 V dan didischarge tiga kali ke trafo utama No. 1. Setelah impuls, resistansi isolasi inti diukur untuk menentukan apakah telah pulih. Jika tidak pulih, tegangan uji ditingkatkan menjadi 5.000 V untuk tiga impuls lagi. Jika kerusakan masih berlanjut, upaya lebih lanjut akan dihentikan.

(2) Jika metode impuls kapasitor gagal menghilangkan kerusakan grounding, inspeksi pengelepan trafo akan dilakukan jika kondisi memungkinkan, untuk langsung menemukan titik grounding dan menghilangkan kerusakan grounding multipoint inti secara fundamental.

(3) Jika trafo utama tidak dapat segera dimatikan untuk inspeksi dan perawatan, langkah sementara dengan menghubungkan resistor pembatas seri pada konduktor grounding bisa dilakukan. Trafo utama No. 1 dilengkapi dengan perangkat monitoring online dan pembatas arus IEE-Business JY-BTJZ yang memiliki empat setelan resistansi (115, 275, 600, dan 1.500 Ω), yang telah secara otomatis mengaktifkan resistor 115 Ω berdasarkan besarnya arus grounding. Setelah komisioning peralatan, pemantauan diperketat dengan siklus pengujian yang lebih pendek untuk pengukuran arus grounding inti dan analisis kromatografi minyak trafo untuk tujuan pelacakan.

Proses implementasi lapangan spesifik adalah sebagai berikut: Pertama, koneksi grounding eksternal inti diputus, dan generator tegangan tinggi DC digunakan untuk mengisi kapasitor. Setelah sekitar 3 menit pengisian, tegangan mencapai 2,5 kV. Kemudian, menggunakan tongkat terisolasi, kabel penghubung dihubungkan ke konduktor grounding inti untuk mendischarge kapasitor ke inti trafo. Setelah satu discharge kapasitor ke inti trafo utama No. 1, resistansi isolasi inti 60 detik pulih menjadi 9,58 GΩ, dengan rasio serapan 1,54, sesuai dengan hasil uji sebelumnya. Titik grounding berhasil dihilangkan.

Setelah trafo utama No. 1 dikembalikan ke layanan, kami mengukur arus grounding inti menggunakan alat pengukur arus grounding inti, yang menunjukkan 2 mA. Secara bersamaan, perangkat pemantauan arus grounding inti real-time juga menampilkan 2 mA, mengonfirmasi bahwa kerusakan telah dihilangkan.