Paano Magdiagnose at Maisara ang mga Kasagabalang Grounding Fault sa Core ng Transformer

Ang mga winding at core ng isang transformer ang pangunahing komponente na responsable sa pagpapadala at pagbabago ng enerhiyang elektromagnetiko. Ang siguradong operasyon nito ay isang malaking konsiderasyon. Ang mga datos estadistika ay nagpapakita na ang mga isyu sa core ay nagsisilbing pangatlong pinakamataas na sanhi ng pagkabigo ng mga transformer. Ang mga tagagawa ay nagbibigay ng mas maraming pansin sa mga kaputanan sa core at naimplemento ang teknikal na pagbabago sa may kaugnayan sa maasintas na grounding ng core, monitoring ng grounding ng core, at pagsekwirado ng single-point grounding. Ang mga departamento ng operasyon ay din nagbibigay ng mahalagang pagsasanay sa pagtukoy at pag-identify ng mga kaputanan sa core. Gayunpaman, ang mga kaputanan sa core ng mga transformer ay patuloy na nangyayari, pangunahin dahil sa multi-point grounding at mahinang grounding ng core. Ang artikulong ito ay ipapakilala ang mga pamamaraan ng diagnosis at paghahandle para sa dalawang uri ng mga kaputanan.

1.Pag-alis ng Mga Kaputanan sa Multi-Point Grounding

1.1 Temporaring mga hakbang kung hindi maaaring i-take out of service ang transformer

• Kung mayroong panlabas na grounding lead at ang fault current ay medyo malaki, maaaring pansamantalang idisconnect ang grounding wire habang nakakilos. Ngunit, mahalaga ang maipaglaban ang core mula sa pagkakaroon ng floating potential pagkatapos maglaho ang fault point.

• Kung ang multi-point grounding fault ay hindi matatag, maaaring ilagay ang variable resistor (rheostat) sa working grounding circuit upang limitahan ang current sa ibaba ng 1 A. Ang resistance value ay inaasahan sa pamamagitan ng paghati ng voltage na iminumetro sa bukas na normal na grounding wire sa current na lumilipas sa grounding wire.

• Ang chromatographic analysis dapat gamitin upang monitorin ang rate ng gas generation sa fault location.

• Pagkatapos ng tumpak na pag-locate ng fault point sa pamamagitan ng measurements, kung hindi ito maaaring direkta na i-repair, maaaring ilipat ang normal na core grounding strap sa parehong posisyon ng fault point upang makabawas ng malaking bahagi ng circulating currents.

1.2 Komprehensibong mga hakbang sa maintenance

Kapag ang monitoring ay nagpatotoo ng multi-point grounding fault, ang mga transformer na maaaring i-shutdown ay dapat agad na i-de-energize at gawing buo ang repair upang makuha ang kompletong pag-aalis ng fault. Dapat pipiliin ang angkop na mga paraan ng maintenance batay sa uri at sanhi ng multi-point grounding. Gayunpaman, sa ilang kaso, kahit na matapos ang shutdown at pagtanggal ng core, hindi mahanap ang fault point. Upang tumpakin ang lokasyon ng grounding point on-site, maaaring gamitin ang sumusunod na mga paraan:

• DC Method: Idiskonekta ang bonding strap sa pagitan ng core at clamping frame. I-apply ang 6 V DC voltage sa silicon steel laminations sa parehong gilid ng yoke. Pagkatapos, gumamit ng DC voltmeter upang sunud-sunurin ang voltage sa pagitan ng adjacent laminations. Ang lugar kung saan ang voltage ay zero o nagbaligtad ang polarity ay nagpapahiwatig ng fault grounding point.

• AC Method: I-apply ang 220–380 V AC voltage sa low-voltage winding, pagtatatag ng magnetic flux sa core. Habang ang core-clamp bonding strap ay idiskonekta, gumamit ng milliammeter upang detektoin ang current flow na nagpapahiwatig ng multi-point ground fault. Ilipat ang milliammeter probe sa bawat lamination level ng yoke; ang punto kung saan ang current ay bumaba sa zero ay ang lokasyon ng fault.

2. Abnormal na mga Phenomena Dahil sa Multi-Point Grounding

• Nag-iinduce ang eddy currents sa core, nagdudulot ng pagtaas ng core losses at localized overheating.

• Kung ang severe na multi-point grounding ay hindi na-trato sa mahabang panahon, ang continuous operation ay maaaring mag-overheat ang oil at windings, unti-unting pagaging lumang ang oil-paper insulation. Ito maaaring maging sanhi ng pagkalason at pagka-peel off ng inter-lamination insulation coating, nagdudulot ng mas severe na core overheating at eventual core burnout.

• Ang mahabang multi-point grounding ay nagdudulot ng pagkakaapi ng insulating oil sa mga oil-immersed transformers, naglilikha ng flammable gases na maaaring trigger ang Buchholz (gas) relay.

• Ang core overheating ay maaaring carbonize ang wooden blocks at clamping components sa loob ng transformer tank.

• Ang severe na multi-point grounding maaaring sunugin ang grounding conductor, nagresulta sa pagkawala ng normal na single-point grounding ng transformer—na isang napakapanganib na kondisyon.

• Ang multi-point grounding maaari ring maging sanhi ng partial discharge phenomena.

3. Dahilan Kung Bakit Ang Core Ay Dapat Grounded Sa Isang Punto Lamang Sa Normal Na Operasyon

Sa normal na operasyon, may electric field na umiiral sa pagitan ng energized windings at transformer tank. Ang core at iba pang metal parts ay nasa loob ng field na ito. Dahil sa hindi pantay na distribusyon ng capacitance at iba't ibang lakas ng field, kung ang core ay hindi maasintas na grounded, ang charge-discharge phenomena ay maaaring mangyari, nagdudulot ng pinsala sa solid at oil insulation. Kaya, ang core ay dapat grounded sa eksaktong isang punto lamang.

Ang core ay binubuo ng silicon steel laminations. Upang mabawasan ang eddy currents, bawat lamination ay may insulation mula sa adjacent ones na may maliit na resistance (karaniwang only a few to several tens of ohms). Gayunpaman, dahil sa napakataas na inter-lamination capacitance, ang laminations ay gumagana bilang isang conductive path sa ilalim ng alternating electric fields. Kaya, ang pag-ground ng core sa isang punto lamang ay sapat na upang clampin ang buong stack sa ground potential.

Kung ang core o ang mga metal components nito ay may dalawa o higit pang grounding points (multi-point grounding), isinasagawa ang isang saradong loop sa pagitan ng mga puntos na ito. Ang loop na ito ay konektado sa bahagi ng magnetic flux, nag-induce ng electromotive force at circulating currents, na nagdudulot ng localized overheating at maaaring maging sanhi ng core burnout.

Ang single-point grounding lamang ng core ng transformer ang nagsisilbing maasintas at normal na grounding—iba’t ibang paraan, ang core ay dapat grounded, at dapat grounded sa eksaktong isang punto lamang.

Ang mga core fault ay bunga ng dalawang pangunahing dahilan: (1) mahinang pamamaraan sa pagtayo na nagdudulot ng short circuit, at (2) mga sangkap o panlabas na kadahilanan na nagiging sanhi ng multi-point grounding.