Panduan kepada Teknologi Ujian Transforma Terkini

Pengubahsuaian datang dalam pelbagai jenis, terutamanya yang direndam dalam minyak dan jenis kering. Manifestasi kesalahan mereka adalah beragam, tetapi kebanyakan kegagalan berpusat pada lilitan, inti, komponen penghubung, dan pencemaran minyak. Sebagai contoh, kerusakan pemisah lilitan, siri terbuka, siri pendek, dan siri pendek antara lilitan di titik-titik penghubungan. Gejala luar biasa yang umum bagi kesalahan pengubahsuaian termasuk pemanasan yang terlalu panas, peningkatan suhu yang berlebihan, bunyi abnormal, dan ketidakseimbangan tiga fasa.

Pemeliharaan rutin pengubahsuaian terutamanya merangkumi ujian pemisah (tahanan pemisah, nisbah serapan dielektrik, dll.), pengukuran rintangan DC (untuk mendeteksi kesalahan berkaitan lilitan), pemeriksaan pengangkatan inti, dan ujian tanpa beban. Sesetengah perusahaan juga menganalisis kualiti minyak pengubahsuaian yang direndam dalam minyak untuk memastikan insulasi elektrik dan prestasi haba tetap utuh.

Berikut adalah beberapa kaedah ujian pengubahsuaian canggih sebagai rujukan.

1. Kaedah ALL-Test

Inti kaedah ALL-Test adalah menggunakan isyarat frekuensi tinggi, voltan rendah—bukan isyarat voltan tinggi—untuk mengukur parameter dalaman seperti rintangan DC, impedans, sudut fase induktansi lilitan, dan nisbah arus-ke-frekuensi (I/F) peralatan berdasarkan lilitan. Ini membolehkan penilaian tepat kesalahan dalaman dan tahap perkembangan mereka. Kelebihan kaedah ini adalah:

• Membolehkan diagnosis kesalahan di tempat dengan cepat, membantu menentukan sama ada pemeriksaan yang lebih memakan masa dan tenaga—seperti pengangkatan inti—perlu dilakukan.

• Akurasi pengukuran yang tinggi. Kerana rintangan DC lilitan pengubahsuaian biasanya sangat rendah, penggunaan isyarat frekuensi tinggi voltan rendah mengelakkan peningkatan kecacatan sedia ada. Dengan ketepatan sehingga tiga tempat perpuluhan, bahkan siri pendek antara lilitan yang kecil boleh dikesan melalui perubahan yang jelas dalam rintangan DC (R)—sesuatu yang tidak dapat dicapai oleh ujian rintangan DC konvensional.

• Memudahkan pemantauan berdasarkan keadaan. Setiap pengukuran boleh direkod dan disimpan. Dengan melakukan ujian secara berkala dan melukis lengkung trend, perubahan dalam parameter penting boleh dipantau dari masa ke masa, menyediakan data yang boleh dipercayai untuk pengesanan awal kesalahan dan penyelenggaraan prediktif—mendukung pengurusan kuantitatif kesalahan di kilang industri.

• Analisis parameter yang komprehensif (R, Z, L, tgφ, I/F) memberikan deskripsi yang lebih lengkap, tepat, dan tepat waktu tentang kesalahan dalaman pengubahsuaian.

Prosedur Asas untuk ALL-Test:
Setelah mencabut bekalan kuasa kepada pengubahsuaian, hubungkan ke bumi sisi sekunder (atau primer). Kemudian sambungkan utas isyarat instrumen ke terminal primer (atau sekunder) (H1, H2, H3) satu persatu, mengukur parameter antara fasa (R, Z, L, tgφ, I/F). Dengan membandingkan hasil antara fasa atau dengan data sejarah dari fasa yang sama pada masa yang berbeza, keadaan kesalahan pengubahsuaian boleh ditentukan.

Sebagai rujukan, berikut adalah kriteria penilaian empirikal yang disarankan:

• Rintangan (R):

• Jika R > 0.25 Ω, perbezaan antara fasa melebihi 5% menunjukkan ketidakseimbangan tiga fasa.

• Jika R ≤ 0.2 Ω, gunakan ambang batas 7.5% untuk penilaian ketidakseimbangan.

• Impedans (Z):

• Ketidakseimbangan antara fasa tidak boleh melebihi 5%.

• Pengubahsuaian yang gagal sering menunjukkan ketidakseimbangan yang cenderung melebihi 100%.

• Induktans (L):

• Ketidakseimbangan tidak boleh melebihi 5%.

• Tangen Sudut Fasa (tgφ):

• Perbezaan antara fasa harus dalam satu digit (contohnya, 0.1 vs 0.2 adalah dapat diterima; 0.1 vs 0.3 tidak dapat diterima).

• Nisbah Arus-ke-Frekuensi (I/F):

• Perbezaan antara fasa tidak boleh melebihi dua digit (contohnya, 1.23 vs 1.25 adalah dapat diterima).

Berdasarkan pengalaman lapangan, semasa kemajuan dari ketidakseimbangan hingga kegagalan, data ujian pengubahsuaian mengalami perubahan dramatis. Untuk pengubahsuaian yang kritikal, disarankan untuk melakukan pengukuran ALL-Test sekurang-kurangnya sekali sebulan.

Jadual 1 Data eksperimental pengubahsuaian baik 2500kVA, 28800:4300, ujian sisi sekunder

Jadual 2 Data eksperimen bagi transformer 500kVA, 13800:240V yang rosak, ujian sisi utama

2. Kaedah Ujian Nisbah Lilitan

Dalam ujian lapangan transformator, mengukur nisbah lilitan secara langsung adalah kaedah yang berkesan dan cepat untuk mendeteksi kerosakan dalaman—seperti penyambungan yang salah, hubungan pendek, atau hubungan terbuka. Semasa operasi, disebabkan variasi pembuatan atau penurunan isolasi sepanjang masa, nisbah lilitan sebenar transformator mungkin menyimpang dari nilai plat nama. Jika diukur dengan tepat, nisbah lilitan boleh menjadi penunjuk keadaan utama untuk mengenal pasti dan melacak perkembangan kerosakan dalaman. Untuk menangani ini, pengujian nisbah lilitan (TTR) transformator digunakan, yang biasanya memerlukan ketepatan pengukuran yang sangat tinggi.

3. Pengujian Kualiti Minyak Transformator

Transformator yang direndam dalam minyak digunakan secara meluas, dan bahagian penting pemeliharaannya adalah menilai keadaan minyak insulasi. Tanda-tanda penurunan minyak—seperti warna yang gelap, bau asam, kekuatan dielektrik yang berkurang (voltan putus), atau pembentukan lumpur—boleh sering dikenali melalui pemeriksaan visual. Selain itu, analisis kuantitatif sifat-sifat minyak utama—termasuk viskositas, titik kilat, dan kandungan air—adalah penting untuk penilaian menyeluruh. Rujuk jadual di bawah untuk kriteria penilaian.

Berikut ini adalah penjelasan singkat tentang cara melakukan analisis dan pemeriksaan menggunakan kromatografi gas. Apabila minyak transformator memburuk atau terjadi kerusakan, pendekatan dasar metode ini adalah mengambil sampel minyak dari transformator tanpa mematikan aliran listrik, menganalisis jenis dan konsentrasi gas yang terlarut, dan kemudian menentukan kondisi kerusakan. Dalam keadaan normal, kandungan gas dalam minyak sangat rendah, terutama gas yang mudah terbakar, yang hanya mencapai 0.001% hingga 0.1% dari total.

Namun, seiring dengan meningkatnya tingkat kerusakan pada transformator, minyak dan bahan isolasi padat menghasilkan berbagai gas akibat efek termal dan elektromagnetik dari kerusakan termal. Misalnya, ketika terjadi panas lokal, bahan isolasi menghasilkan jumlah CO dan CO₂ yang besar; ketika minyak itu sendiri terlalu panas, ia menghasilkan jumlah etilena dan metana yang signifikan. Dengan menggunakan kandungan gas yang mudah terbakar sebagai kriteria penilaian, pedoman berikut dapat diterapkan: kandungan gas di bawah 0.1% menunjukkan kondisi normal; 0.1% hingga 0.5% menunjukkan kerusakan ringan; di atas 0.5% menunjukkan kerusakan parah.

Gas yang utamanya dihasilkan oleh kerusakan listrik pada transformator adalah hidrogen dan asetilena (C₂H₂), yang disebabkan oleh arus busur atau percikan. Pedoman indikator referensi berikut dapat digunakan untuk penilaian: kandungan H₂ <0.01% adalah normal, 0.01–0.02% perlu diperhatikan, dan >0.02% menunjukkan kerusakan; C₂H₂ <0.0005% adalah normal, dan >0.001% menunjukkan kerusakan.

Setelah transformator menjadi lembab, kandungan H₂ (hidrogen) cenderung tinggi, karena gas hidrogen dihasilkan melalui elektrolisis di bawah arus. Data gas ini dapat dianalisis secara komprehensif untuk menilai kondisi transformator.