คู่มือเทคโนโลยีทดสอบทรานสฟอร์เมอร์ล่าสุด
หม้อแปลงมีหลายประเภท หลักๆ คือแบบแช่น้ำมันและแบบแห้ง อาการเสียหายของหม้อแปลงหลากหลาย แต่ส่วนใหญ่เกิดขึ้นที่ขดลวด แกนเหล็ก ส่วนเชื่อมต่อ และการปนเปื้อนของน้ำมัน เช่น การเสียหายของฉนวนขดลวด วงจรขาด วงจรลัดวงจร และวงจรลัดวงจรระหว่างขดลวด การแสดงอาการภายนอกของความผิดปกติของหม้อแปลงโดยทั่วไปคือ การร้อนมากเกินไป อุณหภูมิสูงผิดปกติ เสียงผิดปกติ และความไม่สมดุลของเฟส
การบำรุงรักษาหม้อแปลงประจำวันรวมถึงการทดสอบฉนวน (ความต้านทานฉนวน อัตราการดูดซับดีเอลีกตริก ฯลฯ) การวัดความต้านทานไฟฟ้ากระแสตรง (เพื่อตรวจจับความผิดปกติที่เกี่ยวข้องกับขดลวด) การยกแกนเพื่อตรวจสอบ และการทดสอบในสภาพไม่มีโหลด บางบริษัทยังทำการวิเคราะห์คุณภาพน้ำมันของหม้อแปลงแบบแช่น้ำมัน เพื่อให้แน่ใจว่าคุณสมบัติทางไฟฟ้าและการนำความร้อนยังคงอยู่ในสภาพดี
ด้านล่างนี้คือวิธีการทดสอบหม้อแปลงขั้นสูงหลายวิธีสำหรับการอ้างอิง
1. วิธี ALL-Test
หัวใจของวิธี ALL-Test คือการใช้สัญญาณความถี่สูง แรงดันต่ำ—แทนที่จะใช้สัญญาณแรงดันสูง—ในการวัดพารามิเตอร์ภายใน เช่น ความต้านทานไฟฟ้ากระแสตรง อิมพีแดนซ์ ความเหนี่ยวนำของขดลวด มุมเฟส และอัตราส่วนกระแสต่อความถี่ (I/F) ของอุปกรณ์ที่มีฐานขดลวด ทำให้สามารถประเมินความผิดปกติภายในและความพัฒนาของมันได้อย่างแม่นยำ ข้อดีของวิธีนี้คือ:
ช่วยให้วินิจฉัยความผิดปกติที่หน้างานได้อย่างรวดเร็ว ช่วยในการตัดสินใจว่าจำเป็นต้องทำการตรวจสอบที่ใช้เวลาและแรงงานมาก เช่น การยกแกนหรือไม่
ความแม่นยำในการวัดสูง ด้วยความต้านทานไฟฟ้ากระแสตรงของขดลวดหม้อแปลงที่ต่ำมาก การใช้สัญญาณความถี่สูง แรงดันต่ำจะช่วยหลีกเลี่ยงการทำให้ความเสียหายที่มีอยู่แย่ลง ด้วยความแม่นยำถึงสามทศนิยม แม้กระทั่งวงจรลัดวงจรระหว่างขดลวดขนาดเล็กก็สามารถตรวจพบได้ผ่านการเปลี่ยนแปลงที่ชัดเจนของความต้านทานไฟฟ้ากระแสตรง (R)—ซึ่งการทดสอบความต้านทานไฟฟ้ากระแสตรงแบบเดิมไม่สามารถทำได้
สนับสนุนการตรวจสอบตามสภาพ ผลการวัดแต่ละครั้งสามารถบันทึกและเก็บไว้ได้ โดยการทดสอบอย่างต่อเนื่องและสร้างกราฟแนวโน้ม จะสามารถติดตามการเปลี่ยนแปลงของพารามิเตอร์สำคัญตลอดเวลา ให้ข้อมูลที่เชื่อถือได้สำหรับการตรวจจับความผิดปกติล่วงหน้าและการบำรุงรักษาตามการคาดการณ์—สนับสนุนการจัดการความผิดปกติในระดับปริมาณสำหรับสถานประกอบการอุตสาหกรรม
การวิเคราะห์พารามิเตอร์อย่างครอบคลุม (R, Z, L, tgφ, I/F) นำเสนอคำอธิบายที่ครบถ้วน ทันท่วงที และแม่นยำของความผิดปกติภายในหม้อแปลง
ขั้นตอนพื้นฐานสำหรับวิธี ALL-Test:
หลังจากตัดไฟฟ้าออกจากหม้อแปลง ต่อสายดินที่ข้างรอง (หรือข้างหลัก) จากนั้นต่อสายสัญญาณของเครื่องมือไปที่เทอร์มินอลข้างหลัก (หรือข้างรอง) (H1, H2, H3) ทีละตัว วัดพารามิเตอร์ระหว่างเฟส (R, Z, L, tgφ, I/F) โดยการเปรียบเทียบผลลัพธ์ระหว่างเฟส หรือกับข้อมูลประวัติของเฟสเดียวกันในเวลาต่างๆ จะสามารถกำหนดสภาพความผิดปกติของหม้อแปลงได้
เป็นแนวทาง ด้านล่างนี้คือเกณฑ์การประเมินตามประสบการณ์:
ความต้านทาน (R):
หาก R > 0.25 Ω ความแตกต่างระหว่างเฟสที่เกิน 5% แสดงถึงความไม่สมดุลของเฟส
หาก R ≤ 0.2 Ω ใช้เกณฑ์ความไม่สมดุลที่ 7.5%
อิมพีแดนซ์ (Z):
ความไม่สมดุลระหว่างเฟสไม่ควรเกิน 5%.
หม้อแปลงที่เสียหายมักแสดงความไม่สมดุลที่มีแนวโน้มสูงกว่า 100%.
ความเหนี่ยวนำ (L):
ความไม่สมดุลต้องไม่เกิน 5%.
ค่าแทนเจนต์ของมุมเฟส (tgφ):
ความแตกต่างระหว่างเฟสควรอยู่ในขอบเขต หนึ่งหลัก (เช่น 0.1 กับ 0.2 ยอมรับได้; 0.1 กับ 0.3 ไม่ยอมรับ)
อัตราส่วนกระแสต่อความถี่ (I/F):
ความแตกต่างระหว่างเฟสไม่ควรเกิน สองหลัก (เช่น 1.23 กับ 1.25 ยอมรับได้)
ตามประสบการณ์ในสนาม ในระหว่างการพัฒนาจากความไม่สมดุลไปสู่ความเสียหาย ข้อมูลทดสอบของหม้อแปลงมีการเปลี่ยนแปลงอย่างมาก สำหรับหม้อแปลงที่สำคัญ แนะนำให้ทำการวัด ALL-Test อย่างน้อยเดือนละครั้ง
ตาราง 1 ข้อมูลทดลองของหม้อแปลงขนาด 2500kVA 28800:4300 ทดสอบข้างรอง
| H₁ - H₂ | H₁ - H₃ | H₂ - H₃ | |
| R | 0.103 | 0.100 | 0.096 |
| Z | 15 | 14 | 14 |
| L | 2 |
2 | 2 |
| tgφ | 75 | 75 | 75 |
| I/F | -48 | -48 | -49 |
ตารางที่ 2 ข้อมูลการทดลองของหม้อแปลงไฟฟ้าขนาด 500kVA, 13800:240V ที่ชำรุด การทดสอบด้านหลัก
| H₁ - H₂ | H₁ - H₃ | H₂ - H₃ | |
| R | 116.1 | 88.20 | 48.50 |
| Z | 4972 | 1427 | 1406 |
| L | 7911 | 2267 | 2237 |
| tgφ | 23 |
21 | 20 |
| I/F | -33 | -29 |
-29 |
2. วิธีทดสอบอัตราส่วนวงจร
ในการทดสอบหม้อแปลงในสถานที่ การวัดอัตราส่วนวงจรโดยตรงเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพและรวดเร็วในการตรวจจับข้อผิดพลาดภายใน เช่น การต่อสายผิด การลัดวงจร หรือวงจรขาด ในระหว่างการใช้งาน เนื่องจากความแตกต่างในการผลิตหรือการเสื่อมสภาพของฉนวน อัตราส่วนวงจรที่แท้จริงของหม้อแปลงอาจแตกต่างไปจากค่าที่ระบุบนแผ่นป้าย หากวัดได้อย่างถูกต้อง อัตราส่วนวงจรสามารถใช้เป็นตัวชี้วัดสภาพสำคัญในการระบุและติดตามการพัฒนาของข้อบกพร่องภายใน เพื่อแก้ไขปัญหานี้ จะใช้เครื่องทดสอบอัตราส่วนวงจร (TTR) ซึ่งโดยทั่วไปจะต้องการความแม่นยำในการวัดสูงมาก
3. การทดสอบคุณภาพน้ำมันหม้อแปลง
หม้อแปลงแช่น้ำมันถูกใช้อย่างกว้างขวาง และส่วนสำคัญของการบำรุงรักษาคือการประเมินสภาพของน้ำมันฉนวน อาการของน้ำมันที่เสื่อมสภาพ เช่น สีเข้ม มีกลิ่นเปรี้ยว แรงดันไฟฟ้าที่ทำให้เกิดการระเบิดลดลง หรือการเกิดตะกอนสามารถตรวจสอบได้จากการตรวจสอบด้วยตาเปล่า นอกจากนี้ การวิเคราะห์ปริมาณคุณสมบัติหลักของน้ำมัน เช่น ความหนืด จุดวาบ และความชื้น เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการประเมินอย่างครอบคลุม โปรดดูตารางด้านล่างสำหรับเกณฑ์การประเมิน
| หมายเลขซีเรียล | รายการ | ชั้นแรงดันอุปกรณ์ (kV) | ดัชนีคุณภาพ | วิธีตรวจสอบ | |
| น้ำมันก่อนการใช้งาน | น้ำมันขณะใช้งาน | ||||
| 1 |
กรดที่ละลายในน้ำ (ค่า pH) | >5.4 | ≥4.2 | GB7598 | |
| 2 | ค่าความเป็นกรด (mgKOH/G) | ≤0.03 | ≤0.1 | GB7599 หรือ GB264 | |
| 3 | จุดวาบไฟ (ถ้วยปิด) | >140 (สำหรับน้ำมันหมายเลข 10, 25) >135 (สำหรับน้ำมันหมายเลข 45) |
1. ไม่ต่ำกว่ามาตรฐานน้ำมันใหม่ 5 2. ไม่ต่ำกว่าค่าที่วัดได้ครั้งก่อน 5 |
GB261 | |
| 4 | สิ่งเจือปนทางกลไก | ไม่มี | ไม่มี | ตรวจสอบด้วยสายตา | |
| 5 | คาร์บอนฟรี | ไม่มี | ไม่มี | ตรวจสอบด้วยสายตา | |
ต่อไปนี้เป็นการแนะนำอย่างย่อเกี่ยวกับวิธีการวิเคราะห์และตรวจสอบโดยใช้โครมาโตกราฟีแก๊ส เมื่อน้ำมันหม้อแปลงเสื่อมสภาพหรือเกิดปัญหา วิธีการพื้นฐานคือการนำตัวอย่างน้ำมันออกจากหม้อแปลงโดยไม่ต้องปิดไฟฟ้า วิเคราะห์ชนิดและระดับความเข้มข้นของแก๊สที่ละลาย และจากนั้นกำหนดสภาพของปัญหา ในภาวะปกติ ปริมาณแก๊สในน้ำมันน้อยมาก โดยเฉพาะแก๊สไวไฟ ซึ่งมีเพียง 0.001% ถึง 0.1% ของทั้งหมด
อย่างไรก็ตาม เมื่อความรุนแรงของปัญหาหม้อแปลงเพิ่มขึ้น น้ำมันและวัสดุฉนวนแข็งจะสร้างแก๊สต่างๆ ภายใต้ผลของการทำความร้อนและการแม่เหล็กไฟฟ้า เนื่องจากปัญหาความร้อน เช่น เมื่อมีการเกิดความร้อนเฉพาะจุด วัสดุฉนวนจะสร้าง CO และ CO₂ จำนวนมาก; เมื่อน้ำมันเองเกิดความร้อน มันจะสร้างเอทธิลีนและเมทาน์ในปริมาณมาก การใช้ปริมาณแก๊สไวไฟเป็นเกณฑ์ในการตัดสินใจ สามารถใช้แนวทางต่อไปนี้: ปริมาณแก๊สน้อยกว่า 0.1% แสดงถึงภาวะปกติ; 0.1% ถึง 0.5% แสดงถึงปัญหาเล็กน้อย; มากกว่า 0.5% แสดงถึงปัญหารุนแรง
แก๊สที่สร้างขึ้นโดยปัญหาทางไฟฟ้าในหม้อแปลงหลักคือไฮโดรเจนและอะเซทิลีน (C₂H₂) ส่วนใหญ่เกิดจากการปล่อยอาร์กหรือประกายไฟ สามารถใช้ตัวชี้วัดอ้างอิงต่อไปนี้ในการตัดสินใจ: ปริมาณ H₂ <0.01% แสดงถึงภาวะปกติ; 0.01–0.02% ต้องระวัง; และ>0.02% แสดงถึงปัญหา; C₂H₂ <0.0005% แสดงถึงภาวะปกติ; และ>0.001% แสดงถึงปัญหา
หลังจากที่หม้อแปลงได้รับความชื้น ปริมาณ H₂ (ไฮโดรเจน) มักจะสูง เนื่องจากแก๊สไฮโดรเจนสร้างขึ้นผ่านกระบวนการแยกไฟฟ้าภายใต้กระแสไฟฟ้า ข้อมูลแก๊สเหล่านี้สามารถวิเคราะห์แบบรวมเพื่อประเมินสภาพของหม้อแปลง
