Paano maaring gamutin ang mga kulang sa transformer?

Karaniwang mga kapinsalaan ng transformer at ang kanilang mga paraan ng pagtugon.

1. Overheating ng Transformer

Ang overheating ay lubhang masama para sa mga transformer. Ang karamihan sa mga kapinsalaan ng insulation ng transformer ay dulot ng overheating. Ang pagtaas ng temperatura ay nagbabawas ng dielectric strength at mechanical strength ng mga materyales ng insulation. Ang IEC 354, Loading Guide for Transformers, nagsasaad na kapag umabot ang pinakamainit na temperatura ng isang transformer sa 140°C, mabubuo ang mga bula sa langis. Ang mga bula na ito ay maaaring mabawasan ang performance ng insulation o magdulot ng flashover, na siya namang magdudulot ng pinsala sa transformer.

Ang overheating ay malaking nakakaapekto sa serbisyo ng buhay ng mga transformer. Ayon sa 6°C rule ng transformer, sa temperature range ng 80–140°C, para sa bawat 6°C na pagtaas ng temperatura, ang rate kung saan nababawasan ang effective service life ng insulation ng transformer ay doble. Ang pambansang pamantayan GB1094 ay nagtatakda rin na ang limitasyon ng average winding temperature rise para sa oil-immersed transformers ay 65K, ang top oil temperature rise ay 55K, at ang core at tank ay 80K.

Ang overheating ng transformer ay pangunahing ipinapakita bilang abnormal na pagtaas ng temperatura ng langis. Ang mga posibleng pangunahing dahilan ay kinabibilangan ng: (1) overload ng transformer; (2) kapinsalaan ng cooling system (o hindi kumpleto ang engagement ng cooling system); (3) internal fault ng transformer; (4) mali na indication ng temperature measuring device.

Kapag natuklasan ang abnormal na pagtaas ng temperatura ng langis ng transformer, dapat suriin ang mga posibleng dahilan na iyon-iyon upang makagawa ng tama na paghuhusga. Ang mga key inspection at handling points ay kasunod:

(1) Kung ang operational instruments ay nagpapahiwatig na overloaded ang transformer, at ang mga temperature gauges ng tatlong phase sa isang single-phase transformer bank ay may halos magkaparehong readings (na may posible na deviation ng ilang degree), at normal ang operation ng transformer at cooling system, malamang na dulot ng overload ang pagtaas ng temperatura. Sa kasong ito, palakasin ang monitoring sa transformer (load, temperatura, operating status), agad na i-report sa higher-level dispatching department, at inirerekomenda ang transfer ng load upang bawasan ang magnitude at duration ng overload.

(2) Kung ang pagtaas ng temperatura ay dulot ng incomplete engagement ng cooling system, agad na i-activate ang sistema. Kung ang cooling system ay may kapinsalaan, agad na ito ay dapat ma-identify at i-address. Kung hindi ito maaaring maresolba agad, dapat mabisang monitor ang temperatura at load ng transformer, patuloy na i-report sa dispatching department at production management, bawasan ang load ng transformer, at ang transformer ay dapat mag-operate ayon sa corresponding load value na tugma sa cooling capacity sa kasalukuyang kondisyon ng cooling.

(3) Kung ang remote temperature measurement device ay nagpapadala ng high-temperature alarm signal na may napakataas na indicated value, ngunit ang lokal na thermometer ay nagpapahayag ng normal na readings at walang iba pang signs ng kapinsalaan ng transformer, maaaring false signal ang alarm dahil sa kapinsalaan sa remote temperature measurement circuit. Maaari itong ma-rectify sa tamang oras.

(4) Kung sa isang three-phase transformer bank, ang temperatura ng langis ng isang phase ay tumataas nang marahas kaysa sa kanyang historical oil temperature sa parehong load at cooling conditions, at normal ang cooling system at thermometer, maaaring dulot ng internal fault sa transformer ang overheating. Agad na i-notify ang mga propesyonal na personnel upang kunin ang oil sample para sa chromatographic analysis upang lalo pang i-identify ang kapinsalaan. Kung ang chromatographic analysis ay nagpapahayag ng internal fault, o kung patuloy na tumataas ang temperatura ng langis sa hindi nagbabago na load at cooling conditions, dapat alisin sa serbisyo ang transformer ayon sa on-site regulations.

2. Cooling System Failure

Ang cooling system ay tumutulong sa pag-dissipate ng init mula sa mga windings at core sa pamamagitan ng langis ng transformer. Ang lahat ng 500kV main transformers ay gumagamit ng forced oil circulation with forced air cooling. Mahalaga ang normal na operation ng cooling system para sa normal na operation ng transformer. Ang kapinsalaan ng cooling equipment ay karaniwang kapinsalaan ng transformer. Kapag may kapinsalaan ang cooling equipment, mabilis na tumaas ang temperatura ng operation ng transformer, at ang insulation life loss ay mabilis na tumaas. 

Sa panahon ng kapinsalaan ng cooling equipment, ang mga operator ay dapat mabisang monitor ang temperatura at load ng transformer, patuloy na i-report sa dispatching department at operation supervisors. Kung ang load ng transformer ay lumampas sa specified limit sa faulty cooling conditions, dapat hilingin ang load reduction ayon sa on-site regulations.

Dapat tandaan na habang tumaas ang temperatura ng langis, mas mabilis ang pag-init ng core at windings kaysa sa langis. Ang temperatura ng langis ay maaaring magpakita ng kaunting pagtaas lamang, ngunit ang temperatura ng core at windings ay maaaring nang mataas na. Lalo na kapag may kapinsalaan ang oil pumps, ang pagtaas ng temperatura ng windings relative sa langis ay lalo pang lumalampas sa normal value na nasa nameplate. Ang temperatura ng langis ay maaaring magpakita ng kaunting pagtaas o hindi pa napapansin, habang ang temperatura ng core at windings ay maaaring nang lumampas sa allowable limits. 

Sa bandang huli, habang unti-unting tumaas ang temperatura ng langis, ang temperatura ng core at windings ay patuloy na tataas sa mas mataas na values, na nagpapanatili ng tiyak na temperatura rise over oil sa ibinigay na load at cooling conditions. Kaya, kapag may kapinsalaan ang cooling equipment, hindi lamang ang temperatura ng langis at windings ang dapat ma-observe, kundi pati na rin ang allowable operating capacity at time ng transformer sa cooling system outage, ayon sa manufacturer at on-site regulations. Dapat din monitor ang iba pang operational changes upang komprehensibong i-assess ang operating condition ng transformer.

Para suriin ang cooling equipment failure, tukuyin ang saklaw ng outage (individual fan o oil pump stopped, entire group stopped, single-phase o three-phase stopped), tumingin sa cooling system control circuit diagram upang lokalin ang fault point, at minimize ang downtime ng cooling equipment.

Kung ang individual fan o oil pump ay may kapinsalaan habang ang iba ay normal, ang mga posibleng dahilan ay kinabibilangan ng:

• Ang isang bahagi ng tatlong-phase power supply sa pamamagitan ng pankupas o oil pump ay naging open-circuited (blown fuse, mahinang kontak, o nabawas na wire), nagdudulot ng pagtaas ng current ng motor, operasyon ng thermal relay o cutoff ng power, o pagkawala ng motor;

• Palya sa bearing o mekanikal na pagkakamali sa pankupas o oil pump;

• Kasalanan sa nakaugnay na control relay, contactor, o iba pang komponente sa control circuit ng pankupas o oil pump, o pagkawasak ng circuit (halimbawa, maluwag na terminal, mahinang kontak);

• Setting ng thermal relay ay masyadong mababa, nagdudulot ng maling operasyon.

Kung ang sanhi ay natuklasan na isang kasalanan sa power supply o circuit, ang nabawas na wire ay dapat mabilis na maisaayos, ang mga blown fuse ay dapat palitan, at ang power at circuit ay dapat ibalik. Kung ang control relay ay nasira, ito ay dapat palitan ng spare. Kung ang pankupas o oil pump ay nasira, dapat hilingin ang maintenance agad.

Kung isang grupo (o ilang) pankupas o oil pumps ay tumigil nang sabay-sabay, ang malamang na sanhi ay isang kasalanan sa power supply sa grupo na iyon, blown fuse, operasyon ng thermal relay, o nasirang control relay. Ang handa na pankupas o oil pump ay dapat agad na gamitin, pagkatapos ay ibalik ang kasalanan.

Kung lahat ng pankupas o oil pumps ng isang pangunahing transformer ay tumigil, ito ay kailangan dahil sa isang pagkakamali sa pangunahing power supply sa isa o lahat ng tatlong phase ng cooling system. Sa kaso na ito, suriin kung ang handa na power supply ay automatikong ginamit. Kung hindi, manu-manong gamitin ang handa na power supply mabilis, tuklasin ang sanhi ng kasalanan, at alisin ito.

Kapag pinaghahandulan ang mga kasalanan sa power supply at ibinalik ang power, huwag kalimutan ang sumusunod:

• Kapag pinapalit ang mga fuse, unang buksan ang circuit power at load-side switch o isolator. Sa panahon ng live fuse replacement, kapag ang ikalawang phase ay inilapat, ang three-phase motor ay tumatanggap ng two-phase power, nagbibigay ng malaking current na maaaring magresulta sa pagkawasak ng bagong inilapat na fuse.

• Gamitin ang mga fuse na may katugma sa disenyo at capacity.

• Kapag ibinalik ang power at binuo muli ang cooling equipment, simulan ang proseso sa mga hakbang o grupo kung maaari upang maiwasan ang sabay-sabay na pagbabago ng lahat ng pankupas at oil pumps, na maaaring magresulta sa pagtaas ng current at pagkawasak ng fuse muli.

• Pagkatapos ibalik ang three-phase power, kung ang pankupas o oil pumps ay hindi pa rin nagsisimula, maaaring dahil ang thermal relay ay hindi pa na-reset. I-reset ang thermal relay. Kung walang kasalanan sa cooling equipment, ito ay dapat magsimula nang normal.

3. Abnormal na Oil Level

Ang abnormal na oil level ng transformer ay kasama ang abnormal na oil level ng main tank at abnormal na oil level ng on-load tap changer (OLTC). Ang 500kV transformers karaniwang gumagamit ng oil reservoirs na may diaphragms o bladders, na may pointer-type oil level gauges na nagpapahiwatig ng oil level. Ang oil level ng parehong ito ay maaaring mapanoon sa pamamagitan ng gauge.

Kung ang oil level ng transformer ay mababa, dapat suriin ang sanhi. Kung ang mababang oil level ay dahil sa mababang temperatura ng kapaligiran o light load na nagresulta sa pagbaba ng temperatura ng oil hanggang sa minimum oil level line, dapat agad na idagdag ang oil. Kung ang pagbaba ng oil level ay dahil sa seryosong paglabas ng oil, dapat agad na gawin ang mga hakbang upang ihinto ang paglabas at idagdag ang oil.

Ang mataas na oil level ng transformer maaaring dahil sa:

• excessive na oil filling, na nagreresulta sa pagtaas ng oil level kasabay ng temperatura sa mataas na temperatura ng kapaligiran o high load; 

• palya sa cooling system;

• internal na pagkakamali ng transformer.

Kapag ang oil level ay masyadong mataas, suriin ang load at temperature ng oil, kumpirmahin ang normalidad ng cooling system, veripika ang lahat ng posisyon ng valve, at suriin ang anumang senyales ng internal na pagkakamali. Kung ang oil level ay masyadong mataas o lumalabas ang oil, at walang ibang pagkakamali, maaaring maalis ang kaunti na lang ng oil ng transformer.

Ang mataas na oil level sa OLTC oil reservoir, bukod sa temperature ng oil, maaaring dahil sa sobrang init ng electrical joints o iba pang dahilan na nagresulta sa pagkawasak ng seal sa OLTC compartment, na nagpapahintulot sa insulating oil mula sa main tank na lumabas sa OLTC compartment, nagresulta sa abnormal na pagtaas ng oil level ng OLTC. Kapag ang oil level ng OLTC ay patuloy na tumataas at lumalabas na mula sa breather ng OLTC oil reservoir, agad na ireport sa dispatching department, hilingin ang mga propesyonal na gawin ang testing at analysis, humiling na ilabas ang may kasalanan na transformer para sa maintenance.

Ang 500kV transformers karaniwang gumagamit ng oil reservoirs na may diaphragms o bladders at pointer-type oil level gauges, na nagpapahiwatig ng oil level batay sa posisyon ng ilalim ng diaphragm o bladder. Ang mga kondisyong sumusunod maaaring maging sanhi ng maling pahiwatig ng pointer:

• Gas na nakalapit sa ilalim ng diaphragm o bladder nagreresulta sa paglubog nito sa aktwal na oil level, nagpapataas ng pahiwatig ng oil level; 

• Pagkakawasak ng breather na nagpapahintulot sa air na hindi makapasok kapag bumaba ang oil level, nagpapataas ng pahiwatig ng oil level; 

• Pagkakawasak ng bladder o diaphragm na nagpapahintulot sa oil na pumasok sa itaas, maaaring magresulta sa mas mababang pahiwatig ng oil level.

Ang tatlong sitwasyon na ito maaaring magresulta sa maling pahiwatig ng oil level, kaya kailangan ng mga operator na mabuti na suriin at analisyn sa normal na operasyon.

4. Light Gas Relay Operation

Kapag ang light gas relay ay nagsimula, ito ay nagpapahiwatig ng hindi normal na operasyon ng transformer at dapat laging inspeksyonin at aksyunan agad. Ang mga paraan ay kasunod:

(1) Inspeksyunin ang hitsura, tunog, temperatura, antas ng langis, at load ng transformer. Kung may matinding paglabas ng langis at ang antas ng langis ay mas mababa sa 0 marka sa gauge, posibleng mas mababa pa ito sa antas ng gas relay na nag-trigger ng alarm signal, ang transformer ay dapat agad na alisin sa serbisyo at ang paglabas ng langis ay dapat maayos agad.

Kung may napansin na pagtaas ng temperatura o hindi normal na tunog sa operasyon, maaaring may internal fault. Ang abnormal noise ng transformer ay may dalawang uri: isa dahil sa mechanical vibration, ang iba pang dahil sa partial discharge. Maaaring gamitin ang listening rod (o flashlight)—ipindot ang isang dulo nito sa casing at pakikinggan ang ibang dulo—upang malaman kung ang tunog ay nanggaling sa mga komponente sa loob (mechanical vibration o partial discharge). Ang discharge noise karaniwang may rhythmic pattern na katulad ng corona noise sa high-voltage bushings. Kung may napansin na suspicious na internal discharge noise, magsagawa agad ng oil chromatographic analysis at palakasin ang monitoring.

(2) Kuhanin ang sample ng gas para sa analisis. Karaniwan, ang on-site qualitative judgment ay pinagsasama sa laboratory quantitative analysis.

Para sa gas sampling, gamitin ang syringe na may appropriate volume. Alisin ang needle at ilagay ang maikling piraso ng plastic o oil-resistant rubber tubing. Bago ang sampling, punuan ang syringe at tubing ng transformer oil upang labasin ang hangin, pagkatapos ay ipindot ang plunger buo upang labasin ang langis. I-attach ang tubing sa vent valve ng gas relay (siguraduhing walang paglabas ng hangin). Buksan ang gas relay vent valve at i-pull back nang dahan-dahan ang syringe plunger upang kunin ang gas sa loob ng syringe.

Dala ang apoy malapit sa syringe needle at i-push nang dahan-dahan ang plunger upang ilabas ang gas, obserbahan kung ang gas ay flammable. Sa parehong oras, ipadala ang gas sa lab upang gawin ang gas composition analysis para sa accurate na paghatol.

Kung natuklasan na flammable ang gas o ang chromatographic analysis ay nakumpirma ng internal fault, ang transformer ay dapat agad na alisin sa serbisyo.

Kung ang gas ay walang kulay, walang amoy, at hindi flammable, at ang chromatographic analysis ay nag-identify nito bilang hangin, maaaring false alarm ang gas relay alarm dahil sa secondary circuit fault. Dapat inspeksyunin at maayos agad ang circuit.

Sa panahon ng gas sampling, gamitin ang colorless transparent syringe para madali ang pagsusuri ng kulay ng gas. Ang proseso ay dapat gawin sa mahigpit na supervision, panatilihin ang ligtas na distansya mula sa live parts.

5. Transformer Tripping

Kapag ang transformer ay nag-trip nang automatic, dapat agad na gawin ang comprehensive inspection upang malaman ang sanhi bago gawin ang aksyon. Ang mga specific inspection items ay kasunod:

(1) Batay sa protective relay signals, fault recorder, at iba pang monitoring device displays o printouts, tukuyin kung anong proteksyon ang nagsimula.

(2) Suriin ang load, antas ng langis, temperatura ng langis, kulay ng langis, at kung may paglabas ng langis, usok, bushing flashover o rupture, pressure relief valve operation, o iba pang obvious na fault signs bago ang tripping, at kung may gas sa gas relay.

(3) Analisa ang fault recorder waveform.

(4) Unawaan ang kondisyon ng sistema: kung may short-circuit faults na nangyari sa loob o labas ng protection zone, kung may system operations o switching overvoltages, o inrush current sa panahon ng closing.

Kung ang inspeksyon ay nagpapakita na hindi dahil sa fault ng transformer ang automatic trip, maaaring muli nang i-energize ang transformer pagkatapos malinis ang external faults.

Kung natuklasan ang anumang sumusunod na kondisyon, dapat suspek ang internal transformer fault. Dapat matukoy ang sanhi, maalis ang fault, at ang electrical tests, chromatographic analysis, at iba pang targeted tests ay dapat kumpirmahin na resolved ang fault bago muling i-energize:

(1) Ang gas na kinuha mula sa gas relay ay napatunayan na flammable sa pamamagitan ng analisis; (2) Obvious na internal fault signs sa transformer, tulad ng deformation ng tank, abnormal na antas ng langis, severe na paglabas ng langis; (3) Obvious na flashover marks o damage, breakage sa transformer bushings; (4) Dalawang o higit pang protective relays (differential, gas, pressure) ang nagsimula.

6. Abnormal Noise

(1) Kung ang tunog ay malakas at noisy, maaaring dahil sa issues sa core ng transformer. Halimbawa, loose clamps o core-tightening bolts. Ang instrument readings ay karaniwang normal, at ang kulay, temperatura, at antas ng langis ay walang significant change. Sa kasong ito, stop ang operasyon ng transformer at gawin ang inspeksyon.

(2) Kung ang tunog ay may boiling water sound o "gurgling" bubble sound, maaaring nagpapahiwatig ng serious winding fault na nagdudulot ng overheating at vaporization ng langis sa mga nearby parts. Poor contact sa tap changer na nagdudulot ng local overheating o winding turn-to-turn short circuit maaaring mag-produce ng ganitong tunog. Agad na istop ang operasyon ng transformer at gawin ang maintenance.

(3) Kung ang tunog ay may malakas, irregular explosion-like sounds, maaaring nagpapahiwatig ng insulation breakdown sa transformer body. Istop ang operasyon at gawin ang maintenance.

(4) Kung ang tunog ay may "zizi" discharge sound, maaaring dahil sa surface partial discharge sa transformer body o bushings. Kung ito ay bushing issue, maaaring makita ang corona glow o small blue/purple sparks sa poor weather o sa gabi. Linisin ang surface ng bushing at ilagay ang silicone oil o silicone grease. Istop ang transformer, at suriin kung ang core grounding at clearances sa pagitan ng live parts at ground ay sumasaklaw sa requirements.

(5) Kung ang tunog ay may continuous, rhythmic knocking o rubbing sounds, maaaring dahil sa mechanical contact dahil sa vibration ng ilang komponente, o abnormal noise dahil sa electrostatic discharge.

7. Oil Spraying and Explosion

Nangyayari ang pag-spray ng langis at pagsabog kapag ang mga internal na fault short-circuit current at mataas na temperatura ng ark ay mabilis na nagpapalitlit ng langis ng transformer, at ang protective relay ay hindi nakakatapos ng enerhiya nang maaga, pinapahintulot ang pagpatuloy ng fault at ang patuloy na pagtaas ng presyon sa loob ng tangki. Ang high-pressure na langis at gas ay pagkatapos ay lumabas mula sa explosion-proof pipe o iba pang mahihinang bahagi ng tangki, nagdudulot ng aksidente.

(1) Insulation damage: Ang lokal na sobrang init tulad ng turn-to-turn short circuits ay nagdudulot ng pinsala sa insulation; ang pagpasok ng tubig sa transformer ay nagdudulot ng pagkamadlad at pinsala sa insulation; ang overvoltage tulad ng lightning strikes ay nagdudulot ng pinsala sa insulation—ito ang mga pangunahing dahilan ng internal na short circuit.

(2) Wire breakage causing arcing: Ang mahinang welding ng winding conductors o maluwag na koneksyon ng lead ay maaaring magdulot ng pag-iyak ng wire sa ilalim ng mataas na surge ng kuryente. Ang high-temperature na ark sa punto ng pag-iyak ay nagbabawas ng langis, nagdudulot ng pagtaas ng presyon sa loob.

(3) Tap changer failure: Sa mga distribution transformers, ang high-voltage winding tap section ay konektado sa pamamagitan ng tap changer. Ang mga contact ng tap changer ay serye sa high-voltage winding circuit at dala ang load at short-circuit currents. Kung ang moving at stationary contacts ay sobrang mainit, nag-spark, o nag-arc, ang tap section winding maaaring maging short circuit.

8. Emergency Shutdown ng Transformer

Ang isang tumatakbong transformer ay dapat agad hulihin kung anumang mga kondisyong ito ay napansin:

(1) Abnormal o malaking pagtaas ng internal noise; (2) Malubhang pinsala at discharge sa bushings; (3) Usok, apoy, o pag-spray ng langis mula sa transformer; (4) Mayroong fault sa transformer, ngunit ang protection device ay hindi gumagana o gumagana nang mali; (5) Apoy o pagsabog malapit na nanganganib sa transformer.

Kapag may apoy sa transformer, agad na i-disconnect ang power, hulihin ang fans at oil pumps, tawagin agad ang mga bumbero, at i-activate ang fire extinguishing equipment. Kung ang apoy ay dulot ng insulating oil na umuusbong at nagnanaisa sa itaas na takip, buksan ang lower drain valve upang ilabas ang langis hanggang sa tamang antas upang hulihin ang pag-usbong, upang maiwasan ang pagbaba ng antas ng langis sa ilalim ng takip at maging sanhi ng internal na apoy. Kung ang apoy ay dulot ng internal na fault, hindi dapat ilabas ang langis, upang maiwasan ang pagpasok ng hangin at pagbuo ng explosive mixture na maaaring maging sanhi ng matinding pagsabog.

Sa kabuoan, kapag may fault sa transformer, mahalagang magkaroon ng tama at wastong paghahandle—na mapipigil ang paglaki ng fault habang iniiwasan ang hindi kinakailangang hulihin. Ito ay nangangailangan ng pag-improve ng kakayahang diagnostic at naipon na karanasan sa operasyon upang tama na makilala at mabilis na mabigyan ng solusyon ang mga fault sa transformer, na mapipigil ang paglaki ng aksidente.

Maraming dahilan ang nagdudulot ng abnormal na tunog ng transformer, at ang mga lokasyon ng fault ay iba't-ibang lugar. Tanging sa pamamagitan ng patuloy na pag-accumulate ng karanasan ay maaaring magkaroon ng tama at wastong paghuhusga.