Bagaimana menangani kerusakan trafo?
Kerusakan umum pada transformator dan metode penanganannya.
1. Overheating Transformator
Overheating sangat berbahaya bagi transformator. Sebagian besar kegagalan isolasi transformator disebabkan oleh overheating. Kenaikan suhu mengurangi kekuatan dielektrik dan kekuatan mekanis bahan isolasi. IEC 354, Panduan Beban untuk Transformator, menyatakan bahwa ketika titik terpanas dari transformator mencapai 140°C, gelembung akan terbentuk di dalam minyak. Gelembung-gelembung ini dapat mengurangi kinerja isolasi atau menyebabkan flashover, yang mengakibatkan kerusakan transformator.
Overheating sangat mempengaruhi umur layanan transformator. Menurut aturan 6°C transformator, dalam rentang suhu 80–140°C, setiap kenaikan suhu sebesar 6°C, laju pengurangan umur efektif isolasi transformator berlipat ganda. Standar nasional GB1094 juga menentukan bahwa batas kenaikan suhu rata-rata lilitan untuk transformator terendam minyak adalah 65K, kenaikan suhu minyak atas adalah 55K, dan inti serta tangki adalah 80K.
Overheating transformator biasanya ditandai dengan kenaikan suhu minyak yang tidak normal. Penyebab utama yang mungkin termasuk: (1) beban transformator berlebih; (2) kegagalan sistem pendingin (atau tidak sepenuhnya terlibat); (3) kerusakan internal transformator; (4) indikasi yang salah oleh perangkat pengukur suhu.
Saat mendeteksi kenaikan suhu minyak transformator yang tidak normal, penyebab-penyebab mungkin tersebut harus diperiksa satu per satu untuk membuat penilaian yang akurat. Poin inspeksi dan penanganan kunci adalah sebagai berikut:
(1) Jika instrumen operasional menunjukkan transformator berada dalam kondisi beban berlebih, dan termometer tiga fase dalam bank transformator fasa tunggal menunjukkan pembacaan yang hampir sama (dengan kemungkinan penyimpangan beberapa derajat), dan transformator serta sistem pendingin beroperasi normal, kenaikan suhu mungkin disebabkan oleh beban berlebih. Dalam hal ini, perkuat pemantauan transformator (beban, suhu, status operasi), laporkan segera ke departemen penjadwalan tingkat atas, dan rekomendasikan transfer beban untuk mengurangi magnitudo dan durasi beban berlebih.
(2) Jika kenaikan suhu disebabkan oleh tidak sepenuhnya terlibatnya sistem pendingin, sistem harus segera diaktifkan. Jika sistem pendingin telah gagal, segera identifikasi penyebabnya dan tangani segera. Jika kerusakan tidak dapat diselesaikan dengan cepat, suhu dan beban transformator harus dipantau secara dekat, lapor secara terus-menerus ke departemen penjadwalan dan manajemen produksi, kurangi beban transformator, dan operasikan transformator sesuai dengan nilai beban yang sesuai dengan kapasitas pendinginan saat ini.
(3) Jika perangkat pengukur suhu jarak jauh mengeluarkan sinyal alarm suhu tinggi dengan nilai yang sangat tinggi, tetapi termometer lokal menunjukkan pembacaan normal dan tidak ada tanda-tanda lain kerusakan transformator, alarm mungkin merupakan sinyal palsu karena adanya kerusakan pada rangkaian pengukur suhu jarak jauh. Kerusakan semacam itu dapat diperbaiki pada waktu yang tepat.
(4) Jika dalam bank transformator tiga fase, suhu minyak satu fase naik signifikan dibandingkan dengan suhu minyak historisnya di bawah beban dan kondisi pendingin yang sama, dan sistem pendingin serta termometer normal, overheating mungkin disebabkan oleh kerusakan internal transformator. Segera beritahu personel profesional untuk mengambil sampel minyak untuk analisis kromatografi untuk lebih mengidentifikasi kerusakan. Jika analisis kromatografi menunjukkan kerusakan internal, atau jika suhu minyak terus naik di bawah beban dan kondisi pendingin yang tidak berubah, transformator harus dihentikan operasinya sesuai dengan peraturan di tempat.
2. Kegagalan Sistem Pendingin
Sistem pendingin membantu menghilangkan panas dari lilitan dan inti melalui minyak transformator. Semua transformator utama 500kV menggunakan sirkulasi minyak paksa dengan pendinginan udara paksa. Apakah sistem pendingin beroperasi normal adalah kondisi kritis untuk operasi transformator normal. Kegagalan peralatan pendingin adalah kerusakan transformator yang umum. Saat peralatan pendingin gagal, suhu operasi transformator meningkat dengan cepat, dan kerugian umur isolasi meningkat tajam.
Selama kegagalan peralatan pendingin, operator harus memantau suhu dan beban transformator secara dekat, melaporkan secara terus-menerus ke departemen penjadwalan dan supervisor operasi. Jika beban transformator melebihi batas yang ditentukan di bawah kondisi pendingin yang rusak, permintaan pengurangan beban harus dilakukan sesuai dengan peraturan di tempat.
Perlu dicatat bahwa selama kenaikan suhu minyak, inti dan lilitan memanas lebih cepat daripada minyak. Suhu minyak mungkin tampak hanya sedikit naik, tetapi suhu inti dan lilitan mungkin sudah sangat tinggi. Terutama ketika pompa minyak gagal, kenaikan suhu lilitan relatif terhadap minyak jauh melebihi nilai normal yang ditentukan pada papan nama. Suhu minyak mungkin tampak hanya sedikit naik atau tidak terlalu terlihat, sementara suhu inti dan lilitan mungkin sudah jauh melebihi batas yang diperbolehkan.
Kemudian, seiring suhu minyak naik secara bertahap, suhu inti dan lilitan akan terus naik hingga nilai yang lebih tinggi, mempertahankan kenaikan suhu tertentu atas minyak di bawah beban dan kondisi pendingin yang diberikan. Oleh karena itu, saat peralatan pendingin gagal, tidak hanya suhu minyak dan lilitan yang harus diamati, tetapi juga kapasitas dan waktu operasi yang diperbolehkan transformator di bawah pemadaman sistem pendingin, seperti yang ditentukan oleh produsen dan peraturan di tempat, harus diikuti. Perubahan operasional lainnya juga harus dipantau untuk menilai kondisi operasional transformator secara komprehensif.
Untuk memeriksa kegagalan peralatan pendingin, tentukan cakupan pemadaman (kipas atau pompa minyak individual yang berhenti, seluruh grup berhenti, fasa tunggal atau tiga fasa berhenti), merujuk pada diagram rangkaian kontrol sistem pendingin untuk menemukan titik kerusakan, dan minimalisir downtime peralatan pendingin.
Jika kipas atau pompa minyak individual gagal sementara yang lain beroperasi normal, penyebab mungkin termasuk:
Satu fasa dari suplai tiga fasa ke kipas atau pompa minyak putus (fuse putus, kontak buruk, atau kabel putus), menyebabkan arus motor meningkat, operasi rel termal atau pemutusan daya, atau motor hangus;
Kerusakan bearing atau mekanis pada kipas atau pompa minyak;
Kerusakan pada relai kontrol, kontak, atau komponen lainnya dalam rangkaian kontrol kipas atau pompa minyak, atau putusnya rangkaian (misalnya, terminal longgar, kontak buruk);
Pengaturan relai termal terlalu rendah, menyebabkan operasi palsu.
Jika penyebabnya ditemukan sebagai kerusakan suplai atau rangkaian, kawat yang putus harus segera diperbaiki, fuse diganti, dan daya dan rangkaian dipulihkan. Jika relai kontrol rusak, gantilah dengan cadangan. Jika kipas atau pompa minyak rusak, mintalah perawatan segera.
Jika sekelompok (atau beberapa) kipas atau pompa minyak berhenti secara bersamaan, penyebab mungkin adalah kerusakan suplai listrik ke kelompok tersebut, fuse putus, operasi relai termal, atau relai kontrol rusak. Kipas atau pompa minyak cadangan harus segera diaktifkan, lalu kerusakan dipulihkan.
Jika semua kipas atau pompa minyak transformator utama berhenti, pasti disebabkan oleh kegagalan suplai utama ke satu atau tiga fasa sistem pendingin. Dalam hal ini, periksa apakah suplai cadangan telah otomatis aktif. Jika tidak, aktifkan suplai cadangan secara manual dengan cepat, identifikasi penyebab kerusakan, dan hapuslah.
Saat menangani kerusakan suplai listrik dan memulihkan daya, perhatikan hal-hal berikut:
Saat mengganti fuse, buka terlebih dahulu saklar daya dan beban sisi rangkaian. Selama penggantian fuse hidup, ketika fase kedua dipasang, motor tiga fasa menerima dua fasa daya, menghasilkan arus yang sangat besar yang mungkin melelehkan fuse baru yang dipasang.
Gunakan fuse dengan spesifikasi dan kapasitas yang sesuai dengan desain.
Saat memulihkan daya dan menghidupkan kembali peralatan pendingin, mulailah sebanyak mungkin secara bertahap atau berkelompok untuk menghindari startup serentak semua kipas dan pompa minyak, yang mungkin menyebabkan lonjakan arus dan melelehkan fuse lagi.
Setelah daya tiga fasa dipulihkan, jika kipas atau pompa minyak masih belum beroperasi, mungkin karena relai termal belum direset. Reset relai termal. Jika tidak ada kerusakan pada peralatan pendingin, seharusnya beroperasi normal kembali.
3. Tingkat Minyak Tidak Normal
Tingkat minyak transformator yang tidak normal termasuk tingkat minyak tangki utama dan tingkat minyak perubahan tap beban (OLTC) yang tidak normal. Transformator 500kV umumnya menggunakan tangki minyak dengan membran atau kantong, dengan pengukur tingkat minyak berbasis pointer yang menunjukkan tingkat minyak. Tingkat minyak keduanya dapat diamati melalui pengukur tersebut.
Jika tingkat minyak transformator rendah, penyebabnya harus diselidiki. Jika tingkat minyak rendah disebabkan oleh suhu lingkungan rendah atau beban ringan yang menyebabkan suhu minyak turun ke garis tingkat minyak minimum, tambahkan minyak dengan cepat. Jika tingkat minyak turun karena kebocoran minyak yang serius, ambillah langkah-langkah segera untuk menghentikan kebocoran dan tambahkan minyak.
Tingkat minyak transformator yang tinggi mungkin disebabkan oleh:
pengisian minyak berlebihan, dengan tingkat minyak naik seiring suhu selama suhu lingkungan atau beban tinggi;
kegagalan sistem pendingin;
kerusakan internal transformator.
Saat tingkat minyak terlalu tinggi, periksa beban dan suhu minyak, konfirmasi normalitas sistem pendingin, verifikasi posisi katup-katup benar, dan periksa tanda-tanda kerusakan internal. Jika tingkat minyak terlalu tinggi atau minyak meluap, dan tidak ada kerusakan lain, sejumlah kecil minyak transformator mungkin dapat dikuras dengan tepat.
Tingkat minyak yang tinggi di tangki OLTC, selain suhu minyak, juga mungkin disebabkan oleh overheating sambungan listrik atau alasan lain yang menyebabkan kegagalan segel di kompartemen OLTC, memungkinkan minyak isolasi dari tangki utama bocor ke kompartemen OLTC, menyebabkan kenaikan tingkat minyak OLTC yang tidak normal. Ketika tingkat minyak OLTC naik tidak normal dan terus-menerus, bahkan meluap dari breather tangki minyak OLTC, segera laporkan ke departemen penjadwalan, minta profesional melakukan pengujian dan analisis, minta menghentikan operasi transformator yang rusak untuk perbaikan.
Transformator 500kV umumnya menggunakan tangki minyak dengan membran atau kantong dan pengukur tingkat minyak berbasis pointer, yang menunjukkan tingkat minyak berdasarkan posisi dasar membran atau kantong. Kondisi-kondisi berikut mungkin menyebabkan indikasi pointer yang tidak akurat:
Gas yang terakumulasi di bawah membran atau kantong menyebabkan membran atau kantong mengapung di atas tingkat minyak yang sebenarnya, menghasilkan indikasi tingkat minyak yang lebih tinggi;
Penyumbatan breather mencegah udara masuk saat tingkat minyak turun, menghasilkan indikasi tingkat minyak yang lebih tinggi;
Pecahnya kantong atau membran memungkinkan minyak masuk ke ruang di atas, mungkin menghasilkan indikasi tingkat minyak yang lebih rendah.
Tiga situasi ini mungkin menyebabkan indikasi tingkat minyak yang tidak akurat, memerlukan operator untuk memperhatikan dan menganalisis dengan cermat selama operasi normal.
4. Operasi Relay Gas Ringan
Ketika relay gas ringan beroperasi, ini menunjukkan operasi transformator yang tidak normal dan harus segera diperiksa dan ditangani. Metodenya adalah sebagai berikut:
(1) Periksa tampilan, suara, suhu, tingkat minyak, dan beban transformator. Jika kebocoran minyak parah ditemukan dan tingkat minyak di bawah tanda 0 pada pengukur, mungkin di bawah tingkat relay gas yang memicu sinyal peringatan, transformator harus segera dihentikan operasinya dan kebocoran diperbaiki dengan cepat.
Jika kenaikan suhu abnormal atau suara operasi tidak biasa dideteksi, mungkin ada kerusakan internal. Suara aneh pada transformator terbagi menjadi dua jenis: satu disebabkan oleh getaran mekanis, yang lain disebabkan oleh pelepasan parsial. Batang pendengar (atau senter) dapat digunakan—tekan ujungnya dengan kuat ke casing dan dengarkan dengan telinga di ujung lainnya—untuk menentukan apakah suara berasal dari komponen internal (getaran mekanis atau pelepasan parsial). Suara pelepasan biasanya memiliki pola ritmis yang mirip dengan suara corona pada bushing tegangan tinggi. Jika ditemukan suara pelepasan internal yang mencurigakan, segera lakukan analisis kromatografi minyak dan intensifkan pemantauan.
(2) Ambil sampel gas untuk analisis. Biasanya, penilaian kualitatif di tempat dikombinasikan dengan analisis kuantitatif laboratorium.
Untuk pengambilan sampel gas, gunakan suntikan dengan volume yang sesuai. Lepaskan jarum dan pasang sepotong tabung plastik atau karet tahan minyak pendek. Sebelum pengambilan sampel, isi suntikan dan tabung dengan minyak transformator untuk mengeluarkan udara, lalu dorong plunger sepenuhnya untuk mengeluarkan minyak. Hubungkan tabung ke katup ventilasi relay gas (pastikan hubungan kedap udara). Buka katup ventilasi relay gas dan tarik pelan plunger suntikan untuk mengisap gas ke dalam suntikan.
Bawa api dekat dengan jarum suntikan dan dorong pelan plunger untuk melepaskan gas, amati apakah gas mudah terbakar. Secara bersamaan, kirim gas ke laboratorium untuk analisis komposisi gas untuk penilaian yang akurat.
Jika gas ditemukan mudah terbakar atau analisis kromatografi mengkonfirmasi kerusakan internal, transformator harus segera dihentikan operasinya.
Jika gas tidak berwarna, tidak berbau, dan tidak mudah terbakar, dan analisis kromatografi mengidentifikasinya sebagai udara, peringatan relay gas mungkin merupakan peringatan palsu karena kerusakan rangkaian sekunder. Rangkaian harus diperiksa dan diperbaiki dengan cepat.
Selama pengambilan sampel gas, gunakan suntikan transparan tanpa warna untuk memudahkan pengamatan warna gas. Prosedur harus dilakukan di bawah pengawasan ketat, menjaga jarak aman dari bagian hidup.
5. Trip Transformator
Ketika transformator trip secara otomatis, inspeksi komprehensif harus segera dilakukan untuk mengidentifikasi penyebabnya sebelum mengambil tindakan. Item inspeksi spesifik termasuk:
(1) Berdasarkan sinyal relai perlindungan, rekorder gangguan, dan tampilan atau cetakan dari perangkat pemantauan lainnya, tentukan perlindungan mana yang beroperasi.
(2) Periksa beban, tingkat minyak, suhu minyak, warna minyak, dan apakah ada semburan minyak, asap, flashover bushing atau pecah, operasi katup pelampung, atau tanda-tanda kerusakan jelas lainnya sebelum trip, dan apakah ada gas di relay gas.
(3) Analisis gelombang rekorder gangguan.
(4) Pahami kondisi sistem: apakah terjadi gangguan pendek di dalam atau di luar zona perlindungan, apakah terjadi operasi sistem atau overvoltage switching, atau arus inrush saat penutupan.
Jika inspeksi menunjukkan bahwa trip otomatis tidak disebabkan oleh kerusakan transformator, transformator dapat dihidupkan kembali setelah gangguan eksternal diatasi.
Jika salah satu kondisi berikut ditemukan, kerusakan internal transformator harus dicurigai. Penyebabnya harus diidentifikasi, kerusakan dihilangkan, dan tes listrik, analisis kromatografi, dan tes target lainnya harus mengonfirmasi bahwa kerusakan telah terselesaikan sebelum menghidupkan kembali:
(1) Gas yang diambil dari relay gas dikonfirmasi mudah terbakar oleh analisis; (2) Tanda-tanda kerusakan internal yang jelas pada transformator, seperti deformasi tangki, tingkat minyak tidak normal, semburan minyak yang parah; (3) Tanda-tanda flashover yang jelas atau kerusakan, patah pada bushing transformator; (4) Dua atau lebih relai perlindungan (diferensial, gas, tekanan) beroperasi.
6. Suara Tidak Normal
(1) Jika suara keras dan bising, mungkin disebabkan oleh masalah inti transformator. Misalnya, klem atau baut pengencang inti longgar. Pembacaan instrumen umumnya normal, dan warna, suhu, dan tingkat minyak tidak menunjukkan perubahan signifikan. Dalam hal ini, hentikan operasi transformator dan lakukan inspeksi.
(2) Jika suara mengandung bunyi air mendidih atau "mendidih" gelembung, mungkin menunjukkan kerusakan lilitan yang serius menyebabkan bagian-bagian sekitarnya terlalu panas dan menguapkan minyak. Kontak buruk pada perubahan tap yang menyebabkan pemanasan lokal atau short circuit antar lilitan dapat menghasilkan suara ini. Segera hentikan operasi transformator dan lakukan perawatan.
(3) Jika suara mengandung ledakan keras dan tidak teratur, mungkin menunjukkan insulasi breakdown pada badan transformator. Hentikan operasi dan lakukan perawatan.
(4) Jika suara mengandung suara pelepasan "zizi", mungkin disebabkan oleh pelepasan parsial pada permukaan badan transformator atau bushing. Jika masalahnya pada bushing, sinar corona atau percikan biru/purple kecil mungkin terlihat dalam cuaca buruk atau malam hari. Bersihkan permukaan bushing dan olesi dengan minyak silikon atau lemak silikon. Hentikan transformator, dan periksa apakah grounding inti dan celah antara bagian hidup dan ground memenuhi persyaratan.
(5) Jika suara mengandung ketukan atau gesekan yang berkelanjutan dan berirama, mungkin disebabkan oleh kontak mekanis karena getaran komponen tertentu, atau suara aneh yang disebabkan oleh pelepasan elektrostatik.
7. Semburan Minyak dan Ledakan
Semburan minyak dan ledakan terjadi ketika arus pendek internal dan busur panas yang tinggi merusak minyak transformator dengan cepat, dan relai perlindungan gagal memutus daya tepat waktu, memungkinkan kerusakan berlanjut dan tekanan internal tangki terus meningkat. Minyak dan gas bertekanan tinggi kemudian menyembur keluar dari pipa anti-ledakan atau titik lemah lainnya dari tangki, menyebabkan kecelakaan.
(1) Kerusakan insulasi: Pemanasan lokal seperti short circuit antar lilitan merusak insulasi; masuknya air ke transformator menyebabkan insulasi lembab dan rusak; overvoltage seperti sambaran petir merusak insulasi—ini adalah faktor-faktor dasar yang menyebabkan pendek internal.
(2) Putusnya kabel yang menyebabkan busur: Las buruk pada konduktor lilitan atau koneksi lead longgar mungkin menyebabkan putus kabel di bawah arus surut yang tinggi. Busur panas di titik putus menguapkan minyak, meningkatkan tekanan internal.
(3) Kegagalan perubahan tap: Pada transformator distribusi, bagian tap lilitan tegangan tinggi dihubungkan melalui perubahan tap. Kontak perubahan tap berada dalam rangkaian lilitan tegangan tinggi dan membawa beban dan arus pendek. Jika kontak bergerak dan tetap terlalu panas, bercak, atau busur, lilitan bagian tap mungkin pendek.
8. Penghentian Darurat Transformator
