Ano ang mga sanhi ng pagkakasira ng ferromagnetic voltage transformers sa new energy power stations?

By Felix, 15 Years in the Electrical Industry

Kamusta lahat, ako si Felix, at nagsisilbi na ako sa industriya ng kuryente ng mahigit 15 taon.

Mula sa maagang pagkakasali sa pagsusunod-sunod at pagmamanage ng mga tradisyonal na substation hanggang sa pagmamanage ng operasyon ng sistema ng kuryente para sa maraming proyekto ng solar at wind power, isa sa mga pinakamadalas kong nakakasalamuha na aparato ay ang Electromagnetic Voltage Transformer (PT).

Noong isang araw, nagtanong sa akin ang isang shift operator sa isang bagong planta ng enerhiya:

“May electromagnetic voltage transformer kami na laging naiinitan, gumagawa ng kakaibang tunog, at minsan pa'y nagdudulot ng hindi tama na pag-activate ng proteksyon. Ano ang nangyayari?”

Ito ay isang malaking problema, lalo na sa mga bagong planta ng enerhiya. Bilang isang pangunahing komponente ng pagsukat at proteksyon, kapag nabigo ang PT, maaari itong magresulta sa mali-maling pagsukat, tripping, o kahit na pinsala sa mga aparato.

Ngayon, nais kong ipaglabas:

Ano ang mga karaniwang suliraning kinakaharap ng mga electromagnetic voltage transformers? Bakit nangyayari ito? At paano natin ito matutugunan?

Walang mahirap na termino — lamang ang totoong mga sitwasyon na aking dinaanan sa loob ng mga taon. Tingnan natin kung ano ang madalas nangyayari sa aming "matandang kaibigan" na ito.

1. Ano ang Electromagnetic Voltage Transformer?

Simulan natin sa isang mabilis na overview ng kanyang pangunahing tungkulin.

Ang electromagnetic voltage transformer, kilala rin bilang VT o PT, ay esensyal na isang step-down transformer na nagcoconvert ng mataas na tensyon sa standard na mababang tensyon (karaniwang 100V o 110V), na ginagamit ng mga instrumento para sa pagsukat at mga sistema ng relay protection.

Ang kanyang struktura ay relatibong simple: ang primary winding ay may maraming turns at mas maliit na wire, na konektado sa high-voltage side; ang secondary winding naman ay may mas kaunti na turns at mas makapal na wire, na konektado sa control circuit.

Gayunpaman, dahil sa karakteristikang ito, madaling maapektuhan ito ng kondisyon ng operasyon, pagbabago ng load, at mga resonance phenomena.

2. Karaniwang Mga Suliranin at Pagsusuri ng Root Cause

Batay sa aking 15 taong karanasan sa field, ang mga pinakakaraniwang uri ng mga suliranin ay kasama:

Suliranin 1: Abnormal na Pag-init o Kaya't Usok/Pagkakainit

Ito ang isa sa mga pinakamapanganib na isyu — maaari itong magresulta sa pagbagsak ng insulation o kaya't sunog.

Posibleng Dahilan:

• Secondary short circuit o overload (halimbawa, maraming mga device ng proteksyon na konektado sa parallel nang walang pagtingin sa capacity);

• Core saturation (lalo na sa panahon ng ferroresonance);

• Pagtanda ng insulation o pagpasok ng tubig;

• Loose terminals na nagdudulot ng mataas na contact resistance at lokal na pag-init.

Tunay na Kaso:

Isang beses, natuklasan kong sobrang init ang PT sa isang PV step-up station — ang infrared thermography ay nagpakita ng temperatura na higit sa 120°C. Sa pag-disassemble, natuklasan namin na ang secondary winding insulation ay nasunog. Ang sanhi ay isang open circuit condition dahil sa disconnected secondary breaker habang konektado pa sa high-impedance meter.

Mga Tip:

• Huwag hayaang tumakbo ang PT secondary sa open-circuited — bagama't hindi ito gaanong mapanganib kaysa sa CTs, maaari itong magdulot ng distortion ng tensyon at mali-maling pagsukat;

• Gamitin ang infrared thermography regular na upang suriin ang temperature ng mga terminal at enclosure;

• Kapag natuklasan ang abnormal na pag-init, i-shutdown agad para sa inspeksyon.

Suliranin 2: Ferroresonance na Nagdudulot ng Pagbabago ng Tensyon

Ito ang isa sa mga pinakamaligaw na subalit mapanganib na problema sa mga bagong planta ng enerhiya.

Mga Simptom:

• Unbalanced three-phase voltage;

• Tensyon na bumababa at tataas na may buzzing noise;

• Hindi tama na pag-activate ng proteksyon o false trips;

• Minsan, lumalabas din ang mga false ground signals.

Root Cause:

• Sa mga ungrounded o arc suppression coil grounded systems, kapag ang line-to-ground capacitance ay nagsama sa PT excitation inductance sa ilang kondisyon, maaaring mag-occur ang ferroresonance;

• Madalas itong ma-trigger sa panahon ng breaker switching, biglaang pagkawala ng tensyon, o single-phase grounding.

Tunay na Kaso:

Sa isang wind farm, tuwing inenergize ang main transformer, ang PT ay naglabas ng humming noise, at ang bus voltage ay nag-fluctuate wild, hanggang sa mali-mali na trigger ang standby auto-switch. Matapos ang pagsisiyasat, ito ay dahil sa ferroresonance. Ang pag-install ng damping resistor sa open delta ay nagwasto ng problema.

Mga Suggestion para sa Pag-iwas:

• Mag-install ng anti-resonance devices (tulad ng open-delta resistors o microprocessor-based suppressors);

• Gumamit ng anti-resonant type PTs (tulad ng JDZXW series);

• Optimize ang operation mode upang maiwasan ang long-term non-full-phase operation;

• Sa panahon ng outage maintenance, gawin ang magnetizing curve tests upang suriin ang tendency ng core saturation.

Suliranin 3: Mababa o Walang Secondary Voltage Output

Ang mga isyung ito ay madalas na nakakaapekto sa pagsukat at logic ng proteksyon, at minsan ay mali-mali na itinuturing bilang ibang device failures.

Posibleng Dahilan:

• Primary fuse blown (madalas pagkatapos ng lightning strikes o overvoltage events);

• Secondary fuse blown o air switch tripped;

• Mali ang polarity o ratio setting;

• Inter-turn short circuits sa internal windings;

• Oxidized o loose terminal connections.

Tunay na Kaso:
Sa isang PV station, ang SCADA ay nagpakita ng abnormally mababang bus voltage. Sa on-site inspection, natuklasan na ang primary fuse ng PT ay blown. Ang pag-replace nito ay nagbalik ng normal na operasyon. Ang mas malalim na pagsisiyasat ay nagpakita na ito ay dahil sa voltage surge mula sa nearby lightning.

Mga Hakbang para sa Troubleshooting:

• Unang suriin ang fuses at breakers;

• Sukatin ang primary at secondary voltages para sa consistency;

• I-verify ang wiring at polarity;

• Gawin ang ratio test at insulation resistance test kung kinakailangan.

Suliranin 4: Internal Discharge o Insulation Breakdown

Karaniwan itong nangyayari sa mga lugar na malamig o maraming polusyon, lalo na sa mga coastal o high-altitude areas.

Mga Simptom:

• Amoy ng usok o visible discharge marks sa housing;

• Crackling sounds sa panahon ng operasyon;

• Bawas na insulation resistance;

• Sa mga severe cases, explosion o tripping occurs.

Posibleng Dahilan:

• Pagpasok ng tubig na nagdudulot ng pagbagsak ng insulation;

• Dirt o dust buildup na nagrereduce ng creepage distance;

• Long-term overloading o harmonic effects;

• Manufacturing defects o transport damage.

Tunay na Kaso:

Ang isang PT na naka-install malapit sa baybayin ay paulit-ulit na nag-trip sa panahon ng rainy season. Ang inspeksyon ay nagpakita ng clear signs ng internal discharge — ang root cause ay poor sealing na nagpapasok ng tubig.

Countermeasures:

• Increase protection rating (IP54 o mas mataas);

• Install dehumidifiers o space heaters;

• Regular cleaning and drying;

• Conduct insulation and partial discharge tests before commissioning.

Suliranin 5: Human Error o Wiring Mistakes

Ang human error ay nananatiling isang pangunahing sanhi ng maraming mga insidente.

Common Mistakes Include:

• Switching isolators under secondary load;

• Reversed polarity causing incorrect metering or protection misjudgment;

• Accidental removal of grounding wires leading to floating potentials;

• Performing live work without proper safety measures.

Tunay na Kaso:

Isang bagong technician na nagpalit ng PT secondary fuse nang walang pag-disconnect ng power, nagresulta sa short circuit — ang fuse holder ay nasunog at halos nagdulot ng pinsala.

Key Takeaways:

• Strengthen training and standardize procedures;

• Clearly label wiring to prevent mistakes;

• Enforce lockout/tagout procedures to eliminate live work;

• Ensure one-point grounding of all PT secondary circuits.

3. Aking Mga Suggestion at Summary ng Field Experience

Bilang isang 15-taong veteran sa electrical field, laging sinasabi ko:

“Bagama't maliit, ang electromagnetic voltage transformer ay naglalaro ng critical role sa measurement, metering, at proteksyon.”

Hindi ito ganito kasing noticeable tulad ng circuit breaker o kaya't malaki tulad ng transformer, pero kapag nabigo ito, maaari itong magtrigger ng chain reaction.

Kaya narito ang aking mga rekomendasyon:

Para sa Daily Operation & Maintenance:

Regular inspections — listen for unusual sounds, smell for burning, and measure temperature;

• Check fuses, breakers, and grounding integrity;

• Record operational data and compare with historical trends;

• Increase inspection frequency before and after thunderstorm seasons.

Para sa Fault Diagnosis:

• Prioritize checks on secondary circuits and fuses;

• Use multimeters to verify voltage levels;

• Conduct insulation resistance, ratio, and magnetizing characteristic tests when needed;

• Take immediate action to suppress resonance if suspected.

Para sa Equipment Selection:

• Consider environmental factors (humidity, altitude, salt fog);

• Prefer anti-resonant PTs;

• Choose appropriate rated capacity to avoid long-term overloading;

• Leave room for redundancy to support future expansion.

4. Final Thoughts

Bagama't structurally simple, ang mga electromagnetic voltage transformers ay naglalaro ng vital role sa new energy power plants.

Nagbibigay sila ng mga "eyes" ng power system, na nagbibigay ng eksaktong sukat ng tensyon.

Matapos ang 15 taon sa field, tiwala akong:

“Ang mga detalye ang nagdetermina ng tagumpay o pagkakamali. Ang kaligtasan ay nasa itaas ng lahat.”

Kapag mayroon kang mga tricky PT issues sa site, feel free to reach out — handa akong ibahagi ang mas marami pang hands-on experiences at troubleshooting methods.

Sana ang bawat PT ay mag-operate nang stable, na nagpapanatili ng aming grid na ligtas at intelligent!

— Felix