อะไรคือสาเหตุของการล้มเหลวของหม้อแปลงแรงดันเฟอร์โรแมกเนติกในสถานีพลังงานใหม่

โดย Felix, ทำงานในวงการไฟฟ้ามา 15 ปี

สวัสดีทุกคนครับ ฉันชื่อ Felix และฉันทำงานในวงการไฟฟ้ามา 15 ปีแล้ว

ตั้งแต่เริ่มต้นเข้าร่วมในการทดสอบและบำรุงรักษาสถานีไฟฟ้าแบบดั้งเดิม จนถึงตอนนี้จัดการระบบไฟฟ้าสำหรับโครงการพลังงานแสงอาทิตย์และลมหลายแห่ง อุปกรณ์ที่ฉันพบบ่อยที่สุดคือ Electromagnetic Voltage Transformer (PT)

วันหนึ่ง พนักงานกะที่โรงไฟฟ้าพลังงานใหม่ถามฉันว่า:

“เราได้ Electromagnetic Voltage Transformer ที่ร้อนเกินไป มีเสียงแปลกๆ และบางครั้งทำให้ระบบป้องกันทำงานผิดปกติ กำลังเกิดขึ้นอย่างไร?”

นี่เป็นปัญหาที่พบบ่อยโดยเฉพาะในโรงไฟฟ้าพลังงานใหม่ ในฐานะส่วนประกอบสำคัญในการวัดและป้องกัน เมื่อ PT เสียหายอาจทำให้เกิดความไม่แม่นยำในการวัด หรือทริปเต็มระบบ หรือกระทั่งทำลายอุปกรณ์

วันนี้ฉันต้องการจะพูดถึง:

ปัญหาทั่วไปของ Electromagnetic Voltage Transformer คืออะไร? ทำไมถึงเกิดขึ้น? และเราจะแก้ไขอย่างไร?

ไม่มีศัพท์เทคนิคซับซ้อน แค่สถานการณ์จริงที่ฉันพบเจอตลอดหลายปี ลองมาดูกันว่ามักจะเกิดปัญหาอะไรบ้างกับ "เพื่อนเก่า" นี้

1. Electromagnetic Voltage Transformer คืออะไร?

เริ่มต้นด้วยภาพรวมของฟังก์ชันพื้นฐาน

Electromagnetic Voltage Transformer หรือ VT หรือ PT เป็นแท่นแปลงแรงดันที่ลดแรงดันจากสูงลงมาเป็นแรงดันต่ำมาตรฐาน (โดยทั่วไป 100V หรือ 110V) ซึ่งใช้โดยเครื่องมือวัดและระบบป้องกัน

โครงสร้างของมันค่อนข้างง่าย: วงจรหลักมีจำนวนรอบมากและสายไฟบาง เชื่อมต่อไปยังฝั่งแรงดันสูง; วงจรรองมีจำนวนรอบน้อยและสายไฟหนา เชื่อมต่อไปยังวงจรควบคุม

อย่างไรก็ตาม เนื่องจากโครงสร้างนี้ ทำให้มันสามารถได้รับผลกระทบจากสภาพการทำงาน การเปลี่ยนแปลงโหลด และปรากฏการณ์เรโซแนนซ์

2. ปัญหาทั่วไปและการวิเคราะห์สาเหตุ

จากประสบการณ์ภาคสนาม 15 ปี ประเภทของปัญหาที่พบบ่อยที่สุดคือ:

ปัญหา 1: การร้อนผิดปกติ หรือกระทั่งเกิดควัน/ไฟไหม้

นี่เป็นปัญหาที่อันตรายที่สุด อาจนำไปสู่การเสื่อมสภาพของฉนวนหรือกระทั่งไฟไหม้

สาเหตุที่เป็นไปได้:

• วงจรรองลัดวงจรหรือโหลดเกิน (เช่น อุปกรณ์ป้องกันหลายตัวเชื่อมต่อขนานโดยไม่ตรวจสอบความจุ);

• แกนเหล็กอิ่ม (โดยเฉพาะในกรณีเฟอร์โรเรโซแนนซ์);

• ฉนวนเสื่อมสภาพหรือมีความชื้น;

• เทอร์มินอลหลวมทำให้ความต้านทานการติดต่อสูงและเกิดความร้อนเฉพาะที่

กรณีจริง:

ครั้งหนึ่งฉันพบ PT ที่ร้อนมากที่สถานีเพิ่มแรงดันพลังงานแสงอาทิตย์ โดยการวัดด้วยกล้องอินฟราเรดแสดงผลอุณหภูมิเกิน 120°C หลังจากถอดแยก เราพบว่าวงจรรองมีฉนวนไหม้ผ่าน สาเหตุมาจากสภาพวงจรเปิดเนื่องจากเบรกเกอร์วงจรรองถูกตัดขณะยังเชื่อมต่อกับมิเตอร์ความต้านทานสูง

คำแนะนำ:

• อย่าให้วงจรรองของ PT ทำงานในสภาพวงจรเปิด ถึงแม้จะไม่อันตรายเท่า CT แต่ก็ยังสามารถทำให้แรงดันผิดปกติและเกิดความคลาดเคลื่อนในการวัด;

• ใช้กล้องอินฟราเรดตรวจสอบอุณหภูมิของเทอร์มินอลและตู้อย่างสม่ำเสมอ;

• หากพบว่าเกิดความร้อนผิดปกติ ควรปิดเครื่องทันทีเพื่อตรวจสอบ

ปัญหา 2: เฟอร์โรเรโซแนนซ์ทำให้แรงดันผันผวน

นี่เป็นหนึ่งในปัญหาที่ถูกมองข้ามแต่อันตรายที่สุดในโรงไฟฟ้าพลังงานใหม่

อาการ:

• แรงดันสามเฟสไม่สมดุล;

• แรงดันผันผวนขึ้นลงพร้อมเสียงรบกวน;

• ระบบป้องกันทำงานผิดพลาดหรือทริปผิด;

• บางครั้งอาจเกิดสัญญาณกราวด์ปลอม

สาเหตุหลัก:

• ในระบบไม่ต่อกราวด์หรือต่อกราวด์ด้วยคอยล์ยับยั้งอาร์ค เมื่อความจุระหว่างสายกับกราวด์รวมกับอิน덕แทนซ์การกระตุ้นของ PT ในบางสภาพแวดล้อม เฟอร์โรเรโซแนนซ์สามารถเกิดขึ้นได้;

• มักเกิดขึ้นเมื่อทำการสลับเบรกเกอร์ หรือแรงดันหายไปอย่างกะทันหัน หรือกราวด์เฟสเดียว

กรณีจริง:

ที่ฟาร์มลม เมื่อหม้อแปลงหลักได้รับพลังงาน ตัว PT จะส่งเสียงฮัม และแรงดันบัสจะแกว่งอย่างรุนแรง กระทั่งทำให้สวิตช์สำรองทำงานผิดพลาด หลังจากการตรวจสอบ พบว่าสาเหตุมีมาจากเฟอร์โรเรโซแนนซ์ การติดตั้งตัวต้านทานแบบดัมพิ้งในดีลต้าเปิดสามารถแก้ปัญหานี้ได้

ข้อเสนอแนะในการป้องกัน:

• ติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันการเกิดเรโซแนนซ์ (เช่น ตัวต้านทานแบบดีลต้าเปิดหรือตัวยับยั้งแบบไมโครโปรเซสเซอร์);

• ใช้ PT ชนิดป้องกันการเกิดเรโซแนนซ์ (เช่น ซีรีส์ JDZXW);

• ปรับโหมดการทำงานเพื่อหลีกเลี่ยงการทำงานในระยะยาวที่ไม่ครบเฟส;

• ระหว่างการบำรุงรักษา ทำการทดสอบเส้นโค้งแม่เหล็กเพื่อประเมินแนวโน้มของการอิ่มตัวของแกน;

ความผิดปกติที่ 3: แรงดันขาออกสองระดับต่ำหรือไม่มี

ปัญหาเหล่านี้มักส่งผลต่อระบบการวัดและการป้องกัน และบางครั้งอาจถูกเข้าใจผิดว่าเป็นความผิดปกติของอุปกรณ์อื่น ๆ

สาเหตุที่เป็นไปได้:

• ฟิวส์ขาเข้าขาด (มักเกิดขึ้นหลังจากถูกฟ้าผ่าหรือเกิดแรงดันเกิน);

• ฟิวส์ขาออกขาดหรือสวิตช์อากาศทริป;

• การตั้งค่าขั้วหรืออัตราส่วนผิด;

• วงจรภายในเกิดการลัดวงจรระหว่างรอบ;

• การเชื่อมต่อเทอร์มินัลออกซิไดซ์หรือคลายตัว.

กรณีศึกษาจริง:
ที่สถานี PV หนึ่ง SCADA แสดงแรงดันบัสต่ำผิดปกติ การตรวจสอบบนไซต์พบว่าฟิวส์ขาเข้าของ PT ขาด การเปลี่ยนฟิวส์ทำให้การทำงานกลับสู่ภาวะปกติ การวิเคราะห์เพิ่มเติมพบว่าสาเหตุมาจากแรงดันไฟฟ้ากระชากจากฟ้าผ่าใกล้เคียง

ขั้นตอนการแก้ไขปัญหา:

• ตรวจสอบฟิวส์และเบรกเกอร์ก่อน;

• วัดแรงดันขาเข้าและขาออกเพื่อความสอดคล้อง;

• ตรวจสอบการเชื่อมต่อและขั้ว;

• ทำการทดสอบอัตราส่วนและทดสอบความต้านทานฉนวนหากจำเป็น.

ความผิดปกติที่ 4: การปล่อยประจุภายในหรือการแตกของฉนวน

ความผิดปกตินี้มักเกิดขึ้นในสภาพแวดล้อมที่ชื้นหรือมีการปนเปื้อนมาก โดยเฉพาะในพื้นที่ชายฝั่งหรือพื้นที่ที่มีความสูง

อาการ:

• กลิ่นไหม้หรือรอยปล่อยประจุบนโครงสร้าง;

• เสียงกรอบขณะทำงาน;

• ความต้านทานฉนวนลดลง;

• ในกรณีที่รุนแรงอาจเกิดการระเบิดหรือทริป.

สาเหตุที่เป็นไปได้:

• น้ำเข้าทำให้ฉนวนเสื่อม;

• สิ่งสกปรกหรือฝุ่นสะสมทำให้ระยะทางคลานลดลง;

• การโหลดเกินหรือผลกระทบจากฮาร์โมนิกในระยะยาว;

• ข้อบกพร่องในการผลิตหรือความเสียหายจากการขนส่ง.

กรณีศึกษาจริง:

PT ที่ติดตั้งใกล้ชายฝั่งทริปซ้ำๆ ในฤดูฝน การตรวจสอบพบว่ามีการปล่อยประจุภายในชัดเจน สาเหตุหลักมาจากการปิดผนึกไม่ดีทำให้น้ำเข้า

มาตรการป้องกัน:

• เพิ่มระดับการป้องกัน (IP54 หรือสูงกว่า);

• ติดตั้งเครื่องลดความชื้นหรือเครื่องทำความร้อน;

• การทำความสะอาดและอบแห้งอย่างสม่ำเสมอ;

• ทำการทดสอบฉนวนและปล่อยประจุก่อนการใช้งาน.

ความผิดปกติที่ 5: ความผิดพลาดจากมนุษย์หรือการเชื่อมต่อผิด

ความผิดพลาดจากมนุษย์ยังคงเป็นสาเหตุสำคัญของหลายเหตุการณ์

ความผิดพลาดทั่วไปรวมถึง:

• การเปลี่ยนสลับอิสอลเรเตอร์ภายใต้โหลดขาออก;

• การตั้งขั้วผิดทำให้วัดผิดหรือการตัดสินใจป้องกันผิด;

• การลบสายกราวด์โดยไม่ตั้งใจทำให้เกิดศักยภาพลอย;

• การทำงานสดโดยไม่มีมาตรการความปลอดภัยที่เหมาะสม.

กรณีศึกษาจริง:

ช่างเทคนิคคนใหม่ได้เปลี่ยนฟิวส์รองของ PT โดยไม่ตัดไฟ ทำให้เกิดวงจรลัด — ที่จับฟิวส์ไหม้และเกือบทำให้เกิดอุบัติเหตุ

บทเรียนสำคัญ:

• เพิ่มการฝึกอบรมและมาตรฐานขั้นตอน;

• ระบุฉลากสายไฟอย่างชัดเจนเพื่อป้องกันความผิดพลาด;

• บังคับใช้ขั้นตอนการล็อกเอาต์/แท็กเอาต์เพื่อกำจัดการทำงานบนระบบไฟ;

• ตรวจสอบให้แน่ใจว่าวงจรรองของ PT ทุกวงจรต่อกราวด์ที่จุดเดียว.

3. คำแนะนำและสรุปประสบการณ์ในสนาม

ในฐานะผู้เชี่ยวชาญด้านไฟฟ้ามานาน 15 ปี ผมมักจะพูดว่า:

“แม้ว่าจะเล็ก แต่หม้อแปลงแรงดันไฟฟ้าแบบแม่เหล็กไฟฟ้ามีบทบาทสำคัญในการวัด การวัด และการป้องกัน”

อาจไม่ได้โดดเด่นเท่าสวิตช์เบรกเกอร์หรือใหญ่เท่าหม้อแปลง แต่หากมันเสียหาย มันสามารถกระตุ้นปฏิกิริยาโซ่ได้

ดังนั้นนี่คือคำแนะนำของผม:

สำหรับการดำเนินงานและการบำรุงรักษาประจำวัน:

การตรวจเช็คเป็นระยะ ๆ — ฟังเสียงที่ผิดปกติ กลิ่นไหม้ และวัดอุณหภูมิ;

• ตรวจสอบฟิวส์ สวิตช์เบรกเกอร์ และความสมบูรณ์ของการต่อกราวด์;

• บันทึกข้อมูลการดำเนินงานและเปรียบเทียบกับแนวโน้มทางประวัติศาสตร์;

• เพิ่มความถี่ในการตรวจสอบก่อนและหลังฤดูฝนฟ้าคะนอง.

สำหรับการวินิจฉัยปัญหา:

• ตรวจสอบวงจรรองและฟิวส์เป็นลำดับแรก;

• ใช้เครื่องวัดมัลติมิเตอร์เพื่อยืนยันระดับแรงดัน;

• ทำการทดสอบความต้านทานฉนวน อัตราส่วน และคุณลักษณะแม่เหล็กเมื่อจำเป็น;

• ดำเนินการทันทีเพื่อปราบปรามการสั่นสะเทือนหากสงสัย.

สำหรับการเลือกอุปกรณ์:

• พิจารณาปัจจัยสภาพแวดล้อม (ความชื้น ความสูงจากระดับน้ำทะเล ละอองเกลือ);

• เลือก PT ที่ป้องกันการสั่นสะเทือน;

• เลือกความจุที่เหมาะสมเพื่อหลีกเลี่ยงการโหลดเกินระยะยาว;

• เตรียมพื้นที่สำรองเพื่อรองรับการขยายตัวในอนาคต.

4. ข้อคิดสุดท้าย

แม้โครงสร้างจะเรียบง่าย แต่หม้อแปลงแรงดันไฟฟ้าแบบแม่เหล็กไฟฟ้ามีบทบาทสำคัญในโรงไฟฟ้าพลังงานทดแทน

พวกมันทำงานเหมือน "ตา" ของระบบไฟฟ้า บอกเราถึงความสูงของแรงดัน

หลังจากทำงานในสนามมา 15 ปี ผมเชื่อมั่นว่า:

“รายละเอียดกำหนดความสำเร็จหรือความล้มเหลว ความปลอดภัยมากกว่าทุกสิ่ง”

หากคุณกำลังเผชิญปัญหา PT ที่ซับซ้อนในสถานที่ อย่าลังเลที่จะติดต่อผม — ผมยินดีแบ่งปันประสบการณ์และวิธีแก้ไขปัญหาที่เป็นประโยชน์

ขอให้ PT ทุกตัวทำงานอย่างมั่นคง เพื่อรักษาความปลอดภัยและความฉลาดของระบบไฟฟ้าของเรา!

— Felix