Ano ang mga sanhi ng pagkakasira ng ferromagnetic voltage transformers sa mga power station ng bagong enerhiya?

Ni Felix, 15 taon sa Electrical Industry

Kamusta lahat, ako si Felix, at nasa electrical industry na ako ng 15 taon.

Mula sa aking maagang paglibot sa tradisyonal na substation commissioning at maintenance hanggang sa pagmamanage ng mga operasyon ng electrical system para sa maraming photovoltaic at wind power projects, isa sa mga pinakamadalas kong nakakasalamuha na device ay ang Electromagnetic Voltage Transformer (PT).

Nang magtanong sa akin isang shift operator sa isang bagong energy plant:

“Mayroon kaming electromagnetic voltage transformer na paulit-ulit na uminit, gumawa ng kakaibang tunog, at minsan pa nagdudulot ng maling pag-operate ng protection. Ano ang nangyayari?”

Ito ay isang napakaraniwang isyu, lalo na sa mga bagong energy plants. Bilang isang pangunahing komponente para sa pagsukat at proteksyon, kapag nabigo ang PT, maaari itong magresulta sa anumang mula sa hindi tama na pagsukat hanggang sa full tripping o kahit na pagkasira ng equipment.

Ngayon, gusto kong ipaglaban:

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

Walang mahirap na terminolohiya — lamang ang totoong mga sitwasyon na naranasan ko sa loob ng mga taon. Tingnan natin kung ano ang madalas na mali sa aming "lumang kaibigan."

1. Ano Ang Electromagnetic Voltage Transformer?

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

Ang electromagnetic voltage transformer, na kilala rin bilang VT o PT, ay esensyal na isang step-down transformer na nagko-convert ng mataas na voltaje sa standard na mababang voltaje (karaniwang 100V o 110V), na ginagamit ng mga measuring instruments at relay protection systems.

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

Gayunpaman, dahil sa karakteristikong estruktural na ito, madaling ito ay maapektuhan ng kondisyon ng operasyon, pagbabago ng load, at mga resonance phenomena.

2. Karaniwang Mga Suliranin at Pagsusuri ng Root Cause

Batay sa aking 15 taon ng field experience, ang pinakakaraniwang uri ng mga suliranin ay kasama:

Suliranin 1: Abnormal na Pag-init o Kahit na Usok/Pagkakainitan

Ito ay isa sa mga pinakamapanganib na isyu — ito ay maaaring magresulta sa degradation ng insulation o kahit na sunog.

Posibleng Dahilan:

• Secondary short circuit o overload (halimbawa, maraming protection devices na konektado sa parallel nang walang pag-check ng capacity);

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

• Insulation aging o moisture ingress;

• Loose terminals na nagdudulot ng mataas na contact resistance at localized heating.

Tunay na Kaso:

Isang araw, natagpuan 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 dahilan ay isang open circuit condition na dulot ng disconnected secondary breaker habang konektado pa sa high-impedance meter.

Mga Tip:

• Huwag hayaang tumakbo ang PT secondary nang open-circuited — bagama't hindi ito kasing-mapanganib ng CTs, maaari itong magdulot ng distortion ng voltaje at maling pagsukat;

• Gamitin ang infrared thermography regular na upang suriin ang terminal at enclosure temperatures;

• Kung natukoy ang abnormal na pag-init, isara agad para sa inspeksyon.

Suliranin 2: Ferroresonance na Nagdudulot ng Fluctuation ng Voltaje

Ito ay isa sa mga pinakamadalas na iniiwanan ngunit mapanganib na suliranin sa mga bagong energy plants.

Mga Sintomas:

• Unbalanced three-phase voltage;

• Fluctuating na voltaje na pataas at pababa kasama ng buzzing noise;

• Maling pag-operate ng protection o false trips;

• Minsan pa lumalabas ang maling ground signals.

Root Cause:

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

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

Tunay na Kaso:

Sa isang wind farm, tuwing energize ang main transformer, ang PT ay nag-emit ng humming noise, at ang bus voltage ay nag-fluctuate nang wild, kahit na trigger ang standby auto-switch nang mali. Sa pag-imbestiga, ito ay dulot ng ferroresonance. Ang pag-install ng damping resistor sa open delta ay nag-solve ng problema.

Mga Paghahanda:

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

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

• Optimize operation mode upang iwasan 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 protection logic, at minsan ay mali na intindihin bilang ibang device failures.

Posibleng Dahilan:

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

• Secondary fuse blown o air switch tripped;

• Maling 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 analisis ay nagpakita na ito ay dulot ng voltage surge mula sa nearby lightning.

Mga Hakbang sa Pagtugon:

• Suriin muna ang fuses at breakers;

• I-measure 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

Karaniwang ito ay nangyayari sa mga lugar na mababasa o maraming polusyon, lalo na sa coastal o high-altitude areas.

Mga Sintomas:

• Amoy ng sunog o visible discharge marks sa housing;

• Crackling sounds sa panahon ng operasyon;

• Nabawasan ang insulation resistance;

• Sa severe cases, explosion o tripping.

Posibleng Dahilan:

• Moisture ingress na nagdudulot ng deterioration ng insulation;

• Surface dirt o dust buildup na nagbabawas ng creepage distance;

• Long-term overloading o harmonic effects;

• Manufacturing defects o transport damage.

Tunay na Kaso:

Isang PT na nai-install malapit sa coast ay paulit-ulit na nag-trip sa rainy season. Sa inspeksyon, natuklasan ang clear signs ng internal discharge — ang root cause ay mali na sealing na nag-allow ng moisture na pumasok.

Countermeasures:

• Increase protection rating (IP54 o higher);

• Install dehumidifiers o space heaters;

• Regular cleaning at drying;

• Conduct insulation at partial discharge tests bago ang commissioning.

Suliranin 5: Human Error o Wiring Mistakes

Ang human error ay patuloy na isang pangunahing dahilan ng maraming insidente.

Common Mistakes Include:

• Switching isolators under secondary load;

• Reversed polarity na nagdudulot ng maling pagsukat o maling judgment ng protection;

• Accidental removal ng grounding wires na nagdudulot ng floating potentials;

• Performing live work nang walang proper safety measures.

Tunay na Kaso:

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

Key Takeaways:

• Strengthen training at standardize procedures;

• Clearly label wiring upang iwasan ang mistakes;

• Enforce lockout/tagout procedures upang iwasan ang live work;

• Ensure one-point grounding ng lahat ng PT secondary circuits.

3. Aking Mga Suggestion at Field Experience Summary

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 protection.”

Hindi ito kasing noticeable ng circuit breaker o kasing malaki ng transformer, pero kapag nabigo ito, maaari itong mag-trigger ng chain reaction.

Kaya narito ang aking mga rekomendasyon:

Para sa Daily Operation & Maintenance:

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

• Check fuses, breakers, at grounding integrity;

• Record operational data at compare with historical trends;

• Increase inspection frequency bago at pagkatapos ng thunderstorm seasons.

Para sa Fault Diagnosis:

• Prioritize checks sa secondary circuits at fuses;

• Use multimeters upang verify voltage levels;

• Conduct insulation resistance, ratio, at magnetizing characteristic tests kung kinakailangan;

• Take immediate action upang suppress resonance kung suspected.

Para sa Equipment Selection:

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

• Prefer anti-resonant PTs;

• Choose appropriate rated capacity upang iwasan ang long-term overloading;

• Leave room para sa redundancy upang suportahan ang future expansion.

4. Final Thoughts

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

Silang gumagana tulad ng "mata" ng power system, nagbibigay ng eksaktong impormasyon kung gaano kataas ang voltaje.

Pagkatapos ng 15 taon sa field, tiwala akong:

“Details determine success or failure. Safety comes above everything.”

Kung mayroon kang mga tricky PT issues on site, feel free to reach out — I'm happy to share more hands-on experiences and troubleshooting methods.

May every PT operate stably, keeping our grid safe and intelligent!

— Felix