Transformatörde Dahili Arızalar

Transformatörler, birçok dahili elektrik gerilimine maruz kalırlar ve doğrudan dahili arızalara yol açabilirler. Herhangi bir arıza sonuçlarında hasar ve işletme kayıpları çok büyük olabilir. OG ve AG trafolarında oluşabilen üç büyük dahili arıza türünü sizler için derledik.

A- A+

08.05.2017 tarihli yazı 9986 kez okunmuştur.

1. Sarımlar Arası Arızalar

Orta gerilim sarımları arasındaki arızalar, en sık görülen arızalardan biridir ve tespit edilmesi en zor olan durumdur.

Bunlar, ısı yalıtımı veya dielektrik sorunlarından dolayı iletken izolasyonun lokal olarak bozulmasından kaynaklanır. İlk etki, bir yandan transformasyon oranının değiştirilmesi ve bir yandan da ilgili sargıda kısa devreli bir sarım ortaya çıkması nedeniyle birincil akımdaki hafif bir artışla sınırlıdır.

Bu hatalı sarım, sekonder sargı gibi davranır ve yalnızca kendi empedansı ve arıza noktasındaki direnç ile akım sınırlanır. (bkz. Şekil 1)

Şekil 1: Birincil bölgede kısa devre sarımlı bir transformatörün işleyişi

Bu sarım boyunca geçen akıma göre, arızanın ilerlemesi kaçınılmaz olacaktır. Yüksek akım durumunda yerel sıcaklık artışı komşu sarımların bozulmasına ve arızanın hızla yayılmasına neden olur.

“Her durumda, transformatör yağlı ya da kuru tip olsun ya da olmasın, yerel ark oluşumu gazlı bir salıma yol açacaktır. Bu salınım, yapıdaki büyük bir basınçartışına neden olabilir.”

Arıza, düşük birincil akıma sebep olursa, bu durum, besleme akımının izlenmesi yoluyla algılanması zor olabilir. Yağı tip trafolardaki laboratuvar testlerinde, birincil sargıların % 8'ini kapsayan arızalar için anma akımının 1 ila 6 katı kadar akım, büyük gaz salınımı oluşturmuştur. Bu nedenle, gaz emisyonlarının veya gaz basıncının izlenmesi, geçerli bir ölçüme dayalı koruma cihazlarına tamamlayıcı bir şekilde kullanılabilir.

2. Sargılar Arası Arızalar

OG sargıları

OG sargıları arasındaki arızalar nadirdir ancak terminallerde bir arıza durumunda şebekeye kısa devre akımı kadar yüksek kaçak akımlarına neden olabilir ve önemli etkileri vardır.

Özellikle yıldız bağlantıda nötr noktası bağlantılarına komşu olan sargılar arasındaki arızaların yerleri, sarımlar arasındaki arızalara benzerdir; çünkü temas eden noktalar büyük ölçüde farklı gerilimler değildir.

AG sargıları

AG sargılar arasındaki arızalar OG sargıları arasındaki arızalar gibi nadirdir.Bu sargılar manyetik çekirdeğe en yakın olacak şekilde yerleştirilir ve OG sargıları ile çevrelenmiştir. Aynı manyetik çekirdek sütununda, birden çok AG sargısı olması durumunda (örneğin, zikzak kuplajı) bir arıza olasılığı mevcuttur.

Her durumda, kaçak akım, ikincil terminallerdeki kısa devreninkinden daha az kalır, ancak önemli yoğunluğa sahip bir ark mevcut olması nedeniyle arızanın ilerlemesi hızlanabilir.

OG / AG

Sargılar arasındaki bir arıza, düşük voltaj şebekesinde tehlikeli bir potansiyelin ortaya çıkması ile birincil ve ikincil sargıların arasındaki temasa da neden olabilir. Ekipmanların ve insanlar için mevcut olan risk, iki şebekenin nötr düzenlemesine bağlıdır (bkz. Şekil 2).

Şekil 2: Birincil ve ikincil sargılar arasındaki bir arıza

Bazı uygulamalarda, en düşük gerilim sargısının daha yüksek emniyet için, birincil ve ikincil sargılar ile topraklama arasına yerleştirilmiş bir koruma kullanımı, bu arıza hipotezinin faz-toprak arızalarını ortadan kaldırılmasını sağlar.

Bu durumda, transformatör gövdesinin ve AG nötrünün toprak bağlantıları farklıdır. Böylece toprakla bağlantılı olarak artmış AG şebeke potansiyelini önler.

3. Topraklama Arızaları ve Nötr Topraklama Düzeninin Etkisi

OG sargıları ile toprak arasındaki arızalar, çoğunlukla aşırı gerilim sonrasında yalıtımda bir kopukluktan kaynaklanır. Bununla birlikte, daha önce görüldüğü gibi mekanik tip arızalarının veya elektrik arızasının ilerlemesinin bir sonucu olabilirler.

“Bir topraklama arızasının karakteristiği ve bunun tespit edilebilme durumu, besleme şebekesi topraklama düzenlemesine ve transformatördeki arızanın bulunduğu yere bağlıdır (bkz. Şekil 3).”

Şekil 3: OG bağlantısı ve arıza pozisyonunun bir fonksiyonu olarak topraklama kaçak akımı

Dağıtılmamış OG nötr durumu

Bir çeşit empedansla toprağa bağlanmış, dağıtılmamış orta gerilim nötrü durumunda, topraklama kaçak akımının nötr empedansın bir fonksiyonu ve sargıdaki arızanın konumunun değişmesine neden olacaktır. Çok düşük bir kaçak akım durumunda, sarımlar arasındaki arızalara benzer basınçta risk vardır.

“Topraklamanın üzerindeki akımın iyi belirlenmesi etkili bir koruma olacaktır. Bununla birlikte, bu koruma her zaman teknik veya ekonomik olarak mümkün değildir.”

Ayarlanmış nötr bir şebeke durumu

Ayarlanmış nötr bir şebeke (bir Petersen bobiniyle topraklanmış) durumunda, yağlı tip transformatörlerde bir yalıtım hatası olarak tekrar eden kendi kendine söndürücü tipte olmalıdır. Kaçak akımın düşük değeri, yağda kendiliğinden yok olur ve voltajın kademeli olarak tekrar ortaya çıkmasını sağlar. Ayarlanmış nötr bir şebekenin karakteristiği, birkaç yüz milisaniyenin ardından başka bir çöküşe neden olur.

Ardışık bozulmalarla dielektrik dayanımının düşmesine neden olan kadameli bozulmalar varsa gelişen olayın frekansı artacaktır.

Doğrudan topraklamaya bağlı ve dağıtılmış nötr bir şebeke durumu

Doğrudan topraklamaya bağlı ve dağıtılan nötr bir şebeke durumunda tek fazlı yüklerin varlığı nedeniyle nötrdeki akımın varlığı normaldir ve bir arızanın ortaya çıkması bu akımı artıracaktır (sargı bölümünün empedansının kısa devre olmamasının bir fonksiyonu olarak).

Bu nedenle, bu durum oto transformatörüyle benzerdir. Kaçak akım her zaman önemlidir ve hızlı tepki gerektirir veya patlama ile sonuçlanabilecek bir risk oluşturur. Bununla birlikte, büyük bir nötr akıma (hattın anma akımının %40'ına kadar) izin verecek şekilde ayarlanan şebeke koruma cihazları tarafından görülemez.

Arızaların önemli bir kısmı da transformatörün şasisi ile ilgilidir, bu yüzden topraklama arızalarına koruma faydalıdır.

Topraklama akımı, normal koşullar altında sıfırdır (topraklı ve dağıtılmış nötr düzenekler hariç). Bu tür de bir koruma düşük bir eşik değeri ile ayarlanabilir. (Örneğin,100 ms zaman gecikmeli anma akımının% 10'unda ve akım trafoları olan durumlarda ve birkaç amperde bir kaçak akım sensörü kullanıldığında).

Kaynak:

► Electrical Engineering Portal