สาเหตุของการลัดวงจรฉับพลันของหม้อแปลงไฟฟ้า

■ การตรวจสอบและทดสอบขดลวด

เมื่อหม้อแปลงไฟฟ้าลัดวงจร ภายใต้การกระทำของแรงทางไฟฟ้า ขดลวดจะได้รับแรงกด แรงดึง แรงดัด และแรงอื่นๆ พร้อมกัน ส่งผลให้ความผิดปกติถูกซ่อนไว้อย่างดี ทำให้ตรวจสอบและซ่อมแซมได้ยาก ดังนั้นจึงควรตรวจสอบขดลวดหลังจากเกิดการลัดวงจรแล้ว

■ การวัดความต้านทานกระแสตรงของหม้อแปลง

จากการวัดค่าความต้านทานกระแสตรงของหม้อแปลง จะทำการตรวจสอบอัตราความไม่สมดุลของความต้านทานกระแสตรงของขดลวด และเปรียบเทียบกับค่าที่วัดได้ก่อนหน้านี้ ซึ่งสามารถตรวจสอบความเสียหายของขดลวดหม้อแปลงได้อย่างมีประสิทธิภาพ ตัวอย่างเช่น หลังจากเกิดอุบัติเหตุลัดวงจรของหม้อแปลง ความต้านทานกระแสตรงในทิศทาง C ที่ด้านแรงดันต่ำเพิ่มขึ้นประมาณ 10% จึงสันนิษฐานว่าอาจมีเส้นลวดใหม่ในขดลวด ในที่สุดก็ทำการยกขดลวดออกมาตรวจสอบ และพบว่าเส้นลวดหนึ่งเส้นของขดลวดเฟส C ขาด

■ การวัดค่าความจุของขดลวดหม้อแปลง

ค่าความจุของขดลวดประกอบด้วยค่าความจุระหว่างขดลวดแต่ละรอบ ระหว่างชั้นแต่ละชั้น และระหว่างขดลวดแต่ละชุด รวมถึงค่าความจุของขดลวดโดยรวม ค่าความจุนี้เกี่ยวข้องกับช่องว่างระหว่างขดลวดกับแกนเหล็กและกราวด์ ช่องว่างระหว่างขดลวดกับแกนเหล็ก ช่องว่างระหว่างขดลวด ช่องว่างระหว่างชั้น และช่องว่างระหว่างขดลวดแต่ละชุด เมื่อขดลวดเสียรูป โดยทั่วไปจะงอเป็นรูปตัว "S" ซึ่งทำให้ช่องว่างระหว่างขดลวดกับแกนเหล็กแคบลง และค่าความจุของขดลวดต่อกราวด์สูงขึ้น ยิ่งช่องว่างแคบลง การเปลี่ยนแปลงของค่าความจุก็จะยิ่งมากขึ้น ดังนั้น ค่าความจุของขดลวดจึงสามารถสะท้อนถึงระดับการเสียรูปของขดลวดได้โดยอ้อม

■ ตรวจสอบหลังจากยกฝาครอบขึ้น

หลังจากเปิดฝาครอบหม้อแปลงแล้ว หากพบว่ามีตะกรันทองแดงหลอมเหลว ตะกรันอะลูมิเนียม หรือเศษกระดาษสายเคเบิลความหนาแน่นสูงอยู่ภายในหม้อแปลง ก็สามารถสรุปได้ว่าขดลวดได้รับความเสียหายอย่างมากและมีการขาดของเส้นลวด นอกจากนี้ ระดับความเสียหายของขดลวดยังสามารถประเมินได้จากการเคลื่อนที่และการหลุดของบล็อกรองรับขดลวด ตำแหน่งของแผ่นกด การเคลื่อนที่ของหมุดกด เป็นต้น

■ การตรวจสอบแกนเหล็กและแคลมป์

แกนเหล็กของหม้อแปลงจะต้องมีความแข็งแรงเชิงกลเพียงพอ ซึ่งรับประกันได้จากความแข็งแรงของชิ้นส่วนยึดทั้งหมดบนแกนเหล็กและตัวเชื่อมต่อ เมื่อขดลวดสร้างแรงไฟฟ้า แรงตามแนวแกนของขดลวดจะถูกหักล้างด้วยแรงปฏิกิริยาของตัวยึด หากความแข็งแรงของตัวยึดและแผ่นดึงน้อยกว่าแรงตามแนวแกน ตัวยึด แผ่นดึง และขดลวดจะเสียหาย ดังนั้นจึงจำเป็นต้องตรวจสอบสภาพของแกนเหล็ก ตัวยึด แผ่นดึง และตัวเชื่อมต่ออย่างละเอียด และตรวจสอบเงื่อนไขต่อไปนี้:

① ตรวจสอบว่าชิ้นส่วนยึดบนแกนเหล็กเคลื่อนที่ขึ้นลงหรือไม่

② ต้องทำการวัดค่าความต้านทานฉนวนระหว่างสกรูเจาะแกนและแกนเหล็ก ตรวจสอบปลอกสกรูเจาะแกนว่ามีรอยชำรุดหรือไม่ และตรวจสอบแผ่นดึงและตัวเชื่อมต่อแผ่นดึงว่ามีรอยชำรุดหรือไม่

③ เมื่อหม้อแปลงเกิดการลัดวงจร อาจเกิดการเคลื่อนตัวระหว่างแผ่นกดและชิ้นส่วนยึด ซึ่งอาจทำให้ชิ้นส่วนต่อลงดินของแผ่นกดและโครงเหล็กบนหมุดกดหลุดออกหรือไหม้จากกระแสไฟเกิน ดังนั้น สำหรับแผ่นกดขดลวด นอกจากการตรวจสอบความเสียหายของหมุดกดและแผ่นกดแล้ว ควรตรวจสอบด้วยว่าการต่อลงดินระหว่างขดลวด หมุดกด และโครงด้านบนนั้นแน่นหนาดีหรือไม่

■ การวิเคราะห์น้ำมันและก๊าซของหม้อแปลงไฟฟ้า

หลังจากหม้อแปลงไฟฟ้าเกิดไฟฟ้าลัดวงจร อาจมีก๊าซสะสมจำนวนมากในรีเลย์ก๊าซ ดังนั้น หลังจากเกิดอุบัติเหตุกับหม้อแปลงไฟฟ้าแล้ว สามารถนำก๊าซในรีเลย์ก๊าซและน้ำมันในหม้อแปลงไปวิเคราะห์ทางเคมีเพื่อตรวจสอบสาเหตุของอุบัติเหตุได้

■ ประเด็นที่ต้องให้ความสนใจในการจัดการกับความผิดพลาดไฟฟ้าลัดวงจรของหม้อแปลง

(1) ตรวจสอบประสิทธิภาพของชิ้นส่วนฉนวนเมื่อเปลี่ยนชิ้นส่วนฉนวน

ในระหว่างการซ่อมแซม จะต้องทดสอบประสิทธิภาพของชิ้นส่วนฉนวนที่เปลี่ยนใหม่ และจะสามารถใช้งานได้ก็ต่อเมื่อตรงตามข้อกำหนดเท่านั้น จะต้องให้ความสำคัญเป็นพิเศษกับการเป็นฉนวนของบล็อกไม้ที่ใช้รองรับตะกั่ว บล็อกไม้จะต้องแช่ในน้ำมันหม้อแปลงความร้อนที่อุณหภูมิประมาณ 80 องศาเซลเซียส เป็นระยะเวลาหนึ่งก่อนการติดตั้ง เพื่อให้แน่ใจว่าบล็อกไม้มีการเป็นฉนวนที่ดี

(2) การทดสอบฉนวนหม้อแปลงจะต้องดำเนินการหลังจากเติมน้ำมันหม้อแปลงแล้ว และให้นิ่งเป็นเวลา 24 ชั่วโมง

เนื่องจากชิ้นส่วนฉนวนที่ดูดซับความชื้นบางส่วนจะแพร่กระจายไปยังพื้นผิวฉนวนหลังจากแช่ในน้ำมันร้อนเป็นเวลานาน ทำให้ไม่สามารถตรวจพบข้อบกพร่องของฉนวนได้หลังจากการฉีดน้ำมัน ตัวอย่างเช่น ในระหว่างการซ่อมแซม ได้มีการเปลี่ยนบล็อกไม้รองรับแท่งทองแดง 10 kV ที่ด้านแรงดันต่ำของหม้อแปลง 31.5 MVA 110 kV หลังจากเติมน้ำมันลงในหม้อแปลงแล้ว การทดสอบทั้งหมดเป็นปกติ ความต้านทานฉนวนของด้านแรงดันต่ำ 10 kV กับแกนเหล็ก แคลมป์ และกราวด์ลดลงเหลือประมาณ 1 MΩ หลังจากตรวจสอบฝาครอบแขวนแล้ว พบว่าฉนวนของบล็อกไม้รองรับแท่งทองแดง 10 kV มีค่าต่ำมาก ดังนั้นจึงควรทำการทดสอบฉนวนอย่างน่าเชื่อถือ 24 ชั่วโมงหลังจากที่หม้อแปลงยังคงมีน้ำมันอยู่

(3) จะต้องระมัดระวังมุมแหลมของแกนเหล็กในระหว่างการประกอบใหม่

เมื่อติดตั้งแกนเหล็กกลับเข้ากับโครง ให้ระมัดระวังมุมแหลมของชิ้นส่วนแกนเหล็ก และวัดค่าฉนวนระหว่างท่อน้ำมันอย่างทันท่วงที โดยเฉพาะอย่างยิ่งมุมแหลมของชิ้นส่วนที่ท่อน้ำมัน เพื่อป้องกันไม่ให้แกนเหล็กเกิดการลัดวงจรหลายจุดเนื่องจากการเชื่อมต่อของชิ้นส่วน ตัวอย่างเช่น สำหรับหม้อแปลง 220kV ขนาด 120MVA เมื่อเปลี่ยนขดลวดด้านแรงดันต่ำและติดตั้งโครงใหม่ ค่าฉนวนระหว่างท่อน้ำมันที่วัดได้เป็น 0 หลังจากการติดตั้ง เนื่องจากไม่ได้สังเกตมุมแหลมของชิ้นส่วนระหว่างการติดตั้งใหม่ และไม่ได้วัดค่าฉนวนระหว่างท่อน้ำมันอย่างทันท่วงที ทำให้ต้องใช้เวลานานในการค้นพบว่าท่อน้ำมันลัดวงจรที่มุมแหลมของชิ้นส่วนแกนเหล็ก

(4) เปลี่ยนวัสดุขดลวดด้วยวัสดุที่มีความต้านทานการลัดวงจรสูง

ความแข็งแรงเชิงกลของขดลวดหม้อแปลงโครงสร้างปรับปรุงนั้น ส่วนใหญ่ถูกกำหนดโดยสองปัจจัยหลักดังต่อไปนี้:

① ประการแรก ความแข็งแรงเชิงกลของขดลวดนั้นถูกกำหนดโดยปัจจัยของโครงสร้างตัวมันเอง

② ประการที่สองคือความแข็งแรงเชิงกล ซึ่งกำหนดโดยการรองรับที่ด้านในของขดลวด โครงสร้างการอัดตามแนวแกนของขดลวด และกระบวนการผลิตแผ่นดึงและแคลมป์ ปัจจุบัน ผู้ผลิตหม้อแปลงส่วนใหญ่ใช้ลวดทองแดงกึ่งแข็งหรือตัวนำแบบสลับตำแหน่งที่มีกาวในตัวเพื่อปรับปรุงความสามารถในการป้องกันการลัดวงจรของขดลวดเอง ใช้กระบอกกระดาษแข็งคุณภาพดีกว่าหรือเพิ่มจำนวนเหล็กค้ำยันเพื่อปรับปรุงความสามารถของขดลวดในการทนต่อแรงรัศมี และใช้แผ่นดึงหรือหมุดสปริงเพื่อปรับปรุงความสามารถของกลุ่มขดลวดในการทนต่อแรงตามแนวแกน

ในฐานะฝ่ายเทคนิคของผู้ผลิตหม้อแปลงไฟฟ้า ระหว่างการสาธิตทางเทคนิคก่อนการลงนามในสัญญาซื้อขายหม้อแปลงและการเปลี่ยนขดลวดหม้อแปลง ความสามารถในการป้องกันการลัดวงจรของขดลวดควรได้รับการตรวจสอบอย่างละเอียดและให้ความสำคัญอย่างเพียงพอ

(5) การทำให้หม้อแปลงแห้ง

เนื่องจากหม้อแปลงไฟฟ้าจำเป็นต้องได้รับการซ่อมบำรุงเป็นเวลานานหลังจากได้รับผลกระทบจากไฟฟ้าลัดวงจร จึงสามารถใช้มาตรการสองประการเพื่อป้องกันไม่ให้หม้อแปลงไฟฟ้าชื้นได้:

① ขั้นแรก ก่อนสิ้นสุดการทำงานในแต่ละวัน จะต้องคลุมหม้อแปลงไฟฟ้า และใช้ปั๊มสุญญากาศดูดอากาศออกจากหม้อแปลงเพื่อขจัดน้ำที่เกาะอยู่บนพื้นผิวของตัวหม้อแปลง เมื่อเริ่มทำงานในวันถัดไป ให้ใช้ไนโตรเจนแห้งหรืออากาศแห้งเพื่อไล่อากาศออก โดยทั่วไปแล้ว หม้อแปลงสามารถนำกลับมาใช้งานได้โดยตรงหลังจากหมุนเวียนน้ำมันร้อนเป็นเวลา 24 ชั่วโมงหลังการบำรุงรักษา

② ประการที่สอง หลังจากเสร็จสิ้นงานในแต่ละวัน จะต้องมีการป้องกันฝนสำหรับหม้อแปลงไฟฟ้า และเมื่อเสร็จสิ้นงานแล้ว จะต้องทำให้หม้อแปลงไฟฟ้าแห้งโดยการพ่นน้ำมันร้อน ซึ่งโดยทั่วไปจะใช้เวลา 7 ถึง 10 วัน

(6) ข้อควรระวังอื่นๆ

หลังจากหม้อแปลงไฟฟ้าเกิดอุบัติเหตุลัดวงจร นอกจากการทดสอบหม้อแปลงตามรายการทั่วไปแล้ว จะต้องพิจารณาและวิเคราะห์ลักษณะของความผิดพลาดโดยการนำผลการทดสอบน้ำมันหม้อแปลง ก๊าซรีเลย์ ความต้านทานกระแสตรงของขดลวด ความจุของขดลวด และการวัดการเสียรูปของขดลวดมาพิจารณาร่วมกัน จะต้องตรวจสอบการเสียรูปของขดลวด การเคลื่อนที่ และความหลวมของแกนเหล็กและแคลมป์ จากนั้นจึงกำหนดแผนการแก้ไขและมาตรการป้องกันสำหรับหม้อแปลง เมื่อจำเป็นต้องเปลี่ยนขดลวดเนื่องจากการเสียรูปอย่างรุนแรงที่เกิดจากอุบัติเหตุลัดวงจรของหม้อแปลง จะต้องให้ความสำคัญกับการประกอบชิ้นส่วนแกนเหล็กใหม่ การทำให้ชิ้นส่วนฉนวนทั้งหมดแห้ง การบำบัดน้ำมันหม้อแปลง และการทำให้หม้อแปลงแห้งโดยรวม