Transformatörde Ani Kısa Devrenin Nedenleri

■ Sargının incelenmesi ve test edilmesi

Transformatörde kısa devre meydana geldiğinde, elektrodinamik kuvvetin etkisi altında sargılar aynı anda basınca, gerilime, bükülmeye ve diğer kuvvetlere maruz kalır; bu da arızanın gizlenmesine ve kontrol ile onarımının zorlaşmasına neden olur. Bu nedenle, kısa devre arızasından sonra sargılar mutlaka kontrol edilmelidir.

■ Transformatörün doğru akım direncinin ölçülmesi

Transformatörün doğru akım direncinin ölçülen değerine göre, sargının doğru akım direncindeki dengesizlik oranı kontrol edilir ve önceki ölçülen değerle karşılaştırılır; bu da transformatör sargısındaki hasarı etkili bir şekilde araştırmayı sağlar. Örneğin, bir transformatörde kısa devre kazasından sonra, alçak gerilim tarafındaki C yönündeki doğru akım direnci yaklaşık %10 artmış, bu nedenle sargıda yeni teller olabileceği düşünülmüştür. Son olarak, sargı inceleme için çıkarılmış ve C fazı sargısının bir telinin koptuğu tespit edilmiştir.

■ Transformatör sargı kapasitansının ölçümü

Sargının kapasitansı, sargı dönüşleri arası, katmanlar arası ve katmanlar arası kapasitans ile sargı kapasitansından oluşur. Bu kapasitans, sargılar ile demir çekirdek ve toprak arasındaki boşluk, sargılar ile demir çekirdek arasındaki boşluk, sargılar arasındaki boşluk, katmanlar arasındaki boşluk ve katmanlar arasındaki boşluk ile ilişkilidir. Sargı deforme olduğunda, genellikle "S" şeklinde bükülür; bu da sargı ile demir çekirdek arasındaki boşluk mesafesinin küçülmesine ve sargının toprağa olan kapasitansının artmasına yol açar. Boşluk ne kadar küçükse, kapasitans değişimi o kadar büyük olur. Bu nedenle, sargının kapasitansı, sargı deformasyonunun derecesini dolaylı olarak yansıtabilir.

■ Kapak kaldırıldıktan sonra yapılan inceleme

Transformatörün kapağı açıldıktan sonra, transformatörün içinde erimiş bakır cürufu, alüminyum cürufu veya yüksek yoğunluklu kablo kağıdı parçaları bulunursa, sargının büyük ölçüde deformasyona uğradığı ve tellerin koptuğu anlaşılabilir. Ayrıca, sargı yastık bloğunun yer değiştirmesi ve düşmesi, baskı plakasının konumu, baskı piminin yer değiştirmesi vb. unsurlardan da sargının hasar derecesi anlaşılabilir.

■ Demir çekirdeğin ve kelepçenin incelenmesi

Transformatörün demir çekirdeği, demir çekirdek üzerindeki tüm sıkıştırma parçalarının ve bağlantı elemanlarının mukavemetiyle garanti edilen yeterli mekanik mukavemete sahip olmalıdır. Sargı elektrik kuvveti ürettiğinde, sargının eksenel kuvveti, sıkıştırmanın tepki kuvveti tarafından dengelenir. Sıkıştırma ve çekme plakasının mukavemeti eksenel kuvvetten az ise, sıkıştırma, çekme plakası ve sargı hasar görür. Bu nedenle, demir çekirdeğin, sıkıştırmanın, çekme plakasının ve bağlantı elemanlarının durumunu dikkatlice kontrol etmek ve aşağıdaki koşulları incelemek gereklidir:

① Demir çekirdek üzerindeki bağlantı parçasının yukarı ve aşağı hareket edip etmediğini kontrol edin.

② Çekirdek delme vidası ile demir çekirdek arasındaki izolasyon direnci ölçülmeli, çekirdek delme vidası kılıfı hasar açısından kontrol edilmeli ve çekme plakası ile çekme plakası konektörü hasar açısından kontrol edilmelidir.

③ Transformatörde kısa devre olduğunda, baskı plakası ile sıkıştırma parçası arasında yer değiştirme olabilir; bu da baskı plakasının topraklama bağlantı parçasının ve baskı pimindeki demir boyunduruğun aşırı akım nedeniyle kopmasına veya yanmasına neden olabilir. Bu nedenle, sargı baskı plakası için, baskı pimi ve baskı plakasının hasarını kontrol etmenin yanı sıra, sargı ile baskı pimi ve üst boyunduruk arasındaki topraklama bağlantısının güvenilir olup olmadığını da kontrol edin.

■ Trafo yağı ve gazının analizi

Transformatörde kısa devre darbesi meydana geldikten sonra, gaz rölesinde büyük miktarda gaz birikebilir. Bu nedenle, transformatör kazasından sonra, kazanın niteliğini belirlemek için gaz rölesindeki gaz ve transformatördeki yağ kimyasal analiz için alınabilir.

■ Transformatör kısa devre arızasının giderilmesinde dikkat edilmesi gereken hususlar

(1) Yalıtım parçaları değiştirilirken yalıtım parçalarının performansının sağlanması

Tedavi sırasında, değiştirilen yalıtım parçalarının performansı test edilmeli ve ancak gereklilikleri karşıladıktan sonra kullanılabilirler. Kurşun destekli ahşap blokların yalıtımına özel dikkat gösterilmelidir. Ahşap blokların yalıtımının sağlanması için, montajdan önce bir süre yaklaşık 80 ℃ sıcaklıktaki termal transformatör yağına yerleştirilmelidir.

(2) Transformatör yalıtım testi, transformatör yağ ile doldurulduktan ve 24 saat hareketsiz kaldıktan sonra yapılacaktır.

Bazı sönümlü yalıtım parçaları, uzun süre sıcak yağda bekletildikten sonra yalıtım yüzeyine yayılacağından, yağ enjeksiyonundan sonra yalıtım kusurları tespit edilemeyebilir. Örneğin, 31,5 MVA 110 kV'luk bir transformatörün alçak gerilim tarafında, 10 kV'luk bakır çubuğun destek ahşap bloğu, bakım sırasında değiştirildi. Transformatör yağ ile doldurulduktan sonra tüm testler normaldi. 10 kV alçak gerilim tarafının demir çekirdeğe, kelepçeye ve toprağa olan yalıtım direnci yaklaşık 1 MΩ'a düştü. Asılı kapağın incelenmesinden sonra, 10 kV'luk bakır çubuğun destek ahşap bloğunun yalıtımının çok düşük olduğu tespit edildi. Bu nedenle, transformatör yağ ile doldurulduktan 24 saat sonra yalıtım testinin güvenilir bir şekilde yapılması gerekmektedir.

(3) Yeniden montaj sırasında demir çekirdeğin keskin köşelerine dikkat edilmelidir.

Demir çekirdeği tekrar boyunduruğa takarken, demir çekirdek yongasının keskin köşesine dikkat edin ve özellikle yağ kanalındaki yonganın keskin köşesi olmak üzere, yağ kanalları arasındaki izolasyonu zamanında ölçün. Bu, yonga yapışması nedeniyle demir çekirdeğin çok noktalı topraklanmasını önlemek içindir. Örneğin, 120 MVA'lık 220 kV'luk bir transformatörde, alçak gerilim tarafındaki sargı değiştirilirken ve boyunduruk yeniden takılırken, yonganın keskin köşesi yeniden takma sırasında fark edilmediği ve yağ kanalları arasındaki izolasyon zamanında ölçülmediği için, kurulumdan sonra yağ kanalları arasındaki izolasyon 0 olarak ölçülmüştür. Yağ kanalının, çekirdek yongasının keskin köşesinde kısa devre yaptığının farkına varılması uzun zaman almıştır.

(4) Sargı malzemesini güçlü kısa devre direncine sahip bir malzeme ile değiştirin

Geliştirilmiş yapıdaki transformatör sargısının mekanik dayanımı esas olarak aşağıdaki iki husus tarafından belirlenir:

① İlk olarak, sargının mekanik dayanımı kendi yapısının faktörlerine bağlıdır;

② İkincisi, sargının iç çap tarafındaki destek, sargının eksenel sıkıştırma yapısı ve çekme plakaları ile kelepçelerin üretim süreciyle belirlenen mekanik dayanımdır. Şu anda çoğu transformatör üreticisi, sargının kısa devreye karşı dayanıklılığını artırmak için yarı sert bakır tel veya kendinden yapışkanlı transpoze iletken kullanmakta, sargının radyal kuvvete dayanma yeteneğini artırmak için daha kaliteli karton silindir kullanmakta veya destek sayısını artırmakta ve sargı grubunun eksenel kuvvete dayanma yeteneğini artırmak için çekme plakaları veya yaylı pimler kullanmaktadır.

Güç transformatörü üreticisinin teknik departmanı olarak, transformatör satış sözleşmesinin imzalanmasından ve transformatör sargısının değiştirilmesinden önce yapılan teknik gösterim sırasında, sargının kısa devreye karşı dayanıklılığı tam olarak araştırılmalı ve yeterince dikkat edilmelidir.

(5) Transformatörün kurutulması

Kısa devre nedeniyle hasar gören transformatörün uzun süre bakıma ihtiyacı olacağından, transformatörün nemlenmesini önlemek için iki önlem alınabilir:

① Öncelikle, her günün çalışma bitiminden önce transformatör örtülmeli ve transformatör gövdesinin yüzeyindeki serbest suyu uzaklaştırmak için vakum pompası kullanılarak transformatör vakumlanmalıdır. Ertesi gün çalışmaya başlandığında, vakumu gidermek için kuru azot veya kuru hava kullanılmalıdır. Genellikle, bakım sonrası 24 saatlik sıcak yağ sirkülasyonundan sonra transformatör doğrudan çalıştırılabilir.

② İkinci olarak, her gün iş tamamlandıktan sonra transformatör için yağmurdan korunma önlemleri alınmalıdır. İş tamamlandıktan sonra transformatör, genellikle 7 ila 10 gün süren sıcak yağ püskürtme yöntemiyle kurutulmalıdır.

(6) Diğer önlemler

Transformatörde kısa devre kazası meydana geldikten sonra, geleneksel yöntemlere göre transformatörün test edilmesine ek olarak, transformatör yağı, gaz röle gazı, sargı DC direnci, sargı kapasitansı ve sargı deformasyonu ölçümlerinin test sonuçları birleştirilerek arızanın niteliği belirlenmeli ve analiz edilmelidir. Ayrıca sargıların deformasyonu, demir çekirdeklerin ve kelepçelerin yer değiştirmesi ve gevşekliği kontrol edilmeli ve ardından transformatör için onarım planı ve önleyici tedbirler belirlenmelidir. Transformatörde kısa devre kazası sonucu ciddi deformasyon nedeniyle sargının değiştirilmesi gerektiğinde, demir çekirdek yongalarının yeniden montajına, tüm yalıtım parçalarının kurutulmasına, transformatör yağının işlenmesine ve transformatörün genel olarak kurutulmasına dikkat edilmelidir.