وقتی یک ترانسفورماتور برق خراب شود چه اتفاقی می افتد؟

هنگامی که یک ترانسفورماتور قدرت شکست می خورد، وضعیت می تواند بسیار جدی باشد، با عواقب از آسیب به خود تجهیزات تا فلج کل شبکه برق،و حتی حوادث ایمنی مانند آتش سوزی یا انفجاردقیقاً چه اتفاقی می افتد بستگی به نوع نقص، شدت آن، طراحی ترانسفورماتور و سرعت کار دستگاه های محافظتی دارد.

در اینجا چند سناریوی احتمالی وجود دارد:

پدیده های غیرطبیعی (نشانه های قابل مشاهده):

گرم شدن بیش از حد: مقدار زیادی از گرما در محل خطا تولید می شود و باعث می شود دمای روغن یا دمای پیچیدگی به شدت افزایش یابد. ترموتر یا تصویرگر حرارتی هشدار می دهد.

صداهای غیرطبیعی: صداهای شدید "زوزه زدن"، "شکک زدن"، "پراکیدن" یا حتی "زرگ زدن" در داخل شنیده می شود. این ناشی از ارتعاشات الکترومغناطیسی قوی ناشی از تخلیه قوس است.شکستن مواد عایق، هسته گشاده یا جریان زیاد شدید.

تغییر غیرطبیعی در سطح روغن Gas generated by internal faults or large amounts of gas generated by high-temperature decomposition of insulating oil by arcs may cause abnormal oil level increase (increased pressure) or decrease (leakage).

اسپری یا نشت روغن: افزایش شدید فشار داخلی ممکن است باعث شود که شیر کاهش فشار روغن یا مخازن روغن، لوله ها،رادیاتورها و سایر قطعات ممکن است به دلیل گرم شدن بیش از حد پاره شوند و روغن نشت کند.، فشار یا فشار مکانیکی.

دود و آتش: دمای بالا و قوس می تواند روغن عایق یا مواد عایق جامد را روشن کند و باعث شود ترانسفورماتور دود کند یا حتی آتش بگیرد.

تولید گاز: روغن عایق در دمای بالا تجزیه می شود و به تولید گاز هایی مانند هیدروژن، متان، اتان، اتیلن، استیلن، مونوکسید کربن، دی اکسید کربن و غیره منجر می شود.(تحلیل گاز محلول شده/DGA یک روش تشخیص خطای مهم است)مقدار زیادی گاز جمع شده می تواند باعث افزایش ناگهانی فشار شود.

تغییر شکل یا شکستن پوسته: در موارد شدید، فشار داخلی بزرگ یا انرژی قوس می تواند باعث شود که مخزن ترانسفورم تورم کند، تغییر شکل دهد یا حتی شکسته شود.

آسیب داخلی:

خرابی پیچ و تاب:

مدار کوتاه چرخش به چرخش: عایق بین چرخش های مجاور در همان پیچ آسیب می بیند و یک حلقه مدار کوتاه ایجاد می کند و باعث گرم شدن بیش از حد محلی می شود.

مدار کوتاه بین لایه ها: عایق بین لایه های پیچ و تاب آسیب دیده است.

مدار کوتاه فاز به فاز: عایق بین پیچ های مختلف فاز شکسته شده است.

اتصال کوتاه به زمین: عایق بین پیچ و هسته یا مخزن (زمین) شکسته است.

مدار باز پیچ: سیم شکسته است یا نقطه اتصال بدون جوش است.

تغییر شکل / جابجایی پیچ: نیروی الکتروموتوری بزرگ مدار کوتاه باعث می شود که پیچ به طور مکانیکی تغییر شکل دهد ، گشاده شود یا حتی سقوط کند.

شکست هسته:

زمین گیری چند نقطه ای هسته: هسته باید به گونه ای طراحی شود که فقط یک نقطه قابل اعتماد زمین گیری داشته باشد. اگر یک نقطه زمین گیری اضافی وجود داشته باشد، یک جریان گردش تشکیل می شود،باعث گرم شدن محلی یا حتی ذوب شدن هسته می شود..

مدار کوتاه بین قطعات اصلی: آسیب به رنگ عایق کننده منجر به مدار کوتاه بین قطعات می شود که منجر به افزایش از دست دادن جریان گردشی و گرم شدن بیش از حد می شود.

خرابی سیستم عایق بندی:

پیری، رطوبت و خراب شدن عایق جامد (کارتون، باقیمانده و غیره).

پیری، رطوبت، آلودگی، کربن و کاهش قدرت تجزیه روغن عایق.

شکست سوئیچ نل: تماس ضعیف، فرسایش تماس، خرابی عایق بندی، مزاحمت مکانیکی یا خرابی مکانیسم محرک.

خرابی بوچینگ: فلش اوور، تخلیه کثیف، رطوبت داخلی یا ترکیدن منجر به خرابی یا خرابی مهر و نشت روغن می شود.

خرابی سیستم خنک کننده: انسداد رادیاتور، توقف فن / پمپ روغن، نشت لوله خنک کننده، که منجر به از بین رفتن گرما ضعیف، افزایش درجه حرارت، پیری یا خرابی عایق سریع می شود.

تاثیر بر سیستم الکتریکی:

اقدامات حفاظت از رله: ترانسفورماتورها با حفاظت های متعدد مجهز هستند (حفظ دیفرانسیل، حفاظت از گاز، حفاظت از جریان بیش از حد، حفاظت از انتشار فشار، حفاظت از دمای، و غیره).) در صورت بروز نقص ، دستگاه های حفاظت مربوطه به سرعت ناهنجاری (ناتوازن جریان ، تولید گاز ، افزایش فشار ، دمای بیش از حد) را تشخیص می دهند و اقدام می کنند:

اين مهم ترين پيوند است و در اين صورت بايد از اين پيوند جدا بشيمهدف از آن جلوگیری از گسترش حادثه.

هشدار: ارسال سیگنال های صوتی و نوری یا اطلاعات هشدار از راه دور.

نوسان یا افت ولتاژ: خود خطای یا ضربه محافظت باعث می شود که ولتاژ بس متصل به ترانسفورماتور بلافاصله کاهش یا نوسان یابد.تاثیر بر کیفیت تامین برق مصرف کنندگان پایینی.

قطع منبع برق: اگر ترانسفورماتور معیوب یک گره کلیدی در زنجیره تامین برق باشد، ضربه زدن به آن باعث قطع برق در مقیاس بزرگ در منطقه ای می شود که برق را تامین می کند.

مسائل مربوط به ثبات سیستم: ایجاد یک مشکل بزرگ در ترانسفورماتور اصلی ممکن است تعادل قدرت و ثبات شبکه برق را مختل کند.و در موارد شدید ممکن است باعث قطع برق در مقیاس بزرگ تر یا حتی سقوط سیستم شود (شکست زنجیره ای).

ضربه ی جریان کوتاه: یک خطای جریان کوتاه در داخل ترانسفورماتور باعث ایجاد یک جریان کوتاه بزرگ می شود که نه تنها باعث آسیب های ویرانگر به خود ترانسفورماتور می شود،اما همچنین باعث می شود نیروی الکتروموتوری بزرگ و شوک استرس حرارتی به busbars، دستگاه های اتصال، خطوط و غیره متصل به آن.

خطرات ایمنی:

آتش سوزی و انفجار: روغن عایق قابل اشتعال با دمای بالا که به صورت اسپری شده است، به احتمال زیاد هنگام برخورد با هوا یا قوس الکتریکی باعث ایجاد آتش سوزی می شود. در یک فضای محدود، مخلوط نفت و گاز ممکن است منفجر شود.اين خطرناک ترين وضعيت است.

انتشار مواد سمی: سوزاندن روغن عایق و مواد عایق باعث آزاد شدن دود و گاز سمی می شود.

پاشیدن آسیب به تجهیزات: انفجار یا شکستن مخزن روغن ممکن است باعث شود روغن با دمای بالا، زباله ها و قطعات به آب برسند و باعث آسیب به پرسنل و تجهیزات اطراف شود.

آلودگی محیط زیست: مقدار زیادی از نشت روغن عایق کننده خاک و منابع آب را آلوده می کند.