Transformatör Arızalarının İncelenmesi

Hazırlayan: Murat İLKKAHRAMAN Güç transformatörlerinin arızalarının analizi bu çalışmada detaylı olarak incelenmiştir. Bu çalışmada transformatör arızalarının incelenmesine dair arıza analizinde kullanılacak prosedürün ortak kullanılması amaçlanmıştır.

Bu prosedür özellikle elektrik iletim sistemlerinde kullanılan güç trafolarında uygulanmaktadır. Ancak herhangi bir AC trafonun arızasının belirlenmesinde de yardımcı olabilir. Burada bahsedilen trafo arızaları ile işletme de kullanılan trafolardaki olası arızaların sebepleri konusunda bir metedoloji oluşturulması hedeflenmiştir. Ayrıca iletim sisteminde kullanılan trafoların arızaların incelenmesinde rutin ve tek tip data toplama prosedürünün otutturulması, arızanın adlandırılmasında tutarlılığı ve diğer iletim sistemi şirketlerince kullanılan terminolojiye uyumluluğun sağlanması geliştirilmeye çalışılmıştır.

1995-2007 yılları arasında ülkemizde arızalanan 240 adet güç transformatörü arızası incelenerek arıza istatistiği oluşturulmuştur. Bu çalışmada; güç transformatörlerinin arızalarının incelemesinde bilgisayar yazılımı ile optimum değerlendirme yöntemlerine ulaşılmaya çalışılmıştır. Olası trafo arıza durumları ve koruma sinyalleri değerlendirilerek güç trafosu arızalarının incelenmesine yardımcı olacak bilgisayar yazılımı ile güç transformatörü arızalarının incelenmesinde analitik analizler yapılmıştır.

Transformatör temel değerleri ,Temel Yasalar
Akı Devresi ve Temel Kavramları
Demir Doldurma Katsayısı ve Endüklenme Yasasının Uygulanması
Transformatörün Çalışma İlkesi
Transformatörlerde Anma Değerleri
Aşırı Akımlar ve Transformatör Üzerine Etkileri
Güç Transformatörlerinde Kısa Devre Empedansı
Simetrik Bileşenler ve Kısa devre Akımları
Kısadevre Akımları Sonucunda Oluşan Baskılar ve Elektromekanik
Kuvvetlerin Hesabı ,Radyal kuvvetlerin hesabı
ksiyal kuvvetlerin hesabı ,Transformatör Aksesuarları
Transformatör Koruması ,3 Transformatör konstriksiyonu
Transformatör Sargılarının Tipleri ,Sargı dizaynı
Nüve yapısındaki bobinler ,Shell yapısındaki bobinler
Nüve Yapısındaki Trafolarda Mekanik Tutucu Sistemi
Shell Yapılı Trafolarda Mekanik Tutucu Sistemi
Transformatör Konstrüksiyonunda Elektriksel Koruyucular
Sargı koruyucuları ,Bağlantı koruyucuları
Bushing koruyucuları ,Yüksüz kademe değiştiriciler
Yük altında kademe değiştiriciler ,Tank koruyucuları
Faz-Faz izolasyonu

Güç Transformatöründe Arızanın Yaşanması ve Belirlenmesi
Şüpheli arızaların takip edilmesi
Arızalı transformatör hakkında bilgi toplama
Sahada yapılacak inceleme

Elektriki testler
Yağ kimyasal testleri ile gaz analizi testleri ve yağ numunesinin alınması
Test sonuçları ,Ana Tankda ve Kademe Değiştiricide Dahili İnceleme
Trafo Merkezi Dışındaki İncelemeler ,Arızalı trafonun imalatına ait bilgiler
Trafonun nakliyesi ve montajına ait geçmiş bilgileri
Arızalanan transformatörün işletme geçmişine ait bilgiler
Arızalanan transformatöre uygulanan bakımlarla ilgili bilgiler
Arızalanan transformatöre dair işletme biriminin arıza hakkındaki tespitleri
Sargıların Tank Kazanından Çıkarılması ve Sökme veya De montaj
Transformatör arızalarının analizi,Bilgilerin Sistematik Analizi
Analiz Edilen Bilgilerin Bilinen Arıza veya Problemlerle Karşılaştırılması
Mekanik sargı arızalarının analizi
Nüve yapısındaki trafolarda sargı arıza modları
Shell yapısındaki trafolarda sargı arıza modları
Nakil sırasında veya trafonun yer değiştirmesi ile meydana gelen mekaniki arızalar
Bobin sıkıştırma sistemlerinin arızalanması
Yerinden kaymış giren-çıkan trafo bağlantılarındaki arızalar
Elektriki Arızaların Analizi
Transformatör sargılarının gerilimi ve ortak kısımlar
İzolasyon sisteminin fonksiyonu İzolasyon delinmesinin mekanizması
İzolasyon deformasyonun nedenleri
Termal Faktörlerden Kaynaklanan Arızalar
Diğer Elektriki Arızaların Analizi
Transformatör Koruma Algoritmasının Analizi
Transformatör korumada kullanılan parafudr
Transformatör korumada kullanılan aşırı akım koruma
Transformatör korumada kullanılan diferansiyel koruma
Akım ve gerilim dalga yapılarının analizi
Arıza/olay kayıt cihazlarının kayıtlarının analizi
Transformatör arızaları ve örnek arızalar
Transformatörlerde Aşırı Gerilimler ve Etkileri
Trafolarda Mıknatıslanma Akımı ve Ferrorezonans Olayı
Mıknatıslanma akımının yüksek olması nedeniyle transformatörün servis harici olması
Transformatörde kesicinin bir kutbunun kapama esnasında açık
kalması ile ilgili yaşanan ferrorezonans olayı
Bushing ve Tij Bağlantı Arızaları
Kademe Değiştirici ve Mekanizmasına ait Arızalar
Nüve, Boyunduruk ve Tutucu Sistem Arızaları
Nüve topraklaması kopuk transformatörlerde kapasite değişikliği
Nüve topraklamasının dışında oluşan arızi topraklama
Tutucu eleman veya sıkıştırma elemanlarında meydana gelen arızalar
Transformatörün Elektrik Devresinde Meydana Gelen Arızalar
Transformatörlerde sargı izolasyon arızalar
Sargısı deforme olmuş veya Rutubet almış trafolarda kapasite değişikliği
Transformatör elektrik devresinde bağlantıların aşırı ısınması ve kesit küçüklüğü arızaları
Transformatör bobininde aksiyel dağılma
Transformatör bobininde sargı bükülmesi (Hoop buckling) arızaları
Transformatör bobininde sipir kısa devresi
Transformatör sargılar arası toprak ekranı arızaları
Transformatörün Dielektrik Devresinde Yaşanan Arızalar
Transformatör izolasyon elemanlarının arızaları
68 Transformatörlerde Çeşitli Yapısal Bozukluklar ve Diğer Nedenlerden
Dolayı Meydana Gelen Arızalar ,Çeşitli Arıza Örnekleri
Transformatörde yıldırım darbe arızasının olması
Dilektrik arızası ,Nemli izolasyon arızası
Mekanik arıza ,Aşırı ısınan iletkenler
Kademe değiştirici probleminin arızaya dönüşmesi
Aşırı sıcak bağlantı noktaları

Transformatör arıza istatistiği
Yıldırım düşmesi ile arızalanan trafonun arızasının incelenmesi
Transformatörün manevra esnasında servis harici olması
Güç transformatöründe bushing arızasının incelenmesi
Güç transformatöründe kademe değiştirici arızasının incelenmesi
Nüve topraklamasının kopuk olması ile meydana gelen arızanın incelenmesi
Güç transformatöründe sargı deformasyonu arızasının incelenmesi
1995-2007 yılları arasında arızalanan güç transformatörlerinin listesi

3000A ampersarımın farklı elde ediliş değerleri alabileceği değerler
Sargı dizaynda amper sarım dengesini oluşturan bacak uzunluğuna göre minimum kısa devre empedansı
Hazırlık kapsamında incelenecek konular
Parafudr hakkında tavsiye edilen genel inceleme durumları
Harici olarak tavsiye edilen genel inceleme durumları
Soğutucu sistem hakkında tavsiye edilen genel inceleme durumları
Ana tankın durumu hakkında tavsiye edilen genel inceleme durumları
Bushingler hakkında tavsiye edilen genel inceleme durumları
Kademe değiştirici hakkında tavsiye edilen genel inceleme durumları
Alarım ve açma bilgileri ,İzolasyon direnci testleri
Diğer saha testleri ,Polarizasyon endeksi değerlendirme kriteri
Yağ kimyasal ve yağ gaz analizi testlerinde kontrol edilmesi gereken durumlar
IEC’ye göre güç trafolarında normal gaz limitleri (ppm)
Yağda çözülmüş gaz analizi değerlerinin yorumlama çizelgesi ,Gaz artış çizelgesi
Trafodaki yanıcı gaz miktarının değerlendirilmesi

Güç trafolarında meydana gelen arızalar ve örneklerin gaz analizi değerlerine göre incelenmesi
Teşhis testlerinin gaz analizi ile desteklenmesi
Saha testlerinin yorumlanması ,Ana tank içerisindeki inceleme
Yük altında kademe değiştirici de yapılacak inceleme
Açılan trafo da dikkat edilmesi gerekli konular
Gaz analiz sonuçları ,Gaz analiz test değerleri
14 Yüksek gerilim test laboratuarında yapılan kısa devre dayanım
testine göre trafoların arıza istatistiği
İtalya’da 1978-1997 yılları arasında yapılan trafo arıza istatistiği
1975-2007 yılları arasındaki 0 kV trafo arıza istatistiği
1 Eylül 2007 tarihi itibari ile iletim sisteminde trafo sayısı
İndirici trafoların arıza istatistiği
HSB Şirketinin arıza istatistiği

Yükte çalışan transformatörde akı dağılımı
Güç transformatörlerinde alçak gerilim ve yüksek gerilim
sargılarının boyutları
Trafo sargılarında radyal kuvvetlerin gösterilişi
Eşit yükseklikte ve uniform ampersarım dağılımında aksiyal kuvvetler ve radyal manyetik akı
Kısadevre akımının ilk yarım periyodunda sargılarda aksiyal kuvvetlerin dağılımı
Tabakalı sargılar ,Sipiral (Heliksel) sargı dizaynı
Disk sargı ,Tabakalı ince sarımlı bobinler
İzolasyon malzemesinin matematik modeli
Power faktör için transformatörlerin eşdeğer devresi
Ferrorezonans olayının yaşandığı transformatör ve kesiciye ait devre
İki sargılı trafoya ait kapasitif eşdeğer devre
İki sargılı transformatörde nüve topraklaması koptuğundaki kapasitif eşdeğer devre
İzolasyon akımlarının vektörel gösterilimi ,Sargı kapasitelerinin benzetimi
Transformatör kapasitif eşdeğer devresi
1995-2007 yıllarında arızalanan güç trafolarının arızaları
Cigre trafo çalışma grubunun 13 ülkeden elde ettiği verilerle yapmış
olduğu trafo arızalarının dağılımı

Güç transformatörü arızalarının incelenmesi için program algoritması
Güç trafosu arıza inceleme programının çalıştırma sayfası
Güç trafosu arızalarının incelenmesi programın açılış sayfası
Arızalanan trafonun programa kaydedilmesi
Programa tanıtılan trafonun arıza incelenmesi için arza kayıt kütüğüne eklenmesi
Arıza incelemesi için uygulanacak kontrollerin seçimi
Yapılan her uygulama rapor sayfasına ve çalışma sayfasına sonuçları
ile birlikte otomatik olarak kaydilmesi
Yapılan çalışma periyodik kontrol ise testlerin seçilmesi
Toplanan bilgilerin yorumlanması ile genel değerlendirme kütüğü
Standart test verilerinin otomatik analizinin yapıldığı kısım
Arızası incelenen trafonun rapor sayfasının hazırlanması
Raporun kaydedilerek yazıcıdan bastırılması

Üç fazlı bir transformatörde etkin kısım, manyetik devre ve sargılar
Ülkemizde imal edilen 0/154 kV 250 MVA güç transformatörü
Tek tabakalı ve parelel iki kısımlı tabakalı sargının sarılması
Sipiral (Heliksel) sargının sarılması
Disk sargının sarılması ,Pancake sargı
Trafonun üst baskı elemanlarında kırılma meydana gelmesi
Aksiyal dağılma yaşamış trafo bobini
Aksiyal kuvvetler etkisi ile dağılan sargının yakından görünümü
Radyal kuvvetlerin tesirinde meydana gelen sargı bükülmesi
Transformatör bobininde yaşanan sipir kısa devresi

Emeği geçen hazırlayan kişilere teşekkürler