Transformatörler, elektriğin verimli iletimini ve dağıtımını sağlayarak modern güç sistemlerinin kritik bir parçasıdır. Güvenilirlikleri, büyük ölçüde iç transformatör arızalarından kaynaklanan riskleri azaltmak için tasarlanmış koruyucu mekanizmalara bağlıdır. Bu koruyucu önlemler arasında, özellikle Yük Altında Kademe Değiştiriciyi (OLTC) korumak için Yağ Dalgalanma Rölesi (OSR) olmazsa olmazdır.

OLTC, bir transformatörün mekanik açıdan en karmaşık parçasıdır ve sürekli olarak voltajı düzenlemek için çalışır. Sürekli anahtarlama ve elektriksel strese maruz kalması nedeniyle OLTC, arızalara karşı oldukça hassastır ve bu da özel korumayı vazgeçilmez kılar.

Transformatörlerdeki Yağ Dalgalanma Rölelerini Anlama

Yağ Dalgalanma Rölesi, OLTC'yi ani iç arızalardan korumak için özel olarak tasarlanmış, hassas bir şekilde kalibre edilmiş, yağla çalışan bir koruma cihazıdır. OLTC içinde kısa devre veya ark gibi bir iç anormallik olması durumunda, röle trafo yalıtım yağında ani bir dalgalanma algılar ve küçük arızalar felakete yol açmadan önce trafoyu izole ederek anında bir açma komutu verir.

OSR'ler diğer koruyucu rölelerden oldukça farklıdır; Ana tanktaki gaz birikimini veya yağ seviyesi değişikliklerini izleyen Buchholz rölesinin aksine, OSR yalnızca OLTC bölmesine ayrılmıştır ve tipik olarak OLTC tankı ile onun özel koruyucusu arasına monte edilir.

Petrol Dalgalanması Nedir?

Transformatör çalışmasında, yağ dalgalanması, hızlı bir arıza gelişimi nedeniyle yağın aniden yer değiştirmesi anlamına gelir. Yağ OSR'den geçerken, bir kapak veya kanat saparak elektrik kontaklarını kapatır ve bir alarm veya tetikleme devresini etkinleştirir. Bu dalgalanma, çeşitli çalışma anormalliklerinden kaynaklanabilir:

• Dahili arızalarOLTC içindeki ark veya sargı kısa devreleri gibi durumlar ani basınç artışına neden olur.

• Termal geçici olaylar, hızlı sıcaklık değişimlerinin sıvı hareketine neden olduğu yerlerde.

• Mekanik arızalar musluk değiştirici sisteminin kendisinde, yağ akışını bozabilecek bir durum olabilir.

Küçük yağ hareketlerinin çoğu zararsızdır ve yük dalgalanmaları veya termal genleşmeyle ilişkilidir. Ancak, gerçek arızalardan kaynaklanan gerçek yağ dalgalanmaları acil müdahale ve hızlı mekanik müdahale gerektirir. Yağ hareketleri şu şekilde sınıflandırılabilir:

• Normal: Sıcaklık veya yük değişimlerinden kaynaklanan yavaş değişimler.

• Ilıman: Muhtemelen küçük çaplı rahatsızlıklardan kaynaklanan geçici dalgalanmalar.

• Ani: Ciddi iç arızalardan kaynaklanan ve hemen bağlantının kesilmesini gerektiren hızlı dalgalanmalar.

Buchholz Rölesi ile Yağ Dalgalanma Rölesi Arasındaki Fark

Birçok teknisyen OSR'yi daha yaygın olan Buchholz rölesiyle karıştırır. Her ikisi de yağ dolu trafolarda koruma işlevi görse de, aşağıda gösterildiği gibi rolleri büyük ölçüde farklıdır:

Böylece, her ikisi de değerli bileşenleri korurken, OSR, mekanik olarak aktif ve sık sık çevrim yapan OLTC için özel olarak ayarlanmış, yüksek hızlı savunma sağlar.

OLTC Neden Özel Korumaya İhtiyaç Duyar?

OLTC, tartışmasız bir transformatörün en karmaşık mekanik alt sistemidir. Sürekli temas hareketine ve yük altında anahtarlamaya dayanır; bu da sürekli aşınma, temas arkı ve nihayetinde arıza oluşumu için yüksek potansiyele sahip bir ortamdır.

OLTC'nin normal çalışması, standart bir röle sisteminde yanlış alarmları tetikleyecek kadar az miktarda gaz üretebilir. OSR, yalnızca ciddi sıvı dalgalanmalarını tespit etmeye odaklanarak ve zararsız gaz birikimlerini tespit etmeyerek bu sorunu aşar ve gereksiz kesintileri ve bakım müdahalelerini önemli ölçüde azaltır.

OSR'nin devre dışı kalmasına neden olabilecek yaygın OLTC arıza modları şunlardır:

• Kademe değiştirici kontakları arasında ark oluşması

• Yönlendirici veya seçici mekanizmadaki kısa devreler

• Toprağa bağlanan flaşörler

• OLTC bölmesindeki yağın akut dielektrik bozulması

Bu tür olaylar, neredeyse anında yağın buharlaşmasına veya sıvının zorla yer değiştirmesine neden olarak, OSR'yi harekete geçiren basınç dalgalanmaları oluşturabilir.

Bakım Uygulamaları: OSR Güvenilirliğinin Sağlanması

Yağ Dalgalanma Rölesi, bir arıza oluşana kadar pasif olarak çalışır; bu da normal çalışma koşullarında nadiren etkinleştirildiği anlamına gelir. Bununla birlikte, çalışmaya hazır olduğunu doğrulamak için rutin testler ve doğrulamalar şarttır.

• Mekanik kontroller: Dahili şamandıranın veya kanatçığın serbestçe hareket ettiğini ve anahtar kontaklarını etkinleştirdiğini doğrulamak için test düğmelerini çalıştırın veya bağlantıyı manuel olarak etkinleştirin (tasarım tarafından destekleniyorsa).

• Elektrik testi: Yalıtım direnci ölçümleri (megger) ve yüksek voltaj testleri (örn. 60 saniye boyunca 2 kV) yoluyla gezi devresinin bütünlüğünü doğrulayın; rölenin iç yalıtımını ve anahtarlama güvenilirliğini onaylayın.

• Yağ analizi: Özellikle bir OSR arızasından sonra, trafo yağından numune alın ve inceleyin. Yaygın değerlendirmeler arasında Arıza Gerilimi (BDV), çözünmüş gazlar (DGA) ve PPM kirliliği bulunur. Bu testler, yağda bozulma olup olmadığını ve filtreleme veya değiştirme gerekip gerekmediğini değerlendirmeye yardımcı olur.

• Önleyici prosedürler: Silika jel havalandırmaların ve filtreleme sistemlerinin kullanılması, yağ kalitesinin uzun vadede korunmasına yardımcı olur, nem girişini ve partikül kirliliğini en aza indirir.

Mekanik bakımın ötesinde, OLTC mekanizmalarının veya ana transformatör bileşenlerinin (ve ilgili tahrik sistemleri için elektrik motorlarının) ara sıra yapılan bakımları, operasyonel bütünlüğün devamlılığını sağlar. Transformatör yağının, özellikle filtreleme ve kurutma döngülerinin periyodik olarak yenilenmesi, dielektrik performansını korur ve hizmet ömrünü uzatır.

Çözüm

Yağ Dalgalanma Rölesi, trafo güvenilirliğinde belirleyici bir rol oynayan son derece uzmanlaşmış bir koruma cihazıdır. OLTC bölmesindeki hızlı yağ dalgalanmalarını algılayıp milisaniyeler içinde müdahale ederek, OSR yerel arızaların büyük ölçekli trafo arızalarına dönüşmesini önler. Buchholz rölesinden farkı, operatörlerin arıza yerlerini doğru bir şekilde tespit edebilmesini sağlayarak duruş sürelerini ve bakım maliyetlerini azaltır.