Transformatör arızaları; sadece enerji kesintilerine yol açmakla kalmaz, aynı zamanda ciddi maddi hasarlara ve hatta can kayıplarına neden olabilir. Bu nedenle; transformatör arızalarını anlamak, nedenlerini belirlemek ve önleyici tedbirler almak, enerji arzının sürekliliği ve güvenliği için önemlidir.
Transformatör Arızalarının Çeşitleri
Bir transformatör, çalışma koşulları altında birçok farklı zorluğa maruz kalır. Elektriksel, termal ve mekanik stresler, transformatörün bileşenlerini yıpratır ve zamanla arızalara yol açabilir. Bu stres faktörlerinden bazıları şunlardır:
- Termal Döngüler: Transformatörün yüküne bağlı olarak ısınması ve soğuması, genleşme ve büzülme hareketlerine neden olur. Bu durum, özellikle sargı yalıtımında zamanla hasara yol açabilir.
- Titreşim: Transformatörün içindeki manyetik kuvvetler ve harici faktörler, sürekli bir titreşime neden olur. Bu titreşim, bağlantıların gevşemesine ve bileşenlerin aşınmasına yol açabilir.
- Yerel Isınma: Manyetik akıdaki düzensizlikler, transformatörün belirli noktalarında aşırı ısınmaya neden olabilir. Bu durum, “sıcak nokta” olarak adlandırılır ve yalıtımın bozulmasını hızlandırır.
- Arıza Akımları: Şebekede meydana gelen kısa devreler, transformatörden çok yüksek akımların geçmesine neden olur. Bu akımlar, sargılarda mekanik deformasyona ve yalıtım hasarına yol açabilir.
- Aşırı Yüklenme ve Yetersiz Soğutma: Transformatörün nominal kapasitesinin üzerinde çalıştırılması veya soğutma sisteminin yetersiz olması, aşırı ısınmaya ve bileşenlerin hızla yaşlanmasına neden olur.
Bu kuvvetlerin etkisiyle, özellikle sargıların yalıtım malzemesi zamanla zayıflar ve işlevini yerine getiremez hale gelir. Bu durum, kaçınılmaz olarak arızaya yol açar.
En Sık Karşılaşılan 10 Transformatör Arızası ve Önleyici Bakım Önerileri
1. Aşırı Isınma (Overheating)
Aşırı ısınma, transformatörlerin en sık karşılaştığı ve en tehlikeli sorunlardan biridir. Kontrolsüz ısınma, yalıtım malzemelerinin hızla bozulmasına, iç bileşenlerin ömrünün kısalmasına ve hatta transformatörün tamamen kullanılamaz hale gelmesine neden olabilir.
Nedenleri:
- Aşırı Yüklenme: Transformatörün tasarım kapasitesinin üzerinde çalıştırılması.
- Yetersiz Havalandırma: Transformatörün etrafındaki hava akışının engellenmesi.
- Arızalı Soğutma Sistemi: Fanların, pompaların veya diğer soğutma ekipmanlarının düzgün çalışmaması.
- Yüksek Ortam Sıcaklığı: Özellikle sıcak iklimlerde, transformatörün soğutma kapasitesi düşebilir.
Önleme Yöntemleri:
- Düzenli Sıcaklık İzleme: Termal kameralar ve sensörler kullanarak transformatörün sıcaklığını sürekli takip edin.
- Yük Yönetimi: Transformatörün aşırı yüklenmesini önlemek için yük dağılımını dikkatlice planlayın.
- Havalandırma ve Soğutma Sistemlerinin Bakımı: Fanların, pompaların ve diğer soğutma ekipmanlarının düzenli olarak kontrol edilmesi ve bakımlarının yapılması.
- Yağ Analizi: Transformatör yağı içindeki sıcak noktaları ve yalıtım bozulmasını tespit etmek için düzenli yağ analizi yapın.
- Ortam Sıcaklığını Kontrol Etmek: Mümkünse trafonun bulunduğu ortamın iklimlendirmesini yaparak aşırı sıcaklardan koruyun.
2. Yalıtım Bozulması (Insulation Deterioration):
Transformatörün içindeki yalıtım malzemeleri, elektriksel güvenliği sağlamak ve kısa devreleri önlemek için kritik öneme sahiptir. Ancak zamanla, yalıtım malzemeleri çeşitli faktörlerin etkisiyle bozulur ve işlevini yitirir.
Nedenleri:
- Termal Stres: Sürekli ısınma ve soğuma döngüleri, yalıtım malzemelerinde çatlaklara ve bozulmalara neden olur.
- Elektriksel Stres: Yüksek gerilim ve ani gerilim dalgalanmaları, yalıtım malzemelerinde delinmelere ve kısmi deşarjlara yol açabilir.
- Nem ve Kirlilik: Transformatör yağına veya yalıtım malzemelerine sızan nem ve kirleticiler, yalıtımın elektriksel özelliklerini bozar.
- Oksidasyon: Yalıtım malzemelerinin oksijenle reaksiyona girmesi, yaşlanmayı hızlandırır.
Önleme Yöntemleri:
- Düzenli Yağ Testleri: Transformatör yağının nem içeriğini, asitliğini, delinme gerilimini ve diğer parametrelerini düzenli olarak test edin.
- Kısmi Deşarj Testleri: Yalıtım sistemindeki kısmi deşarjları tespit etmek için özel testler uygulayın.
- Sıcaklık Kontrolü: Transformatörün aşırı ısınmasını önleyerek yalıtımın termal stres altında kalmasını engelleyin.
- Gerilim Kontrolü: Aşırı gerilimlere karşı koruma sağlamak için parafudrlar ve gerilim regülatörleri kullanın.
- Uygun Yalıtım Malzemesi Seçimi: Kullanılan ortama ve çalışma şartlarına göre uygun yalıtım malzemesi seçimi önemlidir.
3. Yüksek Nem Seviyeleri (High Moisture Levels)
Nem, transformatörlerin en büyük düşmanlarından biridir. Transformatörün içine sızan nem; yalıtımın bozulmasına, korozyona ve hatta patlamalara neden olabilir.
Nedenleri:
- Sızdıran Contalar ve Keçeler: Zamanla yıpranan contalar ve keçeler, nemin transformatörün içine girmesine izin verir.
- Yetersiz Havalandırma: Transformatörün içindeki nemin dışarı atılamaması.
- Yoğuşma: Sıcaklık değişimleri nedeniyle transformatörün içinde yoğuşma oluşması.
Önleme Yöntemleri:
- Düzenli Yağ Testleri: Yağın nem içeriğini ölçerek nem seviyesini takip edin.
- Sızdırmazlık Kontrolleri: Contaların, keçelerin ve diğer sızdırmazlık elemanlarının düzenli olarak kontrol edilmesi ve gerektiğinde değiştirilmesi.
- Kurutucu Sistemler: Transformatörün içine nemin girmesini önlemek için silikajel veya diğer kurutucu maddeler kullanın.
- Nefesliklerin Bakımı: Transformatörün nefesliklerinin (havalandırma delikleri) temiz ve açık olduğundan emin olun.
4. Korozyon (Corrosion)
Korozyon, transformatörün metal aksamında meydana gelen ve zamanla ciddi hasarlara yol açabilen bir aşınma türüdür.
Nedenleri:
- Nem ve Oksijen: Transformatörün metal yüzeyleri, nem ve oksijenle temas ettiğinde paslanmaya başlar.
- Kimyasal Maddeler: Hava kirliliği, asit yağmurları ve diğer kimyasal maddeler, korozyonu hızlandırabilir.
- Yanlış Topraklama: Topraklama sistemindeki hatalar, galvanik korozyona neden olabilir.
Önleme Yöntemleri:
- Koruyucu Kaplamalar: Transformatörün dış yüzeyini paslanmaya karşı koruyucu boyalar veya kaplamalarla kaplayın.
- Düzenli Temizlik: Transformatörün dış yüzeyini toz, kir ve diğer kalıntılardan temizleyin.
- Korozyon Önleyici Malzemeler: Transformatörün içindeki metal parçaları korozyona karşı dayanıklı malzemelerden seçin.
- Uygun Topraklama Sistemi: Elektriksel sistemin doğru şekilde topraklanması önemlidir.
5. Aşırı Yüklenme (Overloading)
Transformatörün nominal kapasitesinin üzerinde çalıştırılması, aşırı ısınmaya ve diğer sorunlara yol açabilir.
Nedenleri:
- Yanlış Transformatör Seçimi: İhtiyaç duyulan gücü karşılayamayacak kadar küçük bir transformatörün seçilmesi.
- Beklenmeyen Yük Artışı: Sisteme yeni yüklerin eklenmesi ve transformatörün kapasitesinin aşılması.
- Arızalı Ekipmanlar: Diğer ekipmanlardaki arızalar, transformatörün aşırı yüklenmesine neden olabilir.
Önleme Yöntemleri:
- Doğru Transformatör Seçimi: İhtiyaç duyulan gücü ve gelecekteki yük artışlarını dikkate alarak doğru transformatörü seçin.
- Yük İzleme: Transformatörün yükünü sürekli olarak izleyin ve aşırı yüklenmeyi önlemek için önlemler alın.
- Yük Dağılımı: Yükü farklı transformatörler arasında dengeli bir şekilde dağıtın.
6. Yağ Kirliliği (Oil Contamination)
Transformatör yağı, hem yalıtım hem de soğutma işlevi görür. Ancak zamanla yağ, çeşitli kirleticilerle kirlenebilir ve bu da transformatörün performansını düşürebilir.
Nedenleri:
- Nem: Yağa karışan nem, yalıtım özelliklerini bozar ve korozyona neden olabilir.
- Partiküller: Toz, kir ve metal parçacıkları, yağın yalıtım özelliklerini azaltır ve aşınmayı artırır.
- Gazlar: Yağda çözünen gazlar, kısmi deşarjlara ve diğer sorunlara yol açabilir.
- Asitler: Yağın oksidasyonu sonucu oluşan asitler, yalıtım malzemelerine zarar verir.
Önleme Yöntemleri:
- Düzenli Yağ Testleri: Yağın nem içeriğini, partikül sayısını, gaz analizini ve diğer parametrelerini düzenli olarak test edin.
- Yağ Filtrasyonu: Yağdaki katı partikülleri ve diğer kirleticileri gidermek için filtreler kullanın.
- Yağ Rejenerasyonu: Yağın özelliklerini iyileştirmek ve ömrünü uzatmak için rejenerasyon işlemi uygulayın.
- Yağ Değişimi: Yağın kalitesi kabul edilemez seviyelere düştüğünde, yağı tamamen değiştirin.
7. Mekanik Hasar (Mechanical Damage)
Transformatörler, fiziksel darbelere, titreşimlere ve diğer mekanik streslere karşı hassastır.
Nedenleri:
- Nakliye ve Montaj Hataları: Transformatörün taşınması ve montajı sırasında meydana gelen kazalar.
- Depremler: Şiddetli depremler, transformatörün yerinden oynamasına veya hasar görmesine neden olabilir.
- Vandalizm: Kasıtlı olarak verilen zararlar.
- Doğal Afetler: Yıkıcı hava olayları transformatörün devrilmesine yol açabilir
Önleme Yöntemleri:
- Dikkatli Nakliye ve Montaj: Transformatörün taşınması ve montajı sırasında özel ekipmanlar ve prosedürler kullanın.
- Sağlam Temel ve Bağlantılar: Transformatörü sağlam bir temel üzerine monte edin ve bağlantılarını güvenli bir şekilde yapın.
- Koruyucu Bariyerler: Transformatörü fiziksel darbelerden korumak için bariyerler veya muhafazalar kullanın.
8. Kısmi Deşarj (Partial Discharge)
Kısmi deşarj, transformatörün yalıtım sistemindeki küçük boşluklarda veya kusurlarda meydana gelen elektriksel boşalmalardır. Bu deşarjlar, zamanla yalıtımı zayıflatarak ciddi arızalara yol açabilir.
Nedenleri:
- Yalıtım Boşlukları: Yalıtım malzemesindeki hava kabarcıkları veya diğer boşluklar.
- Yalıtım Kusurları: Yalıtım malzemesindeki çatlaklar, delikler veya kirlilikler.
- Yüksek Elektriksel Stres: Aşırı gerilim veya gerilim dalgalanmaları.
Önleme Yöntemleri:
- Kısmi Deşarj Testleri: Transformatörün yalıtım sistemindeki kısmi deşarjları tespit etmek için özel testler uygulayın.
- Yüksek Kaliteli Yalıtım Malzemeleri: Kısmi deşarjlara karşı dayanıklı yalıtım malzemeleri kullanın.
- Dikkatli Montaj: Transformatörün montajı sırasında yalıtım sistemine zarar vermemeye özen gösterin.
9. Buşing Arızaları (Bushing Failures)
Buşingler, yüksek gerilim iletkenlerinin transformatör tankına güvenli bir şekilde girmesini sağlayan yalıtkanlardır. Buşing arızaları, ciddi elektrik arızalarına ve hatta yangınlara neden olabilir.
Nedenleri:
- Yaşlanma: Zamanla buşinglerin yalıtım malzemeleri bozulur ve sızıntılara yol açabilir.
- Kirlilik: Buşinglerin yüzeyinde biriken toz, kir ve diğer kirleticiler, yüzey atlamalarına neden olabilir.
- Mekanik Hasar: Darbeler veya titreşimler, buşinglerin çatlamasına veya kırılmasına neden olabilir.
- Yetersiz Bakım: Buşinglerin düzenli olarak temizlenmemesi ve kontrol edilmemesi, arızalara yol açabilir.
Önleme Yöntemleri:
- Düzenli İnceleme: Buşinglerin yüzeyini çatlaklar, kirlilik ve diğer hasar belirtileri açısından düzenli olarak kontrol edin.
- Temizlik: Buşinglerin yüzeyini düzenli olarak temizleyin.
- Termal Tarama: Termal kameralar kullanarak buşinglerdeki aşırı ısınmayı tespit edin.
- Yağ Testleri (Yağlı Buşingler İçin): Buşing yağının nem içeriğini, delinme gerilimini ve diğer parametrelerini düzenli olarak test edin.
10. Kademe Değiştirici Sorunları (Tap Changer Issues)
Yük altında kademe değiştiriciler (OLTC’ler), transformatörün çıkış gerilimini, değişen yük koşullarına uyum sağlayacak şekilde otomatik olarak ayarlar. Bu, şebeke geriliminin sabit kalmasına ve elektrikli cihazların doğru gerilimde çalışmasına yardımcı olur. Ancak, OLTC’ler karmaşık mekanik ve elektriksel bileşenlere sahip olduklarından, arızalanmaya da yatkındırlar.
Nedenleri:
- Mekanik Aşınma: Hareketli parçaların zamanla aşınması, kontakların zayıflamasına ve arızalanmasına neden olabilir.
- Yağ Kirliliği: Kademe değiştirici yağına karışan nem, partiküller ve diğer kirleticiler, kontakların aşınmasını hızlandırır ve ark oluşumuna neden olabilir.
- Kontak Yanması: Ark oluşumu, kontakların yüzeyinde yanmaya ve hasara yol açabilir.
- Yanlış Çalışma: Kademe değiştiricinin yanlış ayarlanması veya kontrol sistemindeki arızalar, gerilim dalgalanmalarına ve diğer sorunlara neden olabilir.
- Motor Arızası: OLTC motorundaki bir arıza kademe değişimlerini engelleyebilir.
Önleme Yöntemleri:
- Düzenli Bakım: Kademe değiştiricinin mekanik ve elektriksel bileşenlerini düzenli olarak kontrol edin ve bakımını yapın.
- Yağ Analizi: Kademe değiştirici yağının nem içeriğini, partikül sayısını, gaz analizini ve diğer parametrelerini düzenli olarak test edin.
- Kontak Temizliği ve Değişimi: Kontakların yüzeyini temizleyin ve aşınmış veya hasar görmüş kontakları değiştirin.
- Kontrol Sistemi Testleri: Kademe değiştiricinin kontrol sisteminin doğru çalıştığından emin olmak için düzenli testler yapın.
- Dinamik Direnç Ölçümleri (DRM): OLTC’nin her pozisyonundaki direnç değişimlerini izleyerek, kontaklardaki aşınmayı ve diğer sorunları erken tespit edin.
“IEEE Guide for Protective Relay Applications to Power Transformer” (Güç Transformatörlerine Koruma Rölesi Uygulamaları için IEEE Kılavuzu) başlıklı IEEE C37.91-2000 standardı, transformatörlerin korunması için önemli bir kaynaktır. Bu kılavuzda yer alan Tablo 1, farklı transformatör arıza türlerini ve açıklamalarını içermektedir.
RASTGELE TEKNİK İÇERİK İÇİN TIKLAYIN!
İlginizi Çekebilecek Teknik Hesaplar
Kompanzasyon Hesabı
Aydınlatma Hesabı
Yüksek Gerilim İşletme Sorumluluğu Ücreti Hesabı
Sosyal medyada teknik bilgilere maruz kalmak için:
YouTube – Instagram
