変圧器は、電力の送電と配電を容易にする高電圧容量の機器です。その主な目的は、特定の電力システムの電圧レベルを下げることです。しかし、回転部品のない密閉型デバイスであるにもかかわらず、障害がまったく発生しないわけではありません。これらの障害が発生した場合、チェックを行わずに放置すると、変圧器が損傷し、日常業務に支障をきたすという悲惨な結果につながる可能性があります。

これを回避するには、まず最も一般的な変圧器の故障と、それらの故障を診断して保護する方法を理解しておく必要があります。

1. 過熱故障

変圧器の過熱は、IEC 規格に従ってメーカーが定めた許容過負荷を超える過負荷を実行したり、下流側の設備の短絡や冷却システムの故障などの外部障害によって発生することがよくあります。幸いなことに、ほとんどの過熱障害は、変圧器の適切なメンテナンスを行うことで簡単に防ぐことができます。ただし、この問題を無視すると、通常、過熱により巻線の絶縁が破壊されます。

この問題を診断するための一般的な手順は次のとおりです。

冷却ファンが正常に動作しているか、ファンやオイルポンプの状態を確認してください。

ラジエーターを検査し、きれいであることを確認します。それ以外の場合は、付着している可能性のあるほこり、汚れ、その他の汚染物質を取り除いてください。

変圧器の電流をチェックし、ユニットの定格電流を維持するために必要に応じて負荷を軽減することで、何らかの過電流が発生しているかどうかを判断します。

特に暑い日に変圧器が動作する場合、周囲温度が変圧器に影響を与える可能性があります。このような状況では、冷却ステーションの温度を上げることを検討してください。

オイルは主に変圧器を冷却する働きがあります。したがって、オイルレベルが低下しているかどうかを確認し、必要に応じて交換してください。また、問題の原因となる潜在的な漏れがないか確認することも忘れないでください。

2. オイルと巻線の絶縁不良

変圧器油は、高電界下で電気絶縁を提供するために特別に作られています。したがって、絶縁耐力の大幅な低下は、そのオイルがもはや使用に適さないことを意味する可能性があります。オイルの絶縁耐力の低下につながる可能性のある要因には、水やセルロース紙の破壊などの極性汚染物質が含まれます。

コアボルトの絶縁損傷、局所的な過熱などの軽微な故障の場合、アーク放電によりオイル内にガスがゆっくりと発生し、コンサベータに向かって上昇します。

一方、深刻なアーク放電を引き起こす大きな断層では、大量のガスと油の蒸気がすぐに放出されますが、逃げるのに十分な時間がありません。したがって、この激しい展開により、オイルが物理的に移動し、圧力が高まり、オイルがコンサベータ内に押し寄せます。

基本的に、油の局所的な故障と加熱が、変圧器のコアと巻線に影響を与える事実上すべての故障の主な原因です。

3. コア障害

コアの絶縁体の一部が損傷した場合、またはコアの積層構造が十分な渦電流が流れることを可能にする導電性材料によってブリッジされている場合、深刻な過熱が発生します。さらに、コアを締め付ける絶縁コアボルトにも注目。絶縁に欠陥があると迷走電流が流れやすくなり、過熱の原因にもなります。

4. 相間故障

三相故障としても知られるこれらの問題は接地を介して発生しないため、巻線のインピーダンスのみに限定されます。このインピーダンスの値は、最大短絡電流を制限するために、トランスユニットに意図的に設計されています。これは、一次巻線と二次巻線をリンクせず、短絡に必要なレベルの漏れリアクタンス磁束を発生させることで実現されます。この障害を解決する主な方法は、差動リレーとブッフホルツ リレーです。

相間故障を診断するには、変圧器の保護装置が変圧器を隔離し、タンクから油が放出されているかどうかを確認します。この障害における短絡の一般的な原因には次のようなものがあります。

オイルレベルの低下

経年劣化した変圧器

水の汚れによる悪い油

雷やその他の電気サージによる高電圧

5. タンク故障（油面）と冷却不良

変圧器内の油漏れは、端部接続部と巻線との間でフラッシュオーバーを引き起こす可能性があります。タンクに必要な油量よりも油が不足すると、巻線の絶縁低下につながります。最終的には、タンクの故障によって変圧器の温度が異常に上昇します。タンク本体を定期的に目視検査し、漏れがないか点検してください。漏れの一般的な理由は次のとおりです。

タンク本体のネジの緩み

タンク本体の腐食

タンク本体への強い衝撃による機械的損傷

一方、冷却システムに障害が発生すると、必然的に変圧器の性能に影響が生じ、最大定格で動作できなくなります。ほとんどの小型変圧器は通常、自然冷却だけで問題ありませんが、大型モデルの場合は設計上強制冷却が必要です。変圧器の冷却システムの性能チェックを実行して、意図したとおりに機能するかどうかを確認します。

結論

上記の一般的な変圧器の障害は、変圧器をより適切に把握し、正常に機能することを確認するための良い出発点として機能します。また、変圧器の臨界度を判断する方法についても知っておく必要があります。

とはいえ、変圧器に影響を与える可能性のある障害は他にもたくさんあります。変圧器のテストを実施し、電気システムのこれらの重要なコンポーネントを保守するには、機械および電気エンジニアリング会社と協力することを検討してください。