SIMES ENGINERING CO.,LTD (Head Office) บรษท ไซเมส เอนจเนยรง จ ำกด (ส ำนกงำนใหญ)

121 Moo 1 Soi Thananiran, Sukhapibal Road, Tambool Bangsrimuang, Ampur Muang Nonthaburi, Nonthaburi 11000

121 หม 1 ซอย ธนะนรนดร ถนน สขำภบำล ต ำบล บำงศรเมอง อ ำเภอ เมองนนทบร จงหวด นนทบร 11000 Tel. 02-8828968, 0818228835 Fax. 02-4462334 E-Mail: CHANVIT_CRU@YAHOO.COM

เลขประจ ำตวผเสยภำษอำกร 0125558021330 อตรำรอยละ 7

115 KV TRANSFORMER TESTING FOR CONFIRM TRANSFORMER FAULT AJINOMOTO CO., Ltd.

PLANT: KAMPHAENG PHET

DATE: APRIL 1st, 2019

เรองเดม : ในวนท 17 กมภาพนธ 2562 ทางบรษท Ajinomoto kamphaeng petch ท า Oil regeneration at 115 KV Transformer number E0 ระหวางทท าการจายไฟฟาใหระบบ ในวนท 28 กมภาพนธ 2562 Transformer differential relay สง Trip หมอแปลง ขณะท า Oil regeneration ในวนท 8 มนาคม 2562 บรษท ABB ไดท าการตรวจหมอแปลง ดวยรายการทดสอบดงน

1. Dissolve gas analysis

2. Insulation resistance test 10 KV

3. Turn ratio test

4. Winding resistance test

5. Transformer diagnostic by frequency response analysis

เวลา 16.00 ท าการทดสอบหมอแปลงเสรจ ผลการทดสอบหมอแปลง ปกต

ในวนเดยวกน ทาง บรษท SIMES ENGINEERING ท า Transformer differential relay testing , CT loop and Burden check ,

Install back up transformer differential relay “MICOM ” , Install fault recorder “HIOKI”

ในวนท 8 มนาคม 2562 เวลา 18.00 น ทางบรษท Ajinomoto อนญาตใหท าการ Energize หมอแปลง E0 ผลการ Energize

หลงจาก Energize เปนเวลา 5 วนาท หมอแปลง Trip ดวย ABB Transformer differential relay ขณะเดยวกน MICOM ท างาน

สงสญญาณ Trip พรอมกบเกด Buchholz alarm

ในวนท 11 มนาคม 2562 ทางบรษท SIMES ENGINEERING สงน ามนหมอแปลง ใหการไฟฟาฝายผลตแหงประเทศไทย ท า

การทดสอบในรายการดงน

1. Dissolve gas analysis ผล มการ Arcing ในหมอแปลง

2. Water content ผลปกต

3. Dielectric strength ผลปกต

1. ผลกำรทดสอบคำแกสในน ำมนหมอแปลง DGA (Dissolved Gas Analysis) จากผลการทดสอบ DGA กตรวจพบวา ในน ามนหมอแปลงม Gas ในลกษณะของการเกด Arcing ในปรมาณทสง ซงคาดวาจะเกดจากการ Arcing ระหวางขดลวดในหมอแปลง สงผลท าใหเกด Gas C2H2 ในปรมาณทมาก ซงผลทดสอบมรายละเอยดดงน จาก มาตรฐาน ANSI / IEEE C57.104 คา Acetylene gas ทยอมรบได จะอยในชวง 15 – 70 ppm

กำรวเครำะหทำงไฟฟำ จำก Fault recorder กรณหมอแปลงปกตถาท าการจายไฟเขาทหมอแปลงจะตองม Inrush Current เกดขน อยทประมาณ 10 รปคลนหลงจากนนกระแสกจะลดลงเขาส Steady state

รปแสดงของกระแสตอนเรมจายไฟเขาหมอแปลง รปคลน Inrush Current ของหมอแปลงปกต

แตเมอท าการจายไฟเขาหมอแปลง E0 ลกท 2 พบวาเมอจายไฟเขาหมอแปลงได 5 วนาทกเกดการ Trip ของ Differential Relay เกดขนพรอมกบ ม Buchholz alarm

กระแสเฟส R , S มทศทางตรงกนขาม สวนกระแสของเฟส T ยงอยสภาวะปกตดงรป

TR Differen

กระแสเฟส R S จะไมลดลงหลงผานชวงของ Inrush Current จะคงทอยทประมาณ 60 A จน Relay สง Trip แต

การท Differential Relay สง Trip ชาเกดจากการทม Function Second Harmonic Blocking ( Relay setting 10 % ) เพราะ Second Harmonic จะลดลงนอยกวา Setting ใชเวลาประมาณ 5 วนาทดไดจาก Fault recorder ดงภาพ

ภาพแสดงเวลาท 8-3-2019 18.24.39.732 แสดงคา Second Harmonics current at phase R 26.93% ในขณะจายไฟเขาหมอแปลง

TR Differen

กระแสของเฟส R S จะมทศทำงตรงขำมกน

เวลา 18.24.44.212 ภาพแสดง แสดงคา Second Harmonics current phase R 8.90 % หลงจากจายไฟเขาหมอแปลงผานไปประมาณ 5 วนาท

Percentage of second harmonic = 100x (Ih2/ Ih1)

สวนของ Over current Relay ทไมท างานเนองจากกระแสทเกดจาก Fault มขนาดนอยกวา Over current Setting 113 A แตกระแสในท Fault มขนาดประมาณ 60 A จงท าให Over current Relay ไมท างาน

ภาพแสดง Setting ของ Overcurrent Relay

จาก Paper ของ IEEE พบวาการเกด Fault Short Circuit Winding จะมรปคลนดงภาพ

จากภาพจะสงเกต วากระแสทศทางของกระแสทเกด Fault จะมทศทางตรงขามกน ซงสามารถอานรายละเอยดเพมเตมตามเอกสารทแนบ

ในวนท 1 มนาคม 2562 ทางบรษท SIMES ENGINEERING ขอทดสอบหมอแปลงกอนจายไฟฟา เขาหมอแปลง

2. ผลทดสอบทำงไฟฟำ

ท าการทดสอบโดยการจายกระแสไฟฟาเขาไปในหมอแปลง โดยลกษณะการจายจะคอยๆเพมแรงดนไฟฟาเขาไปในหมอแปลงและดการเปลยนแปลงของกระแสไฟฟาโดยมการวงจรการตอดงตอไปน

R

S

T

N

220/380 V , 25 KVA

380 V: 22 KV , 10KVA

115KV : 6.6 KV , 15 MVA

R

S

T

TRANSFORMER TESTING DIAGRAM FOR CONFIRM TRANSFORMER FAULT

FAULT RECORDER

HFCT

Partial discharge detector Partial discharge diagnostic

ท าการทดสอบโดยท าการจายแรงดนจาก SOURCE โดยท าการเพมแรงดนขนจนถง 300 Vท 115 KV Transformer Winding โดยมกระแสไหลผานไมมาก แตเมอท าการเพมแรงดนได 600 V ท 115 KV Transformer Winding พบวามกระแสไหลมากผดปกตทเฟส R S และไดยนเสยงการ ARC ในหมอแปลง ชวขณะ แลวพบวารปคลนสญญาณทางไฟฟาของกระแสไฟฟาของเฟส R และ S มลกษณะผดปกตในขณะทเกดเสยงการ ARC ในหมอแปลง

FAULT RECORDER “ HIOKI ”

รปภาพ แสดงรปคลนของกระแสไฟฟาของเฟส R และ S พบวากระแสของเฟสทงสองมทศทางตรงขามกน

รปภาพ แสดงรปคลนของกระแสไฟฟาของเฟส R และ S พบวากระแสมลกษณะผดปกตในขณะทเกดการ ARC เกดขนหมอแปลงไฟฟา

จากผลทดสอบพบวาการเกด Fault ในตวของขดลวดหมอแปลง หลงจากนนท าการทดสอบ โดยจายกระแสไฟฟาแบบ Line –

Neutral เพอทดสอบวา หมอแปลงม Fault แบบ Single Line To Ground Fault โดยการตอวงจรดงภาพ

R

S

T

N

220/380 V , 25 KVA

380 V: 22 KV , 10KVA

115KV : 6.6 KV , 15 MVA

R

S

T

TRANSFORMER TESTING DIAGRAM FOR WITHSTAND VOLTAGE TEST

FAULT RECORDER

HFCT

Partial discharge detector Partial discharge diagnostic

จากการทดลองพบวาสามารถเพมแรงดนขนไปไดถง 12.7 kV ทำงดำน 115 KV Transformer winding ผลปรำกฏวำไมมกระแสไหลแบบผดปกต ดงนนจงสามารถสรปไดวา หมอแปลง TR2 E0 ไมมการ Fault แบบ Single Line To Ground Fault อนง กำรทดสอบ Withstand voltage test ควรทดสอบท 1-2 เทำของ 115 KV 1 นำท แตเนองจำก ทำงหนำงำนไมปลอดภย จงไมสำมำรถด ำเนนกำรได สรปจำกกำรทดสอบ จากผลทดสอบทางไฟฟาพบวาในตวหมอแปลงเกดการ Arc หรอ Short Turn ทขดลวดดาน 115 KV Winding เมอจายกระแสไฟฟาเขาไปในหมอแปลง เกดการ Arc ในหมอแปลง ซงผลการทดสอบทางน ามนหมอแปลง สอดคลองกบการทดสอบทางไฟฟา แตเมอท าการทดสอบ Withstand voltage ผลการทดสอบไมมความผดปกต ดงนนท าใหทราบวา หมอแปลงไมไดเกด Fault แบบ Single Line To Ground Fault ซงสอดคลองกบ ผลการทดสอบ Insulation Resistance มคาปกต

จำกขอมลกำร Energize Transformer ในวนท 8-3-2019 ในการ Energize ไฟฟาเขาไปในหมอแปลงจะเกด Inrush Current เกดขนอยประมาณ 5 รปคลนแลวกระแสจะลดลงจนเขาสสภาวะปกต ดงภาพท 1 แตหมอแปลง TR2 ตอนทจายแรงดนไฟฟาเขาไปกระแสของ เฟส R และ S ไมลดลง ดงภาพท 2 และกระแส เฟส R S ยงคงทจนกวาจะเกดการสง Trip ดงภาพท 3

ภำพท 1 แสดงรปสญญาณทางไฟฟาในขณะทเกดInrush Current สภาวะหมอแปลงปกต จะสงเกตไดวากระแสไฟฟาจะลดลงเรอย ๆ

ภำพท 2 แสดงรปสญญาณทางไฟฟาในขณะทเกดInrush Current ของหมอแปลง TR2 ทผดปกต จะสงเกตไดวากระแสไฟฟาของเฟส R และ S ไมลดลง

ภำพท 3 แสดงรปสญญาณทางไฟฟากอนทจะเกดการสง Trip จะสงเกตวา กระแสเฟส R และ S ยงคงท แตเฟส T กระแสลดลงใกลศนย

Partial discharge detector ขณะ Transformer Arcing

Partial discharge diagnostic in transformer

สาเหตการเกด Fault ในหมอแปลง 1. Stator and rotor of 6.6 KV Motor damage ท าใหเกด single line to ground arcing fault มผลท าใหเกด High

frequency current ในหมอแปลง มผลท าใหฉนวนของขดลวดเสอม ท าใหเกด Short turn

2. Transformer oil regeneration ในทางปฏบต ขณะท าการเตมน ามนในหมอแปลงท าใหเกด ฟองอากาศ เกด Partial discharge ตามมามผลท าใหฉนวนในหมอแปลงเสอม

การแกไข

1. ควรตดตง Ground fault Relay ท 6.6 KV Motor 2. ไมควรท า Transformer oil regeneration ขณะจายไฟฟา 115 KV

สาเหตท การทดสอบ หมอแปลง ในหวขอ Turn ration , winding resistance , insulation resistance test , Frequency response analysis ไมสามารถระบวาหมอแปลง Fault มเหตผลดงน

1. Turn ratio test – Supply voltage ทต ากวา 300 Vท าใหไมเหนสงผดปกต เครองทดสอบททางบรษท SIMES

ENGINEERING จายแรงดนไฟฟา ท 22 V 2. Winding resistance – เนองจากเปนการ Short turn ไมมากพอทจะใหเหนความแตกตาง

3. Insulation resistance test – การช ารดของหมอแปลงไมใชเปนการเสอมของฉนวน Phase to ground เชน อปกรณ Support ตางๆ ในหมอแปลงเสอม

4. Frequency response analysis – เนองจากหมอแปลงไมไดเสยรปทรงมาก ระหวางแกนเหลกกบขดลวด อกทง

ไมมตวอยางลายนวมอของหมอแปลงตวนขณะทสภาพยงด จงระบไมไดวาหมอแปลงช ารดหรอไม

สรป 1. ไมควรท าการจายไฟใหหมอแปลงเนองจากเกด Fault ในหมอแปลง

2. ในการ Preventive maintenance ควรท าการ บนทก Inrush current ของหมอแปลง 115 KV ทกตวเพอเกบ Finger printing

ไว

ขอแสดงความนบถอ

ชาญวทย ครแกว ผจดการ

แนบ : HIOKI Fault record data Analysis of Three-Phase Power Transformer Windings Forces Caused by Magnetic Inrush and Short-Circuit Currents