Temperaturanstiegstest des Transformatoren

Definition der Temperaturerhöhungstests

Ein Temperaturerhöhungstest eines Transformators prüft, ob die Temperaturerhöhung seiner Wicklung und des Öls den vorgegebenen Grenzwerten entspricht.

Temperaturerhöhungstest für das obere Öl des Transformators

• Zuerst wird die Niederspannungswicklung des Transformators kurzgeschlossen.

• Dann wird ein Thermometer in eine Tasche im oberen Deckel des Transformators platziert. Zwei weitere Thermometer werden jeweils am Ein- und Ausgang des Kühlbankens positioniert.

• Eine Spannung von entsprechendem Wert wird an die Hochspannungswicklung angelegt, sodass die Energiezufuhr gleich den Leerlaufverlusten plus den Lastverlusten ist, korrigiert auf eine Bezugs temperatur von 75°C.

• Die Gesamtverluste werden mit dem Dreiwattmeterverfahren gemessen.

• Während des Tests werden stündliche Messungen der Oberflächenöltemperatur vom Thermometer, das bereits in der Tasche des oberen Deckels platziert wurde, durchgeführt.

• Stündliche Messungen der Thermometer, die am Ein- und Ausgang der Kühlbanken platziert sind, werden ebenfalls notiert, um die mittlere Öltemperatur zu berechnen.

• Die Umgebungstemperatur wird mithilfe eines Thermometers gemessen, das um den Transformator herum an drei oder vier Punkten platziert wird, die sich 1 bis 2 Meter entfernt und halb so hoch wie die Kühlfläche des Transformators befinden.

• Führen Sie den Temperaturerhöhungstest für das obere Öl fort, bis die Temperaturerhöhung innerhalb einer Stunde weniger als 3°C beträgt. Dieser stabile Wert ist die endgültige Temperaturerhöhung des Transformatoröls.

• Es gibt eine weitere Methode zur Bestimmung der Öltemperatur. Hier wird der Test fortgesetzt, bis die Temperaturerhöhung des oberen Öls über vier aufeinanderfolgende Stunden nicht mehr als 1°C pro Stunde schwankt. Der niedrigste Wert während dieser Zeit wird als endgültiger Wert für die Temperaturerhöhung des Öls verwendet.

Während des Temperaturerhöhungstests des oberen Öls wird die Niederspannungswicklung kurzgeschlossen und Spannung an die Hochspannungswicklung angelegt. Die benötigte Netzspannung ist viel geringer als die Nennspannung, da die Kernenverluste von der Spannung abhängen. Da die Kernenverluste minimal sind, kompensieren wir dies, indem wir den Strom erhöhen, um zusätzliche Kupferverluste zu erzeugen. Dies stellt sicher, dass die tatsächliche Temperaturerhöhung im Transformatoröl erreicht wird.

Grenzwerte der Temperaturerhöhung des Transformators, wenn er in Öl getaucht ist, siehe Tabelle unten

Hinweis: Die in der obigen Tabelle genannten Grenzwerte der Temperaturerhöhung beziehen sich auf die Temperaturerhöhung über die Temperatur des Kühmittels. Das bedeutet, es handelt sich um die Differenz zwischen Wicklungs- oder Öltemperatur und der Temperatur der Kühl Luft oder -wasser.

Temperaturerhöhungstest der Wicklung des Transformators

• Nach Abschluss des Temperaturerhöhungstests des oberen Öls des Transformators wird der Strom auf seinen Nennwert reduziert und für eine Stunde gehalten.

• Nach einer Stunde wird die Versorgung abgeschaltet, und die Kurzschluss- und Versorgungsverbindungen an der Hochspannungsseite sowie die Kurzschlussverbindung an der Niederspannungsseite werden geöffnet.

• Die Ventilatoren und Pumpen (sofern vorhanden) bleiben jedoch in Betrieb.

• Anschließend werden die Widerstände der Wicklungen schnell gemessen.

• Es besteht jedoch immer eine Mindestzeit von 3 bis 4 Minuten zwischen der ersten Widerstandsmessung und dem Moment, in dem der Transformator abgeschaltet wird, die nicht vermieden werden kann.

• Anschließend werden die Widerstände in gleichen 3- bis 4-Minuten-Intervallen über einen Zeitraum von 15 Minuten gemessen.

• Es wird ein Diagramm der heißen Widerstände gegen die Zeit erstellt, aus dem der Wicklungswiderstand (R2) zum Zeitpunkt des Abschaltens extrapoliert werden kann.

• Mit diesem Wert kann θ2, die Wicklungstemperatur zum Zeitpunkt des Abschaltens, mithilfe der folgenden Formel bestimmt werden

Dabei ist R1 der kalte Widerstand der Wicklung bei der Temperatur t1. Für die Bestimmung der Wicklungstemperatur müssen wir die oben beschriebene indirekte Methode anwenden. 

Das bedeutet, dass der heiße Wicklungswiderstand zunächst gemessen und bestimmt wird und dann aus diesem Wert die Wicklungstemperaturerhöhung mithilfe der Widerstand-Temperatur-Beziehungformel berechnet wird. Dies liegt daran, dass im Gegensatz zum Öl die Wicklung des Transformators nicht zugänglich ist für externe Temperaturmessungen.