Temperatuurstijgingsproef van transformator

Definitie van temperatuurstijgingstest

Een temperatuurstijgingstest op een transformator controleert of de temperatuurstijging van de winding en het olie voldoet aan gespecificeerde limieten.

Temperatuurstijgingstest voor bovenste olie van de transformator

• Ten eerste wordt de laagspanningswinding van de transformator kortgesloten.

• Daarna wordt een thermometer in een zak in de bovenkant van de transformator geplaatst. Twee andere thermometers worden respectievelijk bij de in- en uitlaat van de koelbank geplaatst.

• Er wordt een spanning van zodanige waarde toegepast op de hoogspanningswinding dat de vermogensinvoer gelijk is aan de leegloopverliezen plus belastingsverliezen gecorrigeerd naar een referentietemperatuur van 75°C.

• De totale verliezen worden gemeten met behulp van de drie wattmetermethode.

• Tijdens de test worden om de uur temperatuurmetingen van de bovenste olie genomen van de thermometer die al in de zak van de bovenkant is geplaatst.

• Ook worden om de uur metingen van de thermometers die bij de in- en uitlaat van de koelbank zijn geplaatst, genoteerd om de gemiddelde temperatuur van de olie te berekenen.

• De omgevingstemperatuur wordt gemeten met behulp van een thermometer die rond de transformator op drie of vier punten op een afstand van 1 tot 2 meter van en halverwege de koeloppervlakte van de transformator is geplaatst.

• Zet de temperatuurstijgingstest voor de bovenste olie voort totdat de temperatuurstijging minder dan 3°C per uur is. Deze stabiele waarde is de uiteindelijke temperatuurstijging van de transformatorolie.

• Er is nog een andere methode om de olientemperatuur te bepalen. Hierbij wordt de test toegestaan om voort te zetten totdat de temperatuurstijging van de bovenste olie niet meer dan 1°C per uur varieert gedurende vier opeenvolgende uren. De laagste meting tijdens deze periode wordt als de uiteindelijke waarde voor de temperatuurstijging van de olie genomen.

Tijdens de temperatuurstijgingstest van de bovenste olie kortsluiten we de laagspanningswinding en passeren we spanning op de hoogspanningswinding. Het benodigde netspanning is veel lager dan de nominale spanning omdat kernverliezen afhankelijk zijn van de spanning. Aangezien kernverliezen minimaal zijn, compenseren we door de stroom te verhogen om extra koperverlies te creëren. Dit zorgt ervoor dat de werkelijke temperatuurstijging in de transformatorolie optreedt.

Temperatuurstijgingslimieten van de transformator wanneer deze in olie is ondergedompeld, staan in de onderstaande tabel

NB: Deze temperatuurstijgingslimieten zoals vermeld in de bovenstaande tabel zijn de temperatuurstijging boven de temperatuur van het koelmiddel. Dit betekent dat dit de verschillen zijn tussen de winding- of olietemperatuur en de temperatuur van de koellucht of -water.

Windingtemperatuurstijgingstest op transformator

• Na voltooiing van de temperatuurstijgingstest voor de bovenste olie van de transformator wordt de stroom teruggebracht tot de nominale waarde voor de transformator en wordt deze gedurende één uur gehandhaafd.

• Na één uur wordt de voeding afgesloten en worden de kortsluit- en voedingsverbindingen aan de hoogspanningskant en de kortsluitverbindingen aan de laagspanningskant geopend.

• Maar, de ventilatoren en pompen blijven draaien (indien aanwezig).

• Dan worden de weerstanden van de windingen snel gemeten.

• Maar er is altijd een minimale tijdsduur van 3 tot 4 minuten tussen de eerste meting van de weerstand en het moment dat de transformator wordt afgesloten, wat niet kan worden vermeden.

• Dan worden de weerstanden op dezelfde tijdsintervallen van 3 tot 4 minuten over een periode van 15 minuten gemeten.

• Een grafiek van warmte-weerstand tegenover tijd wordt getekend, waarmee de windingweerstand (R2) op het moment van afsluiting kan worden geëxtrapoleerd.

• Op basis van deze waarde kan θ2, de windingtemperatuur op het moment van afsluiting, worden bepaald met de onderstaande formule

Waarbij R1 de koude weerstand van de winding is bij temperatuur t1. Voor het bepalen van de windingtemperatuurstijging moeten we de hierboven besproken indirecte methode toepassen. 

Dit betekent dat eerst de hete windingweerstand wordt gemeten en bepaald, en vervolgens vanaf die waarde de windingtemperatuurstijging moet worden berekend door de weerstand-temperatuurrelatieformule toe te passen. Dit komt omdat, in tegenstelling tot olie, de winding van de transformator niet toegankelijk is voor externe temperatuurmetingen.