Problémy a řešení testu indukovaného napětí pro transformátor HKSSPZ-6300/110 pro elektrickou obloukovou pec

Transformátor elektrického obloukového pece HKSSPZ-6300/110 má následující základní parametry:

Nominální výkon S = 6300 kVA, primární napětí U₁ = 110 kV, sekundární napětí U₂ = 110–160 V, vektorová skupina YNd11, s oběma konci nízkonapěťové cívky (počátek a konec) vyvedenými ven, vybaveným 13stupeňovým načerpávacím řadovým napěťovým rozdělovačem. Úrovně izolace: HV/HV neutrální/LV, LI480AC200 / LI325AC140 / AC5.

Transformátor používá dvojjádrové sériové napěťové regulace, s "8" tvarovou konfigurací nízkonapěťové cívky. Schéma pro test indukovaného napětí je znázorněno na obrázku 1.

Podmínky testu: rozdělovač nastaven na polohu 13; 10 kV aplikováno na třetí cívky Am, Bm, Cm; s K = 2, je ilustrován pouze fázový proud A (fáze B a C jsou identické). Vypočtené hodnoty: UZA = K × 10 = 20 kV, UG₀ = K × 110 / √3 ≈ 63.509 kV, UGA = 3 × 63.509 = 190.5 kV (95 % nominální), UAB = 190.5 kV, frekvence = 200 Hz.

Po dokončení připojení podle schématu začal test indukovaného napětí. Když bylo UZA zvýšeno na 4000–5000 V, byly pozorovány jasně slyšitelné "praskavé" zvuky koronového výboje blízko terminálů nízkonapěťových civek, spolu s pachem ozónu. Současně ukazatel částečných výbojů (PD) indikoval úroveň PD přesahující 1400 pC. Nicméně, naměřené napětí mezi nízkonapěťovými terminály zůstalo správné. Nejprve jsme podezřelili možné problémy s materiálem nízkonapěťových terminálů nebo vliv frekvence 200 Hz na resinový terminál. Při druhém testu s zdrojem 50 Hz stejným napětím (4000–5000 V) byla pozorována ta samá jevy, což vyloučilo vliv frekvence 200 Hz.

Poté jsme pečlivě zkontrolovali schéma testovacího obvodu a skutečná připojení. Bylo poznamenáno, že oba konci nízkonapěťové cívky (počátek a konec) jsou externě vyvedeny a běžně jsou při připojení k peci externě spojeny do trojúhelníkové nebo hvězdicové konfigurace. Během testu indukovaného napětí však nízkonapěťové terminály nebyly ani spojeny v hvězdu, ani v trojúhelník, ani zazemleny – zůstaly v stavu volajícího potenciálu. Mohl tento volající potenciál být příčinou?

Pro ověření této hypotézy jsme dočasně propojili terminály x, y a z a spolehlivě je zazemlili, než jsme opět provedli test. Uvedené výbojové jevy úplně zmizely. Když bylo napětí zvýšeno na 1,5 krát, byl PD pouze asi 20 pC. Testovací napětí bylo dále zvýšeno na 2 krát a transformátor úspěšně prošel testem odolnosti proti indukovanému napětí.

Závěr: Pro tento typ dvojjádrového sériově napěťově regulovaného peckového transformátoru s oběma konci nízkonapěťové cívky vyvedenými ven, i když napětí mezi terminály (např. a a x) je nízké, absence spolehlivého zazemlení může vytvořit volající potenciál, což vede k pozorovaným částečným výbojům. Proto během testu indukovaného napětí by měly být terminály x, y a z propojeny a spolehlivě zazemleny, aby byly eliminovány takové anomálie.