Problèmes et solutions des essais de tension induite pour le transformateur d'arc électrique HKSSPZ-6300/110

Un transformateur de four électrique à arc HKSSPZ-6300/110 a les paramètres de base suivants :

Puissance nominale S = 6300 kVA, tension primaire U₁ = 110 kV, tension secondaire U₂ = 110–160 V, groupe vectoriel YNd11, avec les deux extrémités du bobinage basse tension (début et fin) sorties, et équipé d'un changement de rapport sous charge en 13 étapes. Niveaux d'isolation : HV/HV neutre/LV, LI480AC200 / LI325AC140 / AC5.

Le transformateur utilise un design de régulation de tension en série à double noyau, avec une configuration de bobinage basse tension en forme de "8". Le schéma pour le test de tension induite est montré dans la Figure 1.

Conditions de test : changeur de rapports positionné sur la position 13 ; 10 kV appliqués aux enroulements tertiaires Am, Bm, Cm ; avec K = 2, seule la phase A est illustrée (les phases B et C sont identiques). Valeurs calculées : UZA = K × 10 = 20 kV, UG₀ = K × 110 / √3 ≈ 63.509 kV, UGA = 3 × 63.509 = 190.5 kV (95% du nominal), UAB = 190.5 kV, fréquence = 200 Hz.

Après avoir effectué les connexions de test selon le diagramme, le test de tension induite a commencé. Lorsque UZA a été porté à 4000–5000 V, des sons distincts de décharge corona, ressemblant à des craquements, ont été observés près des embases de la basse tension, accompagnés d'une odeur d'ozone. Simultanément, le détecteur de décharge partielle (DP) a indiqué des niveaux de DP dépassant 1400 pC. Cependant, la tension mesurée entre les bornes de basse tension restait correcte. Initialement, nous avons suspecté un problème potentiel avec le matériau des bornes de basse tension ou l'effet de la fréquence de test de 200 Hz sur les embases en résine. Dans un deuxième test utilisant une source d'alimentation à 50 Hz à la même tension (4000–5000 V), les mêmes phénomènes ont été observés, éliminant ainsi l'influence de la fréquence de 200 Hz.

Nous avons ensuite soigneusement examiné le diagramme du circuit de test et les connexions réelles. Il a été noté que les extrémités du bobinage basse tension (début et fin) sont toutes deux sorties externement et sont normalement connectées en delta ou en étoile lorsqu'elles sont raccordées au four. Cependant, lors du test de tension induite, les bornes de basse tension n'étaient ni connectées en étoile ni en delta, ni mises à la terre—les laissant dans un état de potentiel flottant. Ce potentiel flottant pourrait-il être la cause ?

Pour tester cette hypothèse, nous avons temporairement connecté ensemble les bornes x, y et z et les avons fiablement mises à la terre avant de refaire le test. Les phénomènes de décharge mentionnés ont disparu complètement. Lorsque la tension a été augmentée à 1,5 fois le niveau, la DP n'était que d'environ 20 pC. La tension de test a été encore augmentée à 2 fois, et le transformateur a réussi le test de tenue à la tension induite.

Conclusion : Pour ce type de transformateur de four à régulation de tension en série à double noyau avec les deux extrémités du bobinage basse tension sorties, bien que la tension entre les bornes (par exemple, a et x) soit faible, l'absence d'une connexion de mise à la terre fiable peut créer un potentiel flottant, conduisant aux décharges partielles observées. Par conséquent, lors des tests de tension induite, les bornes x, y et z doivent être court-circuitées ensemble et fiablement mises à la terre pour éliminer ces anomalies.