Problemas e solucións para a proba de voltaxe inducida no transformador de forno eléctrico HKSSPZ-6300/110

Un transformador de forno eléctrico de arco HKSSPZ-6300/110 ten os seguintes parámetros básicos:

Capacidade nominal S = 6300 kVA, tensión primaria U₁ = 110 kV, tensión secundaria U₂ = 110–160 V, grupo vectorial YNd11, con ambos os extremos do devanado de baixa tensión (inicio e fin) sacados, e equipado con 13 pasos de regulación de tensión sob carga. Niveis de aislamento: HV/HV neutro/LV, LI480AC200 / LI325AC140 / AC5.

O transformador usa un deseño de regulación de tensión en serie de doble núcleo, cunha configuración do devanado de baixa tensión en forma de "8". O esquema para a proba de tensión inducida amóstrase na Figura 1.

Condicións da proba: selector de pasos establecido na posición 13; 10 kV aplicados aos devanos terciarios Am, Bm, Cm; con K = 2, só se ilustra a fase A (as fases B e C son idénticas). Valores calculados: UZA = K × 10 = 20 kV, UG₀ = K × 110 / √3 ≈ 63.509 kV, UGA = 3 × 63.509 = 190.5 kV (95% da nominal), UAB = 190.5 kV, frecuencia = 200 Hz.

Despois de completar as conexións de proba segundo o diagrama, comezou a proba de tensión inducida. Cando UZA aumentou a 4000–5000 V, observáronse sons distintos de descargas coronales "crepitantes" preto dos bornes de baixa tensión, acompañados do olor a ozono. Ao mesmo tempo, o detector de descargas parciais indicou niveis de DP superiores a 1400 pC. No entanto, a tensión medida entre os bornes de baixa tensión permanecía correcta. Inicialmente, sospeitábase de posibles problemas co material dos bornes de baixa tensión ou do efecto da frecuencia de proba de 200 Hz sobre o terminal de resina. Na segunda proba utilizando unha fonte de 50 Hz á mesma tensión (4000–5000 V), observáronse os mesmos fenómenos, descartándose así a influencia da frecuencia de 200 Hz.

Entón, revisamos cuidadosamente o diagrama do circuito de proba e as conexións reais. Notouse que os extremos do devanado de baixa tensión (inicio e fin) están sacados externamente e normalmente conectados externamente en configuración delta ou estrela cando se conectan ao forno. Durante a proba de tensión inducida, no entanto, os bornes de baixa tensión non estaban conectados en estrela nin en delta, nin aterrados, deixándoos nun estado de potencial flotante. ¿Podría este potencial flotante ser a causa?

Para probar esta hipótese, conectamos temporalmente os terminais x, y e z xuntos e os aterramos de maneira fiábel antes de volver a realizar a proba. Os mencionados fenómenos de descarga desapareceron completamente. Cando a tensión aumentou ao 1,5 veces o nivel, a DP foi só de uns 20 pC. A tensión de proba aumentou ainda máis ao dobre, e o transformador superou satisfactoriamente a proba de resistencia a tensión inducida.

Conclusión: Para este tipo de transformador de forno con regulación de tensión en serie de doble núcleo e ambos os extremos do devanado de baixa tensión sacados, aínda que a tensión entre bornes (por exemplo, a e x) sexa baixa, a ausencia dunha conexión a terra fiable pode crear un potencial flotante, levando ás descargas parciais observadas. Polo tanto, durante as probas de tensión inducida, os terminais x, y e z deben cortocircuitar e aterrar de maneira fiábel para eliminar tales anomalias.