Problemi e soluzioni per il test di tensione indotta per il trasformatore ad arco HKSSPZ-6300/110

Un trasformatore per forno elettrico ad arco HKSSPZ-6300/110 ha i seguenti parametri di base:

Capacità nominale S = 6300 kVA, tensione primaria U₁ = 110 kV, tensione secondaria U₂ = 110–160 V, gruppo vettoriale YNd11, con entrambe le estremità dell'avvolgimento a bassa tensione (inizio e fine) portate all'esterno, e dotato di 13 posizioni di regolazione del rapporto di trasformazione sotto carico. Livelli di isolamento: HV/HV neutro/LV, LI480AC200 / LI325AC140 / AC5.

Il trasformatore utilizza un design di regolazione in serie a doppio nucleo, con una configurazione dell'avvolgimento a bassa tensione a forma di "8". Lo schema per il test della tensione indotta è mostrato nella Figura 1.

Condizioni di test: selettore di posizione 13; 10 kV applicati agli avvolgimenti terziari Am, Bm, Cm; con K = 2, viene illustrata solo la fase A (le fasi B e C sono identiche). Valori calcolati: UZA = K × 10 = 20 kV, UG₀ = K × 110 / √3 ≈ 63.509 kV, UGA = 3 × 63.509 = 190.5 kV (95% del valore nominale), UAB = 190.5 kV, frequenza = 200 Hz.

Dopo aver completato le connessioni di test secondo lo schema, è iniziato il test della tensione indotta. Quando UZA è stato alzato a 4000–5000 V, si sono osservati distinti suoni di scarica corona vicino ai terminali a bassa tensione, accompagnati dall'odore di ozono. Simultaneamente, il rilevatore di scariche parziali (PD) ha indicato livelli di PD superiori a 1400 pC. Tuttavia, la tensione misurata tra i terminali a bassa tensione è rimasta corretta. Inizialmente, si è sospettato di potenziali problemi con il materiale dei terminali a bassa tensione o l'effetto della frequenza di test di 200 Hz sui terminali in resina. In un secondo test utilizzando una fonte di alimentazione a 50 Hz alla stessa tensione (4000–5000 V), sono stati osservati gli stessi fenomeni, escludendo così l'influenza della frequenza di 200 Hz.

Abbiamo quindi esaminato attentamente lo schema del circuito di test e le connessioni effettive. Si è notato che le estremità dell'avvolgimento a bassa tensione (inizio e fine) sono portate all'esterno e sono normalmente connesse esternamente in configurazione delta o stella quando collegate al forno. Durante il test della tensione indotta, tuttavia, i terminali a bassa tensione non erano collegati né in stella né in delta, né a terra, lasciandoli in uno stato di potenziale galleggiante. Questo potenziale galleggiante poteva essere la causa?

Per verificare questa ipotesi, abbiamo temporaneamente collegato insieme i terminali x, y e z e li abbiamo affidabilmente collegati a terra prima di ripetere il test. I fenomeni di scarica menzionati sopra sono scomparsi completamente. Quando la tensione è stata aumentata a 1,5 volte, il PD era di circa 20 pC. La tensione di test è stata ulteriormente aumentata a 2 volte, e il trasformatore ha superato con successo il test di resistenza alla tensione indotta.

Conclusione: Per questo tipo di trasformatore per forno a regolazione in serie a doppio nucleo con entrambe le estremità dell'avvolgimento a bassa tensione portate all'esterno, anche se la tensione tra i terminali (ad esempio, a e x) è bassa, l'assenza di una connessione a terra affidabile può creare un potenziale galleggiante, causando le scariche parziali osservate. Pertanto, durante il test della tensione indotta, i terminali x, y e z dovrebbero essere cortocircuitati insieme e affidabilmente collegati a terra per eliminare tali anomalie.