Problemas e Soluções do Teste de Tensão Induzida para o Transformador de Forno Elétrico HKSSPZ-6300/110

O transformador de forno elétrico a arco HKSSPZ-6300/110 tem os seguintes parâmetros básicos:

Capacidade nominal S = 6300 kVA, tensão primária U₁ = 110 kV, tensão secundária U₂ = 110–160 V, grupo vetorial YNd11, com ambas as extremidades do enrolamento de baixa tensão (início e fim) trazidas para fora, e equipado com 13 etapas de regulagem sob carga. Níveis de isolamento: HV/HV neutro/LV, LI480AC200 / LI325AC140 / AC5.

O transformador usa um design de regulação de tensão em série de duplo núcleo, com uma configuração de enrolamento de baixa tensão em forma de "8". O esquema para o teste de tensão induzida é mostrado na Figura 1.

Condições de teste: seletor de derivação ajustado na posição 13; 10 kV aplicados aos enrolamentos terciários Am, Bm, Cm; com K = 2, apenas a fase A é ilustrada (as fases B e C são idênticas). 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, frequência = 200 Hz.

Após completar as conexões de teste conforme o diagrama, o teste de tensão induzida começou. Quando UZA foi elevado a 4000–5000 V, foram observados sons distintos de descargas corona, acompanhados pelo odor de ozônio, perto dos terminais de baixa tensão. Simultaneamente, o detector de descarga parcial (DP) indicou níveis de DP superiores a 1400 pC. No entanto, a tensão medida entre os terminais de baixa tensão permaneceu correta. Inicialmente, suspeitamos de possíveis problemas com o material dos terminais de baixa tensão ou o efeito da frequência de teste de 200 Hz no terminal de resina. Em um segundo teste usando uma fonte de 50 Hz na mesma tensão (4000–5000 V), os mesmos fenômenos foram observados, excluindo assim a influência da frequência de 200 Hz.

Então, revisamos cuidadosamente o diagrama do circuito de teste e as conexões reais. Foi notado que as extremidades do enrolamento de baixa tensão (início e fim) são trazidas externamente e normalmente conectadas externamente em configuração delta ou estrela quando conectadas ao forno. Durante o teste de tensão induzida, no entanto, os terminais de baixa tensão não estavam conectados nem em estrela, nem em delta, nem aterrados—deixando-os em estado de potencial flutuante. Este potencial flutuante poderia ser a causa?

Para testar esta hipótese, conectamos temporariamente os terminais x, y e z juntos e os aterramos confiavelmente antes de repetir o teste. Os fenômenos de descarga mencionados desapareceram completamente. Quando a tensão foi aumentada para 1,5 vezes o nível, a DP foi de apenas cerca de 20 pC. A tensão de teste foi aumentada ainda mais para 2 vezes, e o transformador passou com sucesso no teste de resistência à tensão induzida.

Conclusão: Para este tipo de transformador de forno com regulação de tensão em série de duplo núcleo e ambas as extremidades do enrolamento de baixa tensão trazidas para fora, embora a tensão entre os terminais (por exemplo, a e x) seja baixa, a ausência de uma conexão aterrada confiável pode criar um potencial flutuante, levando às descargas parciais observadas. Portanto, durante o teste de tensão induzida, os terminais x, y e z devem ser curtos juntos e aterrados confiavelmente para eliminar tais anomalias.