Проблемы и решения при испытаниях на наведенную напряженность для дуговой печи трансформатора HKSSPZ-6300/110

Трансформатор дуговой печи HKSSPZ-6300/110 имеет следующие основные параметры:

Номинальная мощность S = 6300 кВА, первичное напряжение U₁ = 110 кВ, вторичное напряжение U₂ = 110–160 В, группа векторов YNd11, с выводом обоих концов низковольтной обмотки (начало и конец), оснащен 13-ступенчатым регулированием напряжения под нагрузкой. Уровни изоляции: HV/HV neutral/LV, LI480AC200 / LI325AC140 / AC5.

Трансформатор использует двухсердечниковую схему последовательного регулирования напряжения, с конфигурацией низковольтной обмотки в форме "8". Схема для испытания на индуцированное напряжение показана на рисунке 1.

Условия испытания: переключатель установлен на позицию 13; приложено 10 кВ к третичным обмоткам Am, Bm, Cm; с K = 2, показана только фаза A (фазы B и C идентичны). Рассчитанные значения: UZA = K × 10 = 20 кВ, UG₀ = K × 110 / √3 ≈ 63.509 кВ, UGA = 3 × 63.509 = 190.5 кВ (95% от номинального), UAB = 190.5 кВ, частота = 200 Гц.

После выполнения соединений по схеме началось испытание на индуцированное напряжение. Когда UZA было повышено до 4000–5000 В, были замечены явные "трещащие" звуки коронного разряда вблизи низковольтных терминалов, сопровождающиеся запахом озона. Одновременно детектор частичных разрядов (PD) показывал уровни PD, превышающие 1400 пК. Однако измеренное напряжение между низковольтными терминалами оставалось правильным. Изначально предполагалось, что возможны проблемы с материалом низковольтных терминалов или влияние частоты испытания 200 Гц на смолистый терминал. Во втором испытании с использованием источника питания 50 Гц при том же напряжении (4000–5000 В) наблюдались те же явления, что исключило влияние частоты 200 Гц.

Затем мы внимательно рассмотрели схему испытательной цепи и фактические соединения. Было отмечено, что концы низковольтной обмотки (начало и конец) выведены наружу и обычно соединяются во внешнюю треугольную или звездную конфигурацию при подключении к печи. Однако во время испытания на индуцированное напряжение низковольтные терминалы не были соединены ни в звезду, ни в треугольник, ни заземлены, оставаясь в состоянии плавающего потенциала. Мог ли этот плавающий потенциал быть причиной?

Чтобы проверить эту гипотезу, временно соединили терминалы x, y и z вместе и надежно заземлили их, после чего повторно провели испытание. Указанные выше явления разряда полностью исчезли. При увеличении напряжения до 1,5 раз, PD составлял около 20 пК. Напряжение было увеличено до 2 раз, и трансформатор успешно прошел испытание на индуцированное напряжение.

Заключение: Для этого типа двухсердечникового трансформатора печи с последовательным регулированием напряжения, у которого оба конца низковольтной обмотки выведены, хотя напряжение между терминалами (например, a и x) низкое, отсутствие надежного заземления может создать плавающий потенциал, вызывающий наблюдаемые частичные разряды. Поэтому при испытаниях на индуцированное напряжение терминалы x, y и z следует соединить вместе и надежно заземлить, чтобы исключить такие аномалии.