Koji su redovni testovi za spoljašnje naponske transformere

1. Uvod

Vanjski transformatori napona su ključna oprema za osiguranje sigurnosti električnih uređaja. Za izbegavanje opasnosti i gubitaka imovine usled nepravilnog rada potrebna je znanstvena i kompleksna analiza testiranja. Analiza testiranja može uputiti formiranje strategija rada i predostrožnosti, osigurati stabilan rad opreme i maksimizirati ekonomske i društvene koristi.

2. Koncept vanjskih transformatora napona

Vanjski transformator napona je u suštini vanjski transformator sniženja napona, sa ključnom funkcijom odvajanja visokog napona:

• Pretvara visok napon u sekundarni napon od 100V ili manje proporcionalno kako bi ispunio potrebe mernih instrumenta i reljayskog zaštita.

• Koristi se za kontrolu/superviziju izlaza linije u elektrane i podstacje, kao i za računanje struje između mreže i korisnika, te između elektrana i stanica.
  Ima veliku vrednost i primenljivost i treba da se korišćenje razumno kako bi se maksimizirala njegova vrednost.

2.1 Metode testiranja i principi rada

Za testiranje vanjskih transformatora napona često se koristi metoda obrnutog povezivanja. Metoda obrnutog povezivanja detektuje tangentu ugla dielektrične gubitka izolacije sledeća tri dela:

• Izolacija između primarne elektrostatičke ekrane (X terminal) i sekundarnih i tercijalnih obmotava.

• Izolacija između primarne obmotave i krajeva sekundarnih i tercijalnih obmotava.

• Izolacija između izolacionog nosača i zemljišta.

2.2 Analiza defekata metode obrnutog povezivanja

Metoda obrnutog povezivanja ima tri nedostatka:

• Ograničenje merenja: Glavno reflektuje tangentu ugla dielektrične gubitka izolacije između primarne elektrostatičke ekrane i sekundarnih i tercijalnih obmotava. Budući da kapacitet ove delove dostiže 1000pF, što je mnogo veći od ostala dva dela (desetici pikofarada), teško je reflektovati promene ugla dielektrične gubitka poslednjih dva dela.

• Niski testni napon: Nivo izolacije zemljišta visokonaponske obmotave kaskadnog transformatora napona je nizak. Testni napon dizajniran od strane proizvođača je 2000V, a obično se može primeniti samo 1600V u preventivnim testovima (neke jedinice su koristile 2500 - 3000V. Iako može detektovati ulazak vode i vlage, ukupni napon je relativno nizak, što utiče na osjetljivost merenja mosta).

• Zagađenje: Zagađenje terminalne ploče i male porcelanske cevi izvedene iz X terminala će povećati grešku merenja. Iako se može koristiti metoda direktnog povezivanja kako bi se smanjio uticaj (metoda direktnog povezivanja takođe meri tangentu ugla dielektrične gubitka između primarne elektrostatičke ekrane i sekundarnih i tercijalnih obmotava), sama metoda direktnog povezivanja ima i veliku grešku merenja.

Da bismo točni, transformatori napona i snage imaju otprilike isti princip rada. Njihova osnovna struktura sastoji se od tri dela: željezni jezgra, primarne obmotave i sekundarne obmotave. Glavna funkcija transformatora snage jeste prenos električne energije, pa obično ima veliku kapacitet. Transformator napona uglavnom funkcioniše da pretvori napon, osiguravajući napajanje mernih instrumenata i reljayskog zaštita, kao i merenje napona, snage i električne energije u kružnicama. Treba napomenuti da transformatori napona mogu takođe analizirati i nadgledati greške u liniji. Ovi faktori određuju da vanjski transformatori napona imaju relativno male kapacitete. Obično, vanjski transformatori napona rade bez opterećenja. Shema analize principa rada transformatora napona prikazana je na slici 1.

Kao što se vidi na dijagramu, visokonaponska obmotava transformatora napona je paralelna sa drugim relevantnim krugovima u primarnom krugu. Sekundarni napon je proporcionalan primarnom naponu i odražava njegovu vrednost. Odnos imenovanih napona primarne i sekundarne obmotave jeste imenovani odnos transformacije, obično K_n = U₁/U₂. Takođe, primarna obmotava je paralelna u primarnom krugu, tako da se sekundarni deo ne može kratiti - kratiti bi generisalo jak strujni tok, oštetivši transformator i u ekstremnim slučajevima paralizirajući liniju. Slično, tijekom testiranja vanjskih transformatora napona, kako bi se izbegao previše visoki ili nizak napon, potrebno je zemljiti sekundarnu obmotavu, željezni jezgro i kućište. To osigurava da transformator i vanjska oprema ostaju sigurne čak i ako dođe do nesreće.

3. Klasifikacija vanjskih transformatora napona

• Klasifikacija prema principu rada transformatora napona: Elektromagnetski transformatori napona i kapacitivni transformatori napona.

• Klasifikacija prema karakteristikama specifičnih vanjskih radnih uslova: Standardni vanjski transformatori napona i specijalni vanjski transformatori napona.

• Klasifikacija prema broju faza transformatora napona: Jednofazni tip i trofazni tip. Općenito, jednofazni transformator napona odnosi se na onaj koji se može proizvesti za bilo koji nivo napona i može obavljati konverziju prema potrebi u različitim uslovima kako bi se osiguralo sve potrebne promjene; dok je trofazni transformator napona ograničen na nivoe napona do 10 kV.Iako ovaj tip transformatora napona ima određena ograničenja, do neke mjere, relativno je pogodan za igranje svoje vrednosti i uloge u specifičnim situacijama.

• Klasifikacija prema broju obmotava transformatora napona: Dvoobmotni kombinovani tip i troobmotni kombinovani tip.

• Klasifikacija prema strukturi izolacije: Suho, plastika-liven, plin-napunjen i uljano-namotan. Naravno, za odabir kojeg tipa vanjskog transformatora napona koristiti, potrebno je potpuno uzeti u obzir radne uslove i stvarne karakteristike cijelog transformatora napona za specifičnu analizu.

4. Analiza modova povezivanja vanjskih transformatora napona u redovnim testovima

U celom testiranju vanjskih transformatora napona, način povezivanja jeste relativno ključan i važan element u cijelom transformatoru napona, i mi moramo ga analizirati kako bismo osigurali sigurnost i stabilnost cijelog testiranja.

4.1 Povezivanje jednim vodom

To je način povezivanja koji koristi jednofazni transformator napona za merenje napona određene faze do zemljišta ili napona između faza. Način povezivanja ovog transformatora napona uglavnom se koristi za relativno simetrične trofazne krugove.

4.2 V-V način povezivanja

Tako zvani V-V način povezivanja podrazumeva povezivanje dva jednofazna transformatora u nepotpunu strukturu. Ovaj način povezivanja može se koristiti za bolje merenje napona između faza, ali ima i nedostatak, a to je da ne može meriti napon do zemljišta. Još značajnije, široko se koristi u elektroenergetskim mrežama sa naponom do 20 kV gdje neutralna tačka nije zemljišta ili je zemljišta putem duge.

4.3 Y0-Y0 povezivanje

Ovaj način povezivanja uglavnom povezuje i primarnu i sekundarnu stranu jednofaznog transformatora jednog transformatora napona u tip Y0. Ovaj način povezivanja ima veliku prednost, a to je da može snabdevati strujom mere i releje koji zahtevaju napon i mere nadzora izolacije koje zahtevaju fazni napon. Općenito, ovaj način povezivanja koristi se samo u sistemima ispod 35 kV.

5 Analiza predostrožnosti tijekom redovnih testova vanjskih transformatora napona

• Tijekom procesa testiranja, prije formalnog testiranja transformatora napona, potrebno je znanstveno tretirati i testirati polaritet i otpornost izolacije transformatora napona. To je za osiguranje da transformator napona ne trpi neophodne gubitke zbog spoljnji faktora tijekom testiranja.

• Povezivanje vanjskog transformatora napona treba biti ispravno. Posebno treba napomenuti da primarna obmotava i ispitivani krug trebaju biti povezani paralelno, a sekundarna obmotava i naponske bobine povezanih mernih instrumenata i reljayskog zaštita trebaju biti povezani paralelno. Takođe treba napomenuti da istovremeno treba osigurati ispravnost polariteta.

• Tijekom testiranja, opterećenje na sekundarnoj strani transformatora napona ne smije premašiti njegov određeni imenovani kapacitet u normalnim uvjetima. Ako to premaši, doći će do velikog greške podataka cijelog transformatora, a neće se moći dobiti potrebne normalne vrijednosti.

• Sekundarna strana transformatora napona ne smije biti kratkostenuta. To je zato što je unutrašnji otpor transformatora napona vrlo mali. Ako je krug kratkostenut, generiši se veliki struja, što će dovesti do velikog oštećenja cijele opreme transformatora napona. U ekstremnim slučajevima, može čak i prijetiti ličnoj sigurnosti osoblja za testiranje. Osim toga, ako je moguće, na primarnoj strani bi trebalo instalirati određenu zaštitnu i nadzornu opremu kako bi se osigurala stabilnost cijelog sistema testiranja i izbegla neophodne situacije.

• Kako bi se bolje osiguralo merenje relevantnih testova i sigurnost relevantnog osoblja za eksperimente, sekundarna obmotava mora biti zemljišta na jednoj tački tijekom eksperimenta. Prednost toga je da, čak i ako dođe do oštećenja izolacije, može dobro osigurati imovinsku i ličnu sigurnost.

6 Zaključak

Putem analize testiranja vanjskih transformatora napona, formulirani su relativno kompletni i znanstveni metodi testiranja i predostrožnosti. Stvarno osigurati normalan napredak cijelog testiranja, zaštititi sigurnost opreme i osoblja, i pružiti pouzdanu osnovu za primjenu vanjskih transformatora napona u području snabdijevanja strujom kako bi se maksimizirala njihova vrednost.