Standartlar və Güc Transformatorları üçün LTAC Testinin Hesablanması

1 Giriş

Milli standart GB/T 1094.3-2017-nin tələblərinə əsasən, elektrikli transformatorlar üçün hətlər sonu AC dayanıq testi (LTAC) başlıq quvvetli vitka terminalindən yerdənə qədər olan AC dielektrik gücünü qiymətləndirmək üçün nəzərdə tutulur. Bu test, mühit və ya fazalar arasında dielektrik gücü qiymətləndirmək üçün istifadə edilmez.

Digər dielektrik testlərlə (məsələn, tam şimşək darbəsi LI və ya kommutasiya darbəsi SI) müqayisədə, LTAC testi daha uzun müddət (adi dəyər olaraq 50 Hz transformatorlar üçün 30 saniyə, 60 Hz transformatorlar üçün 36 saniyə) nəticəsində, başlıq quvvetli vitka terminalindən, başlıq quvvetli kənar terminalindən və yerləşdirilmiş metal komponentlər (məsələn, sıkıştırma strukturları, yüksəltmə ünitləri və rezervuar) arasındakı əsas dielektrik gücün daha ciddi qiymətləndirilməsinə səbəb olur.

Bircə çox dielektrik testlərin uğursuzluğunu göstərən hallar, bir çox elektrikli transformatorların şimşək darbəsi (LI) və kommutasiya darbəsi (SI) testlərini dayandırabiləcəklərini, lakin hətlər sonu AC dayanıq testi (LTAC) zamanı son bəzi saniyələrdə zədələnməyə davam etdiyini aydınlaşdırır. Bu, testin müddətinin əsas dielektrik gücün qiymətləndirilməsindəki kritik önəmini və LTAC testinin əsas dielektrik gücün qiymətləndirilməsindəki ciddiyyətini açıqlayır.

Bu səbəbdən, transformator dizayn mühəndisləri, hətlər sonu AC dayanıq testi (LTAC) zamanı vitkanın potensial paylanmasını düzgün hesablamalı, bilimsel və rasyonel əsas dielektrik dizayn tətbiq etmələr, dizayn mənbəsindən yetəri qədər dielektrik marcu saxlamaq üçün.

2 Standartların Təfsiri

Elektrikli transformatorlar üçün hətlər sonu AC dayanıq testi (LTAC), ən son milli standart GB/T 1094.3-2017-də əlavə edilmiş yeni bir yüksək volt dielektrik testidir. Bu test, əvvəlki standart GB/T 1094.3-2003-də göstərilən qısa müddətli induksiya dayanıq testindən (ACSD) evvelçiləşib ayrılmışdır. LTAC testi ilə bağlı maddələr aşağıdakı cədvəldə göstərilir:

Standart xətti terminalın AC dayanma volt cəhdini (LTAC) enerji transformatorları üçün aşağıdakı kimi təfsir edir:

• Um ≤ 72.5 kV olan və tam qədər izolyasiya edilmiş enerji transformatorları üçün, yüksək qəbulelərin və yüksək qəbulelər terminallarının arasındakı əsas izolyasiya gücünü tam olaraq tətbiq olunan volt cəhdi (AV) ilə qiymətləndirmək olar. Bu səbəbdən, LTAC testi tələb olunmur.

• 72.5 < Um ≤ 170 kV olan enerji transformatorları üçün:

• Tam qədər izolyasiya edilmiş olsa da, əsas izolyasiya gücünü hələ də tətbiq olunan volt cəhdi (AV) ilə yeterli şəkildə təsdiqləyə bilərsiniz, lakin LTAC testi xüsusi test kimi göstərilmişdir. Bu, adi testlərdə tələb olunmamasına baxmayaraq, istifadəçinin müəyyən etdiyi hallarda həyata keçirilməlidir.

• Nötral qəbule bağlı (gradual izolyasiya) olsa, LTAC testi adi test kimi göstərilmişdir və zavodda qəbul testləri zamanı hər bir ünvan üçün həyata keçirilməlidir. Lakin, istifadəçinin razılığı ilə, bu test xətti terminalın impuls testi (SI) ilə əvəz edilə bilər.

• Um > 170 kV olan enerji transformatorları üçün, tam qədər izolyasiya edilmiş və ya gradual izolyasiya edilmiş olsun, LTAC testi xüsusi test kimi sinifləndirilir - adi olaraq mütləq deyil, istifadəçinin müəyyən etdiyi hallarda tələb olunur. Bu halda, SI testi ilə əvəz edilə bilməz.

Praktikada, tam qədər izolyasiya edilmiş enerji transformatorları üçün, voltaj səviyyəsinə görə fərqli olaraq, xətti terminalın AC dayanma volt cəhdi (LTAC) testi hər hansı bir zamanda həyata keçirilmir, çünki yüksək qəbulelər/terminal və yer arasındakı əsas izolyasiya gücünü rutin 1-dəqiqəlik tətbiq olunan volt cəhdi (AV) ilə daha ciddi şəkildə təsdiqləyə bilərsiniz.

Qeyd edək ki, Um > 170 kV olan enerji transformatorları üçün, LTAC testi SI testi ilə əvəz edilə bilməz. Teorik hesablamalar və tarixi təcrübə görə, 170 kV-nin üstündəki transformatorlarda xətti terminaldan yere qədər əsas izolyasiyanın qiymətləndirilməsi üçün LTAC testi SI testindən təxminən 10% daha məhdudlaşdırıcıdır.

3 Hesablama Metodu

Enerji transformatorunda xətti terminalın AC dayanma volt cəhdi (LTAC) testinin həyata keçirilməsi, yüksək qəbuledə nümayiş olunan test voltajını təmin etmək və ayni zamanda aşağı qəbuledə belə nümayiş olunan voltaj deyərini mümkün qədər yaxınlaşdırmaq məqsədilə aparılır. Müəyyən test metoduna görə heç bir zəruri tələb yoxdur. Ən yayğın LTAC test metodu "qarşı faza qısaltma və yerləşdirilmiş dəstək metodu"dur. Bu hissə, SZ18-100000/220 enerji transformatorunu nümunə kimi istifadə edərək, bu metod haqqında qısa məlumat verir.

3.1 Transformator Parametrləri

Voltaj nisbəti: 230 ± 8 × 1.25% / 37 kV
Kapasitə nisbəti: 100 / 100 MVA
Məlum frekvensiya: 50 Hz
Vektor qrupu: YNd11
İzolyasiya səviyyələri: LI950 AC395 – LI400 AC200 / LI200 AC85

3.2 Test Səciyyası

Bu enerji transformatorun xətti terminalın AC dayanma volt cəhdi (LTAC) testi üçün səciyya şəkli aşağıdakı kimi göstərilir:

LTAC Test Səciyyası Şəkli (A Fazası Nümunə Olaraq)

Yüksək qəbuledə 9-ci tap, aşağı qəbuledə nominal voltajın 2.0 dəfəsi ilə enerjiyə salınır

LTAC test səciyyasının mühüm nöqtələri aşağıdakı kimi təyin olunmuşdur:

• LTAC testi fazadan fazaya həyata keçirilməlidir, yəni nominal voltajın təxminən 2 dəfəsi ilə induksiya faktoru ilə singl-faza induksiya testi. Bəzən, təxminən 2 dəfə tam olaraq əldə edilə bilməyəcək, və kiçik sapmalar icazə verilir.

• Yüksək qəbuledə A fazasının LTAC testini nümunə olaraq: aşağı qəbuledəki ax terminalində müəyyən bir voltaj Uax tətbiq edilir, terminal x yere bağlanır; aşağı qəbuledəki b və c terminali serbest qalır. Yüksək qəbuledə, B və C terminali bir-birinə qısalıq və yere bağlanır, A və nötral (0) terminali açıq qalır (bağlanmır).

• Yüksək qəbule belə bir tap pozisiyasında qurulmalıdır ki, yüksək qəbule terminalində A-da 395 kV (±3% dəqiqliklə) tələb olunan test voltajı induksiya olunsun.

3.3 Hesablama Prosesi

Faraday elektromaqnit induksiya qanununa və maqnit fluxun davamlılıq prinsipinə əsasən, yuxarıda göstərilən test konfiqurasiyasında, B və C fazalarının çekirde qolunda maqnit flux, A fazasının çekirde qolundakı maqnit fluxun yarısı olaraq və zit tərəfdən təyin olunur. Bu səbəbdən, B və C fazalarının sarımlarında induksiya edilən voltajın amplitudu, A fazasının sarımında induksiya edilən voltajın amplitudunun yarısı olacaq.

LTAC Test Zamanı Çekirde Maqnit Flux Dağılışının Şəkili
(Yüksək Qəbuledə A Fazası Nümunə Olaraq)

Aşağı qəbuledəki a fazasının stimulyasiya voltajının induksiya faktoru K, və yüksək qəbuledəki tap pozisiya N olsun. Aşağıdaki tənlik qurulabilir:

Uₐ₀ + U₀₈ = 395
(B fazası yere bağlanmış olduğundan, Uᵦ = 0)

B fazasının çekirde qolunda maqnit flux amplitudunun A fazasının yarısı olduğu nəticəsində:
U₀₈ = ½ Uₐ₀

Beləliklə:
1.5 × Uₐ₀ = 395

Tranformatorun voltaj nisbəti və şəkiliyyat ayarlarının yerinə yetirilməsi:
(230 / 1.732) × [1 + (9 − N) × 1.25%] × K × 1.5 = 395

Bu tənlik iki naməlum (N və K) ehtiva edir və teorik olaraq sonsuz sayda həllə malikdir. Amma fiziki baxımdan, hər iki dəyişən məhdudlaşdırılır: N 1 ilə 17 arasında tam ədəd olmalıdır, K isə təxminən 2-yə bərabərdir.

N = 9 olan halda tənliyin həlli K = 1.98-i verir.
Başqa bir seçim kimi, K = 2 və N = 9 qoyulduğunda induksiya voltajı Uₐ = 398.4 kV alınır.

Yuxarıdakı formulun köməyiylə, LTAC testində tranformator sargalarının hər hansı bir nöqtəsində yaranan zərər potensialı hesablanabilir.

3.4 Voltaj Dağılımı

Yuxarıdakı hesablama metodunu istifadə edərək, yüksək voltajlı sargada A fazasında keçirilən LTAC dielektrik testində sargalarda potensial dağılışı belə müəyyənləşdirilə bilər:

A fazasında keçirilən Yeganə Fazalı LTAC Testində Sargalardakı Potensial Dağılışı

Yuxarıdakı induksiya voltajı dağılış diaqramından, yeganə fazalı LTAC testində sargalar arasındakı induksiya potensial fərqinin nisbətən kiçik olduğunu görmək mümkündür. Bu səbəbdən, LTAC testi sargalar arasındakı asılı dielektrik dayanımı üzərində ciddi bir qiymətləndirmə etmir—və bu test onu tamamilə qiymətləndirmir. Amma (bu nəticə xüsusilə gradulyonlu dielektrik tranformatorlar üçün gəlir) testin altında yüksək voltajlı liniya terminalindən yerə qədər asılı dielektrik dayanımın qiymətləndirilməsi ən çətin şərtlərdə aparılır. Layihə hazırlayarkən, LTAC test şərtlərində yüksək voltajlı sarganın terminali, yüksək voltajlı liniya terminali və ya yerləşdirilmiş komponentlər (məsələn, sıxma strukturları, rezervuar divarları, yüksək voltajlı fişə qaldırları) arasındakı asılı dielektrik dayanımın doğruluğuna xüsusi diqqət yetirilməlidir.