Vodič kroz najnovije tehnologije za ispitivanje transformatora
Transformatori dolaze u mnogim vrstama, uglavnom mokre i suhe. Njihove greške se razlikuju, ali većina problema koncentrirana je na obvoje, jezgra, spojne komponente i kontaminaciju ulja. Na primjer, oštećenje izolacije obvoja, otvoreni krugovi, kratki spojevi i međuobvoini kratki spojevi na spojnim točkama. Uobičajeni vanjski simptomi grešaka transformatora uključuju teško pregrejanje, prekomjerni porast temperature, neobičan zvuk i nesimetriju tri faze.
Redovita održavanja transformatora uključuju testiranje izolacije (otpor izolacije, omjer dielektrične apsorpcije itd.), mjerenje otpora na strujni tok (za otkrivanje grešaka vezanih uz obvoje), inspekciju podizanjem jezgra i testiranje bez opterećenja. Neki poduzeća također analiziraju kvalitetu ulja mokrih transformatora kako bi osigurali da njegove električne izolacijske i toplinske osobine ostaju cjelovite.
Ispod su navedene nekoliko naprednih metoda testiranja transformatora za referencu.
1. Metoda ALL-Test
Svrha metode ALL-Test je upotreba visokofrekventnih, niskonaponskih signala - umjesto visokonaponskih signala - za mjerenje unutarnjih parametara poput otpora na strujni tok, impedancije, induktivnosti obvoja, faznog kuta i omjera struja i frekvencije (I/F) opreme temeljene na obvojima. To omogućuje preciznu procjenu unutarnjih grešaka i njihovih faza razvoja. Prednosti ove metode su:
Omogućuje brzu dijagnozu grešaka na mjestu, pomaže u određivanju potrebe za daljnjim vremenom i trudnošću potrebnim za inspekcije, poput podizanja jezgra.
Visoka preciznost mjerenja. Budući da je otpor na strujni tok obvoja transformatora tipično vrlo nizak, upotreba niskonaponskih visokofrekventnih signala izbjegava pogoršanje postojećih defekata. S preciznošću do tri decimale, čak i male međuobvoini kratki spojevi mogu se otkriti putem vidljivih promjena u otporu na strujni tok (R) - što konvencionalno testiranje otpora na strujni tok ne može postići.
Pomaže u nadzoru stanja. Svako mjerenje se može snimiti i pohraniti. Redovitim testiranjem i crtanjem trend krivulja, promjene ključnih parametara mogu se pratiti tijekom vremena, pružajući pouzdane podatke za rano otkrivanje grešaka i prediktivno održavanje - podržavajući kvantitativno upravljanje greškama u industrijskim objektima.
Kompleksna analiza parametara (R, Z, L, tgφ, I/F) pruža potpuniji, pravovremeniji i precizniji opis unutarnjih grešaka transformatora.
Osnovni postupak za ALL-Test:
Nakon isključivanja napajaća transformatora, zazemlite sekundarnu (ili primarnu) stranu. Zatim povežite signalne vode instrumenta s primarnim (ili sekundarnim) terminalima (H1, H2, H3) jedan po jedan, mjereći interfazne parametre (R, Z, L, tgφ, I/F). Uspravljajući rezultate između faza ili s povijesnim podacima iste faze u različitim vremenima, može se utvrditi stanje greške transformatora.
Kao referenca, evo preporučenih empirijskih kriterija procjene:
Otpor (R):
Ako je R > 0,25 Ω, razlika između faza premašuje 5% ukazuje na nesimetriju tri faze.
Ako je R ≤ 0,2 Ω, koristite prag od 7,5% za procjenu nesimetrije.
Impedanca (Z):
Interfazna nesimetrija ne smije premašiti 5%.
Transformatori koji su padnuli često pokazuju nesimetriju koja teži prema preko 100%.
Induktivnost (L):
Nesimetrija ne smije premašiti 5%.
Tangens faze (tgφ):
Razlika između faza trebala bi biti unutar jedne znamenke (na primjer, 0,1 usporeno s 0,2 je prihvatljivo; 0,1 usporeno s 0,3 nije).
Omjer struje i frekvencije (I/F):
Interfazna razlika ne smije premašiti dvije znamenke (na primjer, 1,23 usporeno s 1,25 je prihvatljivo).
Na osnovu iskustva na terenu, tijekom progresije od nesimetrije do pada, testni podaci transformatora podliježu drastičnim promjenama. Za ključne transformatore preporuča se da se mjerenja ALL-Test provode najmanje jednom mjesečno.
Tablica 1 Eksperimentalni podaci dobrog transformatora od 2500kVA, 28800:4300, testiranje sekundarne strane
| H₁ - H₂ | H₁ - H₃ | H₂ - H₃ | |
| R | 0.103 | 0.100 | 0.096 |
| Z | 15 | 14 | 14 |
| L | 2 |
2 | 2 |
| tgφ | 75 | 75 | 75 |
| I/F | -48 | -48 | -49 |
Tablica 2 Eksperimentalni podaci o kvarnom transformatoru od 500kVA, 13800:240V, testiranje primarnog stranice
| H₁ - H₂ | H₁ - H₃ | H₂ - H₃ | |
| R | 116.1 | 88.20 | 48.50 |
| Z | 4972 | 1427 | 1406 |
| L | 7911 | 2267 | 2237 |
| tgφ | 23 |
21 | 20 |
| I/F | -33 | -29 |
-29 |
2. Metoda testiranja omjera zavojnica
U poljskom ispitivanju transformatora, direktno mjerenje omjera zavojnica je učinkovita i brza metoda za otkrivanje unutarnjih grešaka—poput pogrešnog priključivanja, kratkih spojeva ili otvorenih spojeva. Tijekom rada, zbog varijacija u proizvodnji ili degradacije izolacije tijekom vremena, stvarni omjer zavojnica transformatora može odstupati od vrijednosti navedene na nameplatu. Ako se točno izmjeri, omjer zavojnica može poslužiti kao ključni indikator stanja za prepoznavanje i praćenje razvoja unutarnjih defekata. Za tu svrhu koristi se tester omjera zavojnica (TTR) transformatora, koji obično zahtijeva vrlo visoku preciznost mjerenja.
3. Testiranje kvalitete transformatorskog ulja
Transformatori namočeni u ulju su široko korišteni, a ključan dio njihovog održavanja je procjena stanja izolacijskog ulja. Oznake degradacije ulja—poput tamnijeg boje, kiselog mirisa, smanjene dielektrične čvrstoće (napona raspada) ili nastanka mulja—često se mogu prepoznati putem vizualne inspekcije. Uz to, kvantitativna analiza ključnih svojstava ulja—uključujući viskoznost, temperaturu zapaljivosti i sadržaj vlage—je neophodna za kompleksnu procjenu. Pogledajte tablicu ispod za kriterije procjene.
| Serijski broj | Stavka | Razred napona opreme (kV) | Indeks kvalitete | Metoda inspekcije | |
| Ulje prije uporabe | Ulje u operaciji | ||||
| 1 |
Vodootporni kiselina (pH vrijednost) | >5.4 | ≥4.2 | GB7598 | |
| 2 | Kiselinska vrijednost (mgKOH/g) | ≤0.03 | ≤0.1 | GB7599 ili GB264 | |
| 3 | Tačka zapaljivosti (zatvorena čaša) | >140 (za ulje No. 10, 25) >135 (za ulje No. 45) |
1. Ne niže od standarda novog ulja za 5 2. Ne niže od prethodno izmjerene vrijednosti za 5 |
GB261 | |
| 4 | Mehaničke nečistoće | Nema | Nema | Vizualna inspekcija | |
| 5 | Slobodni ugljen | Nema | Nema | Vizualna inspekcija | |
Sljedeće kratko opisuje kako se vrši analiza i pregled pomoću plinske kromatografije. Kada se transformatorno ulje deteriore ili pojavljuju greške, osnovni pristup ovom metodu je uzimanje uzorka ulja iz transformatora bez isključivanja struje, analiza vrsta i koncentracija rastvorenih plinova, te određivanje stanja greške. Pod normalnim uvjetima, sadržaj plinova u ulju je vrlo nizak, posebno spaljivi plinovi, koji čine samo 0,001% do 0,1% ukupnog.
Međutim, s porastom težine grešaka transformatora, ulje i čvrste dielektrične materijale generiraju različite plinove pod toplinskim i elektromagnetskim utjecajem zbog toplinskih grešaka. Na primjer, kada postoji lokalno pregrejanje, dielektrične materijale proizvode velike količine CO i CO₂; kada se ulje samostalno pregrji, generira značajne količine etilena i metana. Koristeći sadržaj spaljivih plinova kao kriterij sudjenja, mogu se primijeniti sljedeći smjernici: sadržaj plinova ispod 0,1% označava normalno stanje; 0,1% do 0,5% označava blagu grešku; iznad 0,5% označava tešku grešku.
Plinovi glavno proizvedeni električnim greškama u transformatorima su vodik i acetilen (C₂H₂), uglavnom uzrokovani lukovitim isparkama. Sljedeći referentni pokazatelji mogu se koristiti za ocjenu: sadržaj H₂ <0,01% je normalan, 0,01–0,02% zahtijeva pažnju, a >0,02% označava grešku; C₂H₂ <0,0005% je normalan, a >0,001% označava grešku.
Nakon što se transformator navlaži, sadržaj H₂ (vodika) teži da bude visok, jer se vodikov plin generira putem elektrolize pod strujom. Ovi podaci o plinovima mogu se komprehensivno analizirati kako bi se procijenilo stanje transformatora.
