Vodnik po najnovejših tehnologijah preskušanja transformatorjev
Transformatorji pridejo v mnogih vrstah, predvsem v napolnjenih s solvenom in suhih. Njihove napake so raznolike, vendar se večina težav koncentira v ovitkah, jezgru, pripomočkih za povezave in onesnaženosti solventa. Na primer, poškodba izolacije ovitkov, odprt okrog, krajši okrog in medoviti krajši okrog pri pripojnih točkah. Umetni zunanji simptomi transformatorjev vključujejo ekstremno pregrevanje, preveliko temperaturno povišanje, neobičajne hrupove in neravnovesje treh fáz.
Običajno vzdrževanje transformatorjev vključuje preizkušanje izolacije (upornost izolacije, koeficient dielektrične absorpcije itd.), merjenje upornosti na stoku (za odkrivanje ovitkov povezanih težav), pregled jezgra s podvigom in testiranje brez naboja. Neke podjetja tudi analizirajo kakovost solventa napolnjenih s solvenom transformatorjev, da zagotovijo, da njegova električna izolacija in termična lastnost ostanejo nedotaknjena.
Spodaj so nekateri naprednejši načini preizkušanja transformatorjev za referenco.
1. Metoda ALL-Test
Srdce metode ALL-Test je uporaba visokofrekventnih, nizevnapetostnih signalov – namesto visokonapetostnih signalov – za meritve notranjih parametrov, kot so upornost na stoku, impedanca, fazni kot induktance ovitka in omrežje-struja/frekvenca (I/F) opreme temeljene na ovitkih. To omogoča točno oceno notranjih težav in njihovih etap razvoja. Prednosti te metode so:
Omogoča hitro diagnostiko napak na mestu, ki pomaga določiti, ali so potrebni nadaljnji časovno zahtevni in trudni preglezi, kot je podvig jezgra.
Visoka točnost meritve. Ker je upornost na stoku ovitka transformatorja običajno zelo nizka, uporaba nizevnapetostnih visokofrekventnih signalov izogiba poslabšanju obstoječih defektov. Z točnostjo do treh decimalnih mest lahko zaznamo celo majhne interovite krajše okroge skozi opazljive spremembe upornosti na stoku (R) – nekaj, česar konvencionalno testiranje upornosti na stoku ne more doseči.
Olajša nadzor stanja. Vsako meritev se lahko beleži in shranjuje. S rednimi testi in risanjem trendnih krivulj lahko spremljamo spremembe ključnih parametrov v času, kar prinaša zanesljive podatke za zgodnje odkrivanje napak in prediktivno vzdrževanje – podpira kvantitativno upravljanje napak v industrijskih objektih.
Kompleksna analiza parametrov (R, Z, L, tgφ, I/F) prinaša bolj popolno, pravočasno in točno opis notranjih napak transformatorja.
Osnutni postopek za ALL-Test:
Po odpojitvi struje transformatorja priključite sekundarno (ali primarno) stran na zemljo. Nato eno za drugo priključite signalne vodiči instrumenta na primarne (ali sekundarne) terminalne točke (H1, H2, H3), merite mehovite parametre (R, Z, L, tgφ, I/F). S primerjanjem rezultatov med fazami ali z zgodovinskimi podatki iste faze v različnih časih se lahko ugotovi stanje napake transformatorja.
Kot referenca, spodaj so priporočeni empirični kriteriji za oceno:
Upornost (R):
Če je R > 0,25 Ω, preseganje razlike med fazama 5% kaže na neravnovesje treh fáz.
Če je R ≤ 0,2 Ω, uporabite prag 7,5% za sodbi o neravnovesju.
Impedanca (Z):
Mehovito neravnovesje ne sme presegati 5%.
Neuspešni transformatorji pogosto kažejo neravnovesje, ki teče proti preko 100%.
Induktanca (L):
Neravnovesje ne sme presegati 5%.
Tangens faznega kota (tgφ):
Razlika med fazama mora biti znotraj enega števila (npr. 0,1 vs 0,2 je sprejemljivo; 0,1 vs 0,3 ni).
Omrežje-struja/frekvenca (I/F):
Mehovita razlika ne sme presegati dveh števk (npr. 1,23 vs 1,25 je sprejemljivo).
Na osnovi izkušenj na terenu se podatki o preizkušanju transformatorja drastično spremenijo med prehodom od neravnovesja do neuspeha. Za ključne transformatorje se priporoča, da se merjenja z metodo ALL-Test izvajajo vsaj enkrat na mesec.
Tabela 1 Eksperimentalni podatki dobrega 2500kVA, 28800:4300 transformatorja, test sekundarne strani
| 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 |
Tabela 2 Eksperimentalni podatki o poskodovanem transformatorju 500kVA, 13800:240V, preizkus strani z napajanjem
| 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 omara vikov
Pri terenskem testiranju transformatorjev je neposredno merjenje omara vikov učinkovit in hitr način za zaznavanje notranjih napak – kot so napačna povezava, krajšanje ali prekini. Med delovanjem se zaradi variacij pri proizvodnji ali s časom degradacija izolacije dejanski omar vikov transformatorja lahko razlikuje od vrednosti, navedene na etiketi. Če je omar vikov točno izmerjen, lahko služi kot ključni kazalnik stanja za identifikacijo in spremljanje razvoja notranjih defektov. Za ta namen se uporablja naprava za meritve omara vikov (TTR) transformatorjev, ki običajno zahteva zelo visoko meritveno natančnost.
3. Testiranje kakovosti olja v transformatorju
Oljnimi tranzformatorji se široko uporabljajo, in ključni del njihove vzdrževanja je ocenjevanje stanja izolacijskega olja. Znaki degradacije olja – kot so temna barva, kisla vonj, zmanjšana dielektrična trdota (napetost loma) ali nastanek blata – se pogosto lahko zaznajo preko vizualne inspekcije. Poleg tega je za celovito oceno ključno kvantitativno analizirati pomembne lastnosti olja – vključno s gibljivostjo, temperature zapalitve in vsebnostjo vlage. Glejte spodnjo tabelo za kriterije ocenjevanja.
| Serijska številka | Postavka | Razred napetosti opreme (kV) | Kakovostni kazalec | Način preverjanja | |
| Oljilo pred vmesnim delovanjem | Oljilo med delovanjem | ||||
| 1 |
Voda - raztople kisline (vrednost pH) | >5.4 | ≥4.2 | GB7598 | |
| 2 | Vrednost kisline (mgKOH/G) | ≤0.03 | ≤0.1 | GB7599 ali GB264 | |
| 3 | Točka zapalitve (zaprta čaša) | >140 (za oljilo št. 10, 25) >135 (za oljilo št. 45) |
1. Ne nižja od standarda novega oljila za 5 2. Ne nižja od prejšnje izmerjene vrednosti za 5 |
GB261 | |
| 4 | Mehanski prameni | Brez | Brez | Vizualna preverjanja | |
| 5 | Prosta ogljikovka | Brez | Brez | Vizualna preverjanja | |
Naslednje krateko predstavi, kako izvajati analizo in pregled z uporabo plinske kromatografije. Ko se transformatorjevo olje posreči ali se pojavijo napake, osnovna pristop ta metoda je vzeti vzorec olja iz transformatorja brez prekinitve podajanja struje, analizirati vrste in koncentracije topljivih plinov in nato določiti stanje napake. V normalnih pogojih je vsebnost plinov v olju zelo nizka, še posebej gorive pline, ki tvorijo le 0,001 % do 0,1 % celote.
Ko pa se poveča težavnost napak pri transformatorju, ob termalnih in elektromagnetnih učinkih zaradi termalnih napak olje in trdne izolacijske materiale proizvajajo različne pline. Na primer, pri lokalnem preseganju temperature izolacijske materiale ustvarjata velike količine CO in CO₂; ko se olje samo preseže, se ustvarijo značilne količine etilena in metana. Uporabljajoči vsebnost gorivih plinov kot kriterij presojave, lahko uporabimo naslednje smernice: vsebnost plinov pod 0,1 % kaže normalno stanje; 0,1 % do 0,5 % kaže blago zapleteno stanje; nad 0,5 % kaže težko zapleteno stanje.
Glavni plini, ki jih električne napake pri transformatorju ustvarijo, so vodik in aceten (C₂H₂), predvsem zaradi luknjanja ali iskrjenja. Za presojo lahko uporabimo naslednje referenčne kazalnike: vsebnost H₂ <0,01 % je normalna, 0,01–0,02 % zahteva pozornost, >0,02 % kaže na napako; C₂H₂ <0,0005 % je normalna, >0,001 % kaže na napako.
Po tem, ko se transformator navlaži, vsebnost H₂ (vodika) tendira k visokim vrednostim, ker se vodikov plin ustvari skozi elektrolito pod vplivom toka. Ti podatki o plinu lahko komprehensivno analizirajo za oceno stanja transformatorja.
