Vodič kroz najnovije tehnologije za testiranje transformatora
Transformatori dolaze u mnogo vrsta, uglavnom naftni i suhi. Njihove greške se razlikuju, ali većina problema se koncentriše na zavojnice, jezgra, spojne komponente i kontaminaciju naftom. Na primer, oštećenje izolacije zavojnica, otvoreni krugovi, kratki spojevi i međuvitkovni krati spoj na mjestima spoja. Uobičajeni vanjski simptomi grešaka transformatora uključuju teško pregrejanje, previše porasta temperature, neobičan šum i nesimetriju tri faze.
Redovna održavanja transformatora uključuju testiranje izolacije (otpor izolacije, koeficijent dielektrične apsorpcije itd.), merenje otpora strujom (za otkrivanje grešaka vezanih za zavojnice), inspekciju podizanjem jezgra i testiranje bez opterećenja. Neke kompanije takođe analiziraju kvalitet naftu naftnih 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
Jezgro metode ALL-Test je korišćenje visokofrekventnih, niskonaponskih signala - umjesto visokonaponskih signala - za merenje unutarnjih parametara kao što su DC otpor, impedanca, induktivnost vitka i faza, te odnos struje i frekvencije (I/F) opreme temeljene na zavojnicama. Ovo omogućava preciznu procjenu unutarnjih grešaka i njihovih faza razvoja. Prednosti ove metode su:
Omogućava brzu dijagnozu grešaka na terenu, pomaže u određivanju potrebe za daljim vremenotražnim i ljudskim inspekcijama, poput podizanja jezgra.
Visoka preciznost mjerenja. Budući da je DC otpor zavojnice transformatora obično vrlo nizak, korišćenje niskonaponskih visokofrekventnih signala sprečava pogoršanje postojećih defekata. Sa preciznošću do treće decimale, čak i male inter-vitkovne kratke spojeve mogu se otkriti putem značajnih promjena u DC otporu (R) - nešto što konvencionalno testiranje DC otpora ne može postići.
Pomaže u nadzoru stanja. Svako mjerenje se može snimiti i pohraniti. Redovitim testiranjem i crtanjem trend linija, promjene ključnih parametara mogu se pratiti tokom vremena, pružajući pouzdane podatke za rano otkrivanje grešaka i prediktivno održavanje - podržavaju kvantitativno upravljanje greškama u industrijskim objektima.
Kompletna analiza parametara (R, Z, L, tgφ, I/F) pruža potpuniji, tačniji i pravo vrijeme opis unutarnjih grešaka transformatora.
Osnovni postupak za ALL-Test:
Nakon isključivanja napajanja transformatora, zemljite sekundarnu (ili primarnu) stranu. Zatim povežite signalne vode instrumenta s primarnim (ili sekundarnim) terminalima (H1, H2, H3) jedan po jedan, merite međufazne parametre (R, Z, L, tgφ, I/F). Usporedbom rezultata između faza ili sa povijesnim podacima iste faze u različitim vremenima, može se utvrditi stanje greške transformatora.
Kao referenca, sljedeći su preporučeni empirijski kriteriji procjene:
Otpor (R):
Ako je R > 0,25 Ω, razlika između faza prema 5% ukazuje na nesimetriju tri faze.
Ako je R ≤ 0,2 Ω, koristite prag od 7,5% za procjenu nesimetrije.
Impedanca (Z):
Međufazna nesimetrija ne smije prelaziti 5%.
Transformatori koji su propali često pokazuju nesimetriju koja teži prema preko 100%.
Induktivnost (L):
Nesimetrija ne smije prelaziti 5%.
Tangens faze (tgφ):
Razlika između faza treba biti unutar jedne znamenke (na primjer, 0,1 u odnosu na 0,2 je prihvatljivo; 0,1 u odnosu na 0,3 nije).
Odnos struje i frekvencije (I/F):
Međufazna razlika ne smije prelaziti dvije znamenke (na primjer, 1,23 u odnosu na 1,25 je prihvatljivo).
Na osnovu iskustva na terenu, tijekom progresije od nesimetrije do greške, testni podaci transformatora podliježu drastičnim promjenama. Za ključne transformatore preporučuje se da se mjerenja ALL-Test obavljaju najmanje jednom mjesečno.
Tabela 1 Eksperimentalni podaci dobrog 2500kVA, 28800:4300 transformatora, 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 |
Tabela 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. Metod testiranja odnosa zavojnica
Pri polju testiranja transformatora, direktno merenje odnosa zavojnica je efikasan i brz metod za otkrivanje unutrašnjih grešaka - poput pogrešnog povezivanja, kratak spoj ili otvoreni spoj. Tijekom rada, zbog varijacija u proizvodnji ili degradacije izolacije tokom vremena, stvarni odnos zavojnica transformatora može odstupati od njegove nazivne vrijednosti. Ako se točno izmjeri, odnos zavojnica može poslužiti kao ključni indikator stanja za identifikaciju i praćenje razvoja unutrašnjih defekata. Za tu svrhu koristi se tester odnosa zavojnica (TTR) transformatora, koji obično zahtijeva vrlo visoku preciznost mjerenja.
3. Testiranje kvalitete ulja transformatora
Uljeni transformatori su široko korišteni, a ključni dio njihovog održavanja je procjena stanja izolacijskog ulja. Oznake degeneracije ulja - poput tamnije boje, kiselog mirisa, smanjene dielektrične čvrstoće (napona probijanja) ili formiranja mulja - često se mogu prepoznati putem vizualne inspekcije. Uz to, kvantitativna analiza ključnih svojstava ulja - uključujući viskoznost, temperaturu isparavanja i sadržaj vlage - neophodna je za kompleksnu procjenu. Pogledajte tablicu ispod za kriterije procjene.
| Serijski broj | Stavka | Klasa napona opreme (kV) | Indeks kvaliteta | Metod inspekcije | |
| Ulje pre upotrebe | Ulje u upotrebi | ||||
| 1 |
Vodo-razrešiva kiselina (pH vrednost) | >5.4 | ≥4.2 | GB7598 | |
| 2 | Vrednost kiseline (mgKOH/G) | ≤0.03 | ≤0.1 | GB7599 ili GB264 | |
| 3 | Tačka zapaljivosti (zatvoreni lonac) | >140 (za ulje No. 10, 25) >135 (za ulje No. 45) |
1. Ne niže od standarada novog ulja za 5 2. Ne niže od prethodno izmerene vrednosti za 5 |
GB261 | |
| 4 | Mehaničke nečistoće | Nema | Nema | Vizualna inspekcija | |
| 5 | Slobodni ugljen | Nema | Nema | Vizualna inspekcija | |
Nakon ovog kratko se predstavlja kako se vrši analiza i inspekcija pomoću gasne kromatografije. Kada se transformator ulje deterioreše ili javljaju greške, osnovni pristup ovom metodu je da se uzorak ulja izvadi iz transformatora bez isključivanja struje, analiziraju se vrste i koncentracije rastvorenih plinova, a zatim se odredi stanje greške. Pod normalnim uslovima, sadržaj plinova u ulju je veoma nizak, posebno spaljivi plinovi, koji čine samo 0,001% do 0,1% ukupnog.
Međutim, kako se težina grešaka transformatora povećava, ulje i čvrsta izolaciona materijala generišu različite plinove pod termičkim i elektromagnetskim efektima zbog termičkih grešaka. Na primer, kada postoji lokalno pregrejanje, izolacione materijale proizvode velike količine CO i CO₂; kada se sam ulj pregreje, generiše se značajna količina etilena i metana. Koristeći spaljive plinove kao kriterijum za ocenu, mogu se primeniti sledeće smernice: sadržaj plinova ispod 0,1% označava normalan stan, 0,1% do 0,5% označava blagu grešku, iznad 0,5% označava tešku grešku.
Glavni plinovi proizvedeni električnim greškama u transformatorima su vodonik i acetilen (C₂H₂), uglavnom uzrokovani lukovim razlaganjem ili iskrenom. Sledeći referentni pokazatelji mogu se koristiti za ocenu: H₂ sadržaj <0,01% je normalan, 0,01–0,02% zahteva pažnju, a >0,02% označava grešku; C₂H₂ <0,0005% je normalan, a >0,001% označava grešku.
Nakon što se transformator namoči, sadržaj H₂ (vodonika) ima tendenciju da bude visok, jer se vodonik generiše putem elektrolize pod dejstvom struje. Ovi podaci o plinovima mogu biti komprehensivno analizirani kako bi se procenilo stanje transformatora.
