Transformeri testimismeetodid vastavalt IEE-Business C57 ja GB 1094 standarditele

1. Transformatooriga seotud testide alused

1.1 Ülevaade
Transformatoorid on üks kriitilisemaid varustusi elektrivoolu edastamisel. Nende kvaliteet ja usaldusväärsus mõjutavad otse elektri turvalist ja sõltumatut toomist. Genereerija transformatooride või olulistel alamjaamadel asuvate transformatooride kahjustumine võib takistada elektrivoolu edastamist, ning selliste suurte üksuste parandamine või transport võib võtta mitmeid kuude.

Selle ajal, kui elektri tarnimine on takistatud, kannatab tööstuslik ja põllumajanduslik tootmine samuti elamiselektri tarbimine – mis tuletab kaasa olulisi majanduslikke kaotusi.

Kuna nõuded transformatooride turvalisele ja usaldusväärsele tööle jätkuvalt kasvavad, on transformatooriga seotud testimismeetodid viimase kaheksa kümne aasta jooksul oluliselt arenenud. Märgatavate arengute hulka kuuluvad:

• Suurte transformatoordite lühikese sulgusega testid nimiajal,

• Osalise laengunemise mõõtmise ja paigutamise meetodid,

• Impulssete veade tuvastamiseks transmissioonifunktsioonide kasutamine,

• Kaotuste mõõtmiseks digitaaltehnoloogia kasutamine,

• Müra mõõtmises heliintensiivsuse meetodite sisseviide,

• Spektraalanalüüsi kasutamine windingu muutuse diagnostikas, ja

• Transformatoori õlis lahustunud gaasi analüüsi (DGA) kasutamine.

1.2 Transformatooriga seotud testimise standardid
Et tagada, et transformatoorid vastaksid vajalikele standarditele elektrivoolu kvaliteedi ja usaldusväärsuse kohta, on nii transformatooride kui ka nende testimismenetluste jaoks loodud riiklikud standardid:

• GB 1094.1–1996: Elektroenergia transformatoorid – Osa 1: Üldised määratlused

• GB 1094.2–1996: Elektroenergia transformatoorid – Osa 2: Temperatuuri tõus

• GB 1094.3–1985: Elektroenergia transformatoorid – Osa 3: Isolatsiooni tasemed, dielektrilised testid ja väline vaba ruum õhus

• GB 1094.5–1985: Elektroenergia transformatoorid – Osa 5: Lühikese sulgusega vastupidavus

• GB 6450–1986: Kuivad elektroenergia transformatood

1.3 Transformatooriga seotud testimisüksused

1.3.1 Tavalised testid

• Windingu vastupindluse mõõtmine

• Pingearvu mõõtmine ja laengukaotuste mõõtmine

• Lühikese sulgusega impedantsi ja laengukaotuste mõõtmine

• Tühika vooma ja tühika kaotuste mõõtmine

• Windingu ja maapinna vahelise isolatsioonipindluse mõõtmine

• Tavalised dielektrilised testid – vaata tabelit 1-3 tootmise tavaliste isolatsioonitestide kohta

• Laenguga rippmehede testid

1.3.2 Tüübimõõtmed

• Temperatuuri tõusu test.

• Isolatsiooni tüübimõõtmed (vaata tabelit 1).

1.3.3 Eriline testid

• Noolse järjestikku vastenduse mõõtmine kolmfaasilistele transfooridele.

• Lühikese kinnituse tulemuslikkuse test.

• Helitase mõõtmine.

• Harmonikakomponentide mõõtmine tühi laadi voolus.

2. Pingevahetuse mõõtmine ja ühendusskeemi kontroll

2.1 Ülevaade
Pingevahetuse mõõtmine on transfooride tavaline test. See tehakse mitte ainult tootmisel tehas, vaid ka paigaldamise eel kohapeal.

2.1.1 Pingevahetuse mõõtmise eesmärk

• Tagada, et pingevahetused kõigis seadmete positsioonides oleksid vastavalt standardite või tehniliste nõuete lubatud tolerantside piires.

• Kontrollida, et paralleelsed spiraalid või spiraalide osad (nt lülituspunktid) omaksid sama palju kereid.

• Kinnitada, et lülituspunkti juhtmed ja lülituspunkti muunduri juhtmed oleksid õigesti ühendatud.

Pingevahetus on transfoori kriitiline performantsparameeter. Kuna see test kasutab madalat voltaget ja on lihtsasti läbiviidav, siis seda tehakse tootmisel mitu korda, et tagada vastavus projektspecifikatsioonidele.

3. Spiraalide DC vastuse mõõtmine

3.1 Eesmärgid ja nõuded
GB 1094.1–1996 järgi “Töötransfoorid – Os 1: Üldine,” DC vastuse mõõtmine on tavaline test. Seega peab igal transfooril see test läbi viidama nii tootmisel kui ka pärast tootmist.

DC vastuse mõõtmise peamised eesmärgid on järgmised:

• Spiraalide joonte või mehaaniliste ühenduste kvaliteedi kontroll – valetükkide otsimine;

• Ühenduste täielikkus joontest ja termikaateni ning joontest lülituspunkti muundurini;

• Joonte ja mehaaniliste ühenduste usaldusväärsus;

• Kontrollida, kas joonte mõõdud ja takistus vastavad spekifikatsioonile;

• Faseide vastuse tasakaal;

• Spiraalide temperatuuri tõusu arvutamine, mis nõuab külmalepingu mõõtmist enne temperatuuri tõusu testi ja soojalepingu mõõtmist kohe pärast testi elektritöö lõpetamist.

3.2 Mõõtmismeetodid
Järgi JB/T 501–91 “Juhtpõhine töötransfooride testimine,” on kaks standardset meetodit töötransfooride spiraalide DC vastuse mõõtmiseks:

• Püstitusmeetod (nt Kelvin kahepüstik)

• Volt-ampeer (V-A) meetod

4. Tühi laadi test

4.1 Ülevaade
Tühi laadi kahju ja tühi laadi voolu mõõtmine on tavaline transfooritest. Transfoori täielik magnetiseerumiskarakteristik määratakse tühi laadi testi kaudu.

See testi eesmärk on:

• Mõõta tühi laadi kahju ja tühi laadi voolu;

• Kontrollida, kas südamiku disain ja valmistamisprotsess vastavad kehtivatel standarditel ja tehnilistes specifikatsioonidel;

• Avastada potentsiaalsed südamiku defektid, näiteks lokaalsed ülemküttemised või isolatsiooni nõrkused.

4.2 Tühi laadi kahju
Tühi laadi kahju koosneb põhiliselt histerese- ja rööpvoonkahjustest elektriteraasiga platinaades. See sisaldab ka lisakahjustusi, näiteks lekke fluxust tingitud kahjustusi.

4.3 Tühi laadi vool
Tühi laadi voolu suurus määratakse põhiliselt südamiku elektriteraasiga B–H (magnetiseerumiskurve) kaudu.

5. Laadi kahju ja lühikese kinnituse takistuse mõõtmine

5.1 Laaditesti ülevaade
Laadi kahju ja lühikese kinnituse takistuse mõõtmine on tavaline test.

Tootjad tegevad selle testi, et:

• Määrata laadi kahju ja lühikese kinnituse takistuse väärtused;

• Kinnita vastavus standarditele ja tehnilistele lepingutele;

• Tuvasta võimalikud kergenduste defektid.

Testi käigus rakendatakse ühele kergendusele pinget, samas kui teine on lühitutvitus. Ampeer-kierretese tasakaht silmas pidades, kui energiat kannava kergenduse vool saab oma nõustatud väärtuse, siis lühitutvitud kergendus kannab ka nõustatud voolu.

Kuigi testi käigus tuumasse tekkinud peamise magnetväli on väga väike, suure voolu tõttu tekib oluline triivmagnetväli. See triivmagnetväli tekitab:

• Ringivoolu kadud kergenduse joonte sees;

• Ringivoolu kadud paralleelsetes joontes;

• Lisakadud kinnitamisseadmetes, putukorrapindadel, elektromagnetilistes kaitseekraanides, tuuma raamides ja sidemepannides.

Kõik need kadud sõltuvad voolust ja kogukuna neid klasifitseeritakse töökoormuskadudeks.

6. Rakendatud AC pingelõiketest

6.1 Ülevaade
Et tagada transformatorite turvalisus ja usaldusväärsus võrgu toimimiseks, peavad nende izoleerimine rahuldama mitte ainult tööjõupingete norme, vaid ka nõutavat dielektrilist tugevust. Dielektriline tugevus määrab, kas transformator suudab taluda tavalisi tööpingeid ning ebatavalisi tingimusi, nagu ukkessurge või ühendamisel tekkinud ületükeldused.

Vainult edukalt läbida testide, sealhulgas lühiajaline võrgusageduspingelõiketest, impulsspingelõiketest ja osaliste laengutestimised, võib transformatori pidada valmis võrguühendamiseks.

Rakendatud AC pingelõiketest hindab eelkõige peamist izoleerimist kergenduste ja maapinna, ning kergenduste vahel.

• Täiesti izoleeritud transformatorite jaoks tähistab see test täielikult peamist izoleerimist.

• Järjestatud izoleerimise transformatorite jaoks hindab see ainult lähedal raudnokile olevat lõputurni izoleerimist ja mõne juurde liidetud osa izoleerimist maapinna suhtes. See ei suuda hinnata täielikku kergenduste ja maapinna, ega kergenduste vahelist izoleerimist.

Järjestatud izoleerimise transformatorite jaoks on vajalik rakendada indutseeritud pingelõiketest, et täielikult hinnata izoleerimist kergenduste, maapinna ja seotud juurde liidetud osade vahel.

7. Indutseeritud ületükelduse pingelõiketest

7.1 Ülevaade
Indutseeritud ületükelduse pingelõiketest on teine kriitiline dielektriline test rakendatud AC testi järel.

• Täiesti izoleeritud transformatorite jaoks kontrollib rakendatud AC test ainult peamist izoleerimist, samas kui ringivoolu, kihti ja osade vaheline pikkuisoleerimine kontrollitakse indutseeritud pingelõiketestiga.

• Järjestatud izoleerimise transformatorite jaoks kontrollib rakendatud AC test ainult neutraalpunkti izoleerimist. Indutseeritud pingelõiketest on oluline hinnata:

• Pikkuisoleerimist (ringivoolu, kihti ja osade vahel);

• Izoleerimist kergenduste ja maapinna vahel;

• Kergenduste vahelise ja faasi vahelise izoleerimist.

Seega on indutseeritud pingelõiketest oluline meetod nii peamise kui ka pikkuisoleerimise terviklikkuse hindamiseks.

7.2 Testi nõuded
Indutseeritud pingelõiketestit rakendatakse tavaliselt rakendades kaks korda nõustatud pinget madala voltaga kergenduse terminaalidele, samas kui kõik muud kergendused jäävad avatud tsüklina. Rakendatava pingevoo peaks olema võimalikult lähedane puhtale sinusoidile.