Постапки за тестiranje transformatorи во соразмерност со стандардите IEEE C57 и GB 1094

1. Основи на тестирањето на трансформатори

1.1 Преглед
Трансформаторите се меѓу најважните делови опрема за пренос на електрична енергија. Нивното квалитет и сигурност директно влијаат на безбедната и постојана испорака на струја. Штетите на трансформатори на генератор или клучни трансформатори во трансформаторни постројки може да ја прекинат испораката на струја, а поправката или транспортот на такви големи уреди често трае неколку месеци.

За време на овој простој, снабдувањето со струја е доведено во прашање, што негативно влијае врз индустријската и земјоделската продукција како и на потрошувачката на струја од домакинствата – што резултира со значителни економски загуби.

Бидејќи барањата за безбедна и постојана работа на трансформаторите се зголемуваат, технологиите за тестирање на трансформатори имаа значителен напредок во последните две децении. Забележителни развои вклучуваат:

• Тестови за краток спој кај големи трансформатори при номинален напон,

• Мерење на парцијални празнења и техники за локализација,

• Примена на префрлни функции за откривање на импулсни кварови,

• Употреба на дигитални технологии за мерење на загуби,

• Воведување на методи за јачина на звукот при мерење на бучава,

• Спектрална анализа за дијагностицирање на деформација на намотувања, и

• Сé повеќе широка примена на анализата на растворени гасови (DGA) во трансформаторско масло.

1.2 Стандарди за тестирање на трансформатори
За да се осигури дека трансформаторите ги исполнуваат барањата за квалитет и сигурност при пренос на струја, установени се национални стандарди како за трансформаторите, така и за постапките за нивно тестирање:

• GB 1094.1–1996: Силски трансформатори – Дел 1: Општо

• GB 1094.2–1996: Силски трансформатори – Дел 2: Зголемување на температурата

• GB 1094.3–1985: Силски трансформатори – Дел 3: Нивоа на изолација, диелектрични тестови и надворешни размаци во воздух

• GB 1094.5–1985: Силски трансформатори – Дел 5: Способност за отпорување на краток спој

• GB 6450–1986: Суви силски трансформатори

1.3 Тестови за трансформатори

1.3.1 Рутински тестови

• Мерење на отпорот на намотувањата

• Мерење на односот на напонот и мерење на губитоците под товар

• Мерење на импеданса при краток спој и губитоци под товар

• Мерење на струја на празен ход и губитоци на празен ход

• Мерење на отпор на изолација помеѓу намотувањата и земјата

• Рутински диелектрични тестови — видете Табела 1-3 за фабрички рутински тестови на изолација

• Тестови на комутатор со товар

1.3.2 Типски тестови

• Тест за зголемување на температурата.

• Типски тестови на изолација (видете Табела 1).

1.3.3 Специјални тестови

• Мерење на нулта импеданса за трофазни трансформатори.

• Тест за отпорност на краток спој.

• Мерење на ниво на бучава.

• Мерење на хармонски компоненти во струјата на празен ход.

2. Мерење на односот на напон и проверка на означувањето на групата на поврзување

2.1 Преглед
Мерењето на односот на напон е рутински тест за трансформатори. Овој тест се изведува не само во фабрика за време на производството, туку и на терен пред трансформаторот да биде пуштен во употреба.

2.1.1 Цел на мерењето на односот на напон

• Да се осигури дека односите на напон на сите позиции на делителот се во дозволениот толеранцена специфициран од стандардите или договорените технички услови.

• Да се провери дали паралелно поврзаните намотки или секции на намотки (на пример, делителни секции) имаат идентичен број на навивки.

• Да се потврди дека приклучните водови и врските до превитачот на делителот правилно се поврзани.

Односот на напон е критичен параметар за перформансите на трансформатор. Бидејќи овој тест користи низок напон и е прост за изведба, тој се изведува повеќепати за време на производството за да се гарантира соодветност со проектните спецификации.

3. Мерење на DC отпорност на намотките

3.1 Цели и барања
Според GB 1094.1–1996 „Енергетски трансформатори – Дел 1: Општо“, мерењето на DC отпорност се класифицира како рутински тест. Затоа, секој transformer мора да ја помине оваа проверка и за време и по завршувањето на производството.

Главните цели на мерењето на DC отпорноста се проверка на следниве аспекти:

• Квалитет на варењето или механичките врски меѓу спроводниците на намотките — проверка за лоши врски;

• Целост на врските меѓу приклучните водови и изолаторите, и меѓу приклучните водови и превитачот на делителот;

• Поверливост на варовите или механичките врски меѓу приклучните жици;

• Дали димензиите на спроводникот и специфичниот отпор одговараат на спецификациите;

• Баланс на отпорноста меѓу фазите;

• Пресметување на зголемувањето на температурата на намотките, што бара мерење на отпорноста во студено состојба пред тестот на зголемување на температурата и на отпорноста во топло состојба веднаш по исклучувањето на напојувањето за време на тестот.

3.2 Методи на мерење
Според JB/T 501–91 „Упатство за тестирање на енергетски трансформатори“, постојат два стандардни методи за мерење на DC отпорност на намотките на трансформатор:

• Метод на мост (на пример, Келвин двоен мост)

• Волт-ампер (V-A) метод

4. Тест на празен ход

4.1 Преглед
Мерењето на губитокот и струјата на празен ход е рутински тест за трансформатори. Комплетните карактеристики на намагнетување на трансформатор се определуваат преку тестот на празен ход.

Целите на овој тест се:

• Да се измерат губитокот и струјата на празен ход;

• Да се провери дали дизајнот на јадрото и производниот процес одговараат на применливите стандарди и технички спецификации;

• Да се откријат можни дефекти на јадрото, како локално прегревање или слабости на изолацијата.

4.2 Губиток на празен ход
Губитокот на празен ход претставува главно загуби од хистерезис и вртложни струи во ламинираниот електричен челик. Тој вклучува и дополнителни загуби, како што се разлетани загуби предизвикани од флукс на цурење.

4.3 Струја на празен ход
Големината на струјата на празен ход претставува главно одредена од B–H (кривата на намагнетување) на електричниот челик кој се користи во јадрото.

5. Мерење на губиток при товар и импеданса на краток спој

5.1 Преглед на тестот под товар
Мерењето на губитокот при товар и импедансата на краток спој е рутински тест.

Производителите го изведуваат овој тест за да:

• Ја одредат вредноста на губитокот при товар и импедансата на краток спој;

Потврдете се во согласност со стандардите и техничките споразумения;

• Детектирајте потенцијални дефекти во виткањата.

Тоаа време на тестот, напон се применува на едно виткање, додека другото е кратко поврзано. Според балансот на ампер-виткања, кога јачината на струјата во заедно вклученото виткање достигне номиналната вредност, кратко поврзаното виткање исто така носи номинална струја.

Иако главниот магнетски ток во жеревото е многу малокако овој тест, значителен избигнувањки ток се генерира поради високата јачина на струјата. Овој избигнувањки ток предизвикува:

• Губитоци од вихрни струи во проводниците на виткањата;

• Губитоци од циркулирачки струи во паралелни проводници;

• Дополнителни губитоци во структурите за захлопување, стените на резервоарот, електромагнетните штитови, рамки на жеревото и поврзувачки плочи.

Сите овие губитоци се зависни од струјата и се класифицираат колективно како губитоци под оптерење.

6. Применет тест на издржливост на AC напон

6.1 Преглед
За да се осигура дека трансформаторите се сигурни и надежни за работа на мрежата, нивната изолација мора да задоволи не само стандардите за перформанси, туку и потребната диелектрична јачина. Диелектричната јачина одредува дали трансформаторот може да издрази нормални оперативни напони, како и нетипични услови, како ударни токови или прекомерни напони при превключување.

Само по успешно поминале тестови - вклучувајќи краткосрочни тестови на издржливост на напон со мрежна фреквенција, тестови на издржливост на импулсни напони и меренја на делкови разряди - трансформаторот може да се смета за готов за поврзување со мрежата.

Применетиот AC тест на издржливост на напон главно евалуира јачината на основната изолација помеѓу виткањата и земјата, и помеѓу виткањата.

• За полно изолирани трансформатори, овој тест целосно потврдува основната изолација.

• За градирани изолирани трансформатори, тој само оценува изолацијата на крајните виткања близу до якот и изолацијата на одредени делови на водници до земјата. Не може да оцени целосната јачина на изолацијата помеѓу виткањата и земјата или помеѓу виткањата.

За градирани изолирани трансформатори, потребен е тест на индуциран напон за целосна оценка на јачината на изолацијата помеѓу виткањата, до земјата и за поврзани водници.

7. Тест на издржливост на индуцирани прекомерни напони

7.1 Преглед
Тестот на издржливост на индуцирани напони е уште еден критичен диелектричен тест следејќи применетиот AC тест.

• За полно изолирани трансформатори, применетиот AC тест проверува само основната изолација, додека изолацијата помеѓу виткањата, слоеви и делови се верификува со тестот на индуцирани напони.

• За градирани изолирани трансформатори, применетиот AC тест само верификува изолацијата на неутралната точка. Тестот на индуцирани напони е суштински за оценка на:

• Лонгитудинална изолација (помеѓу виткањата, слоеви и делови);

• Изолација помеѓу виткањата и земјата;

• Изолација помеѓу виткањата и меѓу фази.

Со тоа, тестот на индуцирани напони е важна метода за оценка на целоста на основната и лонгитудиналната изолација.

7.2 Барања за тест
Тестот на индуцирани напони обично се изведува со применување на два пати повисок напон на терминалите на висконапонското виткање, со сите други виткања оставени отворено поврзани. Применетиот напонски облик треба да биде колку што е можно поблиско до чист синусоиден облик.