Prosedur Pengujian Transformator Sesuai dengan Standard IEEE C57 dan GB 1094

1. Asas Ujian Penjana

1.1 Gambaran Keseluruhan
Penjana adalah antara peralatan yang paling penting untuk penghantaran tenaga elektrik. Kualiti dan kebolehpercayaannya secara langsung mempengaruhi penghantaran tenaga elektrik yang selamat dan boleh dipercayai. Kerusakan pada penjana atau penjana utama stesen pengubah arus boleh mengganggu penghantaran tenaga, dan pembaikan atau pengangkutan unit besar seperti itu sering kali mengambil masa beberapa bulan.

Semasa tempoh ini, bekalan tenaga terjejas, memberi kesan negatif kepada pengeluaran industri dan pertanian serta penggunaan elektrik rumah tangga—mengakibatkan kerugian ekonomi yang signifikan.

Seiring dengan meningkatnya tuntutan untuk operasi penjana yang selamat dan boleh dipercayai, teknologi ujian penjana telah berkembang secara ketara dalam dua dekad terakhir. Perkembangan yang menonjol termasuk:

• Ujian litar pendek pada penjana besar pada voltan yang ditetapkan,

• Teknik pengukuran dan lokalisasi pelepasan separa,

• Penggunaan fungsi pemindahan untuk pengesanan kesalahan impuls,

• Penggunaan teknologi digital untuk pengukuran kehilangan,

• Pengenalan kaedah intensiti bunyi dalam pengukuran bunyi,

• Analisis spektrum untuk mendiagnosis deformasi gegelung, dan

• Penggunaan semakin meluas analisis gas terlarut (DGA) dalam minyak penjana.

1.2 Piawaian Ujian Penjana
Untuk memastikan penjana memenuhi piawaian yang diperlukan untuk kualiti dan kebolehpercayaan penghantaran tenaga, piawaian nasional telah ditetapkan untuk kedua-dua penjana dan prosedur ujiannya:

• GB 1094.1–1996: Penjana Tenaga – Bahagian 1: Umum

• GB 1094.2–1996: Penjana Tenaga – Bahagian 2: Peningkatan Suhu

• GB 1094.3–1985: Penjana Tenaga – Bahagian 3: Tahap Pengasingan, Ujian Dielektrik dan Jarak Jelas di Udara

• GB 1094.5–1985: Penjana Tenaga – Bahagian 5: Kemampuan Menanggung Litar Pendek

• GB 6450–1986: Penjana Tenaga Jenis Kering

1.3 Item Ujian Penjana

1.3.1 Ujian Rutin

• Pengukuran rintangan gegelung

• Pengukuran nisbah voltan dan pengukuran kehilangan beban

• Pengukuran rintangan litar pendek dan kehilangan beban

• Pengukuran arus tanpa beban dan kehilangan tanpa beban

• Pengukuran rintangan pengasingan antara gegelung dan tanah

• Ujian dielektrik rutin — lihat Jadual 1-3 untuk item ujian pengasingan rutin kilang

• Ujian pemilih beban

1.3.2 Ujian Jenis

• Ujian peningkatan suhu.

• Ujian jenis pengasingan (lihat Jadual 1).

1.3.3 Ujian Khas

• Pengukuran rintangan rangkaian nol untuk transformator tiga fasa.

• Ujian kebolehtahan terhadap korsleting.

• Pengukuran tahap bunyi.

• Pengukuran komponen harmonik dalam arus beban kosong.

2. Pengukuran Nisbah Voltan dan Pemeriksaan Penunjukan Kumpulan Sambungan

2.1 Gambaran Keseluruhan
Pengukuran nisbah voltan adalah ujian rutin untuk transformator. Ia dijalankan tidak hanya di kilang semasa pembuatan tetapi juga di tapak sebelum transformator itu diserahkan untuk perkhidmatan.

2.1.1 Tujuan Pengukuran Nisbah Voltan

• Untuk memastikan bahawa nisbah voltan pada semua kedudukan ketepatan berada dalam toleransi yang dibenarkan oleh piawaian atau keperluan teknikal kontrak.

• Untuk mengesahkan bahawa gegelung atau bahagian gegelung yang diparalel (contohnya, bahagian yang diketepati) mempunyai bilangan putaran yang sama.

• Untuk mengesahkan bahawa utas ketepat dan sambungan ke pemilih ketepat diberi wayar dengan betul.

Nisbah voltan adalah parameter prestasi penting bagi transformator. Sejak ujian ini menggunakan voltan rendah dan mudah dilakukan, ia dijalankan beberapa kali semasa pembuatan untuk menjamin kesesuaian dengan spesifikasi reka bentuk.

3. Pengukuran Rintangan DC Gegelung

3.1 Tujuan dan Keperluan
Berdasarkan GB 1094.1–1996 “Transformator Kuasa – Bahagian 1: Umum,” pengukuran rintangan DC diklasifikasikan sebagai ujian rutin. Oleh itu, setiap transformator mesti menjalani ujian ini semasa dan selepas pembuatan.

Tujuan utama pengukuran rintangan DC adalah untuk menyemak aspek-aspek berikut:

• Kualiti penyambungan las atau mekanikal antara konduktor gegelung—menyemak sambungan yang buruk;

• Integriti sambungan antara utas dan bushing, dan antara utas dan pemilih ketepat;

• Kebolehpercayaan penyambungan las atau mekanikal antara utas;

• Sama ada dimensi konduktor dan resistiviti memenuhi spesifikasi;

• Keseimbangan rintangan antara fasa;

• Pengiraan peningkatan suhu gegelung, yang memerlukan pengukuran rintangan keadaan sejuk sebelum ujian peningkatan suhu dan rintangan keadaan panas segera selepas pemutusan kuasa semasa ujian.

3.2 Kaedah Pengukuran
Mengikut JB/T 501–91 “Panduan untuk Ujian Transformator Kuasa,” terdapat dua kaedah standard untuk mengukur rintangan DC gegelung transformator:

• Kaedah jambatan (contohnya, jambatan ganda Kelvin)

• Kaedah volt-ampere (V-A)

4. Ujian Beban Kosong

4.1 Gambaran Keseluruhan
Pengukuran kerugian beban kosong dan arus beban kosong adalah ujian rutin transformator. Ciri-ciri magnetis lengkap transformator ditentukan melalui ujian beban kosong.

Objektif ujian ini adalah:

• Untuk mengukur kerugian beban kosong dan arus beban kosong;

• Untuk mengesahkan sama ada reka bentuk inti dan proses pembuatan memenuhi piawaian dan spesifikasi teknikal yang berkenaan;

• Untuk mendeteksi kemungkinan cacat inti, seperti pemanasan tempatan atau kelemahan isolasi.

4.2 Kerugian Beban Kosong
Kerugian beban kosong terutamanya terdiri daripada kerugian histeresis dan arus eddy dalam lapisan besi elektrik. Ia juga termasuk kerugian tambahan, seperti kerugian sampingan yang disebabkan oleh flux bocor.

4.3 Arus Beban Kosong
Ukuran arus beban kosong terutamanya ditentukan oleh kurva B–H (magnetisasi) besi elektrik yang digunakan dalam inti.

5. Pengukuran Kerugian Beban dan Rintangan Korsleting

5.1 Gambaran Keseluruhan Ujian Beban
Pengukuran kerugian beban dan rintangan korsleting adalah ujian rutin.

Pembuat menjalankan ujian ini untuk:

• Menentukan nilai kerugian beban dan rintangan korsleting;

• Pastikan patuh dengan piawaian dan perjanjian teknikal;

• Kenalpasti cacat potensial dalam lilitan.

Semasa ujian, voltan dikenakan kepada satu lilitan sementara yang lain dipendekkan. Berdasarkan keseimbangan ampere-putaran, apabila arus dalam lilitan yang diberi daya mencapai nilai beratnya, lilitan yang dipendekkan juga membawa arus berat.

Walaupun fluks magnet utama dalam teras sangat kecil semasa ujian ini, fluks bocor yang signifikan dihasilkan akibat aliran arus yang tinggi. Fluks bocor ini menyebabkan:

• Kehilangan arus eddy dalam konduktor lilitan;

• Kehilangan arus beredar dalam konduktor selari;

• Kehilangan tambahan dalam struktur pengekang, dinding tangki, tameng elektromagnetik, rangka teras, dan plat pengikat.

Semua kehilangan ini bergantung kepada arus dan diklasifikasikan secara kolektif sebagai kehilangan beban.

6. Ujian Tegangan Tahanan AC Yang Dikenakan

6.1 Gambaran Umum
Untuk memastikan transformator selamat dan boleh dipercayai untuk operasi grid, isolasi mereka mesti memenuhi bukan sahaja piawaian prestasi tetapi juga kekuatan dielektrik yang diperlukan. Kekuatan dielektrik menentukan sama ada transformator boleh menahan voltan operasi normal serta keadaan tidak biasa seperti lonjakan petir atau tegangan lebih pemutusan.

Hanya selepas lulus ujian—termasuk tegangan tahanan frekuensi kuasa pendek, tegangan tahanan impuls, dan pengukuran pelepasan separa—transformator boleh dianggap siap untuk sambungan grid.

Ujian tegangan tahanan AC yang dikenakan secara utama menilai kekuatan isolasi utama antara lilitan dan tanah, dan antara lilitan.

• Untuk transformator sepenuhnya diisolasi, ujian ini sepenuhnya mengesahkan isolasi utama.

• Untuk transformator berselang isolasi, ia hanya menilai isolasi lilitan hujung dekat yoke dan isolasi bahagian tertentu ke tanah. Ia tidak dapat menilai kekuatan isolasi penuh lilitan-ke-tanah atau antara lilitan.

Untuk transformator berselang isolasi, ujian tegangan terinduksi diperlukan sebaliknya untuk menilai secara menyeluruh kekuatan isolasi antara lilitan, ke tanah, dan untuk lead berkaitan.

7. Ujian Tegangan Lebih Terinduksi

7.1 Gambaran Umum
Ujian tegangan tahanan terinduksi adalah ujian dielektrik penting seterusnya selepas ujian AC yang dikenakan.

• Untuk transformator sepenuhnya diisolasi, ujian AC yang dikenakan hanya memeriksa isolasi utama, sementara isolasi longitudinal putaran-ke-putaran, lapisan-ke-lapisan, dan bahagian-ke-bahagian disahkan oleh ujian tegangan terinduksi.

• Untuk transformator berselang isolasi, ujian AC yang dikenakan hanya memeriksa isolasi titik neutral. Ujian tegangan terinduksi adalah penting untuk menilai:

• Isolasi longitudinal (antara putaran, lapisan, dan bahagian);

• Isolasi antara lilitan dan tanah;

• Isolasi antara lilitan dan fasa-ke-fasa.

Oleh itu, ujian tegangan terinduksi adalah kaedah penting untuk menilai integriti kedua-dua isolasi utama dan longitudinal.

7.2 Syarat Ujian
Ujian tegangan terinduksi biasanya dilakukan dengan menerapkan dua kali voltan berat kepada terminal lilitan rendah, dengan semua lilitan lain dibuka. Bentuk gelombang voltan yang dikenakan harus sedekat mungkin dengan gelombang sinus murni.