Prosedur Pagsusuri ng Transformer na Nasa Batas ng IEEE C57 at GB 1094 Standards

1. Mga Pundamental ng Pagsusuri ng Transformer

1.1 Buod
Ang mga transformer ay isa sa mga pinakamahalagang kagamitan para sa paghahatid ng elektrisidad. Ang kalidad at reliabilidad nito ay direktang nakakaapekto sa ligtas at mapagkakatiwalaang paghatid ng kuryente. Ang pinsala sa mga transformer ng generator o sa mga pangunihang substation transformers ay maaaring magdulot ng pagkawasak sa paghahatid ng kuryente, at ang pagsasaayos o pagpapadala ng mga malalaking yunit na ito ay madalas na nangangailangan ng ilang buwan.

Sa panahong ito ng pagkawasak, ang suplay ng kuryente ay napinsala, na may negatibong epekto sa produksyon ng industriya at agrikultura, pati na rin sa konsumo ng kuryente ng mga residente—na nagreresulta sa malaking ekonomikong pagkawala.

Bilang ang mga pangangailangan para sa ligtas at mapagkakatiwalaang operasyon ng mga transformer ay patuloy na tumataas, ang teknolohiya ng pagsusuri ng mga transformer ay lumago ng husto sa nakaraang dalawampung taon. Ang mga notableng pag-unlad ay kasama:

• Mga pagsusuri ng short-circuit sa mga malalaking transformer sa rated voltage,

• Mga tekniko ng pagsukat at lokalizasyon ng partial discharge,

• Paggamit ng transfer functions para sa pagtukoy ng impulse fault,

• Paggamit ng digital technology para sa pagsukat ng loss,

• Pagpapakilala ng mga pamamaraan ng sound intensity sa pagsukat ng ingay,

• Spectral analysis para sa pag-diagnose ng deformation ng winding, at

• Lumalaganap na paggamit ng dissolved gas analysis (DGA) sa insulating oil ng transformer.

1.2 Pamantayan para sa Pagsusuri ng Transformer
Upang masiguro na ang mga transformer ay sumasakop sa mga kinakailangang pamantayan para sa kalidad at reliabilidad ng paghahatid ng kuryente, ang mga pambansang pamantayan ay itinatag para sa mga transformer at sa kanilang mga proseso ng pagsusuri:

• GB 1094.1–1996: Mga Power Transformers – Bahagi 1: Pampangkalahatan

• GB 1094.2–1996: Mga Power Transformers – Bahagi 2: Pagtaas ng Temperatura

• GB 1094.3–1985: Mga Power Transformers – Bahagi 3: Antas ng Insulation, Mga Dielectric Tests at External Clearances sa Hangin

• GB 1094.5–1985: Mga Power Transformers – Bahagi 5: Kakayahan na Tumanggap ng Short-Circuit

• GB 6450–1986: Mga Dry-Type Power Transformers

1.3 Mga Item ng Pagsusuri ng Transformer

1.3.1 Mga Routine Test

• Pagsukat ng resistance ng winding

• Pagsukat ng ratio ng voltage at load loss

• Pagsukat ng short-circuit impedance at load loss

• Pagsukat ng no-load current at no-load loss

• Pagsukat ng insulation resistance sa pagitan ng mga winding at ground

• Routine dielectric tests — tingnan ang Table 1-3 para sa factory routine insulation test items

• On-load tap-changer tests

1.3.2 Mga Type Test

• Temperature rise test.

• Insulation type tests (tingnan ang Table 1).

1.3.3 Mga Espesyal na Pagsusulit

• Pagsukat ng zero-sequence impedance para sa mga three-phase transformers.

• Pagsusulit ng kakayahan ng short-circuit na tiyakin.

• Pagsukat ng antas ng tunog.

• Pagsukat ng mga komponente ng harmonics sa no-load current.

2. Pagsukat ng Rasyo ng Voltaje at Pag-verify ng Designation ng Connection Group

2.1 Buod
Ang pagsukat ng rasyo ng voltaje ay isang routine test para sa mga transformers. Ito ay ginagawa hindi lamang sa planta sa panahon ng paggawa ngunit pati na rin on-site bago ang transformer ay ipinasok sa serbisyo.

2.1.1 Layunin ng Pagsukat ng Rasyo ng Voltaje

• Upang tiyakin na ang mga rasyo ng voltaje sa lahat ng tap positions ay nasa loob ng pinahihintulutang tolerance na itinalaga ng mga pamantayan o technical requirements ng kontrata.

• Upang tiyakin na ang parallel-connected coils o coil sections (halimbawa, tapped sections) ay may kaparehong bilang ng turns.

• Upang kumpirmahin na ang mga tap leads at connections sa tap changer ay tama ang wiring.

Ang rasyo ng voltaje ay isang mahalagang performance parameter ng isang transformer. Dahil ang pagsusulit na ito ay gumagamit ng mababang voltaje at simple ang paggawa, ito ay ginagawa maraming beses sa panahon ng paggawa upang matiyak ang pagtugon sa mga design specifications.

3. Pagsukat ng DC Resistance ng Windings

3.1 Layunin at Mga Requisito
Ayon sa GB 1094.1–1996 “Power Transformers – Part 1: General,” ang pagsukat ng DC resistance ay itinalaga bilang isang routine test. Kaya, ang bawat transformer ay dapat dumaan sa pagsusulit na ito sa panahon at pagkatapos ng paggawa.

Ang pangunahing layunin ng pagsukat ng DC resistance ay upang suriin ang mga sumusunod:

• Kalidad ng welding o mechanical connections sa pagitan ng winding conductors—pag-suri ng mga mahinang joints;

• Integrity ng mga connections sa pagitan ng leads at bushings, at sa pagitan ng leads at tap changer;

• Kapwa-kapangan ng mga welds o mechanical joints sa pagitan ng lead wires;

• Kung ang dimensyon at resistivity ng conductor ay tumutugon sa mga specifications;

• Balance ng resistance sa pagitan ng phases;

• Pagkalkula ng temperature rise ng winding, na nangangailangan ng pagsukat ng cold-state resistance bago ang temperature rise test at hot-state resistance agad pagkatapos ng pag-disconnect ng power sa panahon ng pagsusulit.

3.2 Mga Pamamaraan ng Pagsukat
Ayon sa JB/T 501–91 “Guide for Power Transformer Testing,” mayroong dalawang standard na pamamaraan para sa pagsukat ng DC resistance ng transformer windings:

• Bridge method (halimbawa, Kelvin double bridge)

• Volt-ampere (V-A) method

4. No-Load Test

4.1 Buod
Ang pagsukat ng no-load loss at no-load current ay isang routine transformer test. Ang buong magnetizing characteristics ng isang transformer ay natitiyak sa pamamagitan ng no-load test.

Ang mga layunin ng pagsusulit na ito ay:

• Upang sukatin ang no-load loss at no-load current;

• Upang tiyakin kung ang disenyo ng core at proseso ng paggawa ay tumutugon sa mga applicable standards at technical specifications;

• Upang matukoy ang mga potensyal na defect sa core, tulad ng localized overheating o weaknesses sa insulation.

4.2 No-Load Loss
Ang no-load loss ay pangunahing binubuo ng hysteresis at eddy current losses sa electrical steel laminations. Kasama rin dito ang karagdagang losses, tulad ng stray losses na dulot ng leakage flux.

4.3 No-Load Current
Ang magnitude ng no-load current ay pangunahing nakadepende sa B–H (magnetization) curve ng electrical steel na ginamit sa core.

5. Load Loss at Pagsukat ng Short-Circuit Impedance

5.1 Buod ng Load Test
Ang pagsukat ng load loss at short-circuit impedance ay isang routine test.

Ginagawa ng mga manufacturer ang pagsusulit na ito upang:

• Tukuyin ang mga halaga ng load loss at short-circuit impedance;

• Suriin ang pagtutugon sa mga pamantayan at kasunduan sa teknikal;

• Matukoy ang mga potensyal na kapansanan sa mga winding.

Sa panahon ng pagsusulit, isinasagawa ang isang boltahan sa isang winding habang ang iba ay naka-short-circuited. Ayon sa ampere-turn balance, kapag umabot ang kuryente sa pinapaganaang winding sa itinakdang halaga, ang shorted winding ay nagdadala rin ng itinakdang kuryente.

Bagama't napakaliit ng pangunahing magnetic flux sa core sa panahon ng pagsusulit na ito, lumilikha ng mahalagang leakage flux dahil sa mataas na daloy ng kuryente. Ang leakage flux na ito ay nagdudulot ng:

• Eddy current losses sa mga konduktor ng winding;

• Circulating current losses sa mga parallel na konduktor;

• Karagdagang losses sa mga clamping structures, tank walls, electromagnetic shields, core frames, at tie plates.

Ang lahat ng mga loss na ito ay depende sa kuryente at binubuo sila ng tinatawag na load losses.

6. Applied AC Withstand Voltage Test

6.1 Overview
Upang masiguro na ligtas at mapagkakatiwalaan ang mga transformer para sa grid operation, ang kanilang insulation ay dapat tugunan hindi lamang ang mga pamantayan sa performance kundi pati na rin ang kinakailangang dielectric strength. Ang dielectric strength ay nagpapasya kung maaaring tustusan ng transformer ang normal na operating voltages at ang abnormal na kondisyon tulad ng lightning surges o switching overvoltages.

Kapag matagumpay na nagi-pass ang mga test—kabilang ang short-duration power-frequency withstand voltage, impulse withstand voltage, at partial discharge measurements—mga transformer ang maaaring ituring na handa para sa grid connection.

Ang applied AC withstand test ay pangunahing nagtatasa ng main insulation strength sa pagitan ng mga winding at ground, at sa pagitan ng mga winding.

• Para sa fully insulated transformers, ang test na ito ay ganap na nagpapatotoo sa main insulation.

• Para sa graded-insulation transformers, ito lamang ay nag-aassess ng end-turn insulation malapit sa yoke at ang insulation ng ilang bahagi ng lead sections to ground. Ito ay hindi maaaring tuklasin ang buong winding-to-ground o inter-winding insulation strength.

Para sa graded-insulation transformers, kinakailangan ang induced voltage test upang komprehensibong i-assess ang insulation strength sa pagitan ng mga winding, to ground, at para sa associated leads.

7. Induced Overvoltage Withstand Test

7.1 Overview
Ang induced voltage withstand test ay isa pang mahalagang dielectric test pagkatapos ng applied AC test.

• Para sa fully insulated transformers, ang applied AC test ay nagche-check lamang ng main insulation, samantalang ang turn-to-turn, layer-to-layer, at section-to-section longitudinal insulation ay pinapatotooan ng induced voltage test.

• Para sa graded-insulation transformers, ang applied AC test ay nagve-verify lamang ng neutral-point insulation. Ang induced voltage test ay mahalaga upang i-evaluate:

• Longitudinal insulation (sa pagitan ng turns, layers, at sections);

• Insulation sa pagitan ng mga winding at ground;

• Inter-winding at phase-to-phase insulation.

Kaya, ang induced voltage test ay isang mahalagang paraan upang asesain ang parehong main at longitudinal insulation integrity.

7.2 Test Requirements
Karaniwang isinasagawa ang induced voltage test sa pamamagitan ng pag-apply ng dalawang beses ang itinakdang voltage sa low-voltage winding terminals, habang ang lahat ng iba pang windings ay iniiwan na open-circuited. Ang waveform ng inilapat na voltage ay dapat makapareho sa posibleng pure sine wave.