Erőmértani transzformátorok izolációs ellenállás és dielektrikus veszteség elemzése

1 Bevezetés

A transzformátorok a villamos energiaszolgáltatás rendszerének legfontosabb eszközei közé tartoznak, és alapvető fontosságú, hogy minimalizáljuk a transzformátorhiba- és balesetek előfordulását. A különböző típusú izolációs hibák az összes transzformátorbaleset 85%-án felelnek meg. Ezért az izoláció rendszeres tesztelése szükséges a biztonságos működés érdekében, hogy előre felismerjük az izolációs hibákat, és időben kezeljük a potenciális baleseti kockázatokat. Hosszú karrierem során gyakran vettam részt transzformátorok tesztelésében, ezzel jelentős tapasztalatot szerzve ezen a területen. Ez a cikk részletes bevezetést ad a transzformátorok átfogó izolációs tesztelésébe, valamint a teszt eredményeik által mutatott izolációs állapotokba.

2 Izolációs ellenállás és absorpcióarány mérése

2.1 Izolációs ellenállás mérése

A mérés során szabványos előírások szerint használjon megohm-mérőt a transzformátor minden tekercsének és a föld közötti, valamint a tekercsek közötti izolációs ellenállás sorban történő méréséhez. A tesztelendő tekercs csatlakozói rövidzártan legyenek, míg a nem tesztelendő tekercsek csatlakozói mind rövidzártan, és a földre kapcsolva legyenek. A mérés helyei és sorrendje a lentebb lévő táblázatnak kell megfelelnie.

Amekomolyozási ellenállás-értékek összehasonlításakor ezeket ugyanarra a hőmérsékletre kell átalakítani a következő matematikai kifejezés segítségével:

A képletben:

R1 jelöli az amekomolyozási ellenállás értékét (megohmom-ban) a t1 hőmérsékleten mért érték szerint

R2 jelöli az amekomolyozási ellenállás értékét (megohmom-ban) a t2 hőmérsékletre számított érték szerint

Az amekomolyozási ellenállás értékeket elsősorban a különböző tekercsek egymást követő méréseinek eredményeinek összehasonlításával ítéljük meg. Az előző teszt eredményeihez képest nincs jelentős változás, általában nem kevesebb, mint 70% az előző értéknek. A beüzemelési tesztek során az érték általában nem kisebb, mint 70%-a a gyári teszt értéknek (ugyanazon hőmérsékleten).

Ha nincsenek referenciákat, az amekomolyozási ellenállás-értékek szabványos értékei általában a lentiekben található táblázatban felsoroltak.

2.2 Az absorpció arányának és a polarizációs indexnek a mérése

Az absorpció arány a megohmmtervél segítségével alkalmazott feszültség után 60 másodpercen és 15 másodpercen mért izolációs ellenállás értékek aránya. Az absorpció arány nagyon érzékeny az izolációban lévő nedvességre. Ha a hőmérséklet 10°C és 30°C között van, az absorpció aránynak nem szabad 1,3 alatt lennie.

A 220 kV-os vagy annál magasabb, illetve 120 MVA-os vagy annál nagyobb transzformátorok esetén mérni kell a polarizációs indexet. Ez az index a tíz perccel és egy perccel vett olvasások aránya, a polarizációs index nem szabad, hogy 1,5 alatt legyen.

Az izolációs ellenállás és az absorpció arány mérése egyszerű és univerzális módszer a transzformátorok izolációjának állapotának ellenőrzésére. Ez a teszt hatékonyan fel tudja fedezni az izoláció nedvességét és helyi hibákat, például megszakadt porcelángödöröket, földbe kapcsolt vezetőket stb. Ha a mérés során az izolációs ellenállás és az absorpció arány nem felel meg a megadott értékeknek, akkor biztosan léteznek az említett típusú hibák az izoláción belül.

3 Áramkifolyásteszt

A teszt során használunk DC magfeszültség generátort és mikroampermert. A feszültség alkalmazási pontjai a következő táblázatban láthatók:

A teszt feszültség alkalmazási szabványai az alábbi táblázatban láthatók.

Miután a feszültséget a tesztfeszültségre emelték, olvassa le az áthaladó DC áramot a tesztelendő tekercsön egy perc múlva; ez az érték a mérési szivárgási áram.

A szivárgási áram teszt lényegében az izolációs ellenállást méri. Azonban, mivel magasabb DC feszültséget használnak a szivárgási áramok mérésére, ez kibocsáthatja olyan izolációs hibákat, amelyeket egy megohmmmérő nem tud észlelni, mint például a transzformátorok és a vezetékbeillesztők részleges összeomlását. Az eredmények elemzésekor és értékelésekor főleg hasonló transzformátorokkal, különböző tekercsek között, valamint korábbi év teszt eredményeivel hasonlíthatják össze, anélkül, hogy jelentős változásokat várnának. Ha az értékek évről évre növekednek, erre figyelmet kell fordítani, mert ez gyakran arra utal, hogy lassan romlik az izoláció. Ha hirtelen megnövekszik a korábbi évhez képest, ez súlyos hibára utalhat, amit vizsgálni kell.

4 A dielektrikus veszteség szög tangensének mérése

Mivel a transzformátor burkolata közvetlenül földre van kapcsolva, QS1 típusú AC hidat fordított behúzással használják a dielektrikus veszteség szög tangensének mérésére. A mérés helyei a táblázatban láthatók.

Megjegyzés: A táblázat tényleges tartalma nincs a szövegben megadva, így itt általánosságban említettük. Ha konkrét adatokkal vagy részletekkel rendelkezik a táblázathoz, azokat is belefoglalhatja a fordításba a nagyobb pontosság érdekében.

Ez a fordítás leírja a dielektrikus veszteség szög mérésének technikai eljárását, valamint az adott eszközök használatának indoklását a kötélok miatt. Emellett hangsúlyozza annak fontosságát, hogy az aktuális teszt eredményeket össze kell hasonlítani a korábbi adatokkal, hogy fel lehessen fedezni a potenciális problémákat a transzformátor izolációs rendszerében.

Mérés közben a tesztelés alatt álló tekercs két végpontját rövidíteni kell, míg az összes nem tesztelt fázis-tekercset rövidíteni és földelni kell. Ez megakadályozza a mérési hibákat, amelyeket a tekercs induktivitása okozhat.

A transzformátor tekercsizoláció dielektromos veszteségi szög tangensének szabványértékei (20°C-on) a következő táblázatban láthatók:

A dielektromos veszteség szögének tangense nem kell jelentősen változzon a korábbi értékekkel (általában nem haladhatja meg a 30%-ot). A tesztelési feszültség 10 kV, ha a tekercs feszültsége 10 kV vagy annál magasabb, és egyenlő a nominális feszültséggel (Un), ha a tekercs feszültsége alacsonyabb, mint 10 kV.

A mérés során a dielektromos veszteség szögének tangensét ugyanarra a hőmérsékletre kell átalakítani a következő matematikai kifejezéssel:

A képletben:

tgδ1 és tgδ2 jelölik a tan delta értékeit t1 és t2 hőmérsékleteken.

A transzformátor tekercs izolációjának dielektromos veszteség szögének tangensének mérése elsősorban arra szolgál, hogy ellenőrizze a transzformátor nedvességtartalmát, az izoláció öregedését, a szénhidrát romlási folyamatát, az izoláción található szennyeződéseket, valamint súlyos helyi defektek jelenlétét. Ha a mérési eredmény nem felel meg a meghatározott értékeknek, akkor bizonyos, hogy a fenti típusú defektek valamelyike létezik az izolációban.

5 Hertzianus AC kitartó feszültség vizsgálat

A hertzianus AC kitartó feszültség vizsgálatra szolgáló berendezések tipikusan tartalmaznak egy teszttranszformátort, feszültségbeállítót, nagyfeszültségű elektrosztatikus feszültségmérőt, valamint gömbes rést. Szükség esetén egy AC árammérőt és vízellenállást is lehet sorba kapcsolni a nagyfeszültségű oldalon. A vizsgálat során a tesztelendő minta feszültségi és kapacitás igényeinek megfelelően kell megfelelő vizsgálati berendezést kiválasztani.