Elektrotransformatoru izolācijas pretestība un dielektriskā zudējuma analīze

1 Ievads

Elektroenerģijas transformētāji ir viens no kritiskākajiem aprīkojumiem elektroenerģijas sistēmās, un ir svarīgi maksimizēt novēršanu un minimizēt transformētāju bojājumu un nelaimes gadījumus. Dažādas izolācijas bojājumi veido vairāk nekā 85% no visiem transformētāju nelaimes gadījumiem. Tādēļ, lai nodrošinātu drošu transformētāju darbību, regulāri jāveic transformētāju izolācijas pārbaudes, lai iepriekš noteiktu izolācijas defektus un laicīgi atzīmētu potenciālās nelaimes briesmas. Manā karjerā es bieži esmu piedalījies transformētāju pārbaudēs, kas man ļāvēja saglabāt plašas zināšanas šajā jomā. Šajā rakstā tiek sniegts detalizēts ievads par visaptverošām transformētāju izolācijas pārbaudēm un izolācijas stāvokļiem, ko atspoguļo pārbaudes rezultāti.

2 Izolācijas upura un absorpcijas koeficienta mērīšana

2.1 Izolācijas upura mērīšana

Mērīšanas laikā jāizmanto megohmmetrs saskaņā ar standarta specifikācijām, lai secīgi mērītu izolācijas upuru starp katru transformētāja vijumu un zemi, kā arī starp vijumiem. Mērāmajā vijuma kontaktpunkti jāsavieno ar savstarpēju saiti, bet nemērāmajiem vijumiem visi kontaktpunkti jāsavieno ar savstarpēju saiti un jāzemes. Mērīšanas vietas un secība jāievēro saskaņā ar zemāk redzamo tabulu.

Salīdzinot izolācijas rezistences vērtības, tās jāpārveido uz vienādu temperatūru, izmantojot šādu matemātisko izteiksmi:

Formulā:

R1 apzīmē izolācijas rezistences vērtību (megaomos) mērīto temperatūru t1

R2 apzīmē izolācijas rezistences vērtību (megaomos), aprēķināto temperatūrai t2

Mērītās izolācijas rezistences vērtības galvenokārt novērtē, salīdzinot katra virviņa sekcināmajās mērījumu rezultātus. Salīdzinājumā ar iepriekšējiem testa rezultātiem nevajadzētu būt nozīmīgām izmaiņām, parasti ne mazāk kā 70% no iepriekšējās vērtības. Ieviešanas testos vērtība parasti nedrīkst būt zemāka par 70% no ražotāja testa vērtības (vienādā temperatūrā).

Ja nav pieejamas atsauces vērtības, izolācijas rezistences vērtību standarti parasti ir tālāk minētajā tabulā.

2.2 Absorbcijas attiecības un polarizācijas indeksa mērīšana

Absorbcijas attiecība ir izolācijas pretestības vērtību attiecība, ko mēra megommetrā 60 sekundes un 15 sekundes pēc sprieguma pielikšanas. Absorbcijas attiecība ir ļoti jutīga pret mitrumu izolācijā. Kad temperatūra ir starp 10°C un 30°C, absorbcijas attiecībai jābūt ne mazākai par 1,3.

Transformatoriem ar vērtējumu 220kV un augstāk vai 120MVA un augstāk, jāmēra polarizācijas indekss. Šis indekss ir attiecība starp rādījumiem, kas fiksēti pēc desmit minūtēm un vienas minūtes, pie kam polarizācijas indeksam jābūt ne mazākam par 1,5.

Izolācijas pretestības un absorbcijas attiecības mērīšana ir vienkārša un vispārpieņemta metode transformatoru izolācijas stāvokļa pārbaudei. Šis tests efektīvi var noteikt izolācijas mitrumu un lokālas nepilnības, piemēram, plaisājušas porcelāna izolatorus, zemētas vadus utt. Ja izmērītās izolācijas pretestības un absorbcijas attiecības neatbilst norādītajām vērtībām, izolācijā noteikti eksistē minētā veida defekti.

3 Noplūdes strāvas pārbaude

Testēšanas laikā tiek izmantots līdzstrāvas augstsprieguma ģenerators un mikroampermetrs. Sprieguma pielikšanas punkti ir parādīti turpmākajā tabulā:

Pārbaudes sprieguma piemērošanas standarti ir redzami nākamajā tabulā.

Pēc uzlādes sprieguma paaugstināšanas līdz pārbaudes spriegumam, lasiet gāzes strāvu caur pārbaudīto vikli pēc minūtes; šī vērtība ir mērīta izplūduma strāve.

Izplūduma strāves pārbaude būtībā mēra izolācijas pretestību. Tomēr, jo tā izmanto augstāku gāzes spriegumu izplūduma strāves mērīšanai, tā var atklāt izolācijas defekti, kuros nevar izcelt megohmmeters, piemēram, daļējas bojājuma defekti transformatoros un vadu izoleņu defekti. Mērījumu rezultātu analizēšanā un novērtēšanā galvenokārt tiek veiktas salīdzināšanas ar līdzīgiem transformatoriem un starp dažādām viklēm, kā arī ar iepriekšējo gadu pārbaudes rezultātiem, sagaidāmi nav nozīmīgas izmaiņas. Ja vērtības pieaug gadiem, tam jāpievērš uzmanība, jo tas bieži norāda uz graduālu izolācijas pasliktināšanos. Ja salīdzinājumā ar iepriekšējo gadu notiek ātrais pieaugums, tas var norādīt uz nopietniem defektiem, kas prasa izmeklēšanu.

4 Dieletriskā zudumu leņķa tangensa mērīšana

Tā kā transformatora korpus tiek tieši uzzemināts, dieletriskā zudumu leņķa tangensa mērīšanai tiek izmantota QS1 veida AC tilts ar apgrieztu virzienā. Mērījumu vietas ir atspoguļotas tabulā zemāk.

Piezīme: Faktiskais tabulas saturs nav sniegts teksta, tāpēc tā minēts šeit vispārīgos terminos. Ja jums ir konkrēti dati vai informācija par tabulu, tos var iekļaut tulkojumā, lai panāktu precīzāku tulkojumu.

Šis tulkojums apraksta tehnisko procedūru dieletriskā zudumu leņķa mērīšanai un iemeslus, kāpēc tika izmantots noteikts aprīkojums, ņemot vērā uzzemināšanas apsvērumus. Tas arī atspoguļo svarīgumu, salīdzinot pašreizējos mērījumu rezultātus ar vēsturiskajiem datiem, lai identificētu potenciālas problēmas transformatora izolācijas sistēmā.

Mērīšanas laikā mērāmajā virzienā esošajiem diviem kontaktpunktiem jābūt saistītiem, savukārt visiem nejāmērajamajiem fāzes virzieniem jābūt saistītiem un uz zemes jānodod. Tas novērš mērījuma kļūdas, kas izraisītas virziena induktīvitāti.

Standarta vērtības transformatora virziena izoliatora dielektriskās zudumu leņķa tangensam (20°C) ir norādītas nākamajā tabulā:

Dielektriskās zudumu leņķa tangens nevajadzētu rādīt būtiskas izmaiņas salīdzinājumā ar vēsturiskajiem rādītājiem (parasti nepārsniedzot 30%). Izmērīšanas spriegums ir 10 kV, ja virpes spriegums ir 10 kV vai augstāks, un tas ir vienāds ar nominālo spriegumu (Un), ja virpes spriegums ir zemāks par 10 kV.

Izmērīšanas laikā dielektriskās zudumu leņķa tangens jāpārveido uz to pašu temperatūru, izmantojot šādu matemātisko izteiksmi:

Formulā:

tgδ1 un tgδ2 atbilst attiecīgi temperatūras t1 un t2 tan delta vērtībām.

Transformatora virpes izolācijas dielektriskās zudumu leņķa tangensa mērīšana galvenokārt tiek izmantota, lai pārbaudītu transformatora mitruma iekļūšanu, izolācijas novecošanos, eļļas pasliktināšanos, blakus izolācijai uztupu akumulāciju un smagu lokālu defektu. Ja mērītais dielektriskās zudumu leņķa tangens neatbilst norādītajām vērtībām, tad noteikti pastāv daži minēto veidu defekti izolācijā.

5 Dažāspārīgā maiņstrāvas izturības sprieguma tests

Dažāspārīgā maiņstrāvas izturības sprieguma testam parasti nepieciešams testa transformators, sprieguma regultors, augstsprieguma elektrostatisks sprieguma mērs un sferas spraugas. Ja nepieciešams, augstsprieguma pusei var tikt savienotas arī maiņstrāvas strāvas mērs un ūdens pretestība. Testēšanas laikā testa aprīkojums jāizvēlas pareizi, pamatojoties uz testa parauga testa sprieguma un jaudas prasībām.