Analisis Rintangan Isolasi & Kerugian Dielektrik Transformator Kuasa

1 Pengenalan

Pengubah arus elektrik merupakan salah satu peralatan yang paling penting dalam sistem kuasa, dan sangat penting untuk mengoptimumkan pencegahan dan meminimumkan kejadian kerosakan dan kemalangan pengubah arus. Kerosakan isolasi pelbagai jenis menyumbang lebih daripada 85% daripada semua kemalangan pengubah arus. Oleh itu, untuk memastikan operasi pengubah arus yang selamat, ujian isolasi berkala pada pengubah arus adalah perlu untuk mendeteksi cacat isolasi terlebih dahulu dan menangani potensi bahaya kemalangan dengan segera. Sepanjang kerjaya saya, saya sering terlibat dalam kerja ujian pengubah arus, mengumpul pengetahuan yang luas di bidang ini. Artikel ini memberikan penerangan terperinci tentang ujian isolasi komprehensif pengubah arus dan keadaan isolasi yang direfleksikan oleh hasil ujian tersebut.

2 Pengukuran Rintangan Isolasi dan Nisbah Penyerapan

2.1 Mengukur Rintangan Isolasi

Semasa pengukuran, megohmmeter harus digunakan berdasarkan spesifikasi standard untuk mengukur rintangan isolasi antara setiap lilitan pengubah arus dengan tanah, serta antara lilitan. Terminal lilitan yang diuji harus disambung pendek, sementara terminal lilitan yang tidak diuji harus semuanya disambung pendek dan ditanahkan. Lokasi pengukuran dan urutan harus mengikuti jadual di bawah.

Apabila membandingkan nilai rintangan isolasi, ia harus diubah kepada suhu yang sama menggunakan ungkapan matematik berikut:

Dalam formula:

R1 mewakili nilai rintangan isolasi (dalam megaohm) yang diukur pada suhu t1

R2 mewakili nilai rintangan isolasi (dalam megaohm) yang dihitung pada suhu t2

Nilai rintangan isolasi yang diukur dinilai utamanya dengan membandingkan hasil pengukuran berturut-turut setiap lilitan. Berbanding dengan keputusan ujian sebelumnya, tidak seharusnya ada perubahan yang signifikan, umumnya tidak kurang daripada 70% daripada nilai sebelumnya. Semasa ujian pemasangan, nilai tersebut umumnya tidak seharusnya kurang daripada 70% daripada nilai ujian kilang (pada suhu yang sama).

Apabila tiada nilai rujukan, standard untuk nilai rintangan isolasi biasanya seperti yang tercantum dalam jadual di bawah.

2.2 Pengukuran Nisbah Penyerapan dan Indeks Polarization

Nisbah penyerapan adalah nisbah nilai rintangan pengasingan yang diukur dengan megohmmeter pada 60 saat dan 15 saat selepas penerapan voltan. Nisbah penyerapan sangat sensitif terhadap kelembapan dalam pengasingan. Apabila suhu berada antara 10°C hingga 30°C, nisbah penyerapan tidak seharusnya kurang daripada 1.3.

Untuk transformator yang diberi rating 220kV dan ke atas atau 120MVA dan ke atas, indeks polarisasi harus diukur. Indeks ini adalah nisbah bacaan yang diambil pada sepuluh minit dan satu minit, dengan indeks polarisasi tidak kurang daripada 1.5.

Pengukuran rintangan pengasingan dan nisbah penyerapan adalah kaedah yang mudah dan universal untuk memeriksa keadaan pengasingan transformator. Ujian ini dapat mendeteksi kelembapan pengasingan dan cacat tempatan secara efektif, seperti bushing porcelen yang retak, kawat yang terbumikan, dll. Jika rintangan pengasingan dan nisbah penyerapan yang diukur tidak memenuhi nilai yang ditetapkan, pasti terdapat beberapa cacat jenis tersebut dalam pengasingan.

3 Ujian Arus Bocor

Semasa ujian, generator voltan DC tinggi dan mikroammeter digunakan. Titik penerapan voltan adalah seperti yang ditunjukkan dalam jadual berikut:

Standard aplikasi voltan ujian ditunjukkan dalam jadual berikut.

Selepas meningkatkan voltan ke voltan ujian, baca arus DC yang melalui lilitan yang diuji pada satu minit; nilai ini adalah arus bocor yang diukur.

Ujian arus bocor pada dasarnya mengukur rintangan pengasingan. Walau bagaimanapun, kerana voltan DC yang lebih tinggi digunakan untuk mengukur arus bocor, ia boleh mendedahkan cacat pengasingan yang tidak dapat dikesan oleh megohmmeter, seperti cacat pemecahan separa dalam transformator dan cacat semula jadi utama. Semasa menganalisis dan menilai hasil pengukuran, perbandingan utamanya dibuat dengan transformator-transformator serupa dan antara lilitan-lilitan berbeza, serta terhadap hasil ujian tahun-tahun sebelumnya, tanpa perubahan yang signifikan diharapkan. Jika nilai-nilainya meningkat setiap tahun, perhatian perlu diberikan kerana ini sering menunjukkan penurunan pengasingan secara bertahap. Jika terdapat kenaikan mendadak berbanding tahun-tahun sebelumnya, ia mungkin menunjukkan cacat serius yang memerlukan penyiasatan.

4 Mengukur Tangen Sudut Kehilangan Dielektrik

Kerana kas transformator disambung langsung ke tanah, jambatan AC jenis QS1 dengan bekalan wayar songsang digunakan untuk mengukur tangen sudut kehilangan dielektrik. Lokasi pengukuran adalah seperti yang ditunjukkan dalam jadual di bawah.

Nota: Kandungan jadual sebenar tidak disediakan dalam teks, jadi ia disebut di sini secara umum. Jika anda mempunyai butiran atau data spesifik untuk jadual, ia boleh dimasukkan dalam terjemahan untuk ketepatan yang lebih baik.

Terjemahan ini merangkumi prosedur teknikal untuk menguji sudut kehilangan dielektrik dan hujah di sebalik penggunaan peralatan tertentu berdasarkan pertimbangan penyambungan. Ia juga mencerminkan kepentingan membandingkan hasil ujian semasa dengan data historis untuk mengenal pasti isu-isu potensial dalam sistem pengasingan transformator.

Semasa pengukuran, kedua-dua terminal pada pembungkusan yang diuji harus disambung pendek, sementara semua pembungkusan fasa bukan ujian mesti disambung pendek dan ditegah. Ini mengelakkan ralat pengukuran yang disebabkan oleh induktansi pembungkusan.

Nilai piawai untuk tangen sudut kerugian dielektrik isolasi pembungkusan transformator (pada 20°C) ditunjukkan dalam jadual berikut:

Tangen sudut kerugian dielektrik tidak seharusnya menunjukkan perubahan yang signifikan apabila dibandingkan dengan nilai-nilai historis (secara umum tidak melebihi 30%). Voltan ujian adalah 10 kV apabila voltan gulungan adalah 10 kV atau lebih tinggi, dan sama dengan voltan nominal (Un) apabila voltan gulungan adalah di bawah 10 kV.

Apabila mengukur, tangen sudut kerugian dielektrik harus dikonversi ke suhu yang sama menggunakan ungkapan matematik berikut:

Dalam formula tersebut:

tgδ1 dan tgδ2 mewakili nilai tan delta pada suhu t1 dan t2, masing-masing.

Mengukur tangen sudut kerugian dielektrik isolasi gulungan transformator terutamanya digunakan untuk memeriksa masuknya air ke dalam transformator, penuaan isolasi, penurunan kualitas minyak, akumulasi lumpur pada isolasi, dan cacat tempatan yang serius. Jika tangen sudut kerugian dielektrik yang diukur tidak memenuhi nilai-nilai yang ditetapkan, pasti ada cacat jenis-jenis tersebut dalam isolasi.

5 Ujian Tegangan Ketahanan AC Frekuensi Kuasa

Peralatan untuk ujian tegangan ketahanan AC frekuensi kuasa biasanya memerlukan transformator ujian, pengatur voltan, voltmeter elektrostatik tegangan tinggi, dan jurang sfera. Apabila diperlukan, ammeter AC dan rintangan air juga boleh disambungkan secara siri pada sisi tegangan tinggi. Semasa ujian, peralatan ujian harus dipilih dengan betul berdasarkan keperluan voltan dan kapasiti spesimen ujian.