Transformatorji moči Analiza odornega upora in dielektričnih izgub

1 Uvod

Transformatorji so med najpomembnejšo opremo v električnih sistemih in je ključnega pomena, da se maksimalno preprečujejo in minimalizira število nezgod in nesreč pri transformatorjih. Poškodbe izolacije različnih vrst predstavljajo več kot 85 % vseh nesreč pri transformatorjih. Zato je za zagotovitev varne delovanje transformatorja potrebno redno izvajati preglede izolacije, da se zaznajo defekti izolacije in pravočasno odpravijo morebitne tveganja za nesreče. V svoji karierni sem pogosto sodeloval pri testiranju transformatorjev in tako nabral obsežno znanje na tem področju. Ta članek podrobno predstavlja celostni pregled izolacije transformatorjev in stanja izolacije, ki jih odražajo rezultati testov.

2 Merjenje upornosti izolacije in koeficienta absorpcije

2.1 Merjenje upornosti izolacije

Pri merjenju je treba uporabiti megohmmeter glede na standardne specifikacije, da se zaporedoma meritve upornosti izolacije med vsako navojnico transformatorja in zemljo ter med navojnicami. Kljubci navojnice, ki se meri, morajo biti skratna vezana, medtem ko morajo biti kljubci vseh neiskanih navojnic skratna vezani in zazemljeni. Mesta in zaporedje meritev naj sledita spodnji tabeli.

Pri primerjavi vrednosti upornosti izolacije je treba te vrednosti pretvoriti na enako temperaturo z uporabo naslednje matematične izraze:

V formuli:

R1 predstavlja vrednost upornosti izolacije (v megaohmih) merjeno pri temperaturi t1

R2 predstavlja vrednost upornosti izolacije (v megaohmih) izračunano pri temperaturi t2

Merjene vrednosti upornosti izolacije se glavno sodijo s primerjanjem rezultatov zaporednih meritve vsakega viklanja. V primerjavi s prejšnjimi testnimi rezultati ne bi smelo biti značilnih sprememb, običajno ne manj kot 70% prejšnje vrednosti. Med komisiskimi preskusi bi morala vrednost običajno znašati ne manj kot 70% tovarniške testne vrednosti (ob isti temperaturi).

Ko niso na voljo referenčne vrednosti, so standardne vrednosti upornosti izolacije običajno kot so navedene v spodnji tabeli.

2.2 Merjenje koeficienta absorbiranja in polarizacijskega indeksa

Koeficient absorbiranja je razmerje vrednosti upornosti izolacije, merjene z megaohmmetrom 60 sekund in 15 sekund po priključitvi napetosti. Koeficient absorbiranja je zelo občutljiv na vlago v izolaciji. Ko je temperatura med 10°C in 30°C, bi koeficient absorbiranja moral biti vsaj 1,3.

Za transformatorje s nazivno močjo 220 kV ali več ali 120 MVA ali več, bi moral biti merjen tudi polarizacijski indeks. Ta indeks je razmerje branja, ki se izvede deset minut in eno minuto po priključitvi napetosti, pri čemer naj bi bil polarizacijski indeks vsaj 1,5.

Merjenje upornosti izolacije in koeficienta absorbiranja je preprosta in univerzalna metoda za preverjanje stanja izolacije transformatorjev. Ta preskus lahko učinkovito zazna vlago v izolaciji in lokalne defekte, kot so razbiti porcelanski izhodi, zemljeni vodiči itd. Če meritve upornosti izolacije in koeficienta absorbiranja ne ustrezata določenim vrednostim, v izolaciji zagotovo obstajajo določeni defekti omenjenih vrst.

3 Preskus utrčnega toka

Med preskusi se uporablja generator visoke DC napetosti in mikroampermetr. Točke priključitve napetosti so podane v naslednji tabeli:

Standardi za uporabo preskusnih napetosti so prikazani v naslednji tabeli.

Po povišanju napetosti na preskusno napetost preberite tok gnečnega toka skozi preskušano viklo po eni minuti; ta vrednost je izmerjeni gnečni tok.

Preskus gnečnega toka bistveno meri upornost izolacije. Vendar ker za meritve gnečnih tokov uporabljamo višjo enosmerna napetost, lahko odkrije defekte izolacije, ki jih megohmmeter ne more zaznati, kot so delni razpadne defekte v transformatorjih in defekte vodilnih čevljev. Pri analizi in ocenjevanju rezultatov meritve se predvsem primerjajo s podobnimi transformatorji in med različnimi viklami ter z rezultati preskusov iz preteklih let, pri čemer ni pričakovanih velikih sprememb. Če se vrednosti leta za letom povečujejo, je treba posvetiti pozornost, saj to pogosto kaže na postopno opadanje izolacije. Če je prišlo do nenadnega povečevanja v primerjavi s preteklimi leti, to lahko kaže na resne defekte, ki jih je potrebno preučiti.

4 Merjenje tangensa kota dielektričnih izgub

Ker je omara transformatorja neposredno zasidrana, se za merjenje tangensa kota dielektričnih izgub uporablja AC mostek tipa QS1 z obrnjenim povezovanjem. Mesta meritve so podana v spodnji tabeli.

Opomba: Dejanske vsebine tabele niso bile podane v besedilu, zato so splošno omenjene. Če imate specifične podatke ali podrobnosti za tabelo, te bi lahko vključili v prevod za več točnosti.

Ta prevod zajema tehnični postopek za preskušanje kota dielektričnih izgub in razloge za uporabo določenih opreme zaradi omejitev zasidranja. Tako tudi odraža pomembnost primerjanja trenutnih rezultatov preskusov z zgodovinskimi podatki za odkrivanje možnih težav v sistemu izolacije transformatorja.

Med meritvami morata biti dva konca pregiba, ki se meri, zaključena, medtem ko morajo vse nezaključene faze biti zaključene in priključene na zemljo. To preprečuje napake v meritvi, ki bi jih lahko povzročila induktivnost pregibov.

Standardne vrednosti tangensa kota dielektričnih izgub transformatorjev (ob 20°C) so prikazane v naslednji tabeli:

Tangens dielektričnega izgubljanja ne bi smel pokazati značilnih sprememb v primerjavi s povzetimi vrednostmi (na splošno ne presega 30%). Preskusna napetost je 10 kV, ko je navikovska napetost 10 kV ali višja, in je enaka nazivni napetosti (Un), ko je navikovska napetost nižja od 10 kV.

Pri merjenju je tangens dielektričnega izgubljanja treba pretvoriti na isto temperaturo z uporabo naslednjega matematičnega izraza:

V formuli:

tgδ1 in tgδ2 predstavljata vrednosti tangensa delta pri temperaturah t1 in t2, zlasti.

Merjenje tangensa dielektričnega izgubljanja izolacije transformatorjev se primarno uporablja za preverjanje vlagoobog transformatorja, staranje izolacije, onesnaževanja olja, nakopičenja blata na izolaciji in težkih lokalnih defektov. Če merjeno vrednost tangensa dielektričnega izgubljanja ne ustreza določenim vrednostim, v izolaciji zagotovo obstajajo določeni defekti zgornjih vrst.

5 Preskus izdržljivosti pri omrežni strmi sinusne napetosti

Oprema za preskuse izdržljivosti pri omrežni strmi sinusne napetosti običajno zahteva preskusni transformator, napetostni regulator, visokonapetostni elektrostatni napetostomer in sferni razmik. Po potrebi lahko na visokonapetostni strani tudi serijsko povežemo AC amperметр и водяное сопротивление. При проведении испытаний следует правильно выбирать испытательное оборудование в соответствии с требованиями к испытательному напряжению и мощности образца.