Snaga transformatori Analiza otpornosti izolacije i dielektričnih gubitaka

1 Uvod

Transformatori snage su među najvažnijim opremama u sistemu snabdevanja električnom energijom, i značajno je maksimizirati prevenciju i minimizirati pojavu kvarova i nesreća sa transformatorima. Izolacioni kvarovi različitih vrsta čine preko 85% svih nesreća sa transformatorima. Stoga, kako bi se osiguralo bezbedno funkcionisanje transformatora, potrebno je redovno testiranje izolacije transformatora kako bi se unapred otkrile defekte izolacije i ispravno rešili potencijalni opasni faktori. Tokom svoje karijere, često sam učestvovao u radovima na testiranju transformatora, nakupivši tako obiman znanja u ovoj oblasti. Ovaj članak daje detaljan pregled kompleksnog testiranja izolacije transformatora i stanja izolacije koje odražavaju rezultati testiranja.

2 Merevanje otpora izolacije i koeficijenta apsorpcije

2.1 Merevanje otpora izolacije

Tokom merevanja, treba koristiti megohmmeter prema standardnim specifikacijama kako bi se redom mjerio otpor izolacije između svake vitanice transformatora i zemlje, kao i između vitanica. Krajnje vitanice vitanice pod testom trebaju biti kratkosražene, dok treba da svi krajevi neispitivanih vitanica budu kratkosraženi i zazemljeni. Lokacije merevanja i redosled treba da prate tablicu ispod.

Kada se porede vrednosti otpornosti izolacije, one treba da se prevedu na istu temperaturu korišćenjem sledećeg matematičkog izraza:

U formuli:

R1 predstavlja vrednost otpornosti izolacije (u megaomima) izmerenu na temperaturi t1

R2 predstavlja vrednost otpornosti izolacije (u megaomima) izračunatu na temperaturi t2

Izmerene vrednosti otpornosti izolacije su u prvom redu ocenjene upoređivanjem rezultata uzastopnih merenja svake viti. U poređenju sa prethodnim testiranjem, ne bi trebalo da dođe do značajne promene, obično ne manje od 70% prethodne vrednosti. Takođe, tokom komisijonskih ispitivanja, vrednost obično ne bi trebalo da bude niža od 70% vrednosti fabričnog testiranja (na istoj temperaturi).

Kada nema referentnih vrednosti, standard za vrednosti otpornosti izolacije je obično kao što je navedeno u tabeli ispod.

2.2 Merežnje apsorpcione mere i polarizacionog indeksa

Apsorpcijska merenja je odnos vrednosti otpora izolacije merenih megommetrom nakon 60 sekundi i 15 sekundi od primene napona. Apsorpcijska merenja su vrlo osetljiva na vlago u izolaciji. Kada je temperatura između 10°C i 30°C, apsorpcijska merenja ne bi trebalo da bude manje od 1.3.

Za transformere snage od 220kV i više ili 120MVA i više, treba meriti polarizacioni indeks. Ovaj indeks predstavlja odnos čitanja uzeta nakon deset minuta i jedne minute, sa polarizacionim indeksom koji ne sme biti manji od 1.5.

Meranje otpora izolacije i apsorpcijske mere je jednostavan i univerzalni metod za proveru stanja izolacije transformera. Ovaj test može efikasno detektovati vlago u izolaciji i lokalne defekte, kao što su pukotina porcelanskih presernica, zazemljeni vodiči itd. Ako mereni otpor izolacije i apsorpcijska mera ne ispunjavaju određene vrednosti, definitivno postoje određeni defekti navedenog tipa u izolaciji.

3 Test strujanja

Tokom testiranja koriste se generator visokog postojanog napon i mikroampermetar. Tačke primene napona su date u sledećoj tabeli:

Стандарди за примену тестне напона приказан су у наредној табели.

Nakon podizanja napona do ispitnog naponskog nivoa, pročitajte strujni tok koji prođe kroz ispitivano vitanje za jednu minutu; ova vrednost predstavlja mereni strujni tok propadanja.

Ispitivanje strujnog toka propadanja u suštini mjeri otpornost izolacije. Međutim, jer se koristi viši postojani napon za merenje strujnih tokova propadanja, može otkriti defekte izolacije koje megommetar ne može detektovati, kao što su delimični propadi u transformatorima i defekti vodiljkih cevi. Kada se analiziraju i procenjuju rezultati merenja, poređenja se uglavnom vrše sa sličnim transformatorima, između različitih vitanja, kao i sa rezultatima ispita iz prethodnih godina, bez očekivanja značajnih promena. Ako se vrednosti povećavaju godine po godinu, treba posvetiti pažnju, jer to često ukazuje na postepeno slabljenje izolacije. Ako je došlo do iznenadnog porasta u odnosu na prethodne godine, to može ukazivati na ozbiljne defekte koji zahtevaju istraživanje.

4 Merenje tangente ugla dielektrične gubitka

Pošto je oklop transformatora direktno zemljen, koristi se QS1 tip AC mosta sa obrnutim vezanjem za merenje tangente ugla dielektrične gubitka. Mesta merenja su prikazana u tabeli ispod.

Napomena: Stvarni sadržaj tabele nije dat u tekstu, tako da se ovdje spominje u općim pojmovima. Ako imate specifične detalje ili podatke za tabelu, oni bi mogli biti uključeni u prevod za veću preciznost.

Ovaj prevod pokriva tehnički postupak ispitivanja ugla dielektrične gubitka i razloge za korišćenje određene opreme zbog razmatranja zemljenja. Takođe reflektuje važnost usporedbi trenutnih rezultata testiranja sa povijesnim podacima kako bi se identifikovale potencijalne probleme unutar sistema izolacije transformatora.

Tokom merenja, dva terminala testiranog vijka treba da budu skraćeni, dok svi neiskupljeni fazni vijci moraju biti skraćeni i zemljeni. Ovo sprečava greške u merenju uzrokovane induktivnošću vijaka.

Standardne vrednosti tangensa ugla dielektričnih gubitaka izolacije vijaka transformatora (na 20°C) date su u sledecoj tabeli:

Tangens ugla dielektričnih gubitaka ne bi trebalo da pokazuje značajne promene u poređenju sa povijesnim vrednostima (uopšte ne prelazi 30%). Testna naponska razina iznosi 10 kV kada je navojna naponska razina 10 kV ili više, i jednaka je nominalnoj naponskoj razini (Un) kada je navojna naponska razina ispod 10 kV.

Pri merenju, tangens ugla dielektričnih gubitaka treba pretvoriti na istu temperaturu koristeći sledeći matematički izraz:

U formuli:

tgδ1 i tgδ2 predstavljaju vrednosti tan delta na temperaturama t1 i t2, redom.

Merenje tangensa ugla dielektričnih gubitaka izolacije transformatora se uglavnom koristi za proveru unosa vlage u transformator, starenja izolacije, pogoršanja ulja, nakupljanja muljava na izolaciji, kao i ozbiljnih lokalnih defekata. Ako mereni tangens ugla dielektričnih gubitaka ne odgovara zadatim vrednostima, to definitivno ukazuje na postojanje određenih defekata ovog tipa u izolaciji.

5 Test strujničkog naponskog otpora

Oprema za testiranje strujničkog naponskog otpora obično zahteva testni transformator, regulator napona, visokonaponski elektrostatiski voltmetar i sfernu raskrsnicu. Kada je potrebno, može se takođe serijalno povezati strujni ampermetar i vodena otpornost na visokonaponskoj strani. Tijekom testiranja, testna oprema treba da bude pravilno odabrana na osnovu potrebnih naponskih i kapacitetskih zahtjeva testiranog uzorka.