Strömförädlingar Isolationsmotstånd & Dielektriska Förluster Analys

1 Introduktion

Strömförstärkare är bland det mest kritiska utrustningen i strömsystem, och det är nödvändigt att maximera förebyggande åtgärder och minimera inträffandet av förstärkarsejoner och olyckor. Isoleringsfel av olika typer står för mer än 85% av alla transformerolyckor. Därför är regelbundna isoleringskontroller av transformer nödvändiga för att upptäcka isoleringsdefekter i förväg och snabbt hantera potentiella olycksrisker. Under min karriär har jag ofta deltagit i testning av transformer, vilket gett mig omfattande kunskap inom detta område. Den här artikeln ger en detaljerad introduktion till omfattande isoleringsprov på transformer och de isoleringsvillkor som reflekteras av provresultaten.

2 Mätning av isolationsmotstånd och absorptionsförhållande

2.1 Mätning av isolationsmotstånd

Vid mätning bör en megohmmeter användas enligt standardspecifikationer för att sekventiellt mäta isolationsmotståndet mellan varje transformerbobin och mark, samt mellan bobiner. Kontakterna för den testade bobinen bör kortslutas, medan kontakterna för icke-testade bobiner bör kortslutas och jordas. Mätplatserna och sekvensen bör följa tabellen nedan.

När man jämför isolationsresistansvärden bör de omvandlas till samma temperatur med hjälp av följande matematiska uttryck:

I formeln:

R1 representerar det mätta isolationsresistansvärdet (i megaohm) vid temperaturen t1

R2 representerar det beräknade isolationsresistansvärdet (i megaohm) vid temperaturen t2

De mätta isolationsresistansvärdena bedöms huvudsakligen genom att jämföra resultaten av successiva mätningar av varje virke. I jämförelse med tidigare testresultat bör det inte finnas någon betydande förändring, generellt sett inte mindre än 70% av det tidigare värdet. Under kommissioneringsprov bör värdet generellt sett inte vara mindre än 70% av fabriksprovsvärdet (vid samma temperatur).

När det inte finns några referensvärden är standarden för isolationsresistansvärden generellt som anges i tabellen nedan.

2.2 Mätning av absorptionskvot och polarisationsindex

Absorptionskvoten är förhållandet mellan isolationsresistansvärden mätta med en megaohmmätare 60 sekunder och 15 sekunder efter spänningsapplikation. Absorptionskvoten är mycket känslig för fukt i isoleringen. När temperaturen ligger mellan 10°C och 30°C bör absorptionskvoten inte vara lägre än 1.3.

För transformatorer på 220kV och över eller 120MVA och över bör polarisationsindex mätas. Detta index är förhållandet mellan läsningar tagna vid tio minuter och en minut, med polarisationsindex inte lägre än 1.5.

Mätning av isolationsresistans och absorptionskvot är en enkel och universell metod för att kontrollera isoleringens tillstånd hos transformatorer. Denna test kan effektivt upptäcka fukt i isoleringen och lokala defekter, såsom spruckna porcellanskroppar, jordade ledningar, etc. Om den mätta isolationsresistansen och absorptionskvoten inte uppfyller de angivna värdena finns det definitivt vissa defekter av ovan nämnda typer i isoleringen.

3 Läckageströmsprov

Under provningen används en DC-högspänningsgenerator och en mikroammeter. Spänningsapplikationspunkterna visas i följande tabell:

Provspänningsanvändningsstandarder visas i följande tabell.

Efter att spänningen har höjts till provspänningen, läs DC-strömmen som passerar genom den provade virveln efter en minut; detta värde är den mätta läckageströmmen.

Läckageströmsprovning mäter i princip isolationsmotstånd. Men eftersom ett högre DC-spänning används för att mäta läckageströmmar kan det avslöja isolationsdefekter som en megaohmmeter inte kan upptäcka, såsom partiella brytningsdefekter i transformatorer och ledningsbushingsdefekter. När man analyserar och bedömer mätresultaten jämförs dessa huvudsakligen med liknande transformatorer och mellan olika virvlar, samt mot tidigare års provresultat, utan att betydande förändringar förväntas. Om värdena ökar år för år bör man vara uppmärksam eftersom detta ofta indikerar gradvis försämring av isoleringen. Om det plötsligt finns en markant ökning jämfört med tidigare år kan det indikera allvarliga defekter som behöver undersökas.

4 Mätning av tangens för dielektriska förlustvinkeln

Eftersom transformatorhussen är direkt jordad används QS1-typen AC-brygga med omvänt kopplingssätt för mätning av tangens för dielektriska förlustvinkeln. Mätplatserna visas i tabellen nedan.

Notera: Innehållet i den faktiska tabellen var inte inkluderat i texten, så det nämns här i allmänna termer. Om du har specifika detaljer eller data för tabellen kan dessa inkluderas i översättningen för mer precision.

Denna översättning täcker den tekniska proceduren för test av dielektriska förlustvinkeln och orsaken till att viss utrustning används på grund av jordningsöverväganden. Den återspeglar också vikten av att jämföra nuvarande provresultat med historiska data för att identifiera potentiella problem inom transformatorns isoleringssystem.

Under mätningen bör de två terminalerna för den spole som testas kortslutas, medan alla icke-testade fasvindingspar måste kortslutas och jordas. Detta förhindrar mätfel orsakade av vindningsinduktans.

De standardvärdena för tangens för dielektriska förlustvinkeln för transformatorvindingsisolering (vid 20°C) visas i följande tabell:

Dielektriska förlustvinklens tangent bör inte visa betydande förändringar jämfört med historiska värden (generellt sett inte överstiga 30%). Provspänningen är 10 kV när vindningsvolten är 10 kV eller högre, och är lika med den nominala spänningen (Un) när vindningsvolten är lägre än 10 kV.

När mätningarna utförs ska dielektriska förlustvinkelns tangent konverteras till samma temperatur med hjälp av följande matematiska uttryck:

I formeln:

tgδ1 och tgδ2 representerar tangens delta-värden vid temperaturerna t1 respektive t2.

Mätning av dielektriska förlustvinkelns tangent för transformatorvindningsisolering används främst för att kontrollera fuktinträngning i transformatorn, isoleringsålder, oljeförändring, sotbildning på isoleringen samt allvarliga lokala defekter. Om den uppmätta dielektriska förlustvinkelns tangent inte uppfyller de angivna värdena finns det definitivt vissa defekter av ovan nämnda typer i isoleringen.

5 Nätspännings-AC-spänningshållbarhetstest

Utrustning för nätspännings-AC-spänningshållbarhetstest kräver vanligtvis en provtransformator, spänningsregulator, högspännings-elektrostatisch voltmeter och sfärisk gap. Vid behov kan också ett AC-ampermeter och vattenresistor kopplas i serie på högspännings-sidan. Under testning bör testutrustning väljas ut baserat på provspänningen och kapacitetskraven för provobjektet.