Kokie parametrai tikrinami atliekant alyvos tipo transformatorių bandymus?

Alyvos tipo transformatoriaiyra svarbus turtas elektros energijos sistemose. Siekiant užtikrinti, kad jie veiktų saugiai, efektyviai ir patikimai, tiek gamykloje, tiek pradedant eksploatuoti, tiek per visą jų eksploatavimo laiką turi būti atlikta daugybė griežtų bandymų. Šie bandymai patikrina elektrinį stiprumą, mechaninį vientisumą, šilumines savybes ir izoliacinės alyvos būklę.

Žemiau pagrindiniai parametrai yra paaiškinti pagal bandymo kategorijas.

1 dalis: įprastiniai testai (atliekami kiekviename transformatoriuje)

Šie bandymai atliekami kiekvienam įrenginiui prieš išleidžiant jį iš gamyklos, siekiant patvirtinti pagrindinę gamybos kokybę.

1. Apvijos varžos matavimas

Šis parametras matuoja nuolatinės srovės varžą. Matuodami kiekvienos fazės apvijos (pirminės ir antrinės) varžą, inžinieriai gali aptikti atsilaisvinusias jungtis, nutrūkusias sruogas, neteisingas atšakų keitiklio padėtis arba reikšmingus fazių disbalansus. Priimtinos vertės turi būti subalansuotos tarp fazių (paprastai 2 %) ir atitikti projektinius skaičiavimus.

2. Įtampos santykis ir fazės poslinkis

Šis parametras patvirtina posūkių santykį. Į pirminę apviją įvedama įtampa, o antrinėje pusėje išmatuojama indukuota įtampa. Taip pat patikrinamas fazių kampas tarp apvijų. Tai užtikrina, kad transformatorius sukuria teisingą išėjimo įtampos ir fazių ryšį (pvz., Dyn11). Paprastai paklaida turi būti ±0,5 %.

3. Be apkrovos nuostoliai ir sužadinimo srovė

Praradimą be apkrovos (šerdies nuostolius) sukelia histerezė ir sūkurinės srovės šerdyje. Sužadinimo srovė yra srovė, reikalinga šerdies įmagnetinimui. Šių parametrų matavimas padeda aptikti pagrindinius defektus, tokius kaip trumpas laminavimas arba prastas surinkimas. Per didelis tuščiosios eigos nuostolis reiškia, kad transformatorius nuolat eikvoja daug energijos.

4. Apkrovos praradimas ir varžos įtampa

Apkrovos nuostoliai (vario nuostoliai) – tai šiluma, kurią sukuria apvijomis tekanti srovė. Impedanso įtampa lemia transformatoriaus įtampos reguliavimą ir gedimų srovių dydį. Norint juos išmatuoti, antrinis yra trumpai jungiamas, o pirminio įtampa pakeliama tol, kol teka vardinė srovė.

5. Izoliacijos varža (Megger testas)

Šis parametras matuoja nuolatinės srovės varžą tarp apvijų ir tarp apvijų į žemę (šerdies ir bako). Didelė izoliacijos varža (paprastai >1000 MΩ naujiems transformatoriams) rodo, kad izoliacijos sistema yra sausa, švari ir nepažeista. Mažas atsparumas paprastai rodo drėgmės patekimą arba užteršimą.

6. Dielektrinis stiprumas (atsparumo įtampos bandymas)

Šis parametras patikrina, kiek viršįtampių izoliacija gali atlaikyti nesugesdama. Yra dvi bendros formos:

Atskirojo šaltinio kintamosios srovės atsparumas: tikrinama pagrindinė izoliacija (apvijos į žemę ir tarp apvijų).

Atsparumas indukuotai kintamajai srovei: tikrinama tarpsūkių ir tarpsluoksnių izoliacija.

Norint išlaikyti testą, bandymo metu nereikia blykstelėti ar sugenėti.

2 dalis. Tipo bandymai (projekto patikra)

Šie bandymai atliekami su kiekvieno dizaino prototipu, siekiant įrodyti, kad dizainas atitinka visus standartinius reikalavimus.

1. Temperatūros kilimo ribos

Šis parametras matuoja pastovią apvijų temperatūrą (apskaičiuotą varžos keitimo metodu) ir viršutinę alyvą esant vardinei apkrovai. Temperatūra yra vienintelis svarbiausias veiksnys, turintis įtakos transformatoriaus eksploatavimo trukmei – kas 6°C pakilimas virš nominalios vertės sumažina izoliacijos tarnavimo laiką perpus. Standartai paprastai reikalauja, kad apvijos temperatūra nepakiltų daugiau kaip 65 K (A klasės izoliacijai).

2. Žaibo impulsų atsparumo įtampa

Šis parametras imituoja žaibo smūgį prijungtose linijose, naudojant 1,2/50 µs įtampos bangos formą. Norint patikrinti, ar izoliacija gali atlaikyti atmosferos viršįtampius, naudojama didelė impulsinė įtampa. Tai yra kritinis testas, norint išvengti staigaus transformatoriaus gedimo dėl žaibo.

3. Trumpojo jungimo atsparumas

Šis parametras patikrina, ar apvijos gali atsispirti didžiulėms elektromagnetinėms jėgoms, susidarančioms išorinio trumpojo jungimo metu, nedeformuodamos ar pasislinkdamos. Po bandymo tikrinami apvijų varžos ir reaktyvumo pokyčiai, o naudojama dažnio atsako analizė, siekiant patvirtinti, kad nebuvo mechaninių pažeidimų.

3 dalis. Specialūs testai (konkrečiai klientui arba programai)

Šie bandymai atliekami, kai reikia papildomo pasitikėjimo, pavyzdžiui, dideliems ar kritiniams transformatoriams.

1. Dalinio iškrovimo lygis (PD)

Šis parametras matuoja mažas elektros iškrovas izoliacijos tuštumose arba sąsajose, išreikštas pikokulonais (pC). Dalinis iškrovimas yra ankstyvas įspėjimas apie izoliacijos pablogėjimą. Naujiems transformatoriams PD lygis paprastai turi būti mažesnis nei 10 pC esant 1,5 karto didesnei vardinei įtampai. Žemas PD lygis reiškia, kad izoliacijoje nėra burbuliukų ar teršalų.

2. Dielektrinės sklaidos koeficientas (Tan δ) ir talpa

Tan δ (praradimo kampas) parodo, kiek energijos prarandama izoliacinėje medžiagoje. Talpa atspindi izoliacinės sistemos geometrinę struktūrą. Abu parametrai yra labai jautrūs drėgmei ir senėjimui. Didėjanti įdegio δ vertė rodo, kad izoliacija galėjo sudrėkti arba susikarbonizuoti.

3. Dažnio atsako analizė (FRA)

Šis parametras įrašo transformatoriaus varžos „piršto atspaudą“ įvairiuose dažniuose (paprastai nuo 20 Hz iki 2 MHz). FRA yra ypač jautrus mechaniniam apvijų judėjimui, kurį sukelia transportavimo smūgiai arba trumpojo jungimo jėgos. Palyginus gamyklos ir lauko pėdsakus, jei pėdsakai išlieka labai koreliuojami (daugiau nei 98%), apvijos struktūra nepasikeitė.

4. Nulinės sekos varža

Šis parametras matuoja transformatoriaus pasipriešinimą nulinės sekos srovėms (įžeminimo gedimo srovėms). Jis nustato vienfazio įžeminimo gedimo srovės dydį tvirtai įžemintoje neutralioje sistemoje ir yra esminis apsaugos relės nustatymų įvestis.

4 dalis. Izoliacinės alyvos bandymo parametrai (svarbūs alyvos tipo transformatoriams)

Alyva veikia ir kaip izoliacija, ir kaip aušinimo skystis, todėl jos fizinės, cheminės ir elektrinės savybės yra labai svarbios.

1. Pertraukimo įtampa (BDV)

Tai yra tiesiausias alyvos elektrinio stiprumo indikatorius. Alyvos mėginys dedamas tarp dviejų elektrodų, esant nustatytam tarpui (paprastai 2,5 mm), ir įtampa pakeliama, kol įvyksta gedimas. Paprastai reikalaujama, kad naujos alyvos BDV būtų ne mažesnė kaip 60 kV. Žemas BDV rodo, kad aliejuje yra drėgmės arba laidžių dalelių.

2. Vandens kiekis

Drėgmė yra pagrindinis izoliacinės alyvos priešas. Tai smarkiai sumažina gedimo įtampą ir pagreitina celiuliozės izoliacijos senėjimą. Naujai alyvai reikalingas ypač mažas vandens kiekis, paprastai mažesnis nei 10 milijonų dalių (ppm).

3. Rūgšties skaičius (neutralizacijos vertė)

Šis parametras matuoja rūgščių junginių koncentraciją aliejuje. Aliejui senstant rūgščių skaičius didėja. Didelis rūgščių skaičius gali korozuoti metalinius komponentus ir pagreitinti izoliacijos degradaciją.

4. Ištirpusių dujų analizė (DGA)

Tai viena iš galingiausių diagnostikos priemonių. Matuodami pagrindinių ištirpusių dujų – vandenilio (H₂), metano (CH4), etano (C2H6), etileno (C2H4), acetileno (C2H₂), anglies monoksido (CO) ir anglies dioksido (CO₂) – koncentracijas ir santykius, inžinieriai gali identifikuoti paslėptus vidaus inžinierius. Pavyzdžiui:

Aptiktas acetilenas → lankinis išlydis.

Dominuojantis etilenas → aukštos temperatūros karštoji vieta.

Staigus vandenilio pakilimas → dalinis išleidimas.

5. Sąsajos įtampa (IFT)

Šis parametras atspindi polinių teršalų ar senėjimo šalutinių produktų buvimą aliejuje. Nauja alyva turi gana didelę sąsajos įtampą. Aliejui senstant arba užsiteršus, IFT vertė mažėja.

6. Pliūpsnio temperatūra ir stingimo temperatūra

Pliūpsnio temperatūra matuoja gaisro pavojų. Mineralinės alyvos pliūpsnio temperatūra paprastai viršija 140°C.

Užpylimo taškas matuoja sklandumą žemoje temperatūroje. Šalto klimato sąlygomis reikia naudoti žemos stingimo temperatūros aliejų.