Који се параметри тестирају у испитивању трансформатора типа уља?

Трансформатори уљног типасу критична средства у електроенергетским системима. Да би се осигурало да раде безбедно, ефикасно и поуздано, мора се извршити низ ригорозних тестова — како у фабрици, тако и током пуштања у рад, као и током њиховог радног века. Ови тестови потврђују електричну чврстоћу, механички интегритет, термичке перформансе и стање изолационог уља.

У наставку су објашњени кључни параметри према категорији теста.

Део 1: Рутински тестови (изводе се на сваком трансформатору)

Ови тестови се спроводе на свакој јединици пре него што напусти фабрику како би се потврдио основни квалитет производње.

1. Мерење отпора намотаја

Овај параметар мери отпор ДЦ. Мерењем отпора сваког фазног намотаја (и примарног и секундарног), инжењери могу да открију лабаве везе, поломљене жице, нетачне положаје мењача или значајну неравнотежу фаза. Прихватљиве вредности треба да буду избалансиране по фазама (обично унутар 2%) и да одговарају прорачунима дизајна.

2. Однос напона и померање фазе

Овај параметар потврђује однос окретаја. Напон се примењује на примарни намотај, а мери се индуковани напон на секундарној страни. Такође се проверава фазни угао између намотаја. Ово осигурава да трансформатор производи исправан излазни напон и однос фаза (нпр. Дин11). Обично се захтева да грешка буде унутар ±0,5%.

3. Губитак без оптерећења и струја побуде

Губитак без оптерећења (губитак језгра) је узрокован хистерезом и вртложним струјама у језгру. Струја побуде је струја потребна за магнетизовање језгра. Мерење ових параметара помаже у откривању основних дефеката као што су кратки спојеви или лоша монтажа. Превелики губитак без оптерећења значи да ће трансформатор континуирано трошити значајну енергију.

4. Губитак оптерећења и напон импедансе

Губитак оптерећења (губитак бакра) је топлота коју ствара струја која тече кроз намотаје. Напон импедансе одређује регулацију напона трансформатора и величину струја квара. Да би се то измерило, секундар је кратко спојен, а напон на примарном се повећава све док називна струја не тече.

5. Отпорност изолације (Меггер тест)

Овај параметар мери ДЦ отпор између намотаја и између намотаја и уземљења (језгра и резервоар). Висок отпор изолације (обично >1000 МΩ за нове трансформаторе) указује на то да је изолациони систем сув, чист и нетакнут. Ниска отпорност обично указује на продирање влаге или контаминацију.

6. Диелектрична чврстоћа (тест отпорности на напон)

Овај параметар проверава колико пренапона изолација може да издржи без квара. Постоје два уобичајена облика:

Издржљивост на наизменичну струју одвојеног извора: Испитује главну изолацију (намотаји-земља и између намотаја).

Издржљивост на индуковану наизменичну струју: Испитује изолацију између окрета и слојева.

За пролаз није потребан прелазак или квар током теста.

Део 2: Тестови типа (верификација дизајна)

Ови тестови се изводе на прототипу сваког дизајна како би се доказало да дизајн испуњава све стандардне захтеве.

1. Границе пораста температуре

Овај параметар мери стабилну температуру намотаја (израчунату методом промене отпора) и горње уље под номиналним оптерећењем. Температура је најважнији фактор који утиче на животни век трансформатора — сваки пораст од 6°Ц изнад номиналне вредности преполови век изолације. Стандарди обично захтевају да пораст температуре намотаја не прелази 65К (за изолацију класе А).

2. Издржљиви напон импулса грома

Овај параметар симулира удар грома у повезане водове користећи таласни облик напона од 1,2/50 µс. Висок импулсни напон се примењује да би се проверило да ли изолација може да преживи атмосферске пренапоне. Ово је критичан тест за спречавање изненадног квара трансформатора услед удара грома.

3. Могућност отпорности на кратки спој

Овај параметар проверава да ли намотаји могу да издрже огромне електромагнетне силе настале током спољашњег кратког споја без деформисања или померања. Након теста, проверавају се промене отпора намотаја и реактансе, а анализа фреквенцијског одзива се користи да се потврди да није дошло до механичког оштећења.

Део 3: Специјални тестови (специфични за купца или апликацију)

Ови тестови се изводе када је потребно додатно поверење, као на пример за велике или критичне трансформаторе.

1. Ниво делимичног пражњења (ПД)

Овај параметар мери мала електрична пражњења унутар изолационих шупљина или на интерфејсима, изражена у пикокулонима (пЦ). Делимично пражњење је рани знак упозорења на погоршање изолације. За нове трансформаторе, ниво ПД обично је потребан да буде испод 10 пЦ при 1,5 пута номиналном напону. Низак ниво ПД значи да изолација нема мехурића или загађивача.

2. Фактор диелектричне дисипације (Тан δ) и капацитивност

Тан δ (угао губитка) одражава колико се енергије губи у изолационом материјалу. Капацитет одражава геометријску структуру изолационог система. Оба параметра су веома осетљива на влагу и старење. Растућа вредност тан δ указује на то да је изолација можда постала влажна или карбонизована.

3. Анализа фреквенцијског одзива (ФРА)

Овај параметар бележи „отисак прста“ импедансе трансформатора у опсегу фреквенција (обично 20 Хз до 2 МХз). ФРА је изузетно осетљив на механичко померање намотаја изазвано ударима транспорта или силама кратког споја. Упоређивањем фабричких и теренских трагова, ако трагови остају у високој корелацији (изнад 98%), структура намотаја се доказује непромењена.

4. Импеданса нулте секвенце

Овај параметар мери супротност трансформатора струјама нулте секвенце (струје земљоспоја). Он одређује величину једнофазне струје земљоспоја у чврсто уземљеном неутралном систему и представља битан улаз за подешавања релеја заштите.

Део 4: Параметри испитивања изолационог уља (кључно за трансформаторе уљног типа)

Уље делује и као изолација и као расхладно средство, тако да су његова физичка, хемијска и електрична својства критична.

1. Напон квара (БДВ)

Ово је најдиректнији индикатор електричне снаге за уље. Узорак уља се поставља између две електроде на подешени размак (обично 2,5 мм), а напон се подиже док не дође до квара. Ново уље обично има БДВ од најмање 60 кВ. Низак БДВ указује да уље садржи влагу или проводљиве честице.

2. Садржај воде

Влага је главни непријатељ изолационог уља. Нагло смањује пробојни напон и убрзава старење целулозне изолације. Ново уље захтева изузетно низак садржај воде, обично испод 10 делова на милион (ппм).

3. Киселински број (вредност неутрализације)

Овај параметар мери концентрацију киселих једињења у уљу. Како уље стари, киселински број расте. Висок киселински број може кородирати металне компоненте и убрзати деградацију изолације.

4. Анализа раствореног гаса (ДГА)

Ово је један од најмоћнијих дијагностичких алата. Мерењем концентрација и односа кључних растворених гасова — водоника (Х₂), метана (ЦХ₄), етана (Ц₂Х₆), етилена (Ц₂Х₄), ацетилена (Ц₂Х₂), угљен-моноксида (ЦО) и угљен-диоксида (унутрашњи ЦО₂) могу се идентификовати мотори. на пример:

Откривен ацетилен → лучно пражњење.

Доминантан етилен → врућа тачка високе температуре.

Нагли пораст водоника → делимично пражњење.

5. Међуфазна напетост (ИФТ)

Овај параметар одражава присуство поларних загађивача или нуспроизвода старења у уљу. Ново уље има релативно високу међуфазну напетост. Како уље стари или постаје контаминирано, ИФТ вредност се смањује.

6. Тачка паљења и тачка течења

Тачка паљења мери ризик од пожара. Минерално уље обично има тачку паљења изнад 140°Ц.

Тачка стињавања мери флуидност на ниској температури. У хладним климатским условима мора се користити уље са ниском тачком течења.