Ce parametri sunt testați în testarea transformatoarelor de tip ulei?

Transformatoare de tip uleisunt active critice în sistemele de energie electrică. Pentru a se asigura că funcționează în siguranță, eficient și fiabil, trebuie efectuate o serie de teste riguroase – atât în ​​fabrică, cât și în timpul punerii în funcțiune, precum și pe toată durata de viață a acestora. Aceste teste verifică rezistența electrică, integritatea mecanică, performanța termică și starea uleiului izolator.

Mai jos, parametrii cheie sunt explicați pe categorii de test.

Partea 1: Teste de rutină (Efectuate pe fiecare transformator)

Aceste teste sunt efectuate pe fiecare unitate înainte de a părăsi fabrica pentru a confirma calitatea de bază a producției.

1. Măsurarea rezistenței înfășurării

Acest parametru măsoară rezistența DC. Măsurând rezistența fiecărei înfășurări de fază (atât primar, cât și secundar), inginerii pot detecta conexiuni slăbite, fire rupte, poziții incorecte ale comutatorului sau dezechilibre semnificative de fază. Valorile acceptabile ar trebui să fie echilibrate între faze (de obicei, în limita a 2%) și să se potrivească cu calculele de proiectare.

2. Raportul tensiunii și deplasarea de fază

Acest parametru verifică raportul de viraje. Se aplică o tensiune înfășurării primare și se măsoară tensiunea indusă pe partea secundară. Se verifică și unghiul de fază între înfășurări. Acest lucru asigură că transformatorul produce tensiunea de ieșire corectă și relația de fază (de exemplu, Dyn11). Eroarea este de obicei necesară să fie în intervalul ±0,5%.

3. Pierdere fără sarcină și curent de excitare

Pierderea fără sarcină (pierderea miezului) este cauzată de histerezis și curenți turbionari în miez. Curentul de excitare este curentul necesar pentru magnetizarea miezului. Măsurarea acestor parametri ajută la detectarea defectelor miezului, cum ar fi laminările scurtate sau asamblarea defectuoasă. Pierderea excesivă fără sarcină înseamnă că transformatorul va risipi o energie semnificativă în mod continuu.

4. Pierdere de sarcină și tensiune de impedanță

Pierderea de sarcină (pierderea de cupru) este căldura generată de curentul care trece prin înfășurări. Tensiunea de impedanță determină reglarea tensiunii transformatorului și mărimea curenților de defect. Pentru a le măsura, secundarul este scurtcircuitat, iar tensiunea de pe primar este crescută până când curge curentul nominal.

5. Rezistența de izolație (testul Megger)

Acest parametru măsoară rezistența DC între înfășurări și între înfășurări la masă (miez și rezervor). Rezistența ridicată de izolație (de obicei >1.000 MΩ pentru transformatoarele noi) indică faptul că sistemul de izolație este uscat, curat și intact. Rezistența scăzută sugerează de obicei pătrunderea umezelii sau contaminarea.

6. Rezistența dielectrică (testul de rezistență la tensiune)

Acest parametru verifică cât de multă supratensiune poate rezista izolația fără a se defecta. Există două forme comune:

Rezistenta la CA sursă separată: Testează izolația principală (înfășurări la masă și între înfășurări).

Rezistenta la curent alternativ indus: Testează izolația inter-turn și inter-strat.

Nu este necesară nicio defecțiune sau defecțiune în timpul testului pentru promovare.

Partea 2: Teste de tip (Verificarea proiectării)

Aceste teste sunt efectuate pe un prototip al fiecărui proiect pentru a demonstra că proiectul îndeplinește toate cerințele standard.

1. Limite de creștere a temperaturii

Acest parametru măsoară temperatura în regim de echilibru a înfășurărilor (calculată prin metoda de schimbare a rezistenței) și uleiul superior sub sarcină nominală. Temperatura este cel mai important factor care afectează durata de viață a transformatorului - fiecare creștere cu 6°C peste valoarea nominală înjumătățește durata de viață a izolației. Standardele necesită de obicei creșterea temperaturii înfășurării să nu depășească 65K (pentru izolația de clasa A).

2. Tensiune de rezistență la impuls fulger

Acest parametru simulează o lovitură de fulger pe liniile conectate folosind o formă de undă de tensiune de 1,2/50 µs. Se aplică o tensiune de impuls mare pentru a testa dacă izolația poate supraviețui supratensiunilor atmosferice. Acesta este un test critic pentru prevenirea defectării bruște a transformatorului din cauza fulgerelor.

3. Capacitate de rezistență la scurtcircuit

Acest parametru verifică dacă înfășurările pot rezista forțelor electromagnetice enorme generate în timpul unui scurtcircuit extern fără a se deforma sau deplasa. După testare, modificările rezistenței și reactanței înfășurării sunt verificate, iar analiza răspunsului în frecvență este utilizată pentru a confirma că nu a avut loc nicio deteriorare mecanică.

Partea 3: Teste speciale (specifice clientului sau aplicației)

Aceste teste sunt efectuate atunci când este necesară o încredere suplimentară, cum ar fi pentru transformatoarele mari sau critice.

1. Nivel de descărcare parțială (PD)

Acest parametru măsoară descărcări electrice mici în interiorul golurilor de izolație sau la interfețe, exprimate în picocoulombs (pC). Descărcarea parțială este un semn de avertizare timpurie al deteriorării izolației. Pentru transformatoarele noi, nivelul PD este de obicei necesar să fie sub 10 pC la tensiunea nominală de 1,5 ori mai mare. Un nivel scăzut de PD înseamnă că izolația este lipsită de bule sau contaminanți.

2. Factorul de disipare dielectrică (Tan δ) și capacitatea

Tan δ (unghiul de pierdere) reflectă cantitatea de energie pierdută în materialul izolator. Capacitatea reflectă structura geometrică a sistemului de izolație. Ambii parametri sunt foarte sensibili la umiditate și îmbătrânire. O valoare în creștere a tan δ indică faptul că izolația s-ar putea să fi devenit umedă sau carbonizată.

3. Analiza răspunsului în frecvență (FRA)

Acest parametru înregistrează „amprenta” impedanței transformatorului într-o gamă de frecvențe (de obicei, 20 Hz până la 2 MHz). FRA este extrem de sensibil la mișcarea mecanică a înfășurărilor cauzată de impacturile de transport sau forțele de scurtcircuit. Prin compararea urmelor din fabrică și din teren, dacă urmele rămân foarte corelate (peste 98%), structura înfășurării se dovedește neschimbată.

4. Impedanta Zero-Sequence

Acest parametru măsoară opoziția transformatorului la curenții de ordine zero (curenți de defect la pământ). Determină magnitudinea curentului de defect la pământ monofazat într-un sistem neutru solid împământat și este o intrare esențială pentru setările releului de protecție.

Partea 4: Parametrii de testare a uleiului izolator (esențiali pentru transformatoarele de tip ulei)

Uleiul acționează atât ca izolație, cât și ca lichid de răcire, astfel încât proprietățile sale fizice, chimice și electrice sunt critice.

1. Tensiune de avarie (BDV)

Acesta este cel mai direct indicator de putere electrică pentru ulei. O probă de ulei este plasată între doi electrozi la un spațiu stabilit (de obicei 2,5 mm), iar tensiunea este crescută până când apare o defecțiune. De obicei, uleiul nou este necesar să aibă un BDV de cel puțin 60 kV. Un BDV scăzut indică că uleiul conține umiditate sau particule conductoare.

2. Conținut de apă

Umiditatea este un inamic major al uleiului izolator. Reduce brusc tensiunea de avarie și accelerează îmbătrânirea izolației celulozice. Uleiul nou necesită un conținut de apă extrem de scăzut, de obicei sub 10 părți per milion (ppm).

3. Numărul de acid (valoarea de neutralizare)

Acest parametru măsoară concentrația de compuși acizi din ulei. Pe măsură ce uleiul îmbătrânește, numărul de acid crește. Un număr mare de acid poate coroda componentele metalice și poate accelera degradarea izolației.

4. Analiza gazelor dizolvate (DGA)

Acesta este unul dintre cele mai puternice instrumente de diagnosticare. Măsurând concentrațiile și raporturile gazelor cheie dizolvate - hidrogen (H₂), metan (CH₄), etan (C₂H₆), etilenă (C₂H₄), acetilenă (C₂H₂), monoxid de carbon (CO) și dioxid de carbon (CO₂) - pot identifica erorile interne ale inginerilor. De exemplu:

Acetilenă detectată → descărcare de arc.

Etilenă dominantă → punct fierbinte la temperatură înaltă.

Creșterea bruscă a hidrogenului → descărcare parțială.

5. Tensiune interfacială (IFT)

Acest parametru reflectă prezența contaminanților polari sau a produselor secundare de îmbătrânire în ulei. Uleiul nou are o tensiune interfacială relativ mare. Pe măsură ce uleiul îmbătrânește sau devine contaminat, valoarea IFT scade.

6. Punctul de aprindere și punctul de curgere

Punctul de aprindere măsoară riscul de incendiu. Uleiul mineral are de obicei un punct de aprindere peste 140°C.

Punctul de curgere măsoară fluiditatea la temperatură scăzută. În climatele reci, trebuie folosit ulei cu un punct de curgere scăzut.