Mely paramétereket tesztelik az olajtípus-transzformátor tesztelése során?

Olaj típusú transzformátorokkritikus eszközei az elektromos rendszerekben. A biztonságos, hatékony és megbízható működésük érdekében szigorú tesztek sorozatát kell elvégezni – mind a gyárban, mind az üzembe helyezés során, valamint az élettartamuk során. Ezek a tesztek ellenőrzik az elektromos szilárdságot, a mechanikai integritást, a hőteljesítményt és a szigetelőolaj állapotát.

Az alábbiakban a legfontosabb paramétereket tesztkategóriánként ismertetjük.

1. rész: Rutintesztek (minden transzformátoron végrehajtva)

Ezeket a teszteket minden egységen elvégzik, mielőtt azok elhagyják a gyárat, hogy megerősítsék az alapvető gyártási minőséget.

1. Tekercselési ellenállás mérése

Ez a paraméter az egyenáramú ellenállást méri. Az egyes fázistekercsek (primer és szekunder) ellenállásának mérésével a mérnökök észlelhetik a laza csatlakozásokat, a törött szálakat, a nem megfelelő fokozatkapcsoló pozíciókat vagy a jelentős fáziskiegyensúlyozatlanságokat. Az elfogadható értékeket ki kell egyensúlyozni a fázisok között (általában 2%-on belül), és meg kell egyeznie a tervezési számításokkal.

2. Feszültségarány és fáziseltolódás

Ez a paraméter a fordulatszámot ellenőrzi. A primer tekercsre feszültséget kapcsolunk, és megmérjük a szekunder oldalon indukált feszültséget. A tekercsek közötti fázisszöget is ellenőrizzük. Ez biztosítja, hogy a transzformátor megfelelő kimeneti feszültséget és fáziskapcsolatot állítson elő (pl. Dyn11). A hiba jellemzően ±0,5%-on belül kell legyen.

3. Terhelés nélküli veszteség és gerjesztési áram

Az üresjárati veszteséget (magvesztést) a magban lévő hiszterézis és örvényáramok okozzák. A gerjesztőáram a mag mágnesezéséhez szükséges áram. Ezeknek a paramétereknek a mérése segít felismerni a maghibákat, például a rövidre zárt laminálást vagy a rossz összeszerelést. A túlzott üresjárati veszteség azt jelenti, hogy a transzformátor folyamatosan jelentős energiát pazarol.

4. Terhelési veszteség és impedancia feszültség

A terhelési veszteség (rézveszteség) a tekercseken átfolyó áram által termelt hő. Az impedancia feszültség határozza meg a transzformátor feszültségszabályozását és a hibaáramok nagyságát. Ezek mérésére a szekundert rövidre zárják, és a primer feszültségét addig emelik, amíg a névleges áram folyik.

5. Szigetelési ellenállás (Megger teszt)

Ez a paraméter méri az egyenáramú ellenállást a tekercsek és a tekercsek és a föld (mag és tartály) között. A magas szigetelési ellenállás (jellemzően >1000 MΩ új transzformátoroknál) azt jelzi, hogy a szigetelési rendszer száraz, tiszta és sértetlen. Az alacsony ellenállás általában nedvesség behatolására vagy szennyeződésre utal.

6. Dielektromos szilárdság (feszültségállósági vizsgálat)

Ez a paraméter azt ellenőrzi, hogy a szigetelés mekkora túlfeszültséget tud ellenállni tönkremenetel nélkül. Két gyakori forma létezik:

Külön forrású AC ellenállás: Teszteli a fő szigetelést (tekercselés a föld felé és a tekercsek között).

Indukált váltakozó áramú ellenállás: A fordulatok közötti és a rétegek közötti szigetelést teszteli.

A sikeres teljesítéshez nincs szükség áttörésre vagy meghibásodásra a teszt során.

2. rész: Típusvizsgálatok (tervellenőrzés)

Ezeket a teszteket minden terv prototípusán végzik el annak bizonyítására, hogy a terv megfelel az összes szabvány követelménynek.

1. Hőmérséklet-emelkedési határok

Ez a paraméter a tekercsek állandósult hőmérsékletét méri (az ellenállás-változás módszerével számítva) és a felső olajat névleges terhelés mellett. A hőmérséklet az egyetlen legfontosabb tényező, amely befolyásolja a transzformátor élettartamát – minden 6°C-kal a névleges érték fölé emelkedik a szigetelés élettartama. A szabványok általában megkövetelik, hogy a tekercs hőmérséklete ne haladja meg a 65 K-t (A osztályú szigetelés esetén).

2. Villámimpulzus-ellenállási feszültség

Ez a paraméter egy villámcsapást szimulál a csatlakoztatott vonalakon, 1,2/50 µs-os feszültséghullámformával. Nagy impulzusfeszültséget alkalmaznak annak tesztelésére, hogy a szigetelés túléli-e a légköri túlfeszültségeket. Ez egy kritikus teszt a transzformátor villámcsapás miatti hirtelen meghibásodásának megelőzésére.

3. Rövidzárlat-ellenállási képesség

Ez a paraméter ellenőrzi, hogy a tekercsek deformáció vagy elmozdulás nélkül ellenállnak-e a külső rövidzárlat során keletkező hatalmas elektromágneses erőknek. A teszt után a tekercsellenállás és a reaktancia változásait ellenőrzik, és frekvencia-válasz elemzést alkalmaznak annak igazolására, hogy nem történt mechanikai sérülés.

3. rész: Speciális tesztek (ügyfél- vagy alkalmazásspecifikus)

Ezeket a teszteket akkor kell elvégezni, ha további megbízhatóságra van szükség, például nagy vagy kritikus transzformátorok esetében.

1. Részleges kisülési szint (PD)

Ez a paraméter az apró elektromos kisüléseket méri a szigetelés üregeiben vagy a határfelületeken, pikokulonban (pC) kifejezve. A részleges kisülés a szigetelés romlásának korai figyelmeztető jele. Az új transzformátorok esetében a PD szintnek általában 10 pC alatt kell lennie másfélszeres névleges feszültség mellett. Az alacsony PD szint azt jelenti, hogy a szigetelés buborékoktól és szennyeződésektől mentes.

2. Dielektromos disszipációs tényező (Tan δ) és kapacitás

Tan δ (veszteségi szög) azt tükrözi, hogy mennyi energia veszít a szigetelőanyagban. A kapacitás a szigetelőrendszer geometriai felépítését tükrözi. Mindkét paraméter nagyon érzékeny a nedvességre és az öregedésre. Az emelkedő barnás δ érték azt jelzi, hogy a szigetelés nedvessé vagy elszenesedhetett.

3. Frequency Response Analysis (FRA)

Ez a paraméter rögzíti a transzformátor impedanciájának "ujjlenyomatát" egy frekvenciatartományban (általában 20 Hz és 2 MHz között). Az FRA rendkívül érzékeny a tekercsek mechanikai mozgására, amelyet szállítási ütések vagy rövidzárlati erők okoznak. A gyári és a terepi nyomok összehasonlításával, ha a nyomok erősen korrelálnak (98% felett), a tekercsszerkezet változatlannak bizonyul.

4. Nulla sorrendű impedancia

Ez a paraméter méri a transzformátor ellenállását a nulla sorrendű áramokkal (földzárlati áramokkal). Meghatározza az egyfázisú földzárlati áram nagyságát egy szilárdan földelt semleges rendszerben, és elengedhetetlen bemenet a védelmi relé beállításához.

4. rész: Szigetelőolaj-vizsgálati paraméterek (az olajtípusú transzformátorok számára nélkülözhetetlen)

Az olaj szigetelőként és hűtőközegként is működik, ezért fizikai, kémiai és elektromos tulajdonságai kritikusak.

1. Leállási feszültség (BDV)

Ez az olaj legközvetlenebb elektromos szilárdsági mutatója. Egy olajmintát helyeznek két elektróda közé egy beállított résben (általában 2,5 mm), és a feszültséget addig emelik, amíg meghibásodás meg nem történik. Az új olajnak általában legalább 60 kV BDV-nek kell lennie. Az alacsony BDV azt jelzi, hogy az olaj nedvességet vagy vezetőképes részecskéket tartalmaz.

2. Víztartalom

A nedvesség a szigetelőolaj fő ellensége. Élesen csökkenti az áttörési feszültséget és felgyorsítja a cellulóz szigetelés öregedését. Az új olaj rendkívül alacsony víztartalmat igényel, jellemzően 10 ppm (ppm) alatt.

3. Savszám (semlegesítési érték)

Ez a paraméter a savas vegyületek koncentrációját méri az olajban. Az olaj öregedésével a savszám növekszik. A magas savszám korrodálhatja a fém alkatrészeket és felgyorsíthatja a szigetelés leromlását.

4. Oldott gáz elemzése (DGA)

Ez az egyik legerősebb diagnosztikai eszköz. A kulcsfontosságú oldott gázok – hidrogén (H₂), metán (CH4), etán (C₂H6), etilén (C₂H4), acetilén (C2H₂), szén-monoxid (CO) és szén-dioxid (CO₂) – koncentrációjának és arányának mérésével a rejtett belső mérnökök azonosítani tudják. Például:

Acetilén észlelhető → ívkisülés.

Etilén domináns → magas hőmérsékletű forró pont.

Hirtelen hidrogénemelkedés → részleges kisülés.

5. Interfacial Tension (IFT)

Ez a paraméter poláris szennyeződések vagy öregedési melléktermékek jelenlétét tükrözi az olajban. Az új olajnak viszonylag nagy a határfelületi feszültsége. Ahogy az olaj öregszik vagy szennyeződik, az IFT értéke csökken.

6. Lobbanáspont és dermedéspont

A lobbanáspont a tűzveszélyt méri. Az ásványolaj lobbanáspontja általában 140°C felett van.

A dermedéspont alacsony hőmérsékleten méri a folyékonyságot. Hideg éghajlaton alacsony dermedéspontú olajat kell használni.