Milliseid parameetreid testitakse õlitüübi trafo testimisel?

Õlitüüpi trafodon elektrisüsteemides kriitilise tähtsusega vara. Et tagada nende ohutu, tõhus ja töökindel töö, tuleb läbi viia rida rangeid katseid – nii tehases kui ka kasutuselevõtu ajal ning kogu nende kasutusaja jooksul. Need katsed kontrollivad elektrilist tugevust, mehaanilist terviklikkust, soojuslikku jõudlust ja isolatsiooniõli seisukorda.

Allpool on põhiparameetrid selgitatud testikategooriate kaupa.

1. osa: rutiinsed testid (teostatakse igal transformaatoril)

Need testid tehakse iga seadmega enne tehasest lahkumist, et kinnitada põhilist tootmiskvaliteeti.

1. Mähise takistuse mõõtmine

See parameeter mõõdab alalisvoolu takistust. Mõõtes iga faasimähise (nii primaar- kui ka sekundaarmähise) takistust, saavad insenerid tuvastada lahtised ühendused, katkenud ahelad, astmelülitite ebaõiged asendid või olulised faaside tasakaalustamatused. Vastuvõetavad väärtused peaksid olema faaside vahel tasakaalus (tavaliselt 2% piires) ja need peavad vastama projekteerimisarvutustele.

2. Pinge suhe ja faasinihe

See parameeter kontrollib pöörete suhet. Primaarmähisele rakendatakse pinge ja mõõdetakse indutseeritud pinget sekundaarmähisel. Samuti kontrollitakse mähiste vahelist faasinurka. See tagab, et trafo toodab õige väljundpinge ja faasi suhte (nt Dyn11). Viga peab tavaliselt jääma ±0,5% piiresse.

3. Koormuseta kaotus ja ergutusvool

Koormuskaod (südamiku kadu) on põhjustatud hüstereesist ja pöörisvooludest südamikus. Ergastusvool on südamiku magnetiseerimiseks vajalik vool. Nende parameetrite mõõtmine aitab tuvastada põhidefekte, nagu lühis lamineerimine või halb kokkupanek. Liigne tühivoolukadu tähendab, et trafo raiskab pidevalt märkimisväärset energiat.

4. Koormuskadu ja impedantsi pinge

Koormuskadu (vasekadu) on mähiste kaudu voolava voolu tekitatud soojus. Impedantsi pinge määrab trafo pingeregulatsiooni ja rikkevoolude suuruse. Nende mõõtmiseks lühistatakse sekundaar ja primaarvoolu pinget tõstetakse kuni nimivooluni.

5. Isolatsioonitakistus (Meggeri test)

See parameeter mõõdab alalisvoolu takistust mähiste vahel ja mähiste ja maanduse vahel (südamik ja paak). Kõrge isolatsioonitakistus (tavaliselt >1000 MΩ uute trafode puhul) näitab, et isolatsioonisüsteem on kuiv, puhas ja terve. Madal takistus viitab tavaliselt niiskuse sissepääsule või saastumisele.

6. Dielektriline tugevus (taluvuspinge test)

See parameeter kontrollib, kui suurt ülepinget isolatsioon purunemata talub. On kaks levinud vormi:

Eraldi allika vahelduvvoolu taluvus: testib peamist isolatsiooni (mähised maapinnale ja mähiste vahel).

Indutseeritud vahelduvvoolu taluvus: testib pööretevahelist ja kihtidevahelist isolatsiooni.

Läbimiseks ei nõuta katse ajal välku ega rikkeid.

2. osa: tüübikatsetused (konstruktsiooni kontrollimine)

Need testid tehakse iga disaini prototüübiga, et tõestada, et projekt vastab kõigile standardnõuetele.

1. Temperatuuri tõusu piirid

See parameeter mõõdab mähiste püsitemperatuuri (arvutatud takistuse muutmise meetodil) ja pealmist õli nimikoormusel. Temperatuur on kõige olulisem tegur, mis mõjutab trafo eluiga – iga 6°C tõus üle tingimise lühendab isolatsiooni kasutusiga poole võrra. Standardid nõuavad tavaliselt, et mähise temperatuuri tõus ei tohi ületada 65 K (A-klassi isolatsiooni puhul).

2. Pikseimpulsi vastupidavuspinge

See parameeter simuleerib pikselöögi ühendatud liinidele, kasutades 1,2/50 µs pingelainekuju. Kasutatakse kõrget impulsspinget, et kontrollida, kas isolatsioon talub atmosfääri liigpingeid. See on kriitiline test välgust tingitud trafo äkilise rikke ärahoidmiseks.

3. Lühise vastupidavus

See parameeter kontrollib, kas mähised suudavad ilma deformeerumise või nihkumiseta vastu pidada välise lühise ajal tekkivatele tohututele elektromagnetilistele jõududele. Pärast katset kontrollitakse mähise takistuse ja reaktantsi muutusi ning sageduskarakteristiku analüüsi abil kinnitatakse, et mehaanilisi kahjustusi ei esine.

Osa 3: Erikatsed (kliendi- või rakendusespetsiifilised)

Need testid tehakse siis, kui on vaja täiendavat usaldusväärsust, näiteks suurte või kriitiliste trafode puhul.

1. Osalise tühjenemise tase (PD)

See parameeter mõõdab väikeseid elektrilahendusi isolatsiooni tühimike sees või liidestes, väljendatuna pikokoulombides (pC). Osaline tühjenemine on varajane hoiatusmärk isolatsiooni halvenemisest. Uute trafode puhul peab PD tase olema tavaliselt alla 10 pC 1,5-kordse nimipinge korral. Madal PD tase tähendab, et isolatsioon on mullide või saasteainete vaba.

2. Dielektrilise hajumise tegur (Tan δ) ja mahtuvus

Tan δ (kaonurk) näitab, kui palju energiat isolatsioonimaterjalis kaob. Mahtuvus peegeldab isolatsioonisüsteemi geomeetrilist struktuuri. Mõlemad parameetrid on niiskuse ja vananemise suhtes väga tundlikud. Tõusev tan δ väärtus näitab, et isolatsioon võib olla niiskeks muutunud või karboniseerunud.

3. Sagedusvastuse analüüs (FRA)

See parameeter salvestab trafo impedantsi "sõrmejälje" sagedusvahemikus (tavaliselt 20 Hz kuni 2 MHz). FRA on äärmiselt tundlik mähiste mehaanilise liikumise suhtes, mis on põhjustatud transpordilöökidest või lühisjõududest. Tehase- ja põllujälgede võrdlemisel, kui jäljed jäävad tugevalt korrelatsiooniks (üle 98%), on mähiste struktuur muutumatuks.

4. Nulljärjestuse takistus

See parameeter mõõdab trafo vastuseisu nulljärjestusega vooludele (maandusrike voolud). See määrab ühefaasilise maandusrike voolu suuruse tugevalt maandatud neutraalsüsteemis ja on kaitserelee seadistuste oluline sisend.

Osa 4: Isolatsiooniõli katseparameetrid (õlitüüpi trafode jaoks üliolulised)

Õli toimib nii isolatsiooni kui jahutusvedelikuna, seega on selle füüsikalised, keemilised ja elektrilised omadused kriitilised.

1. Jaotuspinge (BDV)

See on õli kõige otsesem elektrilise tugevuse näitaja. Õliproov asetatakse kahe elektroodi vahele seatud vahega (tavaliselt 2,5 mm) ja pinget tõstetakse kuni rikkeni. Tavaliselt peab uue õli BDV olema vähemalt 60 kV. Madal BDV näitab, et õli sisaldab niiskust või juhtivaid osakesi.

2. Veesisaldus

Niiskus on isoleerõli peamine vaenlane. See vähendab järsult läbilöögipinget ja kiirendab tselluloosist isolatsiooni vananemist. Uus õli nõuab äärmiselt madalat veesisaldust, tavaliselt alla 10 miljondikosa (ppm).

3. Happearv (neutraliseerimisväärtus)

See parameeter mõõdab happeliste ühendite kontsentratsiooni õlis. Nafta vananedes suureneb hapete arv. Kõrge happearv võib metallkomponente korrodeerida ja kiirendada isolatsiooni lagunemist.

4. Lahustatud gaasi analüüs (DGA)

See on üks võimsamaid diagnostikavahendeid. Mõõtes peamiste lahustunud gaaside – vesiniku (H₂), metaani (CH4), etaani (C2H6), etüleeni (C₂H4), atsetüleeni (C2H₂), süsinikmonooksiidi (CO) ja süsinikdioksiidi (CO₂) – kontsentratsioone ja suhteid, saavad siseinsenerid tuvastada. Näiteks:

Tuvastatud atsetüleen → kaarlahendus.

Etüleen domineeriv → kõrge temperatuuriga kuum koht.

Vesiniku järsk tõus → osaline tühjendamine.

5. Liidese pinge (IFT)

See parameeter peegeldab polaarsete saasteainete või vananemise kõrvalsaaduste olemasolu õlis. Uuel õlil on suhteliselt kõrge pindade pinge. Kui õli vananeb või saastub, väheneb IFT väärtus.

6. Leekpunkt ja hangumispunkt

Leekpunkt mõõdab tuleohtu. Mineraalõli leekpunkt on tavaliselt üle 140 °C.

Valumispunkt mõõdab voolavust madalal temperatuuril. Külmas kliimas tuleb kasutada madala hangumistemperatuuriga õli.