Силовите трансформатори и разпределителните трансформатори (общо наричани „трансформатори“ по-долу) са критично оборудване в енергийните системи и рутинното тестване е задължително преди фабрична доставка или -пускане в експлоатация на място, за да се провери съответствието със стандартите за проектиране, изискванията за безопасност и надеждността на работа. Елементите за изпитване са стандартизирани от международни стандарти (напр. серия IEC 60076) и национални стандарти (напр. серия GB/T 1094), с малки разлики между силови трансформатори (по-високо напрежение/капацитет, използвани в преносни мрежи) и разпределителни трансформатори (по-ниско напрежение/капацитет, използвани в разпределителни мрежи). По-долу е структурирано резюме на основните елементи за рутинно тестване, категоризирани по функционални цели:
Тестване на електрическите характеристики (основни рутинни елементи)
1. Тест за съпротивление на изолацията (IR тест)
Цел: Оценка на целостта на изолационната система на трансформатора (намотки, сърцевина, втулки и т.н.) и откриване на дефекти като влага, замърсяване или влошаване на изолацията.
Принцип: Използвайте мегаомметър (500V/1000V/2500V, в зависимост от номиналното напрежение), за да измерите съпротивлението между намотките, намотките към земята (ядро/резервоар) и между различните фази на намотките.
Стандарти:
Няма значителен спад в сравнение с фабричните базови данни (обикновено по-голямо или равно на 100 MΩ за разпределителни трансформатори, по-голямо или равно на 500 MΩ за силови трансформатори).
Съотношението на изолационното съпротивление при 60 градуса към 20 градуса трябва да бъде в рамките на 1,5–2,5 (необходима е корекция на температурата).
Приложимост: Задължително за всички трансформатори; тестването на-сайт често включва сравнения преди- и след-инсталация.
2. Измерване на съпротивлението на намотката
Цел: Проверете качеството на производство на намотките (напр. стегнатост на витките, коректност на габарита на проводника), открийте лоши връзки (напр. разхлабени клеми) и изчислете загубата на мед.
Принцип: Използвайте метода на DC мост (мост на Келвин за ниско съпротивление, мост на Уитстоун за средно съпротивление), за да измерите DC съпротивлението на всяка намотка (високо-напрежение, ниско-напрежение, отводни намотки) при стайна температура.
Стандарти:
За три{0}}фазни трансформатори: Степента на дисбаланс на фазовото съпротивление По-малко или равно на 2%; степен на дисбаланс на съпротивлението на линията По-малко или равно на 1%.
За еднофазни-трансформатори: Стойностите на съпротивлението трябва да са в рамките на ±3% от проектната стойност.
Забележка: Резултатите трябва да бъдат коригирани до референтна температура (напр. 75 градуса за медни намотки), като се използва формулата: Rt=R20×235+20235+t (235 е температурният коефициент на медта).
3. Съотношение на напрежението и проверка на позицията на крана
Цел: Уверете се, че съотношението на напрежението на трансформатора (високо-напрежение/ниско-напрежение) съответства на проектната стойност и че стъпалните превключватели (при-натоварване или изключено-натоварване) работят правилно.
Принцип: Приложете ниско променливотоково напрежение (обикновено 10–20% от номиналното напрежение) към една намотка (напр. страна с високо-напрежение), измерете индуцираното напрежение на другата намотка и изчислете съотношението на действителното напрежение: kactual=U2U1.
Стандарти:
Отклонението между действителното съотношение на напрежението и номиналното съотношение По-малко или равно на ±0,5% (за разпределителни трансформатори) или ±0,2% (за силови трансформатори).
За трансформатори с превключватели на кранове: Тествайте всички позиции на кранове, за да потвърдите, че няма липсващи или неправилни кранове.
Метод: Използвайте специален тестер за съотношение на напрежението (с автоматично откриване на позицията на крана за стъпални превключватели при-натоварване, OLTC).
4. Проверка на полярността и последователността на фазите
Цел: Предотвратяване на обратното свързване на намотките (което би причинило късо съединение или неправилен поток на мощността) и осигуряване на последователност на последователността на фазите с енергийната система.
Тест за полярност:
Принцип: Използвайте метода на „точкова маркировка“-приложете постоянно напрежение към първичната намотка и наблюдавайте посоката на индуцирания ток във вторичната намотка с помощта на галванометър. Ако галванометърът се отклони положително, свързаните клеми са с еднакъв поляритет (маркирани с точки).
Тест за фазова последователност:
Принцип: Приложете три{0}}фазно променливо напрежение към първичната намотка, измерете фазовото съотношение между първичното и вторичното напрежение с помощта на осцилоскоп или измервател на последователността на фазите. Уверете се, че последователността на фазите (напр. ABC) е в съответствие с проекта.
Стандарт: Полярността и последователността на фазите трябва да съответстват на табелката и проектните чертежи (критично за паралелна работа на трансформатори).
5. Измерване на импеданса на късо съединение (Zk тест)
Цел: Оценете способността на трансформатора да издържа на токове на късо- съединение, изчислете загубата- на късо съединение и проверете механичната якост на намотката.
Принцип: Свържете накъсо-една намотка (напр. страна с ниско-напрежение), приложете ниско променливо напрежение към другата намотка (напр. страна с високо-напрежение) и регулирайте тока до номиналната стойност. Измерете приложеното напрежение (Uk) и входната мощност (Pk). Импедансът-на късо съединение се изчислява като: Zk=UratedUk×100%, а-загубата на късо съединение Pk е консумираната мощност при номинален ток.
Стандарти:
Отклонение-на импеданса на късо съединение По-малко или равно на ±5% от проектната стойност (критично за паралелна работа, тъй като несъответствието на импеданса причинява дисбаланс на товара).
Загуба-при късо съединение По-малко или равно на ±10% от проектната стойност (за разпределителни трансформатори) или ±5% (за силови трансформатори).
Забележка: Тестовете се извършват при номинална честота (50/60 Hz) и резултатите се коригират към референтната температура.
6. Не-измерване на загуба на натоварване и ток на възбуждане (тест за загуба на желязо)
Цел: Оценка на магнитните характеристики на сърцевината (напр. загуба на хистерезис, загуба на вихрови токове) и откриване на дефекти на сърцевината (напр. разхлабени ламинации, късо-болтове на сърцевината).
Принцип: Отворете-веригата на едната намотка (напр. страна с високо-напрежение), приложете номиналното напрежение (и номиналната честота) към другата намотка (напр. страна с ниско-напрежение), измерете входната мощност (P0, без-загуба на натоварване) и тока на възбуждане (I0).
Стандарти:
Без{0}}загуба на натоварване По-малко или равно на ±10% от проектната стойност (разпределителни трансформатори) или ±5% (силови трансформатори).
Ток на възбуждане По-малък или равен на 5% от номиналния ток (разпределителни трансформатори) или По-малък или равен на 3% (силови трансформатори, за модули с голям капацитет).
Ключово прозрение: Загубата на -натоварване се дължи главно на качеството на материала на сърцевината-прекомерната загуба показва лошо сърцевина на ламиниране или повреда на изолацията между ламинациите.
7. Тест за издръжливост на диелектрик (Hi-Pot Test)
Цел: Проверете способността на изолационната система да издържа на преходни пренапрежения (напр. мълния, пренапрежения при превключване) без повреда.
Видове:
AC диелектричен тест: Приложете синусоидално AC напрежение (1,5–2,5 пъти номиналното напрежение) към намотките за 1 минута (напр. 3kV за 10kV разпределителни трансформатори, 20kV за 110kV силови трансформатори).
DC диелектричен тест: Използва се за големи силови трансформатори (за избягване на претоварване с капацитивен ток); приложете постоянно напрежение (2,5–3 пъти по-високо от номиналното променливотоково напрежение) за 1 минута.
Стандарт: Няма пробив на изолацията (искряща дъга, пламък) или значително увеличение на тока на утечка по време на теста.
Забележка: Извършете след тестване на изолационното съпротивление (ако IR е твърде ниско, Hi-Pot тестът може да причини повреда на изолацията).
Специфични тестове за-маслени-трансформатори (повечето силови/разпределителни трансформатори са потопени в масло-)
1. Тест за качество на трансформаторното масло
Цел: Осигурете диелектричната якост, съдържанието на влага и чистотата на изолационното масло (маслото действа като изолация и охлаждаща течност).
Основни елементи:
Тест за напрежение на пробив: Измерете напрежението, при което маслото се разрушава (по-голямо или равно на 35 kV/2,5 mm междина за ново масло, по-голямо или равно на 25 kV за-работно масло).
Съдържание на влага: По-малко или равно на 10 ppm (части на милион) за ново масло, По-малко от или равно на 30 ppm за-работно масло (влагата намалява изолационните характеристики).
Киселинност: По-малко или равно на 0,03 mg KOH/g (киселинността ускорява стареенето на изолацията).
Анализ на разтворен газ (DGA): За силови трансформатори-открива газове (напр. H₂, CH₄, C₂H₂), генерирани от влошаване на изолацията или прегряване (по избор за рутинно изпитване, но задължително за големи модули).
2. Тест за изтичане на масло
Цел: Предотвратяване на изтичане на масло (което причинява повреда на изолацията и замърсяване на околната среда).
Методи:
Тест за налягане: Запечатайте резервоара на трансформатора, напълнете го със сух въздух или азот до 0,03–0,05 MPa и поддържайте в продължение на 24 часа-без спад на налягането или видимо изтичане.
Тест за потапяне в масло: Потопете резервоара (или ключовите съединения) във вода; липсата на въздушни мехурчета не показва изтичане.
Стандартно: Без течове на масло по ставите (фланци, втулки, стъпални превключватели) или заварки.
Тестване на механични и спомагателни системи
1. Тест за работа на стъпалния превключвател (за трансформатори с стъпални превключватели)
Цел: Проверете надеждността на стъпалните превключватели при-товар (OLTC) или стъпални превключватели без{1}}товар (OLTC).
артикули:
Механична работа: Ръчно или електрически управлявайте стъпалния превключвател през всички позиции-без задръстване и индикаторът за позицията на крана е точен.
Електрическа непрекъснатост: Проверете дали веригата на намотката е непрекъсната при всяко положение на крана (няма отворени вериги).
Специфично за OLTC: Тествайте устойчивост на преход (за да избегнете образуване на дъга по време на смяна на крана) и механична издръжливост (по-голяма или равна на 10 000 операции за OLTC).
2. Тест за заземяване на сърцевината
Цел: Предотвратяване на плаващ потенциал в сърцевината (което причинява повреда на изолацията), като същевременно се избягват къси съединения в сърцевината.
Принцип: Измерете съпротивлението на заземителния проводник на сърцевината (обикновено 1–100 Ω). Съпротивление от 0 Ω показва сърцевина с късо - съединение (опасно), докато безкрайно съпротивление показва лошо заземяване.
Стандарт: Сърцевината трябва да бъде заземена в една точка (едно-точково заземяване) със съпротивление в определения диапазон.
3. Температурен индикатор и тест на охладителната система
Температурен индикатор: Калибрирайте индикаторите за температура на маслото и температурата на намотката, за да осигурите точност (отклонение По-малко или равно на ±2 градуса).
Охладителна система:
За естествено охлаждане (ONAN): Уверете се, че няма препятствия пред разсейването на топлината.
За принудително охлаждане (ONAF/OFAF): Тествайте вентилаторите/помпите-да стартират/спират автоматично въз основа на температурата и без необичаен шум или вибрации.