مبانی تست برق ترانسفورماتور: مفاهیم اساسی

1. تست مقاومت DC ترانسفورماتورها چیست؟

تست مقاومت DC یک روش حیاتی برای ارزیابی عملکرد سیم پیچ ترانسفورماتور است. با اندازه‌گیری مقاومت سیم‌پیچ‌ها تحت جریان مستقیم، امکان بازرسی کیفیت جوش سیم داخلی، شرایط تماس چنجر شیر و وجود مدارهای باز یا اتصال کوتاه را فراهم می‌کند. این آزمایش بر اساس استانداردهای ملی از جمله GB/T 50150-2016 "مهندسی تاسیسات الکتریکی-استاندارد تست تحویل برای تجهیزات الکتریکی" و GB 1094.1-2013 "ترانسفورماتور قدرت-بخش 1: الزامات عمومی بین المللی 610" و همچنین استاندارد بین المللی EC10 است.

روش -ولتاژ جریان (روش افت ولتاژ) برای اندازه‌گیری مقاومت با عبور جریان DC از سیم‌پیچ و ثبت جریان و افت ولتاژ، و سپس محاسبه مقدار مقاومت با استفاده از قانون اهم استفاده می‌شود. سیستم‌های مدرن معمولاً از تست‌کننده‌های مقاومت DC استفاده می‌کنند که جریان ثابت را تولید می‌کنند، ولتاژ را در سراسر سیم‌پیچ اندازه‌گیری می‌کنند و مقاومت را به‌طور خودکار محاسبه می‌کنند. بسته به نوع اتصال سیم پیچ (Y یا مثلث)، اندازه گیری باید مقاومت فاز یا مقاومت خط را هدف قرار دهد. برای ترانسفورماتورهای با اتصال نقطه خنثی، مقاومت فاز را اندازه گیری کنید (به عنوان مثال، AO، BO، CO). برای کسانی که بدون، مقاومت خط را اندازه گیری کنید (به عنوان مثال، AB، BC، CA). پس از جدا کردن سیم های ترانسفورماتور و تمیز کردن پایانه ها، تستر را وصل کنید، جریان آزمایشی مناسب را انتخاب کنید و قبل از خواندن مقدار مقاومت، منتظر بمانید تا جریان ثابت شود. تعویض‌کننده‌های ضربه‌ای روشن{10}}به اندازه‌گیری در همه موقعیت‌های شیر نیاز دارند، در حالی که تعویض‌کننده‌های شیر خاموش{11} باید پس از تعمیرات اساسی آزمایش شوند. برای ترانسفورماتورهای دارای توان 1600 کیلو ولت آمپر و بالاتر، نرخ عدم تعادل مقاومت بین فازی نباید از 2% تجاوز کند و نرخ عدم تعادل خط{15}}تا{16}}از خط نباید از 1% تجاوز کند. برای ترانسفورماتورهای دارای ولتاژ 1600 کیلو ولت آمپر و کمتر، نرخ عدم تعادل بین فاز نباید از 4% تجاوز کند و نرخ عدم تعادل خط{21}}تا{22}}از خط نباید از 2% تجاوز کند.

2. اندازه گیری ضریب تلفات دی الکتریک ترانسفورماتور چیست؟

اندازه گیری ضریب تلفات دی الکتریک ترانسفورماتور آزمایشی است که عملکرد عایق را با کمی کردن اتلاف انرژی در عایق ترانسفورماتور تحت میدان های جریان متناوب ارزیابی می کند. این ارزیابی حیاتی آلودگی رطوبت، تخریب روغن عایق، تجمع لجن روغن روی سیم‌پیچ‌ها و عیوب موضعی شدید را شناسایی می‌کند که به عنوان یک شاخص کلیدی یکپارچگی عایق عمل می‌کند. پروتکل‌های تست استاندارد از طریق آزمایش‌های راه‌اندازی و پیشگیرانه ایجاد می‌شوند: GB 50150 «استاندارد آزمایش راه‌اندازی تجهیزات نیرو» مقادیر مجاز ضریب تلفات دی‌الکتریک را برای سیم‌پیچ‌ها و بوش‌های ترانسفورماتور مشخص می‌کند: tanδ کمتر یا مساوی 0.6% برای 330-500kV2t در بادهای بالا{0}{9} tanδ کمتر یا مساوی 0.8% برای سیم‌پیچ‌های ولتاژ بالا 66-220 کیلوولت؛ tanδ کمتر یا مساوی 1.5٪ برای سیم پیچ های 35 کیلوولت و کمتر از ولتاژ بالا. DL/T 596-2021 "مقررات تست پیشگیرانه تجهیزات نیرو" الزامات اضافی را تعیین می کند: tanδ کمتر یا مساوی 2.0% برای ترانسفورماتورهای 35 کیلوولت و کمتر، tanδ کمتر یا مساوی 1.5% برای ترانسفورماتورهای 66-220 کیلو ولت و tanδ 30-30% کمتر از 1k یا 50 برای ترانسفورماتورها. 20 درجه این استاندارد همچنین الزام می کند که مقادیر tanδ نباید از 30٪ افزایش در مقایسه با اندازه گیری های تاریخی تجاوز کند.

3. تست های نسبت ترانسفورماتور، قطبیت و گروه اتصال چیست؟

تعریف تست نسبت ترانسفورماتور: این روش نسبت ولتاژ اولیه به ثانویه را در حین کار بدون بار اندازه گیری می کند، صحت نسبت چرخش سیم پیچ را تأیید می کند، وضعیت تغییر دهنده شیر را ارزیابی می کند، اتصال کوتاه بین-پیچ را تشخیص می دهد، و مبنایی را برای عملکرد موازی فراهم می کند. بر اساس GB 50150-۲۰۱۶ «استاندارد آزمایش تحویل تجهیزات الکتریکی برای پروژه‌های تأسیسات الکتریکی»، ترانسفورماتورهای کمتر از ۳۵ کیلوولت با نسبت‌های کمتر از ۳ دارای انحراف 1% ± هستند. سایر ترانسفورماتورها انحراف 0.5±٪ را در شیرهای نامی نشان می دهند، در حالی که سایر شیرها انحراف 1±٪ را در 1/10 ولتاژ امپدانس حفظ می کنند. آزمایش قطبیت ترانسفورماتور، جهت جریان و روابط فاز ولتاژ را در طول القای الکترومغناطیسی تعیین می‌کند و از سیم‌کشی صحیح برای جلوگیری از آسیب تجهیزات یا حوادث ایمنی اطمینان می‌دهد. همچنین علامت های قطبیت را برای اطمینان از عملکرد پایدار سیستم قدرت تأیید می کند. آزمایش گروه اتصال ترانسفورماتور روش‌های اتصال سیم‌پیچ (مانند ستاره Y، مثلث D) و روابط فاز را تأیید می‌کند، با هدف اصلی تأیید اینکه آیا اختلاف فاز بین طرف‌های ولتاژ بالا و پایین{19}}مشخصات طراحی را برآورده می‌کند. این تضمین می‌کند که جریان‌های گردشی ناشی از عدم تطابق فاز، گرمای بیش از حد، یا آسیب تجهیزات در طول عملیات موازی یا یکپارچه‌سازی شبکه وجود نداشته باشد.

4. تست ولتاژ مقاومت در برابر فرکانس ساخت و ساز خارجی برای ترانسفورماتورها چیست؟

طبق تعاریف موجود در استانداردهای ملی "GB/T 1094.3-2017 Power Transformer-Part 3: Insulation Levels, Insulation Test, and Air Gap of External Insulation" و "GB 50150-2016 Electrical Installation{9}Electrical Installation Engineering and Endovert" تجهیزات": تست ولتاژ مقاومت فرکانس ساخت خارجی برای ترانسفورماتورها روشی است که برای ارزیابی استحکام عایق اصلی استفاده می شود. با اعمال ولتاژ بالای فرکانس صنعتی به سیم‌پیچ‌های ترانسفورماتور، این تست عملکرد عایق را تحت ولتاژ کاری معمولی بررسی می‌کند تا عیوب موضعی در عایق اصلی مانند رطوبت، ترک خوردگی یا پیری را تشخیص دهد. این تست به عنوان ابزاری حیاتی برای بررسی کیفیت طراحی، ساخت و نصب ترانسفورماتورها عمل می کند. این برای تست ولتاژ مقاومت نقطه خنثی ترانسفورماتورهای کاملاً عایق یا ترانسفورماتورهای عایق بندی شده پله ای و همچنین تست ولتاژ مقاومت سیم پیچ های ولتاژ پایین قابل استفاده است.

5. تست ولتاژ مقاومت رزونانس سری برای ترانسفورماتور چیست؟

تست ولتاژ مقاومت رزونانس سری برای ترانسفورماتورها اساساً بر اساس استانداردهای زیر است: GB/T 16927.1-2011 "فناوری تست ولتاژ بالا - قسمت 1: تعاریف عمومی و الزامات تست" اصطلاحات اساسی، تعاریف، و مشخصات فنی چارچوب تست استاندارد را برای استانداردهای تست ولتاژ بالا ارائه می کند. تست های ولتاژ DL/T 596-2005 "قوانین رویه ای برای تست های پیشگیرانه تجهیزات الکتریکی" الزامات دقیق برای موارد تست پیشگیرانه، چرخه های تست و روش های تجهیزات الکتریکی، از جمله الزامات مربوطه برای تست های ولتاژ مقاومت در برابر تشدید سری ترانسفورماتورها را مشخص می کند.

تست ولتاژ مقاومت رزونانس سری یک روش آزمایشی است که از اصل رزونانس سری LC استفاده می کند و با تنظیم فرکانس توان، اندوکتانس (مثلا راکتور) در مدار آزمایش و ظرفیت ترانسفورماتور مورد آزمایش در رزونانس قرار می گیرد تا ولتاژ تست بالا در ولتاژ توان پایین بدست آید.

این روش تست مزایایی از جمله شکل موج ولتاژ بهینه و حداقل آسیب به نمونه ها را نشان می دهد که آن را به طور گسترده در راه اندازی ترانسفورماتور و آزمایش های پیشگیرانه قابل استفاده می کند. با اعمال ولتاژی چندین برابر بیشتر از ولتاژ نامی در سمت ولتاژ پایین، القای الکترومغناطیسی ترانسفورماتور ولتاژ آزمایشی را در سیم پیچ ولتاژ بالا تولید می‌کند و در نتیجه قدرت الکتریکی عایق اصلی (مثلاً بین{5} سیم‌پیچ‌ها و سیم‌پیچ‌ها{7} طولی و سیم‌پیچ‌های زمینی{7}) را ارزیابی می‌کند. عایق (به عنوان مثال، چرخش{10}}به-چرخش و لایه-به{13}}عایق بندی لایه). برای ترانسفورماتورهای بزرگ و سایر تجهیزات ولتاژ بالا و ظرفیت بالا، آزمایش‌های ولتاژ تحمل فرکانس توان معمولی به ظرفیت تجهیزات عظیمی نیاز دارد که چالش‌هایی را برای اجرای میدانی ایجاد می‌کند. تست رزونانس سری از اصول تشدید برای دستیابی به شرایط رزونانس از طریق تنظیم فرکانس استفاده می‌کند و امکان تولید ولتاژ تست مورد نیاز در ولتاژهای منبع تغذیه پایین‌تر را فراهم می‌کند. این امر به طور قابل توجهی الزامات ظرفیت تجهیزات را کاهش می دهد و در عین حال امکان سنجی آزمایش و اثربخشی هزینه{19} را بهبود می بخشد. در مدار تشدید سری، اگر یک نمونه در طول تشدید فلاش اوور یا خرابی را تجربه کند، شرایط تشدید بلافاصله از بین می رود و باعث فروپاشی سریع ولتاژ و خاموش شدن قوس می شود. این از آسیب بیشتر ناشی از اضافه ولتاژ جلوگیری می کند و خطرات ایمنی اپراتور را کاهش می دهد. علاوه بر این، شکل موج ولتاژ بهینه شده تاثیر تجهیزات را به حداقل می رساند. برای ترانسفورماتورهایی با عایق درجه بندی شده در نقطه خنثی، جایی که سطوح عایق پایین مانع از آزمایش ولتاژ مقاومت AC با ولتاژ بالا- خارجی می شود، آزمایش ولتاژ مقاومت القایی تشدید سری تنها روش موثر برای ارزیابی عایق اصلی و طولی باقی می ماند.