Из каждого элемента на высоковольтной-подстанциисиловой трансформаторявляется самым дорогим в замене и наиболее уязвимым для грозовых и коммутационных перенапряжений. Вот почему испытание грозовым импульсом является одним из наиболее тщательно изучаемых типовых испытаний любого трансформатора - и почему его неправильная проверка означает либо неудачную поставку, либо отказ возбуждения через несколько месяцев после ввода в эксплуатацию.
В этом руководстве объясняется, что на самом деле делает испытание грозовым импульсом внутри трансформатора, почему требуются как полная, так и прерывистая волна, как считывать захваченные сигналы и как правильно подобрать размер генератора импульсов.
1. Зачем трансформаторам нужны импульсные испытания
Обмотка трансформатора при проверке промышленной-частоты выглядит как простая катушка. Однако при быстром грозовом перенапряжении распределенная емкость между витками, между секциями, а также между обмоткой и сердечником становится доминирующей в цепи. Напряжение распределяется не-нелинейно вдоль обмотки, и на первых нескольких витках может наблюдаться непропорциональная доля скачков напряжения.
Вот почему трансформатор, прошедший 5-минутное испытание на устойчивость к промышленной частоте, все равно может выйти из строя при первом же ударе молнии в эксплуатации. Импульсное испытание воспроизводит скачок напряжения на заводе и выявляет слабую изоляцию витков, плохо закрепленные выводы и плохую геометрию обмотки перед отправкой устройства.
ПерМЭК 60076-4(или GB 1094.4 в Китае), каждая новая конструкция трансформатора должна пройти испытания типа грозового импульса.
2. Два импульсных испытания, с которыми сталкивается каждый трансформатор
2.1 Полноволновой-импульс молнии (1,2/50 мкс)
Применяет полную волну 1,2/50 мкс вплоть до номинала BIL.
Тестыосновная изоляция: обмотка-к-земле, обмотка-к-обмотке, провод-к-баку.
Волна естественным образом затухает за счет собственной емкости трансформатора.
Типичная последовательность: 3 выстрела при 50–75 % номинального напряжения (эталонные импульсы), затем 3 выстрела при 100 % BIL.
2.2 Прерванный-волновой импульс (2–6 мкс)
Разрыв срабатывает через 2–6 мкс, резко прекращая волну.
Внезапный коллапс приводит к появлению высокочастотных-компонентов, которые распространяются по обмотке и создают напряжение.меж-поворотная и меж-изоляция секций- изоляция между соседними витками и между секциями обмотки.
Это тест, который выявляет дефекты обмотки слабой-катушки, которые не выявляются при полной волне.
Для получения достоверного отчета стандартное отклонение времени измельчения должно оставаться ниже ±0,2 мкс.
Трансформатор, прошедший только полноволновое-тестирование, не является полноценным-испытанием типа.
3. Как считывать форму импульса трансформатора
Когда вы накладываете три 100%-снимка на рекордер, вы ищетеповторяемость, а не просто красивая форма волны.
Все три трассы должны почти идеально перекрываться.на передней кромке и по всему хвосту.
Новое колебание, сдвинутый пик или внезапное падение хвоста на одном из последующих кадров обычно указывает навыход из строя обмотки- виток-на-замыкание, которое изменяет резонансное поведение обмотки.
Моменты прерывания трех импульсов прерываемой-волны должны плотно группироваться в пределах 2–6 мкс.
Пиковая амплитуда должна находиться в пределах ±3% от номинального значения BIL.
В ходе типового-тестирования оператор также следит за:
Flashoverмежду втулками или переключателями ответвлений - форма сигнала рано разрушается.
Вертолет предварительно-сгорает или не-сгорает- время прерывания-из-диапазона делает выстрел недействительным.
Падение напряжения в середине-конца- часто происходит частичная межвитковая поломка, которая не полностью проходит по дуге.
4. Выбор генератора импульсов для тестирования трансформаторов
Емкость трансформатора здесь является скрытой движущей силой. Небольшой распределительный трансформатор (несколько сотен кВА) для генератора импульсов выглядит как несколько сотен пикофарад; Силовой трансформатор на 220 кВ выглядит как несколько нанофарад.
Используйте это практическое правило:
| Класс трансформатора | Типичная емкость | Минимальный генератор |
|---|---|---|
| 10 кВ / несколько сотен кВА | 200–500 пФ | 200 кВ/10 кДж |
| Распределение 35 кВ, несколько МВА | 500–2000 пФ | 400 кВ/30 кДж |
| 35 кВ для тяжелых-режимов, 10+ МВА | 2000–4000 пФ | 400 кВ/60 кДж |
| Силовые трансформаторы 110–220 кВ | 4000 пФ и выше | 800–1200 кВ / 60–120 кДж |
Класс 400 кВ / 30 кВ обеспечивает использование напряжения более или равное 90 % при нагрузке до 2 000 пФ и более или равное 85 % до 4 000 пФ -, что и является оптимальной точкой распределения-трансформатора.
На заводе по производству распределительных трансформаторов, проводящем плановые импульсные испытания,МОЭОРВ-РГС43 400 кВ / 30 кВсо встроенным-измельчающим устройством является стандартной конфигурацией.
Для производителей силовых трансформаторов сверхвысокого напряжения1200 кВ / 120 кДж типичная-тестовая система — типичная отправная точка.
5. Почему измельчающее устройство не-не подлежит обсуждению при работе с трансформатором
Многие бюджетные генераторы импульсов поставляются без прерывающего устройства, и клиенты слишком поздно узнают, что их отчет о типовых испытаниях-неполный.
Испытание импульсного типа трансформатора согласно IEC 60076-4 требует:
три полных-волновых выстрела при 100 % BIL и
три рубленых-волновых выстрела со 100 % BIL.
Без устройства прерывания-класса с несколькими-разрывами 300 кВ вы не сможете выполнить участок обрезанной-волны испытания - и не сможете выдать полный сертификат типа-испытаний. WGJ43 в стандартной комплектации поставляется со встроенным-электронным-устройством прерывания задержки на напряжение 300 кВ.
6. Распространенные неисправности импульсных испытаний трансформатора
Перекрытие на соединении втулки-с-баком- обычно проблема со сборкой или качеством изготовления, а не с дизайном.
Межвитковый пробой-на рубленой волне- слабая обмотка катушки, обычно обнаруживаемая путем наложения эталонного импульса на неудачный импульс.
Приведет-к-прорыву резервуара- недостаточный зазор внутри резервуара, который часто обнажается первым при съемке на полной-волне.
Перекрытие переключателя ответвлений- Геометрия переключателя ответвлений не рассчитана на быструю переднюю часть.
Чоппер осечка- обычно расстояние между шарами-смещается; моторизованная регулировка зазора на современном пульте управления исключает это.
7. Заключение
Испытание грозовым импульсом — самое суровое и наиболее показательное испытание, которому когда-либо подвергался силовой трансформатор. Овладейте тремя вещами:
Бегатьобаудары на полной-волне и рубленой-волне; ни то, ни другое не является обязательным.
Накладывайте следы и ищитеповторяемостьдля трех 100%-снимков.
Размер генератора поемкость трансформатора, не только по номинальному напряжению - система 30 кДж/400 кВ охватывает трансформаторы распределительного-класса до ~4000 пФ.
Запускает линию импульсного тестирования трансформатора?Сообщите нам свой самый большой рейтинг трансформатораи класс напряжения системы, и мы порекомендуем правильный генератор, прерывающее устройство и конфигурацию делителя.
