Prova d'impuls del transformador

Aprenentatge clau:
● Prova d'impuls del transformador Definició:Una prova d'impuls d'un transformador comprova la seva capacitat de suportar impulsos d'alta tensió, assegurant-se que el seu aïllament pot suportar pics sobtats de tensió.
●Prova d'impuls del llamp:Aquesta prova utilitza voltatges naturals semblants als llamps per avaluar l'aïllament del transformador, identificant les debilitats que podrien causar fallades.
●Prova d'impuls de commutació:Aquesta prova simula pics de tensió de les operacions de commutació a la xarxa, que també poden estresar l'aïllament del transformador.
●Generador d'impulsos:Un generador d'impulsos, basat en el circuit de Marx, crea impulsos d'alta tensió carregant condensadors en paral·lel i descarregant-los en sèrie.
● Prova de rendiment:El procediment de prova consisteix a aplicar impulsos de llamp estàndard i registrar formes d'ona de voltatge i corrent per identificar qualsevol fallada d'aïllament.
La il·luminació és un fenomen comú alínies de transmissióper la seva alçada. Aquest cop de llamp a la líniaconductorprovoca una tensió d'impuls. L'equip terminal de la línia de transmissió com aratransformador de potènciallavors experimenta aquestes tensions d'impuls del llamp. De nou, durant tot tipus d'operacions de commutació en línia al sistema, es produiran impulsos de commutació a la xarxa. La magnitud dels impulsos de commutació pot ser aproximadament 3,5 vegades la tensió del sistema.
L'aïllament és crucial per als transformadors, ja que qualsevol debilitat pot provocar una fallada. Per comprovar la seva eficàcia, els transformadors se sotmeten a proves dielèctriques. Tanmateix, la prova de resistència a la freqüència de potència no és suficient per mostrar la rigidesa dielèctrica. És per això que es realitzen proves d'impuls, incloent proves d'impuls de llamps i de commutació
Impuls llamp
L'impuls del llamp és un fenomen natural pur. Per tant, és molt difícil predir la forma d'ona real d'una pertorbació d'un llamp. A partir de les dades recopilades sobre el llamp natural, es pot concloure que la pertorbació del sistema a causa del cop de llamp natural es pot representar per tres formes d'ona bàsiques.
●Ona completa
●Ona picada i
●Front d'ona
Tot i que la pertorbació real de l'impuls del llamp pot no tenir exactament aquestes tres formes, però definint aquestes ones es pot establir una força dielèctrica d'impuls mínima d'un transformador.
Si un llamp viatja per la línia de transmissió abans d'arribar altransformador, la seva forma d'ona pot convertir-se en una ona completa. Si es produeix un flash-over en algunaïllantdesprés del pic de l'ona, es pot convertir en una ona picada.
Si el cop de llamp colpeja directament els terminals del transformador, l'impulstensiós'eleva ràpidament fins que s'alleuja amb un llampec. En l'instant del flash-over, la tensió col·lapsa de sobte i pot formar la part frontal de la forma d'ona.
L'efecte d'aquestes formes d'ona sobre l'aïllament del transformador pot ser diferent entre si. No anem aquí amb una discussió detallada de quin tipus de formes d'ona de tensió d'impuls provoca quin tipus de fallada al transformador. Però sigui quina sigui la forma de l'ona de tensió pertorbada del llamp, totes elles poden provocar una fallada d'aïllament al transformador. Així queprova d'impuls d'il·luminació del transformadorés una de les proves de tipus més importants del transformador.

Impuls de commutació
A través d'estudis i observacions revelen que la tensió de commutació o l'impuls de commutació pot tenir un temps frontal de diversos centenars de microsegons i aquesta tensió es pot esmorteir periòdicament. L'IEC – 600060 ha adoptat per a la seva prova d'impuls de commutació, una ona llarga amb un temps frontal de 250 μs i un temps a la meitat del valor de 2500 μs amb toleràncies.
L'objectiu de la prova de tensió d'impuls és assegurar que eltransformadorl'aïllament suporta la sobretensió del llamp que es pot produir en servei.

El disseny del generador d'impulsos es basa en el circuit de Marx. El diagrama bàsic del circuit es mostra a la figura anterior. L'impulscondensadorsCs (12 condensadors de 750 ηF) es carreguen en paral·lel a través de la càrregaresistènciesRc (28 kΩ) (tensió de càrrega màxima permesa 200 kV). Quan la tensió de càrrega ha assolit el valor requerit, la ruptura de l'espurna F1 s'inicia mitjançant un pols d'activació extern. Quan la F1 es trenca, augmenta el potencial de l'etapa següent (punts B i C). Com que les resistències en sèrie Rs tenen un valor baix ohmic en comparació amb les resistències de descàrrega Rb (4,5 kΩ) i la resistència de càrrega Rc, i com que la resistència de descàrrega de baix nivell ohmic Ra està separada del circuit per l'espurna auxiliar Fal. , la diferència de potencial a través de l'espurna F2 augmenta considerablement i s'inicia la ruptura de F2.
Així, les espurnes es fan trencar en seqüència. En conseqüència, els condensadors es descarreguen en connexió en sèrie. Les resistències de descàrrega alta ohmica Rb estan dimensionades per a impulsos de commutació i les resistències de baixa ohmia Ra per a impulsos de llamp. Les resistències Ra es connecten en paral·lel amb les resistències Rb, quan es trenquen les espurnes auxiliars, amb un retard de temps d'uns centenars de nanosegons.
Aquesta disposició garanteix que el generador funcioni correctament.
La forma d'ona i el valor màxim de la tensió d'impuls es mesuren mitjançant un sistema d'anàlisi d'impulsos (DIAS 733) connectat a ladivisor de tensió. La tensió requerida s'obté seleccionant un nombre adequat d'etapes connectades en sèrie i ajustant la tensió de càrrega. Per obtenir l'energia de descàrrega necessària es poden utilitzar connexions paral·leles o sèrie-paral·leles del generador. En aquests casos alguns dels condensadors es connecten en paral·lel durant la descàrrega.
La forma d'impuls requerida s'obté mitjançant la selecció adequada de la sèrie i les resistències de descàrrega del generador.
El temps frontal es pot calcular aproximadament a partir de l'equació:
Per a R1 >> R2 i Cg >> C (15.1)
Tt = .RC123
i la meitat del temps a la meitat del valor de l'equació
T ≈ 0,7.RC
A la pràctica, el circuit de prova es dimensiona segons l'experiència.

Realització de la prova d'impuls
La prova es realitza amb impulsos de llamp estàndard de polaritat negativa. El temps frontal (T1) i el temps fins a la meitat del valor (T2) es defineixen d'acord amb la norma.
Impuls de llamp estàndard
Temps frontal T1 = 1,2 μs ± 30%
Temps fins a la meitat del valor T2 = 50 μs ± 20%

A la pràctica, la forma de l'impuls pot desviar-se de l'impuls estàndard en provar bobinats de baixa tensió d'alta potència nominal i bobinats d'alta capacitat d'entrada. La prova d'impuls es realitza amb tensions de polaritat negativa per evitar flaix erràtic en l'aïllament extern i el circuit de prova. Els ajustos de la forma d'ona són necessaris per a la majoria d'objectes de prova. L'experiència adquirida amb els resultats de proves en unitats similars o un eventual càlcul previ pot donar una orientació per seleccionar components per al circuit de conformació d'ones.
La seqüència de prova consisteix en un impuls de referència (RW) al 75% de l'amplitud total seguit del nombre especificat d'aplicacions de tensió a l'amplitud total (FW) (segons IEC 60076-3 tres impulsos complets). Els equips de tensió iactualL'enregistrament del senyal consta d'un gravador digital de transitoris, un monitor, un ordinador, un traçador i una impressora. Els enregistraments als dos nivells es poden comparar directament per a la indicació d'error. Per als transformadors de regulació es prova una fase amb el canviador de preses sota càrrega ajustat per a la nominaltensiói les altres dues fases es posen a prova en cadascuna de les posicions extremes.

Connexió de la prova d'impuls
Totes les proves dielèctriques comproven el nivell d'aïllament de l'obra. El generador d'impuls s'utilitza per produir l'especificattensióona d'impuls d'ona d'1,2/50 microsegons. Un impuls d'un reduïttensióentre el 50 i el 75% de la tensió de prova completa i els tres impulsos posteriors a la tensió completa.

Per atransformador trifàsic, l'impuls es porta a terme en les tres fases seguides.
La tensió s'aplica a cadascun dels terminals de línia en successió, mantenint els altres terminals connectats a terra.
Les formes d'ona de corrent i tensió es registren a l'oscil·loscopi i qualsevol distorsió en la forma d'ona és el criteri de fallada.