Test d'impulsion du transformateur

Apprentissages clés :
●Test d'impulsion de la définition du transformateur :Un test d'impulsion d'un transformateur vérifie sa capacité à résister aux impulsions à haute tension, garantissant ainsi que son isolation peut gérer des pics de tension soudains.
●Test d'impulsion de foudre :Ce test utilise des tensions naturelles semblables à celles de la foudre pour évaluer l'isolation du transformateur et identifier les faiblesses susceptibles de provoquer une défaillance.
●Test d'impulsion de commutation :Ce test simule les pointes de tension dues aux opérations de commutation dans le réseau, qui peuvent également mettre à rude épreuve l'isolation des transformateurs.
●Générateur d'impulsions :Un générateur d'impulsions, basé sur le circuit de Marx, crée des impulsions haute tension en chargeant des condensateurs en parallèle et en les déchargeant en série.
● Performances des tests :La procédure de test consiste à appliquer des impulsions de foudre standard et à enregistrer les formes d'onde de tension et de courant pour identifier tout défaut d'isolation.
L'éclairage est un phénomène courant danslignes de transmissionen raison de leur grande taille. Ce coup de foudre sur la ligneconducteurprovoque une tension de choc. L'équipement terminal de la ligne de transmission tel quetransformateur de puissancesubit ensuite ces tensions de choc de foudre. Encore une fois, lors de tout type d'opération de commutation en ligne dans le système, des impulsions de commutation se produiront dans le réseau. L'amplitude des impulsions de commutation peut être environ 3,5 fois supérieure à la tension du système.
L'isolation est cruciale pour les transformateurs, car toute faiblesse peut entraîner une panne. Pour vérifier son efficacité, les transformateurs subissent des tests diélectriques. Cependant, le test de tenue à la fréquence industrielle ne suffit pas à démontrer la rigidité diélectrique. C'est pourquoi des tests d'impulsion, y compris des tests d'impulsion de foudre et de commutation, sont effectués
Impulsion de foudre
L’impulsion de foudre est un phénomène purement naturel. Il est donc très difficile de prédire la forme réelle d’une onde de foudre. À partir des données compilées sur la foudre naturelle, on peut conclure que la perturbation du système due à la foudre naturelle peut être représentée par trois formes d'onde de base.
●Pleine vague
●Vague hachée et
●Front de vague
Bien que la perturbation réelle due aux impulsions de foudre puisse ne pas avoir exactement ces trois formes, en définissant ces ondes, on peut établir une rigidité diélectrique minimale aux impulsions d'un transformateur.
Si une perturbation de foudre se propage le long de la ligne de transmission avant d'atteindre letransformateur, sa forme d'onde peut devenir une onde complète. Si un flash-over se produit à un moment donnéisolantaprès le pic de la vague, elle peut devenir une vague hachée.
Si le coup de foudre frappe directement les bornes du transformateur, l'impulsiontensionaugmente rapidement jusqu'à ce qu'il soit soulagé par un éclair. Au moment de l'éclair, la tension s'effondre soudainement et peut former un front de forme d'onde.
L'effet de ces formes d'onde sur l'isolation du transformateur peut être différent les uns des autres. Nous n'allons pas ici discuter en détail du type de forme d'onde de tension de choc qui provoque quel type de défaillance dans le transformateur. Mais quelle que soit la forme de l’onde de tension perturbatrice de foudre, elles peuvent toutes provoquer une défaillance d’isolation dans le transformateur. Donctest d'impulsion d'éclairage du transformateurest l’un des tests de type de transformateur les plus importants.

Impulsion de commutation
Des études et des observations révèlent que la tension de commutation ou l'impulsion de commutation peut avoir un temps de front de plusieurs centaines de microsecondes et que cette tension peut être périodiquement amortie. La norme CEI – 600060 a adopté pour son test d'impulsion de commutation une onde longue ayant un temps de front de 250 μs et un temps jusqu'à la moitié de la valeur de 2 500 μs avec des tolérances.
Le but du test de tension de choc est de garantir que letransformateurl'isolation résiste aux surtensions de foudre pouvant survenir en service.

La conception du générateur d'impulsions est basée sur le circuit de Marx. Le schéma de circuit de base est présenté sur la figure ci-dessus. L'impulsioncondensateursLes Cs (12 condensateurs de 750 ηF) sont chargés en parallèle via le système de chargerésistancesRc (28 kΩ) (tension de charge maximale autorisée 200 kV). Lorsque la tension de charge a atteint la valeur requise, le claquage de l'éclateur F1 est déclenché par une impulsion de déclenchement externe. Lorsque F1 tombe en panne, le potentiel de l'étage suivant (points B et C) augmente. Parce que les résistances série Rs sont de faible valeur ohmique par rapport aux résistances de décharge Rb (4,5 kΩ) et à la résistance de charge Rc, et que la résistance de décharge faible ohmique Ra est séparée du circuit par l'éclateur auxiliaire Fal , la différence de potentiel aux bornes de l'éclateur F2 augmente considérablement et le claquage de F2 s'amorce.
Ainsi, les éclateurs sont amenés à se briser en séquence. Par conséquent, les condensateurs sont déchargés en connexion série. Les résistances de décharge à haute valeur ohmique Rb sont dimensionnées pour les impulsions de commutation et les résistances à faible valeur ohmique Ra pour les impulsions de foudre. Les résistances Ra sont connectées en parallèle avec les résistances Rb, lorsque les éclateurs auxiliaires claquent, avec une temporisation de quelques centaines de nanosecondes.
Cette disposition garantit le bon fonctionnement du générateur.
La forme d'onde et la valeur maximale de la tension de choc sont mesurées au moyen d'un système d'analyse d'impulsions (DIAS 733) connecté audiviseur de tension. La tension requise est obtenue en sélectionnant un nombre approprié d'étages connectés en série et en ajustant la tension de charge. Afin d'obtenir l'énergie de décharge nécessaire, des connexions parallèles ou série-parallèles du générateur peuvent être utilisées. Dans ces cas, certains condensateurs sont connectés en parallèle pendant la décharge.
La forme d'impulsion requise est obtenue par une sélection appropriée des résistances série et de décharge du générateur.
Le temps de front peut être calculé approximativement à partir de l'équation :
Pour R1 >> R2 et Cg >> C (15.1)
Tt = .RC123
et la moitié du temps à la moitié de la valeur de l'équation
T ≈ 0,7.RC
En pratique, le circuit de test est dimensionné en fonction de l'expérience.

Performance du test d'impulsion
Le test est réalisé avec des coups de foudre standards de polarité négative. Le temps de front (T1) et le temps jusqu'à mi-valeur (T2) sont définis conformément à la norme.
Impulsion de foudre standard
Temps de front T1 = 1,2 μs ± 30%
Temps jusqu'à la demi-valeur T2 = 50 μs ± 20 %

En pratique, la forme de l'impulsion peut s'écarter de l'impulsion standard lors du test d'enroulements basse tension de puissance nominale élevée et d'enroulements de capacité d'entrée élevée. Le test d'impulsion est effectué avec des tensions de polarité négative pour éviter les éclairs erratiques dans l'isolation externe et le circuit de test. Des ajustements de forme d'onde sont nécessaires pour la plupart des objets de test. L'expérience acquise à partir des résultats de tests sur des unités similaires ou d'un éventuel pré-calcul peut donner des indications pour la sélection des composants pour le circuit de mise en forme d'onde.
La séquence de test consiste en une impulsion de référence (RW) à 75 % de la pleine amplitude suivie du nombre spécifié d'applications de tension à pleine amplitude (FW) (selon la norme CEI 60076-3, trois impulsions complètes). L'équipement pour la tension etactuell'enregistrement du signal comprend un enregistreur numérique de transitoires, un moniteur, un ordinateur, un traceur et une imprimante. Les enregistrements aux deux niveaux peuvent être comparés directement pour une indication de défaillance. Pour réguler les transformateurs, une phase est testée avec le changeur de prises en charge réglé pour la valeur nominale.tensionet les deux autres phases sont testées dans chacune des positions extrêmes.

Connexion du test d'impulsion
Tous les tests diélectriques vérifient le niveau d'isolation du travail. Le générateur d'impulsions est utilisé pour produire letensiononde d'impulsion de 1,2/50 micro secondes. Une impulsion d'un réduittensionentre 50 et 75 % de la pleine tension d'essai et trois impulsions ultérieures à pleine tension.

Pour untransformateur triphasé, l'impulsion est effectuée successivement sur les trois phases.
La tension est appliquée successivement sur chacune des bornes de ligne, gardant les autres bornes à la terre.
Les formes d'onde de courant et de tension sont enregistrées sur l'oscilloscope et toute distorsion de la forme d'onde constitue le critère de défaillance.