Proba de impulso do transformador

Aprendizaxes clave:
●Proba de impulso do transformador Definición:Unha proba de impulso dun transformador comproba a súa capacidade para soportar impulsos de alta tensión, garantindo que o seu illamento poida soportar picos repentinos de tensión.
●Proba de impulso lóstrego:Esta proba utiliza voltaxes naturais similares a un raio para avaliar o illamento do transformador, identificando as debilidades que poden causar fallos.
●Proba de impulso de conmutación:Esta proba simula picos de tensión das operacións de conmutación na rede, que tamén poden estresar o illamento do transformador.
●Xerador de impulsos:Un xerador de impulsos, baseado no circuíto de Marx, crea impulsos de alta tensión cargando condensadores en paralelo e descargándoos en serie.
● Proba de rendemento:O procedemento de proba implica aplicar impulsos de raios estándar e rexistrar formas de onda de tensión e corrente para identificar calquera fallo de illamento.
A iluminación é un fenómeno común enliñas de transmisiónpola súa altura. Este raio na liñacondutorprovoca tensión de impulso. Os equipos terminais da liña de transmisión comotransformador de potenciaentón experimenta estas tensións de impulso de raio. De novo durante todo tipo de operacións de conmutación en liña no sistema, produciranse impulsos de conmutación na rede. A magnitude dos impulsos de conmutación pode ser aproximadamente 3,5 veces a tensión do sistema.
O illamento é fundamental para os transformadores, xa que calquera debilidade pode provocar fallos. Para comprobar a súa eficacia, os transformadores son sometidos a probas dieléctricas. Non obstante, a proba de resistencia á frecuencia de potencia non é suficiente para mostrar a forza dieléctrica. É por iso que se realizan probas de impulso, incluíndo probas de impulso de raios e de conmutación
Impulso lóstrego
O impulso do raio é un fenómeno natural puro. Polo tanto, é moi difícil predicir a forma de onda real dunha perturbación dun raio. A partir dos datos recompilados sobre o raio natural, pódese concluír que a perturbación do sistema debida ao golpe natural do raio pode representarse mediante tres formas de onda básicas.
●Onda chea
●Onda picada e
●Fronte de onda
Aínda que a perturbación real do impulso do raio pode non ter exactamente estas tres formas, pero ao definir estas ondas pódese establecer unha forza dieléctrica de impulso mínima dun transformador.
Se un raio percorre a liña de transmisión antes de chegar aotransformador, a súa forma de onda pode converterse nunha onda completa. Se se produce un flash-over nalgúnillantedespois do pico da onda, pode converterse nunha onda cortada.
Se o raio golpea directamente os terminais do transformador, o impulsotensiónsobe rapidamente ata que é aliviado por un flash over. No instante do flash-over, a tensión colapsa de súpeto e pode formar a fronte da forma de onda.
O efecto destas formas de onda sobre o illamento do transformador pode ser diferente entre si. Non imos aquí en detalle sobre que tipo de formas de onda de tensión de impulso causan que tipo de falla no transformador. Pero calquera que sexa a forma da onda de tensión de perturbación do raio, todos eles poden causar fallas de illamento no transformador. Entónproba de impulso de iluminación do transformadoré unha das probas de tipo máis importantes de transformadores.

Impulso de conmutación
A través de estudos e observacións revelan que a tensión de conmutación ou o impulso de conmutación pode ter un tempo frontal de varios centos de microsegundos e esta tensión pode ser amortiguada periódicamente. O IEC – 600060 adoptou para a súa proba de impulso de conmutación, unha onda longa que ten un tempo de fronte de 250 μs e un tempo a medio valor 2500 μs con tolerancias.
O propósito da proba de tensión de impulso é garantir que otransformadorillamento soportar a sobretensión do raio que se pode producir en servizo.

O deseño do xerador de impulsos baséase no circuíto de Marx. O diagrama de circuíto básico móstrase na figura anterior. O impulsocapacitoresCs (12 capacitores de 750 ηF) cárganse en paralelo a través da cargaresistenciasRc (28 kΩ) (tensión de carga máxima admisible 200 kV). Cando a tensión de carga alcanzou o valor requirido, a ruptura da fenda de chispa F1 iníciase mediante un pulso de disparo externo. Cando a F1 rompe, o potencial da etapa seguinte (puntos B e C) aumenta. Debido a que as resistencias en serie Rs teñen un valor óhmico baixo en comparación coas resistencias de descarga Rb (4,5 kΩ) e a resistencia de carga Rc, e dado que a resistencia de descarga de baixa óhmica Ra está separada do circuíto polo gap auxiliar Fal. , a diferenza de potencial a través do fogón F2 aumenta considerablemente e iníciase a ruptura de F2.
Deste xeito, as faíscas fan que se rompan en secuencia. En consecuencia, os capacitores descárganse en conexión en serie. As resistencias de descarga de alta óhmica Rb están dimensionadas para impulsos de conmutación e as resistencias de baixa óhmica Ra para impulsos de raio. As resistencias Ra están conectadas en paralelo coas resistencias Rb, cando se rompen as faíscas auxiliares, cun retraso duns centos de nanosegundos.
Esta disposición garante que o xerador funcione correctamente.
A forma de onda e o valor de pico da tensión de impulso mídense mediante un sistema de análise de impulsos (DIAS 733) conectado ádivisor de voltaxe. A tensión necesaria obtense seleccionando un número adecuado de etapas conectadas en serie e axustando a tensión de carga. Para obter a enerxía de descarga necesaria pódense utilizar conexións en paralelo ou serie-paralelo do xerador. Nestes casos algúns dos capacitores conéctanse en paralelo durante a descarga.
A forma de impulso necesaria obtense mediante a selección adecuada da serie e das resistencias de descarga do xerador.
O tempo fronte pódese calcular aproximadamente a partir da ecuación:
Para R1 >> R2 e Cg >> C (15.1)
Tt = .RC123
e a metade do tempo a metade do valor da ecuación
T ≈ 0,7.RC
Na práctica, o circuíto de proba está dimensionado segundo a experiencia.

Realización da proba de impulso
A proba realízase con impulsos de raios estándar de polaridade negativa. O tempo fronte (T1) e o tempo ata o valor medio (T2) defínense de acordo coa norma.
Impulso de raio estándar
Tempo frontal T1 = 1,2 μs ± 30%
Tempo ata o valor medio T2 = 50 μs ± 20 %

Na práctica, a forma do impulso pode desviarse do impulso estándar ao probar enrolamentos de baixa tensión de alta potencia nominal e enrolamentos de alta capacidade de entrada. A proba de impulso realízase con tensións de polaridade negativa para evitar sobresaltos erráticos no illamento externo e no circuíto de proba. Os axustes da forma de onda son necesarios para a maioría dos obxectos de proba. A experiencia adquirida a partir dos resultados de probas en unidades similares ou dun eventual cálculo previo pode dar orientación para seleccionar compoñentes para o circuíto de conformación de ondas.
A secuencia de proba consiste nun impulso de referencia (RW) ao 75 % da amplitude total seguido do número especificado de aplicacións de tensión a amplitude total (FW) (segundo a IEC 60076-3 tres impulsos completos). Os equipos para tensión eactualA gravación do sinal consiste en gravadora dixital de transitorios, monitor, ordenador, plotter e impresora. As gravacións nos dous niveis pódense comparar directamente para indicar fallos. Para os transformadores de regulación compróbase unha fase co cambiador de tomas en carga configurado para o valor nominaltensióne as outras dúas fases son probadas en cada unha das posicións extremas.

Conexión da proba de impulso
Todas as probas dieléctricas verifican o nivel de illamento do traballo. O xerador de impulsos úsase para producir o especificadotensiónonda de impulso de onda de 1,2/50 micro segundos. Un impulso dun reducidotensiónentre o 50 e o 75 % da tensión de proba completa e os tres impulsos posteriores a plena tensión.

Para atransformador trifásico, o impulso realízase nas tres fases sucesivamente.
A tensión aplícase en cada un dos terminales de liña sucesivamente, mantendo os demais terminais conectados a terra.
As formas de onda de corrente e tensión rexístranse no osciloscopio e calquera distorsión na forma da onda é o criterio de falla.