Kluczowe wnioski:
●Test impulsowy definicji transformatora:Test impulsowy transformatora sprawdza jego zdolność do wytrzymywania impulsów wysokiego napięcia, zapewniając, że jego izolacja wytrzyma nagłe skoki napięcia.
●Test impulsu piorunowego:Test ten wykorzystuje naturalne napięcia przypominające błyskawicę do oceny izolacji transformatora i identyfikowania słabych punktów, które mogą spowodować awarię.
●Test impulsu przełączającego:Test ten symuluje skoki napięcia wynikające z operacji przełączania w sieci, które mogą również powodować obciążenie izolacji transformatora.
●Generator impulsów:Generator impulsów oparty na obwodzie Marxa wytwarza impulsy wysokiego napięcia poprzez równoległe ładowanie kondensatorów i rozładowywanie ich szeregowo.
●Testowanie wydajności:Procedura testowa polega na zastosowaniu standardowych impulsów piorunowych oraz rejestracji przebiegów napięcia i prądu w celu wykrycia ewentualnych uszkodzeń izolacji.
Oświetlenie jest zjawiskiem powszechnym wlinie przesyłoweze względu na ich wysoki wzrost. To uderzenie pioruna w liniędyrygentpowoduje napięcie impulsowe. Urządzenia końcowe linii przesyłowej, takie jaktransformator mocynastępnie doświadcza tego napięcia impulsowego pioruna. Ponownie, podczas wszelkiego rodzaju operacji przełączania online w systemie, w sieci będą pojawiać się impulsy przełączające. Wielkość impulsów przełączających może być około 3,5 razy większa od napięcia systemu.
Izolacja ma kluczowe znaczenie dla transformatorów, ponieważ każda słabość może spowodować awarię. Aby sprawdzić jego skuteczność, transformatory poddawane są testom dielektrycznym. Jednak test wytrzymywania częstotliwości sieciowej nie wystarczy, aby wykazać wytrzymałość dielektryczną. Dlatego wykonuje się badania impulsowe, w tym badania udarowe piorunowe i impulsowe przełączające
Impuls Błyskawicy
Impuls piorunowy jest zjawiskiem czysto naturalnym. Dlatego bardzo trudno jest przewidzieć rzeczywisty kształt fali zakłócenia piorunowego. Na podstawie zebranych danych dotyczących wyładowań naturalnych można stwierdzić, że zakłócenia w systemie spowodowane naturalnym uderzeniem pioruna można przedstawić za pomocą trzech podstawowych kształtów fal.
●Pełna fala
●Posiekana fala i
●Przednia fala
Chociaż rzeczywiste zaburzenie impulsu piorunowego może nie mieć dokładnie tych trzech kształtów, ale definiując te fale, można ustalić minimalną wytrzymałość dielektryczną impulsu transformatora.
Jeśli piorun przemieszcza się wzdłuż linii przesyłowej przed dotarciem dotransformator, jego kształt fali może stać się falą pełną. Jeśli w którymkolwiek momencie nastąpi przeskokizolatorpo osiągnięciu szczytu fali może stać się falą posiekaną.
Jeśli piorun uderza bezpośrednio w zaciski transformatora, impulswoltażwznosi się szybko, aż do ustąpienia rozgorzenia. W momencie rozbłysku napięcie nagle spada i może uformować przód fali.
Wpływ tych przebiegów na izolację transformatora może być różny. Nie będziemy tutaj szczegółowo omawiać, jaki rodzaj przebiegów napięcia impulsowego powoduje jaki rodzaj awarii w transformatorze. Jednak niezależnie od kształtu fali napięcia wywołanego wyładowaniami atmosferycznymi, wszystkie z nich mogą spowodować uszkodzenie izolacji w transformatorze. WięcTest impulsu świetlnego transformatorajest jednym z najważniejszych testów typu transformatora.
Impuls przełączający
Z badań i obserwacji wynika, że napięcie przełączeniowe lub impuls przełączający może mieć czas czołowy rzędu kilkuset mikrosekund i napięcie to może być okresowo tłumione. W normie IEC – 600060 przyjęto do testu impulsu przełączającego falę długą o czasie czoła 250 μs i czasie do połowy wartości 2500 μs z tolerancjami.
Celem testu napięcia impulsowego jest zapewnienie, żetransformatorizolacja wytrzymuje przepięcia piorunowe, które mogą wystąpić podczas pracy.
Konstrukcja generatora impulsów oparta jest na obwodzie Marksa. Podstawowy schemat obwodu pokazano na rysunku powyżej. ImpulskondensatoryCs (12 kondensatorów po 750 ηF) ładuje się równolegle podczas ładowaniarezystoryRc (28 kΩ) (najwyższe dopuszczalne napięcie ładowania 200 kV). Gdy napięcie ładowania osiągnie wymaganą wartość, przebicie iskiernika F1 inicjowane jest zewnętrznym impulsem wyzwalającym. Kiedy F1 ulegnie awarii, potencjał kolejnego etapu (punkt B i C) wzrasta. Ponieważ rezystory szeregowe Rs mają niską wartość rezystancji w porównaniu z rezystorami rozładowującymi Rb (4,5 kΩ) i rezystorem ładującym Rc oraz ponieważ niskoomowy rezystor rozładowujący Ra jest oddzielony od obwodu pomocniczym iskiernikiem Fal , różnica potencjałów w iskierniku F2 znacznie wzrasta i inicjowane jest przebicie F2.
W ten sposób iskierniki ulegają rozpadowi sekwencyjnie. W rezultacie kondensatory są rozładowywane w połączeniu szeregowym. Wysokoomowe rezystory rozładowcze Rb są przystosowane do impulsów przełączających, a niskoomowe rezystory Ra do impulsów piorunowych. Rezystory Ra są połączone równolegle z rezystorami Rb w przypadku przebicia iskierników pomocniczych, z opóźnieniem czasowym wynoszącym kilkaset nanosekund.
Takie ustawienie zapewnia prawidłowe działanie generatora.
Kształt fali i wartość szczytowa napięcia impulsowego mierzone są za pomocą systemu analizy impulsów (DIAS 733), który jest podłączony dodzielnik napięcia. Wymagane napięcie uzyskuje się poprzez dobór odpowiedniej liczby połączonych szeregowo stopni i dostosowanie napięcia ładowania. W celu uzyskania niezbędnej energii wyładowania można zastosować połączenie równoległe lub szeregowo-równoległe generatora. W takich przypadkach część kondensatorów jest połączona równolegle podczas rozładowywania.
Wymagany kształt impulsu uzyskuje się poprzez odpowiedni dobór rezystorów szeregowych i rozładowczych generatora.
Czas frontu można w przybliżeniu obliczyć z równania:
Dla R1 >> R2 i Cg >> C (15.1)
Tt = .RC123
oraz połowę czasu do połowy wartości z równania
T ≈ 0,7.RC
W praktyce obwód testowy jest wymiarowany w zależności od doświadczenia.
Wykonanie testu impulsowego
Test przeprowadza się standardowymi impulsami piorunowymi o ujemnej polaryzacji. Czas czołowy (T1) i czas do połowy wartości (T2) są określone zgodnie z normą.
Standardowy impuls piorunowy
Czas czołowy T1 = 1,2 μs ± 30%
Czas do połowy wartości T2 = 50 μs ± 20%
W praktyce kształt impulsu może odbiegać od impulsu standardowego przy badaniu uzwojeń niskiego napięcia o dużej mocy znamionowej i uzwojeń o dużej pojemności wejściowej. Test impulsowy przeprowadza się przy napięciu o ujemnej polaryzacji, aby uniknąć nieregularnych przeskoków w zewnętrznej izolacji i obwodzie testowym. W przypadku większości obiektów testowych konieczne jest dostosowanie kształtu fali. Doświadczenie zdobyte na podstawie wyników testów podobnych jednostek lub ewentualnych obliczeń wstępnych może dać wskazówki dotyczące wyboru komponentów obwodu kształtującego falę.
Sekwencja testowa składa się z jednego impulsu odniesienia (RW) o 75% pełnej amplitudy, po którym następuje określona liczba przyłożeń napięcia o pełnej amplitudzie (FW) (zgodnie z IEC 60076-3 trzy pełne impulsy). Sprzęt do napięcia iaktualnyRejestracja sygnału składa się z cyfrowego rejestratora stanów przejściowych, monitora, komputera, plotera i drukarki. Zapisy na obu poziomach można bezpośrednio porównać w celu wskazania awarii. W przypadku transformatorów regulacyjnych jedna faza jest testowana za pomocą przełącznika zaczepów pod obciążeniem ustawionego na wartość znamionowąwoltaża dwie pozostałe fazy są testowane w każdym z skrajnych położeń.
Podłączenie testu impulsowego
Wszystkie testy dielektryczne sprawdzają poziom izolacji pracy. Generator impulsów służy do wytwarzania określonegowoltażfala impulsowa o długości fali 1,2/50 mikrosekund. Jeden impuls zredukowanywoltażod 50 do 75% pełnego napięcia testowego i kolejne trzy impulsy przy pełnym napięciu.
Dlatransformator trójfazowy, impuls jest realizowany kolejno na wszystkich trzech fazach.
Napięcie jest przykładane kolejno do każdego zacisku linii, utrzymując pozostałe zaciski w stanie uziemienia.
Kształty fal prądu i napięcia są rejestrowane na oscyloskopie, a wszelkie zniekształcenia kształtu fali stanowią kryterium awarii.
Czas publikacji: 16 grudnia 2024 r