Ключевые выводы:
●Импульсное испытание трансформатора: Определение:Импульсное испытание трансформатора проверяет его способность выдерживать импульсы высокого напряжения, гарантируя, что его изоляция выдержит внезапные скачки напряжения.
● Испытание на грозовой импульс:В этом тесте используются естественные напряжения, подобные молниям, для оценки изоляции трансформатора и выявления слабых мест, которые могут привести к выходу из строя.
● Тест импульсного переключения:Этот тест имитирует скачки напряжения в результате коммутационных операций в сети, которые также могут вызвать нагрузку на изоляцию трансформатора.
● Генератор импульсов:Генератор импульсов, основанный на схеме Маркса, создает импульсы высокого напряжения, заряжая конденсаторы параллельно и разряжая их последовательно.
●Тестирование производительности:Процедура испытания включает в себя подачу стандартных грозовых импульсов и запись сигналов напряжения и тока для выявления любых повреждений изоляции.
Освещение – обычное явление влинии электропередачииз-за их высокого роста. Этот удар молнии на линиидирижервызывает импульсное напряжение. Терминальное оборудование линии передачи, такое каксиловой трансформаторзатем испытывает это грозовое импульсное напряжение. Опять же, во время всех видов онлайн-переключений в системе в сети будут возникать импульсы переключения. Величина переключающих импульсов может примерно в 3,5 раза превышать напряжение системы.
Изоляция имеет решающее значение для трансформаторов, поскольку любая слабость может привести к выходу из строя. Для проверки его эффективности трансформаторы проходят диэлектрические испытания. Однако испытания на устойчивость к промышленной частоте недостаточно для подтверждения диэлектрической прочности. Поэтому проводятся импульсные испытания, в том числе грозовые и коммутационные импульсные испытания.
Молниеносный импульс
Импульс молнии – чистое природное явление. Поэтому очень сложно предсказать реальную форму волны грозового возмущения. Из данных, собранных о естественной молнии, можно сделать вывод, что возмущение системы, вызванное естественным ударом молнии, может быть представлено тремя основными формами волн.
●Полная волна
● Рубленая волна и
●Фронт волны
Хотя фактическое грозовое импульсное возмущение может не иметь именно этих трех форм, но, определив эти волны, можно установить минимальную импульсную диэлектрическую прочность трансформатора.
Если грозовое возмущение распространяется по линии электропередачи, не достигнувтрансформатор, его волновая форма может стать полной волной. Если вспышка произойдет в любой моментизоляторпосле пика волна может стать рубленой волной.
Если удар молнии попадает непосредственно на клеммы трансформатора, импульсНапряжениебыстро нарастает, пока не сменится вспышкой. В момент вспышки напряжение внезапно падает и может сформировать фронт волны.
Влияние этих форм сигналов на изоляцию трансформатора может отличаться друг от друга. Мы не будем здесь подробно обсуждать, какой тип импульсного напряжения вызывает какой тип отказа в трансформаторе. Но какой бы ни была форма волны напряжения, вызывающего грозовые помехи, все они могут вызвать нарушение изоляции трансформатора. ТакИмпульсное испытание трансформатора освещенияявляется одним из наиболее важных типовых испытаний трансформатора.
Переключающий импульс
Исследования и наблюдения показывают, что напряжение переключения или импульс переключения могут иметь время фронта в несколько сотен микросекунд, и это напряжение может периодически затухать. В стандарте IEC-600060 для испытания импульсного переключения используется длинная волна с временем фронта 250 мкс и временем до половинного значения 2500 мкс с допусками.
Целью испытания импульсным напряжением является подтверждение того, чтотрансформаторизоляция выдерживает грозовое перенапряжение, которое может возникнуть при эксплуатации.
Конструкция генератора импульсов основана на схеме Маркса. Принципиальная схема показана на рисунке выше. ИмпульсконденсаторыCs (12 конденсаторов по 750 ηФ) заряжаются параллельно через зарядныйрезисторыRc (28 кОм) (максимально допустимое зарядное напряжение 200 кВ). При достижении зарядного напряжения необходимого значения пробой разрядника F1 инициируется внешним запускающим импульсом. Когда F1 выходит из строя, потенциал следующей стадии (точки B и C) возрастает. Поскольку последовательные резисторы Rs имеют низкоомное сопротивление по сравнению с разрядными резисторами Rb (4,5 кОм) и зарядным резистором Rc, а также поскольку низкоомный разрядный резистор Ra отделен от цепи вспомогательным искровым разрядником Fal , разность потенциалов на искровом промежутке F2 значительно возрастает и начинается пробой F2.
Таким образом, искровые разрядники последовательно выходят из строя. Следовательно, конденсаторы разряжаются при последовательном соединении. Высокоомные разрядные резисторы Rb рассчитаны на коммутационные импульсы, а низкоомные резисторы Ra — на грозовые импульсы. Резисторы Ra включаются параллельно резисторам Rb при пробое вспомогательных разрядников с задержкой в несколько сотен наносекунд.
Такое расположение обеспечивает правильную работу генератора.
Форма волны и пиковое значение импульсного напряжения измеряются с помощью системы анализа импульсов (DIAS 733), подключаемой кделитель напряжения. Требуемое напряжение достигается выбором подходящего количества последовательно соединенных ступеней и регулировкой зарядного напряжения. Для получения необходимой энергии разряда можно использовать параллельное или последовательно-параллельное соединение генератора. В этих случаях некоторые конденсаторы во время разряда подключаются параллельно.
Требуемая форма импульса достигается соответствующим подбором последовательных и разрядных резисторов генератора.
Время фронта можно приблизительно рассчитать по уравнению:
Для R1 >> R2 и Cg >> C (15.1)
Тт = .RC123
и время полураспада до половины значения из уравнения
Т ≈ 0,7.RC
На практике схема тестирования подбирается исходя из опыта.
Выполнение импульсного теста
Испытание проводится стандартными грозовыми импульсами отрицательной полярности. Время фронта (T1) и время достижения половинного значения (T2) определяются в соответствии со стандартом.
Стандартный грозовой импульс
Время фронта T1 = 1,2 мкс ± 30%
Время достижения половины значения T2 = 50 мкс ± 20 %
На практике форма импульса может отклоняться от стандартного импульса при испытании низковольтных обмоток большой номинальной мощности и обмоток большой входной емкости. Импульсное испытание выполняется с напряжением отрицательной полярности, чтобы избежать хаотичных проблесков во внешней изоляции и испытательной цепи. Регулировка формы сигнала необходима для большинства тестируемых объектов. Опыт, полученный в результате испытаний аналогичных устройств или возможных предварительных расчетов, может дать рекомендации по выбору компонентов для схемы формирования волны.
Последовательность испытаний состоит из одного опорного импульса (RW) с 75 % полной амплитуды, за которым следует указанное количество приложений напряжения с полной амплитудой (FW) (согласно IEC 60076-3 — три полных импульса). Оборудование для напряжения итекущийЗапись сигнала состоит из цифрового регистратора переходных процессов, монитора, компьютера, плоттера и принтера. Записи на двух уровнях можно напрямую сравнивать для выявления неисправностей. Для регулирующих трансформаторов одну фазу испытывают с помощью переключателя ответвлений под нагрузкой, установленного на номинальную мощность.Напряжениеа две другие фазы проверяются в каждом из крайних положений.
Подключение импульсного теста
Все диэлектрические испытания проверяют уровень изоляции на объекте. Генератор импульсов используется для получения заданногоНапряжениеимпульсная волна 1,2/50 микросекунд. Один импульс уменьшенногоНапряжениеот 50 до 75 % полного испытательного напряжения и последующие три импульса при полном напряжении.
Длятрехфазный трансформатор, импульс осуществляется по всем трем фазам последовательно.
Напряжение подается на каждую клемму линии последовательно, при этом остальные клеммы остаются заземленными.
Формы волн тока и напряжения записываются на осциллографе, и любое искажение формы волны является критерием неисправности.
Время публикации: 16 декабря 2024 г.