Импульсный тест молнии
Цель испытания импульсного напряжения заключается в том, чтобы обеспечить, чтобы ожоги трансформатора выдерживали перенапряжения молнии, которые могут возникать при обслуживании.
Процедура испытания импульсного молниевого трансформатора (на фото: 385 МВА, силовой трансформатор 400 кВ, кредит: electroputere11.wordpress.com)
Испытательное оборудование
Импульсный генератор
Рисунок 1 - Основная принципиальная схема импульсного генератора
Где:
- C 1 - Импульсный конденсатор
- R c - Зарядный резистор
- R s - резистор серии
- R a - Низкоомный разрядный резистор для переключения импульсов,
- R b - высокоомный разрядный резистор для импульсного переключения
-
F 1
,
F n - Основные искровые промежутки,
-
F al
,
F an - вспомогательные искровые промежутки
Конструкция импульсного генератора основана на схеме Маркса. Принципиальная схема показана на рисунке 1 выше. Импульсные конденсаторы C s (12 конденсаторов 750 нФ) заряжаются параллельно через зарядные резисторы R c (45 кОм) (максимально допустимое зарядное напряжение 200 кВ).
Когда зарядное напряжение достигает значения требуемого параметра, пробой искрового промежутка F 1 инициируется внешним импульсом запуска. Когда F 1 разрушается, потенциал следующего этапа (точки B и C) возрастает. Поскольку последовательный резистор R s имеет низкое омическое значение по сравнению с разрядным резистором R b (4, 5 кОм) и зарядным резистором R c, а также с низким омическим резистором.
R a отделен от цепи вспомогательным искровым промежутком F a1, разность потенциалов по искр-габу F 2 значительно возрастает и начинается пробой F 2. Таким образом, искровые промежутки приводят к разрушению последовательно.
Сразу же конденсаторы разряжаются последовательно. Высокоомные разрядные резисторы R b рассчитаны на импульсы переключения и низкоомные резисторы R a для импульсов молнии. Резисторы R a соединены параллельно с резисторами R b, когда вспомогательные искровые промежутки разрушаются, с датой времени в несколько сотен наносекунд.
Такая компоновка необходима для обеспечения функционирования генератора.
Требуемое напряжение получается путем выбора подходящего количества последовательно соединенных стадий и путем регулировки напряжения зарядки. Чтобы получить необходимую энергию разряда, можно использовать параллельные или последовательные параллонные соединения генератора. В этих случаях некоторые конденсаторы подключаются параллельно во время разряда.
Максимум. амплитуды тестового напряжения: импульс молнии 2.1 МВ. Импульс переключения 1.6 МВ.
Рисунок 2 - Эквивалентная схема схемы импульсного тестирования
Где:
- C r - Результирующая импульсная емкость
- R sr - Результирующее последовательное сопротивление
- Сопротивление разгрузочному сопротивлению
- L r L p - Сдвиговые индуктивности
- C i - пропускная способность трансформатора
- Индуктивность преобразователя L i - T
- C 1 - Емкость делителя напряжения
- F 1 - искровые промежутки импульсного генератора
- F 2 - C сферический разрыв диафрагмы
- R 2 - Р-роторный резистор.
Необходимая форма импульса получается путем выбора серийного и разрядного резисторов генератора соответствующим образом.
Время фронта можно вычислить приблизительно из уравнения:
T 1 ≈ 2, 5 · R sr · (C i + C 1) (формулы 1)
и время до половины значения из уравнения:
T 2 ≈ k · √ (L i · C r) (формулы 2)
Коэффициент k зависит от величин R sr, R ar, L i и C r. На практике схема тестирования рассчитана в соответствии с опытом.
Цепь измерения напряжения
Форма импульса и пиковое значение импульсного напряжения измеряются с помощью осциллографа и пикового вольтметра, которые соединены с делителем напряжения (рис. 3). Диапазон измерения может быть изменен путем короткого замыкания части высоковольтных конденсаторов или изменения низковольтного конденсатора делителя.
Рисунок 3 - Схема измерения импульсного напряжения
Где:
- E - демпфированный емкостной делитель напряжения
- W - M-кабель (= волновое сопротивление = Rp)
- P- 1 - O scilloscope
- P 2 - пиковый вольтметр
- R p - сопротивление клемм измерительного кабеля
- R 1 - демпфирующий резистор делителя напряжения
- C 1 - Высоковольтный конденсатор делителя напряжения
- C 2 - Низковольтный конденсатор делителя.
Цепь измерения проверяется в соответствии со стандартами (формулы 2) и (формулы 3). При необходимости шаровая калибровка измерительной цепи может быть выполнена в соответствии с испытанием в соответствии со стандартом (рисунок 4 ниже).
Тестирование трансформаторов и обнаружение неисправностей
Тест молниеносного импульса обычно применяется ко всем обмоткам. Последовательность импульсных испытаний последовательно применяется к каждому из терминалов линии проверенной обмотки. Другие клеммы и нейтральный клеммы заземлены (однотерминальный тест, рис. 4а и 4b).
Рисунок 4 - Трансформаторные импульсные испытания и обнаружение неисправностей
Где:
- a, b - 1-терминальное тестирование
- c - трехтерминальное тестирование
- d - 2-терминальное тестирование
- e - тест с переданными напряжениями
- f - нейтронный терминал
При тестировании низковольтных обмоток большой мощности время полувыведения получается слишком коротким. Однако время до половины значения можно увеличить, подключив соответствующие резисторы (R a на рисунке 4b) между соседними клеммами и землей.
В соответствии со стандартом IEC 76-3 сопротивления резисторов должны быть выбраны так, чтобы напряжения на соседних клеммах не превышали 75% испытательного напряжения, а сопротивление не превышало 500 Ом.
Обмотка с дельта-соединением (и обмотка с звездообразным соединением, если только нейтраль не доступна) также тестируется с импульсной тестовой последовательностью, применяемой к клеммам линии проверенной обмотки, соединенной вместе, в то время как другие обмотки заземлены (трехконтактное испытание, Фиг. 4с).
Для обмоток с дельта-соединением одно- и трехконтактные испытания могут быть объединены путем одновременного применения импульса к двум линейным терминалам, в то время как другие линейные клеммы заземлены (двухконтактное тестирование, рис. 4d). В этом случае одновременно проверяются две фазы в одноконтактном соединении и одна фаза в тестовом соединении, соответствующая трехтерминальному тестированию.
Двух- и трехтерминальные испытания не включены в стандарт, но они могут быть выполнены, если это будет согласовано.
Когда низковольтная обмотка не может быть подвергнута воздействию перенапряжений освещения от низковольтной системы (например, повышающие трансформаторы, третичные обмотки), обмотка низкого напряжения может (по соглашению между заказчиком и изготовителем) протестировать одновременно с импульсными испытаниями на высоковольтная обмотка с перенапряжениями от обмотки высокого напряжения до обмотки низкого напряжения (рис. 4е, испытание с переданными напряжениями).
В соответствии с IEC 76-3 линейные выводы низковольтной обмотки соединены с землей посредством сопротивлений такого значения (сопротивления R a на рисунке 4e), что амплитуда передаваемого импульсного напряжения между линейным терминалом и землей или между различными терминалами линии или через фазовая обмотка будет как можно выше, но не превышать номинальное импульсное выдерживаемое напряжение.
Сопротивление не должно превышать 5000 Ом. Обычно нейтральная клемма протестирована косвенно путем подключения высокоомного резистора между нейтралью и землей (делитель напряжения Ra, Ru) и путем применения импульса (рис. 4d) к линейным клеммам, соединенным вместе.
Импульсный тест нейтрального терминала выполняется только по требованию заказчика.
Для обнаружения неисправностей в одноконтактных и двухконтактных испытаниях нейтраль подключенных по звездам обмоток заземляется через низкоомный резистор (R u). Ток, протекающий через детекторный резистор во время испытания, запускается с помощью осциллографа. Свидетельством отказа от изоляции, возникающим в результате испытания, будет дано существенное различие между применением калибровочного импульса и приложениями полного напряжения в записанных токовых волновых формах.
Некоторые типы неисправностей также приводят к расхождениям в записанных волновых формах напряжения.
Для обнаружения неисправностей в трехконтактных испытаниях и испытаниях на нейтральной клемме смежная обмотка заземляется через низкоомный резистор. Затем обнаружение неисправностей основано на записи емкостного тока, который передается на соседнюю обмотку.
Испытание на импульс молнии на трансформаторе (400KV / 15KV, 160MVA)
Ссылка // Тестирование силовых трансформаторов - ABB