Конструкция изоляции трансформатора
Этот обычный тест предназначен для измерения частичных разрядов, которые могут возникать в структуре изоляции трансформатора во время испытания.
Регулярный тест трансформатора - Измерение частичного разряда (фото кредит: wtc.com.au)
Частичные разряды представляют собой электрические арки, которые образуют скачки между электродами любой области изолирующих сред трансформатора между проводниками. Эти разряды могут возникать в воздушных пузырьках, оставшихся в изоляционных средах, зазорах в твердых материалах или на поверхностях двух разных изоляторов.
Хотя эти разряды имеют небольшую (слабую) энергию, тепловые энергии, вызванные этими разрядами, могут вызывать старение, деформацию и разрыв изоляционного материала.
При частичном разряде можно определить следующие условия:
- Определить, произошел ли частичный разряд выше определенного значения в трансформаторе при заданном напряжении.
- Определить значения напряжения, когда частичный разряд начинается с увеличения приложенного напряжения (начальное напряжение частичного разряда) и значения, при котором частичный разряд прекращается, уменьшая приложенное напряжение (прекращение разряда частичного разряда).
- Определить прочность частичного разряда при заданном напряжении.
Как происходит частичный разряд и измеренные величины?
Структура, где частичный разряд произошел в изолирующей среде, показан на упрощенной схеме 1. Как видно на упрощенной диаграмме, импульсы, образующиеся в точке разряда, вызывают падение напряжения ΔU на клеммах трансформаторной линии. Это создает измеримую «q» нагрузку на измерительном импедансе.
Эта нагрузка называется кажущейся нагрузкой и дается в единицах pC (Pico-Coulomb).
Во время измерений: падение напряжения ΔU, среднее значение кажущегося частичного разряда, мощность частичного разряда, количество импульсов в единицу времени, начальное и конечное напряжение частичного разряда.
Рисунок 1 - a) простые схемы изолятора с газовым зазором b) эквивалентная схема
Измерительная схема и приложение
Ниже представлена структура измерения частичного разряда трансформатора и соответствующей схемы в соответствии с IEC 60270.
Рисунок 2 - Схема подключения частичного разряда
Где:
1. Генератор питания
2. Трансформатор питания
3. Тестовый трансформатор
4. Трансформатор напряжения и измерительная цепь
5. Фильтр
6. Измерительный импеданс
7. Селективный переключатель
8. Измерительный прибор и осцилоскоп
q o - генератор калибровки
Цепь измерения на рисунке 2 формируется в соответствии с методом втулки-затвора, указанным в стандартах.
Перед началом измерения необходимо провести калибровку полной измерительной цепи.
Для этого необходим калибратор (генератор калибровки). Калибратор создает нагрузку q 0 с предопределенным значением. Калибратор подключается параллельно к испытательному материалу. Нагрузка q 0, производимая в калибраторе, считывается на измерительном приборе. Эти шаги повторяются на всех клеммах трансформатора, которые должны измеряться при отсутствии напряжения.
K = q 0 / q 0m
Где:
K - поправочный коэффициент
q 0 - загрузка на калибраторе
q 0m - считывание нагрузки на измерительном приборе
Применение теста
После завершения калибровочных операций генератор калибровки выводится из измерительной цепи. Когда система питания подключена (выключатель генератора питания закрыт), уровень напряжения будет слишком низким (уровень защиты).
Это значение, которое считается основным уровнем шума (помехи) измерительной системы, должно быть меньше половины гарантированного уровня частичного разряда.
Уровень напряжения
Напряжение существенно увеличивается до уровня, указанного в технических характеристиках, и тем временем значения частичного разряда на заранее определенных уровнях напряжения измеряются на каждом измерительном терминале и записываются. Период применения, уровень и интервал измерения напряжения приведены в разделе тестирования напряжения.
После того, как трансформатор включен для измерительных операций, значение частичного разряда, считанное на измерительном приборе, умножается на предопределенный коэффициент коррекции K и определяется реальное кажущееся значение частичного разряда для каждого терминала.
q = K · q m
Где:
- q m - загрузка, считанная на измерительном приборе m
- K - поправочный коэффициент
- q - реальная кажущаяся нагрузка
оценка
Испытание считается успешным, если значение частичного разряда, измеренное на измерительных терминалах трансформатора, ниже предопределенных значений или значений, указанных в стандартах, и во время испытания не наблюдается возрастающей тенденции.
В дополнение к измеренному уровню частичного разряда в трансформаторах также должны учитываться следующие условия:
- Начальное и конечное напряжение частичного разряда выше рабочего напряжения.
- В зависимости от периода испытаний уровень частичного разряда остается приблизительно стабильным.
- Увеличение испытательного напряжения практически не приводит к изменению уровня частичного разряда.
Ссылка: Трансформаторные тесты - BEST Transformers