Ispitivanje udarom munje energetskog transformatora od 15 MVA

1. Uvod

Ispitivanje udarom groma obvezno je ispitivanje tipa dielektrika i rutinsko ispitivanje koje dokazuje da energetski transformator može izdržati strme udare napona velike magnitude uzrokovane udarima groma i operacijama prebacivanja na nadzemnom prijenosnom sustavu. Za energetski transformator od 15 MVA, izolacijski sustav mora se provjeriti u odnosu na specificiranu osnovnu razinu impulsa (BIL), koja za ovu jedinicu iznosi 170 kV vršno. Ovaj članak opisuje postavku ispitivanja, primijenjeni valni oblik, tumačenje snimljenih oscilograma i kriterije prihvaćanja koji se koriste za potvrdu integriteta izolacije namota.

2. Nazivni i ispitni naponi transformatora

Uređaj koji se testira je trofazni padajući transformator uronjeni u ulje, hlađeni ONAN-om. Ključni podaci s natpisne pločice i pridruženi ispitni naponi dielektrika sažeti su u nastavku. 170 kV BIL primjenjuje se kao punovalni udar groma, dok sklopni impuls i vrijednosti otpornosti na frekvenciju snage potvrđuju ukupnu koordinaciju izolacije.

Tablica 1 - Nazivna pločica i ispitni naponi dielektrika za transformator od 15 MVA.

3. Cilj i primjenjivi standardi

Cilj je pokazati da izolacija transformatora može izdržati specificirani BIL bez kvara i otkriti svaku slabost unutarnje izolacije. Ispitivanje se provodi u skladu s IEC 60076-3 (Energetski transformatori - Razine izolacije, dielektrična ispitivanja) i IEC 60060-1 (Tehnike ispitivanja visokog napona). Digitalni sustav za mjerenje impulsa bilježi napon i prijelaznu struju kroz nultu, proizvodeći oscilograme koji se koriste za procjenu.

4. Ispitajte postavke i strujni krug

Impuls generira višestupanjski Marxov generator od 600 kV / 20 kJ i primjenjuje se na visokonaponski (HV) terminal. Neutralni je uzemljen kroz strujni shunt niske induktivnosti, a NN namot je kratko spojen i uzemljen. Prigušeno-kapacitivni razdjelnik napona isporučuje signal napona digitalnom snimaču. Osnovni raspored je:

Generator impulsa: 8-stupanjski Marx, otpornici za oblikovanje valne fronte koji proizvode standardni val od 1,2/50 µs.

Razdjelnik napona: prigušeno-kapacitivni razdjelnik, kalibriran prema IEC 60060-2.

Mjerenje struje: šant niske induktivnosti na nuli za snimanje prolazne struje.

Snimanje: digitalni snimač, brzina uzorkovanja veća od ili jednaka 100 MS/s, za precizno snimanje prednjeg vremena.

Slijed: jedan kalibrirani val, zatim tri puna vala na 170 kV, negativni polaritet.

5. Valni oblik i parametri impulsa

Standardni impuls munje ima virtualno prednje vrijeme od 1,2 µs i vrijeme do poluvrijednosti od 50 µs (označeno kao 1,2/50 µs). Snimljeni oscilogrami moraju se analizirati za vršnu vrijednost, prednje vrijeme i vrijeme do poluvrijednosti. Odstupanja kao što su prekoračenje, oscilacija ili iskrivljeni repni val mogu ukazivati ​​na rezonanciju namotaja ili djelomični kvar.

Vršna vrijednost: 170 kV ± 3 % dopušteno odstupanje.

Prednje vrijeme T1: 1,2 µs ± 30 %.

Vrijeme do poluvrijednosti T2: 50 µs ± 20 %.

Polaritet: negativan (kao što je određeno standardom).

6. Interpretacija oscilograma

Oscilogrami su primarni dokaz integriteta izolacije. Zdrav transformator proizvodi glatki val napona s jednim vrškom i odgovarajući trag neutralne struje koji se sastoji od oštrog početnog kapacitivnog skoka praćenog niskim, opadajućim oscilacijama. Usporedba se vrši s referentnim valom smanjenog napona (obično 50–75 % punog BIL-a). Ocjenjuju se sljedeći potpisi:

*Normalni zapis - nepromijenjen oblik vala u odnosu na referentni; nema naglog pada napona.

*Proboj izolacije namota - iznenadni pad napona ili isječeni val praćen visokom trajnom strujom.

*Djelomično pražnjenje / greška od zavoja do zavoja - iskrivljenje repa i povećana visokofrekventna oscilacija.

*Pomaknuti ili prigušeni val - moguća greška niza ili shunt impedancije; zahtijeva istragu.

7. Kriteriji prihvaćanja

Ispitivanje se smatra uspješnim kada sva tri puna vala na 170 kV ne pokazuju znakove kvara. Trenutni oscilogrami moraju biti identični po obliku referentnom zapisu osim očekivanog skaliranja amplitude. Svaka promjena koja premašuje toleranciju šuma, bilo u tragu napona ili struje, zahtijeva ponavljanje testa i, ako se potvrdi, unutarnji pregled namota.

Ispitivanje udarom munje na 170 kV BIL osigurava odlučujuću provjeru izolacijske čvrstoće transformatora od 15 MVA. Kombinacijom rigorozne kontrole valnog oblika s pažljivom analizom snimljenih oscilograma, proizvođači i komunalna poduzeća mogu potvrditi da će transformator pouzdano izdržati prenapone munje u radu i zadovoljiti zahtjeve IEC 60076-3.