Силовые и распределительные трансформаторы (далее совместно называемые «трансформаторами») являются критически важным оборудованием в энергосистемах, и перед поставкой на завод или-вводом в эксплуатацию на объекте обязательны плановые испытания для проверки соответствия стандартам проектирования, требованиям безопасности и эксплуатационной надежности. Объекты испытаний стандартизированы международными стандартами (например, серия IEC 60076) и национальными стандартами (например, серия GB/T 1094) с небольшими различиями между силовыми трансформаторами (более высокое напряжение/мощность, используемые в сетях передачи) и распределительными трансформаторами (более низкое напряжение/мощность, используемые в распределительных сетях). Ниже приводится структурированное резюме основных элементов планового тестирования, сгруппированных по функциональным целям:
Испытание электрических характеристик (основные стандартные элементы)
1. Испытание сопротивления изоляции (ИК-тест)
Цель: оценить целостность системы изоляции трансформатора (обмоток, сердечника, вводов и т. д.) и обнаружить такие дефекты, как влага, загрязнение или ухудшение изоляции.
Принцип: используйте мегаомметр (500 В/1000 В/2500 В, в зависимости от номинального напряжения) для измерения сопротивления между обмотками, обмотками с землей (сердечник/резервуар) и между различными фазами обмотки.
Стандарты:
Никакого значительного падения по сравнению с заводскими базовыми данными (обычно больше или равно 100 МОм для распределительных трансформаторов, больше или равно 500 МОм для силовых трансформаторов).
Коэффициент сопротивления изоляции при 60 градусах к 20 градусам должен находиться в пределах 1,5–2,5 (требуется температурная коррекция).
Применимость: Обязательно для всех трансформаторов; Тестирование на-сайте часто включает сравнение до- и после-установки.
2. Измерение сопротивления обмотки.
Цель: проверить качество изготовления обмотки (например, плотность витков, правильность сечения проводов), обнаружить плохие соединения (например, ослабленные клеммы) и рассчитать потери в меди.
Принцип: используйте метод моста постоянного тока (мост Кельвина для низкого сопротивления, мост Уитстона для среднего сопротивления) для измерения сопротивления постоянному току каждой обмотки (высокого-напряжения, низкого-напряжения, ответвительной обмотки) при комнатной температуре.
Стандарты:
Для трех-фазных трансформаторов: степень несимметрии сопротивления фаз Меньше или равна 2 %; степень дисбаланса сопротивления линии Меньше или равна 1%.
Для однофазных-трансформаторов: значения сопротивления должны находиться в пределах ±3 % от расчетного значения.
Примечание. Результаты необходимо скорректировать с учетом эталонной температуры (например, 75 градусов для медных обмоток) по формуле: Rt=R20×235+20235+t (235 — температурный коэффициент меди).
3. Коэффициент напряжения и проверка положения ответвления
Цель: убедиться, что коэффициент трансформации трансформатора (высокое-напряжение/низкое-напряжение) соответствует расчетному значению и что переключатели ответвлений (с-нагрузкой или без-нагрузки) работают правильно.
Принцип: подайте низкое переменное напряжение (обычно 10–20 % от номинального напряжения) на одну обмотку (например, на сторону высокого-напряжения), измерьте наведенное напряжение на другой обмотке и рассчитайте фактическое соотношение напряжений: kactual=U2U1.
Стандарты:
Отклонение фактического коэффициента трансформации от номинального. Меньше или равно ±0,5% (для распределительных трансформаторов) или ±0,2% (для силовых трансформаторов).
Для трансформаторов с переключателями ответвлений: проверьте все положения ответвлений, чтобы убедиться в отсутствии пропущенных или неправильных ответвлений.
Метод: используйте специальный тестер коэффициента трансформации (с автоматическим определением положения РПН для устройств РПН-под нагрузкой, РПН).
4. Проверка полярности и последовательности фаз.
Цель: Предотвратить обратное соединение обмоток (что может привести к короткому замыканию или неправильному потоку мощности) и обеспечить согласованность последовательности фаз с энергосистемой.
Тест полярности:
Принцип: используйте метод «точечной маркировки»-подайте постоянное напряжение на первичную обмотку и наблюдайте за направлением индуцированного тока во вторичной обмотке с помощью гальванометра. Если гальванометр отклоняется положительно, подключенные клеммы имеют одинаковую полярность (отмечены точками).
Проверка последовательности фаз:
Принцип: подайте трехфазное переменное напряжение-на первичную обмотку, измерьте соотношение фаз между первичным и вторичным напряжениями с помощью осциллографа или измерителя последовательности фаз. Убедитесь, что последовательность фаз (например, ABC) соответствует проекту.
Стандарт: Полярность и последовательность фаз должны соответствовать паспортной табличке и конструктивным чертежам (важно для параллельной работы трансформаторов).
5. Измерение импеданса короткой- цепи (тест Zk)
Цель: оценить способность трансформатора выдерживать токи короткого-замыкания, рассчитать потери при коротком-замыкании и проверить механическую прочность обмотки.
Принцип: закоротите-одну обмотку (например, на стороне низкого-напряжения), подайте низкое переменное напряжение на другую обмотку (например, на стороне высокого-напряжения) и отрегулируйте ток до номинального значения. Измерьте приложенное напряжение (Uk) и входную мощность (Pk). Импеданс короткого-замыкания рассчитывается как: Zk=UratedUk×100 %, а потери при коротком-замыкании Pk — это мощность, потребляемая при номинальном токе.
Стандарты:
Отклонение импеданса короткого-замыкания Меньше или равно ±5 % от расчетного значения (критично для параллельной работы, поскольку несоответствие импеданса приводит к дисбалансу нагрузки).
Потери при коротком-замыкании Меньше или равны ±10 % от расчетного значения (для распределительных трансформаторов) или ±5 % (для силовых трансформаторов).
Примечание. Испытания проводятся при номинальной частоте (50/60 Гц), а результаты корректируются с учетом эталонной температуры.
6. Нет-Измерение потерь нагрузки и тока возбуждения (тест на потери в железе)
Цель: оценить магнитные характеристики сердечника (например, потери на гистерезис, потери на вихревые токи) и обнаружить дефекты сердечника (например, ослабление пластин, короткое-замкнутое соединение болтов сердечника).
Принцип: разомкните-одну обмотку (например, на стороне высокого-напряжения), подайте номинальное напряжение (и номинальную частоту) на другую обмотку (например, на стороне низкого-напряжения), измерьте входную мощность (P0, без-потерь нагрузки) и ток возбуждения (I0).
Стандарты:
Отсутствие-потери нагрузки Меньше или равно ±10 % от расчетного значения (распределительные трансформаторы) или ±5 % (силовые трансформаторы).
Ток возбуждения Меньше или равен 5 % номинального тока (распределительные трансформаторы) или Меньше или равен 3 % (силовые трансформаторы, для агрегатов большой мощности).
Ключевой вывод: отсутствие-потери нагрузки в основном вызвано качеством материала жилы.-чрезмерные потери указывают на плохие пластины жилы или повреждение изоляции между пластинами.
7. Испытание на диэлектрическую стойкость (Hi-Pot Test)
Цель: Проверить способность системы изоляции выдерживать кратковременные перенапряжения (например, удары молнии, коммутационные перенапряжения) без пробоя.
Типы:
Испытание диэлектрической изоляции переменного тока: подайте синусоидальное переменное напряжение (в 1,5–2,5 раза превышающее номинальное напряжение) к обмоткам в течение 1 минуты (например, 3 кВ для распределительных трансформаторов 10 кВ, 20 кВ для силовых трансформаторов 110 кВ).
Диэлектрическое испытание постоянным током: используется для трансформаторов большой мощности (во избежание емкостной перегрузки по току); подайте напряжение постоянного тока (в 2,5–3 раза превышающее номинальное напряжение переменного тока) на 1 минуту.
Стандарт: отсутствие пробоя изоляции (дуги, короткого замыкания) или значительного увеличения тока утечки во время испытания.
Примечание. Выполняйте проверку сопротивления изоляции после проверки сопротивления изоляции (если значение IR слишком низкое, проверка Hi-Pot может привести к повреждению изоляции).
Специальные испытания масляных-наполненных трансформаторов-(большинство силовых/распределительных трансформаторов погружены в масло-)
1. Проверка качества трансформаторного масла
Цель: Обеспечить диэлектрическую прочность, содержание влаги и чистоту изоляционного масла (масло действует как изоляция и охлаждающая жидкость).
Основные предметы:
Испытание на напряжение пробоя: Измерьте напряжение, при котором масло разрушается (больше или равно 35 кВ/зазор 2,5 мм для нового масла, больше или равно 25 кВ для-масла, находящегося в эксплуатации).
Содержание влаги: менее или равно 10 ppm (частей на миллион) для нового масла, менее или равно 30 ppm для отработанного масла (влага снижает эффективность изоляции).
Кислотность: Меньше или равна 0,03 мг КОН/г (кислотность ускоряет старение изоляции).
Анализ растворенных газов (DGA): для силовых трансформаторов-обнаруживает газы (например, H₂, CH₄, C₂H₂), образующиеся в результате разрушения изоляции или перегрева (необязательно для плановых испытаний, но обязательно для больших агрегатов).
2. Испытание на утечку масла
Цель: Предотвратить утечку масла (которая приводит к повреждению изоляции и загрязнению окружающей среды).
Методы:
Испытание под давлением: закройте бак трансформатора, заполните его сухим воздухом или азотом до давления 0,03–0,05 МПа и поддерживайте в течение 24 часов-без падения давления или видимых утечек.
Испытание на погружение в масло: погрузите бак (или шпоночные соединения) в воду; отсутствие пузырьков воздуха указывает на отсутствие утечки.
Стандарт: отсутствие утечек масла в соединениях (фланцах, втулках, переключателях РПН) или сварных швах.
Испытание механических и вспомогательных систем
1. Проверка работы переключателя ответвлений (для трансформаторов с переключателем ответвлений)
Цель: Проверка надежности устройств РПН-под нагрузкой (OLTC) или устройств РПН-без нагрузки (OLTC).
Предметы:
Механическое управление: вручную или электрически управляйте переключателем ответвлений во всех положениях-без заеданий, а индикатор положения переключателя будет точным.
Электрическая непрерывность: Убедитесь, что цепь обмотки является непрерывной в каждом положении ответвителя (нет обрывов цепи).
Специально для РПН: проверьте переходное сопротивление (во избежание образования дуги при переключении ответвлений) и механическую износостойкость (более или равна 10 000 срабатываний для РПН).
2. Проверка заземления жилы
Цель: предотвратить плавающий потенциал в сердечнике (который вызывает повреждение изоляции), избегая при этом коротких замыканий сердечника.
Принцип: Измерьте сопротивление заземляющего провода жилы (обычно 1–100 Ом). Сопротивление 0 Ом указывает на короткое-замкнутое ядро (опасное), а бесконечное сопротивление указывает на плохое заземление.
Стандарт: Сердечник должен быть заземлен в одной точке (единственное-точечное заземление) с сопротивлением в пределах указанного диапазона.
3. Индикатор температуры и проверка системы охлаждения.
Индикатор температуры: откалибруйте индикаторы температуры масла и температуры обмотки, чтобы обеспечить точность (отклонение менее или равно ± 2 градуса).
Система охлаждения:
Для естественного охлаждения (ONAN): убедитесь в отсутствии препятствий для отвода тепла.
Для принудительного охлаждения (ONAF/OFAF). Тестовые вентиляторы/насосы-запускаются и останавливаются автоматически в зависимости от температуры и отсутствия аномального шума или вибрации.