ترانسفورماتور, مقالات
تست ترانسفورماتور | تستهای تایپ و روتین ترانسفورماتور
دسامبر
تست ترانسفورماتور
فهرست مطالب
- 1- تست‌ترانسفورماتور و انواع آن
- 2- اندازه‌گیری مقاومت سیم پیچ ترانسفورماتور
- 3- تست نسبت تبدیل
- 4- تست بالانس مغناطیسی
- 5- تست جریان مغناطیس کنندگی
- 6- تست گروه بُرداری
- 7- تست مقاومت عایقی یا تست میگر ترانسفورماتور
- 8- تست دی الکتریک
- 9- تست ولتاژ القایی
- 10- تست افزایش دمای
————————————————–
1- تست ترانسفورماتور و انواع آن
جهت تایید خصوصیات و عملکردها، یک ترانسفورماتور توان الکتریکی باید از چند رویکرد تستی عبور نماید.
برخی از تستهای تراتنسفورماتور در محل کارخانه و قبل از تحویل آن صورت میگیرند.تولیدکننده های تراسفورماتورها دو نوع تست‌ترانسفورماتور انجام میدهند که عبارتند از:
تست تایپ ترانسفورماتور و تست روتین ترانسفورماتور.
برخی تستهای ترانسفورماتور نیز در محل مصرف کننده و قبل از بهره برداری و برخی نیز به صورت دوره ای و شرایط اضطراری در طول دوره استفاده آن انجام میپذیرند.
تست‌هایی که در کارخانه انجام‌می‌شود، عبارتند از:
- 1- تستهای تایپ
- 2- تستهای روتین
- 3- تستهای مخصوص
تست‌هایی که در سایت (مصرف کننده) انجام‌می‌شود، عبارتند از:
- 1- تستهای قبل از بهره برداری
- 2- تستهای دوره ای / نظارت شرایط
- 3- تستهای اضطراری
به منظور اثبات اینکه ترانسفورماتور شرایط و انتظارات طراحی مد نظر مشتری را دارد، باید از رویکردهای مختلف تستی در محل کارخانه عبور نماید.برخی تستهای ترانسفورماتور به منظور تایید انتظارات طراحی پایه انجام میشوند.این تست ها عموما به صورت نمونه آزمایشگاهی و نه در تمامی یونیت ها اعمال میگردند.
1-1- تستهای کارخانه
تست تایپ ترانسفورماتور:
وظیفه تست تایپ ترانسفورماتور تایید معیارهای اصلی و پایه طراحی یک دسته تولید است.
تستهای تایپ ترانسفورماتور شامل موارد زیر است:
- 1- تست مقاومت سیم پیچ
- 2- تست نسبت تبدیل
- 3- تست گروه بُرداری
- 4- اندازه‌گیری ولتاژ امپدانس/امپدانس اتصال کوتاه (تپ اصلی) و اتلاف بار (تست اتصال کوتاه)
- 5- اندازه‌گیری تلفات بی باری و جریان (تست مدار باز)
- 6- اندازه‌گیری مقاومت عایقی
- 7- تست دی الکتریک
- 8- تست افزایش دمای
- 9- تست تپ چنجر زیر بار
- 10- تست خلاء بر روی مخزن و رادیاتورها
تست روتین ترانسفورماتور
تستهای روتین ترانسفورماتور عموما به منظور تایید عملکرد میدانی تک تک یونیتها در یک دسته تولید انجام میشوند. این نوع تست بر روی تمامی یونیت های تولیدی انجام‌می‌شود.
تستهای روتین ترانسفورماتور شامل موارد زیر است:
- 1- تست مقاومت سیم پیچ ترانسفورماتور
- 2- تست نسبت تبدیل ترانسفورماتور
- 3- تست گروه بُرداری ترانسفورماتور
- 4- اندازه‌گیری ولتاژ امپدانس/امپدانس اتصال کوتاه (تپ اصلی) و اتلاف بار (تست اتصال کوتاه)
- 5- اندازه‌گیری تلفات بی باری و جریان (تست مدار باز)
- 6- اندازه‌گیری مقاومت عایقی
- 7- تست دی الکتریک ترانسفورماتور
- 8- تست تپ چنجر زیر بار
- 9- تست فشار روغن ترانسفورماتور جهت اطمینان از عدم وجود نشتی در مفاصل و واشرها
با توجه به موارد مذکور، تستهای روتین ترانسفورماتور شامل تمامی تستهای تایپ به غیر از تست افزایش دما و تستهای خلاء میباشد.همچنین این دسته شامل تست فشار روغن ترانس جهت اطمینان از عدم وجود نشتی در مفاصل و واشرها است.
تست مخصوص ترانسفورماتور
تستهای مخصوص ترانسفورماتور بر اساس نیازهای مشتری و به منظور دستیابی به اطلاعات کاربردی برای کاربر در حین عملکرد یا نگهداری ترانسفورماتور انجام میشوند.
تستهای مخصوص ترانسفورماتور شامل موارد زیر است:
- 1- تست دی الکتریک
- 2- اندازه‌گیری امپدانس توالی صفر ترانسفورماتورهای سه فاز
- 3- تست اتصال کوتاه
- 4- اندازه‌گیری سطح صدای آکوستیک
- 5- اندازه‌گیری هارمونیک های جریان بی باری
- 6- اندازه‌گیری توان مصرفی فن ها و پمپ‌های روغن
- 7- اندازه‌گیری اجزا و ملحقات خریداری شده مانند رله بوخهولتس، نشانگرهای دما، دستگاههای تخلیه فشار، سیستم نگهداری روغن و غیره.
1-2- تستهای سایت
تست قبل از بهره برداری ترانسفورماتور
علاوه بر موارد ذکر شده، ترانسفورماتور همچنین از برخی تستهای دیگر قبل از بهره برداری در سایت مقصد، گذر مینماید.آزمایش ترانسفورماتور پیش از بهره برداری در سایت، تست قبل از بهره برداری ترانسفورماتور نام دارد. این تست‌ها به منظور تعیین شرایط ترانسفورماتور پس از نصب و مقایسه آن با تمامی تستهای ولتاژ پایین در گزارشات تست کارخانه صورت میگیرد.
————————————————–
2- اندازه‌گیری مقاومت سیم پیچ ترانسفورماتور
اندازه‌گیری مقاومت سیم پیچ ترانسفورماتور به منظور محاسبه تلفات گرمایی و محاسبه دمای سیم پیچ در پایان تست افزایش دما انجام‌می‌شود.این تست هم به عنوان یک تست تایپ و هم به عنوان یک تست روتین به شمار میآید.این تست همچنین در سایت مقصد به منظور اطمینان از سلامت ترانسفورماتور از نظر شل نبودن اتصالات،عدم قطعی در رشته های رسانا، مقاومت تماسی بالای تپ چنجرها، هدایت ولتاژهای بالا، بوشینگ ها و غیره انجام میگیرد.روشهای مختلفی برای اندازه‌گیری سیم پیچ ترانسفورماتور وجود دارد. از جمله آنها میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
- روش جریان-ولتاژ در اندازه‌گیری مقاومت سیم پیچ
- روش بریج (پل) در اندازه‌گیری مقاومت سیم پیچ
- اندازه‌گیری مقاومت سیم پیچ به وسیله کیت اندازه‌گیری خودکار مقاومت سیم پیچ
- روش پل کلوین در اندازه‌گیری مقاومت سیم پیچ
نکته: اندازه‌گیری مقاومت سیم پیچ باید در تمامی تپ ها انجام‌شود.
————————————————–
3- تست نسبت تبدیل
عملکرد یک ترانسفورماتور به طور عمده بستگی به بی نقص بودن دورهای بخصوص و نسبت ولتاژ ترانسفورماتور دارد.
از این رو تست نسبت تبدیل ترانسفورماتور یک تست تایپ ترانسفورماتور بسیار مهم است.همچنین این تست به عنوان یکی از تستهای روتین ترانسفورماتور انجام‌می‌شود.بنابراین جهت اطمینان از عملکرد مناسب ترانسفورماتور توان برقی، تست ولتاژ و نسبت دوره ای ترانسورماتور از مهمترین آزمایش ها هستند.روند تست نسبت تبدیل ترانسفورماتور روندی ساده است.
تنها کافیست تغذیه سه فاز 415 ولت را به سیم پیچی HV (ولتاژ بالا) با باز نگه داشتن سیم پیچی LV (ولتاژ پایین)، اعمال نماییم.سپس ولتاژ القایی را در ترمینالهای HV و LV ترانسفورماتور به منظور نسبت ولتاژ واقعی آن اندازه‌گیری میکنیم. برای هر موقعیت تپ به صورت جداگانه تست را تکرار مینماییم.
————————————————–
4- تست بالانس مغناطیسی
این تست تنها در ترانسفورماتورهای سه فاز به منظور بررسی امپدانس در مدار مغناطیسی انجام‌می‌شود.
روند تست بالانس مغناطیسی
تپ چنجر ترانسفورماتور را در موقعیت عادی نگه دارید.
- 1- اکنون نول ترانسفورماتور را از زمین جدا کنید.
- 2- سپس تک فاز 230 ولت متناوب را به یکی از ترمینالهای سیم پیچی HV و ترمینال نول اعمال کنید.
- 3- ولتاژ را در دو ترمینال HV دیگر نسبت به ترمینال نول اندازه‌گیری نمایید.
- 4- تست را برای هر کدام از سه فاز تکرار کنید.
در مورد اتوترانسفورماتورها، تست بالانس مغناطیسی ترانسفورماتور باید در سیم‌پیچیهای LV نیز اعمال شود.سه ستون در کنار یکدیگر در هسته ترانسفورماتور وجود دارد. هر سیم پیچی فاز دور یک ستون پیچیده شده است.ولتاژ القایی در فازهای مختلف بستگی به موقعیت متناظر ستون در هسته دارد.ولتاژ القا شده در فازهای مختلف یک ترانسفورماتور نسبت به ترمینالهای نول در جدول زیر آورده شده اند.
————————————————–
5- تست جریان مغناطیس کنندگی
تست جریان مغناطیس کنندگی به منظور یافتن عیوب در ساختار هسته مغناطیسی، تغییر سیم پیچی ها، ایراد در عایق حلقه یا مشکل در تپ چنجرها اجرامیشود.بروز این شرایط، رلوکتانس موثر مدار مغناطیسی را تغییرمیدهند و در نتیجه بر روی جریان مورد نیاز جهت ایجاد شار در هسته تاثیر میگذارند.
- 1- تپ چنجر را در پایینترین موقعیت نگه دارید و ترمینالهای IV و LV را باز کنید.
- 2- سپس تغذیه سه فاز 415 ولت را در ترمینالهای خط برای ترانسفورماتورهای سه فاز و تغذیه تک فاز 230 ولت را برای ترانسفورماتورهای تک فاز اعمال نمایید.
- 3- ولتاژ تغذیه و جریان را در هر یک از فازها اندازه‌گیری کنید.
- 4- حال تست جریان مغناطیس کنندگی‌را با نگه داشتن تپ چنجرها در موقعیت عادی تکرار نمایید.
- 5- تست را با نگه داشتن تپ چنجرها در بالاترین موقعیت تکرار کنید.
در حالت نرمال ترانسفورماتورهای سه فاز، دو اندازه مشابه بالاتر در دو ستون خارجی و یک مقدار پایینتر در فاز ستون میانی باید داشته‌باشیم.به صورت قراردادی تا 30 درصد جریان تحریک اندازه‌گیری شده در تست قبلی، قابل قبول است.
اگر جریان تحریک اندازه‌گیری شده 50 برابر بیشتر از مقدار اندازه‌گیری شده در تست کارخانه باشد، احتمال خطا در سیم پیچ وجود دارد و نیاز به بررسی بیشتر میباشد.
اخطار: این تست باید قبل از اندازه‌گیری مقاومت DC انجام‌شود.
————————————————–
6- تست گروه بُرداری
در یک ترانسفورماتور سه فاز، انجام یک تست گروه برداری بسیار ضروری است.گروه بندی برداری مناسب در یک ترانسفورماتور یک معیار اساسی برای عملکرد موازی ترانسفورماتورها به شمار میآید. چندین نوع اتصال داخلی ترانسفورماتورهای سه فاز در بازار وجود دارد. این چند نوع اتصالات چندین دامنه و فاز به ولتاژ ثانویه میدهد. این دامنه باید برای عملکرد موازی به وسیله انتخاب مناسب نسبت، سازگار گردد. اما دیورژانس فاز قابل جبران نیست.
بنابراین باید یک ترانسفورماتور مناسب برای عملکرد موازی که دارای توالی فازی و دیورژانس فازی یکسانی هستند، انتخاب نماییم.تمامی ترانسفورماتورها با زمین برداری یکسان دارای توالی فازی و دیورژانس فازی یکسانی بین اولیه و ثانویه هستند. قبل از آماده کردن شرایط برای یک ترانسفورماتور توان برقی، باید از گروه برداری ترانسفورماتور و اینکه با سیستم موجودش هماهنگی دارد یا خیر، مطمئن شوید. تست گروه برداری ترانسفورماتور این نیازها را تایید میکند.
————————————————–
7- تست مقاومت عایقی یا تست میگر ترانسفورماتور
تست مقاومت عایقی ترانسفورماتور یک تست تایپ ضروری است. این تست به منظور اطمینان از سلامت سیستم عایقی ترانسفورماتور انجام‌می‌شود.
روند تست مقاومت عایقی
- 1- تمامی ترمینالهای خط و نول ترانسفورماتور را قطع کنید.
- 2- کابلهای میگر را جهت اندازه‌گیری مقاومت عایقی مقدار IR بین سیم‌پیچیهای LV و HV به گلمیخ‌های بوشینگ LV و HV متصل کنید.
- 3- کابلهای میگر را جهت اندازه‌گیری مقاومت عایقی مقدار IR بین سیم‌پیچیهای HV و زمین، به گلمیخ‌های بوشینگ HV و نقطه اتصال زمین مخزن ترانسفورماتور متصل کنید.
- 4- کابلهای میگر را جهت اندازه‌گیری مقاومت عایقی مقدار IR بین سیم‌پیچیهای LV و زمین، به گلمیخ‌های بوشینگ LV و نقطه اتصال زمین مخزن ترانسفورماتور متصل کنید.
دقت کنید: در ترانسفورماتورهای سه فاز، انجام تست مقاومت عایقی ترانسفورماتور به ازای تمامی فازها ضرورتی ندارد.
مقادیر IR مجموعا بین سیم پیچی‌ها گرفته میشود چرا که تمامی سیم پیچی ها در سمت HV به صورت داخلی به هم متصل هستند تا یکی از حالتهای ستاره یا مثلث را شکل‌دهند و همچنین تمامی سیم پیچی ها در سمت LV نیز به همین شکل جهت شکل دادن ستاره یا مثلث، به صورت داخلی به یکدیگر متصل میباشند.
اندازه‌گیری ها باید به شکل زیر انجام‌شود:
- اتوترانس: HV-IV به LV ، HV-IV به E ، LV به E .
- ترانسفورماتور دو سیم پیچ: HV به LV ، HV به E ، LV به E .
- ترانسفورماتور سه سیم پیچ: HV به IV ، HV به LV ، IV به LV ، HV به E ، IV به E ، LV به E .
- در حین تست مقاومت عایقی ترانسفورماتور باید به دمای روغن نیز توجه شود؛ چرا که مقدار IR روغن عایقی ترانسفورماتور با تغییر دما ممکن است تغییر کند.
- مقادیر IR باید در دوره‌های 15 ثانیه، 1 دقیقه و 10 دقیقه ثبت شوند.
- با سپری شدن زمان اعمال ولتاژ، مقدار IR افزایش مییابد. افزایش مقدار IR نشان دهنده خشکی عایق است.
- ضریب جذب: مقدار 1 دقیقه بر مقدار 15 ثانیه.
- اندیس پولاریزاسیون: مقدار 10 دقیقه بر مقدار 1 دقیقه.
————————————————–
8- تست دی الکتریک
تست دی الکتریک ترانسفورماتور یکی از انواع تستهای عایقی است. این تست به منظور اطمینان از توان عایقی کلی مورد انتظار ترانسفورماتور انجام‌می‌شود.
چندین نوع تست جهت اطمینان از حصول کیفیت عایقی مناسب ترانسفورماتور وجود دارد که تست دی الکتریک یکی از آنهاست. این تست در دو مرحله صورت میپذیرد.
مرحله اول تست تحمل ولتاژ با اعمال منبع جداگانه ترانسفورماتور نام دارد.
در این مرحله یک ولتاژ تک فاز با فرکانس توان معین به مدت 60 ثانیه بر روی سیم پیچی ترانسفورماتور اعمال‌میگردد در حالیکه سایر سیم پیچ ها و مخزن به زمین متصل هستند و مشاهده میشود که آیا خطای عایق بندی در طول تست اتفاق میافتد یا خیر.
مرحله دوم، تست ولتاژ القایی ترانسفورماتور است که در آن ولتاژ سه فاز، دو برابر نسبت ولتاژ ثانویه، به مدت 60 ثانیه به سیم پیچ ثانویه به وسیله مدار باز نگه داشتن اولیه ترانسفورماتور، اعمال میگردد.
فرکانس ولتاژ اعمال شده باید دو برابر فرکانس توانی نیز باشد. اینجا هم در صورت ظاهر نشدن خطا، تست موفقیت آمیز بوده است.
علاوه بر تستهای دی الکتریک ترانسفورماتور، برخی انواع تستهای دیگر نیز جهت بررسی عایق بندی ترانسفورماتور وجود دارند که از جمله آنها میتوان به تست ضربه صاعقه، تست ضربه سوئیچینگ و تست تخلیه جزئی اشاره کرد.
————————————————–
9- تست ولتاژ القایی
این تست به منظور بررسی عایق بندی درون سیم پیچی و پایان خط علاوه بر عایق بندی به زمین و بین سیم پیچی‌ها انجام‌می‌شود.
- 1- سیم پیچی اولیه ترانسفورماتور را در حالت مدار باز نگه دارید.
- 2- ولتاژ سه فاز را به سیم پیچی ثانویه اعمال کنید. ولتاژ اعمال شده باید دو برابر ولتاژ نامی سیم پیچی ثانویه از نظر دامنه و فرکانس باشد.
- 3- مدت تست باید 60 ثانیه باشد.
- 4- تست باید با ولتاژی پایینتر از یک سوم ولتاژ کامل تست شروع شود و به سرعت باید به مقدار مطلوب برسد.
در صورتی که هیچ گونه خطا و شکستی در حین تست رخ ندهد، این تست موفقیت آمیز خواهد بود.
————————————————–
10- تست افزایش دمای
این تست نیز یکی از تستهای تایپ ترانسفورماتور محسوب میشود. در این نوع ما این نکته را بررسی میکنیم که آیا محدوده افزایش دمای سیم پیچی و روغن ترانس در طیف مورد انتظاراست یا خیر. در این تست تایپ ترانسفورماتور علاوه بر محدوده‌های افزایش دمای سیم پیچ، افزایش دمای روغن را نیز بررسی مینماییم.