تست ولتاژ ضربه ترانسفورماتور قدرت Impulse Test

تست ولتاژ ضربه ترانسفورماتور

صاعقه به دلیل ارتفاع زیاد خطوط انتقال یک پدیده شایع در خطوط انتقال است . این برخورد صاعقه در هادی خط باعث ایجاد ولتاژ پالس (ضربه) می‌شود. تجهیزات ترمینال خط انتقال مانند ترانسفورماتور قدرت این ولتاژهای پالس رعد و برق را تجربه می‌کنند. مجدداً در طی هر نوع تعویض و تغییر آنلاین در سیستم ، ضربه های سوئیچینگ در شبکه ایجادمی‌شوند. بزرگی ضربه های سوئیچینگ ممکن‌است در حدود 3.5 برابر ولتاژ سیستم باشد.

عایق یکی از مهمترین ترکیبات ترانسفورماتور است. هرگونه ضعف در عایق ممکن‌است باعث خرابی ترانسفورماتور شود. برای اطمینان از اثربخشی سیستم عایق یک ترانسفورماتور ،ترانسفورماتور باید آزمایش دی الکتریک را پاس کند . اما تست مقاومت در برابر فرکانس توان به تنهایی نمی‌تواند برای نشان دادن قدرت دی الکتریک ترانسفورماتور کافی باشد. به همین دلیل است که آزمایش ولتاژضربه ای ترانسفورماتور روی آن انجام می‌شود. هر دو تست ضربه ای رعد و برق و آزمایش ضربه سوئیچینگ در این دسته از آزمایش ها قراردارند.

———————————————–

ولتاژ ضربه صاعقه

ضربه صاعقه یک پدیده طبیعی خالص است. بنابراین پیش بینی شکل واقعی اختلال موج  رعد و برق بسیار دشوار است . از داده های گردآوری شده در مورد رعد و برق طبیعی ، می توان نتیجه گرفت که اختلال در سیستم ناشی از برخورد  صاعقه طبیعی ، می‌تواند توسط سه شکل موج اصلی نشان داده شود.

• موج کامل
• موج برش خورده
• جلوی موج

اگرچه اختلال پالس رعد و برق واقعی ممکن‌است دقیقاً در این سه شکل نباشد اما با تعریف این امواج می توان حداقل مقاومت دی الکتریک پالس ترانسفورماتور را ایجاد کرد.

اگر اختلال ناشی از صاعقه قبل از رسیدن به ترانسفورماتور ، مسافتی را در طول خط انتقال طی کند ، ممکن‌است شکل موج آن به موج کامل نزدیک شود.  در هنگام طی مسیر ، اگر در هر عایق خط انتقال فلاش رخ دهد ، پس از رسیدن پیک موج ، موج ممکن‌است به صورت موج برش خورده شده تبدیل شود.

اگر رعد و برق به طور مستقیم به ترمینال های ترانسفورماتور برخورد کند ، ولتاژ پالس به سرعت بالا می رود تا زمانی که توسط یک فلاش برطرف شود. در لحظه فلاش اور (جرقه) ولتاژ ناگهان از بین می رود و ممکن‌است شکل جلوی موج را تشکیل دهد.

تأثیر این فرم های موج بر عایق ترانسفورماتور ممکن‌است متفاوت از یکدیگر باشد.

ما در اینجا نمی خواهیم به طور مفصل بحث کنیم که چه نوع شکل موج ولتاژ پالس باعث چه نوع خرابی در ترانسفورماتور می‌شود.

اما ممکن‌است شکل موج های ولتاژ اختلال کننده در رعد برق باعث خرابی عایق در ترانسفورماتور شوند.

 بنابراین آزمایش ضربه ای صاعقه در ترانسفورماتور یکی از مهمترین تست نوع (تایپ تست) ترانسفورماتور است.

———————————————–

ضربه سوئیچینگ

از طریق مطالعات و مشاهدات مشخص میشود

که سوئیچینگ ولتاژ یا پالس سوئیچینگ ممکن‌است

زمان جلو رونده چند صد میکرو ثانیه داشته

و این ولتاژ ممکن‌است به صورت دوره ای از بین‌برود.

زمان جلو رونده شکل موج ضربه: زمانی‌است که ولتاژ از صفر به مقدار حداکثر ولتاژ ضربه می‌رسد

 IEC – 600060 برای آزمایش ضربه ایمپلس ، موجی طولانی با زمان جلو رونده 250 میکروثانیه و زمان تا مقدار نیمه2500 میکروثانیه با تلرانس تصویب کرده‌است.

هدف از تست ولتاژ پالس این‌است که تحمل عایق ترانسفورماتور در برابر ولتاژ ناشی از رعد و برق که در زمان کار ترانس ممکن‌است اتفاق بیفتد مشخص‌شود

طراحی ژنراتور پالس مبتنی بر مدار مارکس‌است.

خازن ضربه  C_s (12 خازن 750 نانوفاراد) به صورت موازی از طریق مقاومت شارژینگ R_c (28 کیلواهم)  (بالاترین شارژ مجاز ولتاژ 200 کیلو ولت) شارژمی‌شود.

هنگامی که ولتاژ شارژ به مقدار لازم رسیده‌باشد ، شکست فاصله جرقه F_{1 1} توسط یک پالس تحریک خارجی آغازمی‌شود.

 وقتی F_1 1  شکسته شد(شکست عایقی رخ داد) ، پتانسیل بخش پیش رو (نقطه bوc)  بالا می رود. از آنجا که مقاومت سری R_s   از مقدار اهم کمی در مقایسه با مقاومت تخلیه R_b  (4 ،5 کیلواهم) و مقاومت شارژ R_c دارد و از آنجا که مقاومت دشارژینگ  کم اهم R_a از مدار توسط فاصله جرقه کمکی F_al  از هم جدا شده‌است، اختلاف پتانسیل در فاصله جرقه F₂  به مقدار زیادی افزایش پیدا می‌کند و شکست F₂  آغازمی‌شود .

بنابراین

شکافهای جرقه به ترتیب در هم می‌شکنند. در نتیجه خازن ها به صورت سری دشارژ می‌شوند. مقاومت زیاد دشارژ R_{b ب} برای سوئیچ کردن ایمپالس ها و مقاومت کم اهم R_a  برای ایمپالس های صاعقه سایز شده‌اند. زمانی که در شکاف جرقه کمکی، شکست ایجادمی‌شود، با یک تاخیر زمانی از چند صد نانو -ثانیه مقاومت R_a به صورت موازی با R_b متصل‌می‌شود.

این ترتیب برای اطمینان از عملکرد ژنراتور ضروری‌است.

شکل موج و مقدار پیک ولتاژ پالس با استفاده از یک سیستم تجزیه و تحلیل ضربه (DIAS 733) که به مقسم ولتاژ متصل است اندازه گیری می‌شود،.

 ولتاژ مورد نیاز با انتخاب تعداد مناسب مراحل متصل سری و با تنظیم ولتاژ شارژ ، بدست می‌آید.

به منظور به دست آوردن انرژی تخلیه لازم می‌توان از اتصالات موازی یا سری موازی ژنراتور استفاده‌کرد.

 در این موارد برخی از خازن ها به طور موازی در هنگام تخلیه به یکدیگر وصل می‌شوند.

با انتخاب مناسب سری و مقاومتهای تخلیه ژنراتور ، شکل پالس مورد نیاز حاصل می‌شود.
زمان جلو رونده می‌تواند تقریباً از معادله محاسبه شود:

برای  R₁ >> R₂ and C_g >> C (15.1)
T_t = .R.C.123

و مقدار نصف زمان تا نصف مقدار از معادله
T ≈ 0,7.R.C
در عمل ، مدار تست بر حسب تجربه سایز میشود.

———————————————–

ویدیوی این محصول

———————————————–

عملکرد آزمون ضربه

این آزمایش با ایمپالس‌های رعد و برق استاندارد با قطبیت منفی انجام‌می‌شود.

زمان جلو (T₁) و زمان مقدار نصف مقدار (T₂) مطابق با استاندارد تعریف‌می‌شوند.
ضربه استاندارد رعد و برق
زمان جلو T₁ = 1,2 μs ± 30%
زمان تا نیمه مقدار T₂ = 50 μs ± 20%

در عمل ، شکل موج ایمپالس ممکن‌است

هنگام آزمایش سیم پیچ های ولتاژ کم قدرت بالا سیم پیچ ها با خازن ورودی بالا ، از شکل موج استاندارد منحرف شود.

 آزمایش ضربه با ولتاژ قطبیت منفی انجام‌می‌شود

تا از فشارهای ناگهانی فلاش در عایق خارجی و مدار تست جلوگیری‌شود.

تنظیم شکل موج برای بیشتر اشیاء آزمایش ضروری‌است.

 تجربه به دست آمده از نتایج آزمایشات در واحدهای مشابه یا پیش از محاسبه احتمالی ، می‌تواند

راهنمایی برای انتخاب قطعات برای مدار شکل موج باشد.

توالی آزمون متشکل از یک ضربه مرجع (R_W) در 75 درصد از دامنه کامل به دنبال آن تعداد مشخصی از ولتاژ در دامنه کامل (F_W) (مطابق با استاندارد IEC 60076-3 ۳ ایمپالس کامل.)

تجهیزات ثبت  ولتاژ و جریان سیگنال شامل ثبت کننده دیجیتال ، مانیتور ، کامپیوتر ، پلاتر و چاپگر تشکیل شده‌است. ثبت ها در دو سطح می‌توانند برای نشان‌دادن شکست مقایسه شوند

. برای تست ترانسفورماتورها ، یک فاز با تعویض تب چنجر OLTC تنظیم شده برای ولتاژ نامی آزمایش‌شده و دو فاز دیگر در هر یک از موقعیت‌های شدید آزمایش‌می‌شوند.

تست پلاریته ترانسفورماتور قدرت (شرح + دیاگرام­ها)

———————————————–

اتصال تست ضربه

تمام آزمایشات دی الکتریک میزان عایق را بررسی‌می‌کنند. از مولد پالس برای تولید موج پالس ولتاژ مشخص‌شده

از موج 1.2/50میکرو ثانیه استفاده می‌شود. یک ضربه با ولتاژ کاهش‌یافته

 بین 50 تا 75٪ از ولتاژ تست کامل و سه ایمپالس بعدی در ولتاژ کامل.تست ولتاژ ضربه

برای ترانسفورماتور سه فاز ، ضربه در هر سه فاز پشت سر هم انجام‌می‌شود.

ولتاژ پشت سر هم بر روی هر یک از ترمینال های خط اعمال می‌شود و سایر ترمینال‌ها را زمین نگه می‌دارد.

اشکال موج جریان و ولتاژ در اسیلوسکوپ ثبت می‌شود و هرگونه تحریف در شکل موج معیار شکست است.

———————————————–

 

مقالات مرتبط:

تست نسبت تبدیل ولتاژ ترانسفورماتور

تست گروه برداری ترانسفورماتور قدرت

روغن ترانسفورماتور: تست ، انواع و مشخصات روغن ترانس

تست مقاومت سیم پیچ ترانسفورماتور

تست های مدار باز و اتصال کوتاه در ترانسفورماتور قدرت

 

لینک زبان اصلی مقاله:

Impulse Test of Transformer