ترانسفورماتور قدرت

۷ آزمایش روتین برای یک ترانسفورماتور خشک که شما باید در هنگام راه اندازی انجام دهید

تست های کارخانه ای

این مقاله فنی به صورت مختصر هفت تست بسیار مهم را که باید در هنگام راه اندازی یک ترانسفورماتور خشک انجام دهید، را  شرح می دهد. معمولا تست ها در کارخانه ای که ترانسفورماتور تولید می شود، انجام می شود.

۷ آزمایش روتین برای یک ترانسفورماتور خشک که شما باید در هنگام راه اندازی انجام دهید

مطالب مرتبط:
نگه داری ترانسفورماتور
حفاظت ترانسفورماتور قدرت و خطاهای آن
علمکرد ترانسفورماتورها و محاسبه پارامترهای الکتریکی
مواد عایق ترانسفورمرها در نوع روغنی و خشک
رآکتور موازی یا شانت (Shunt Reactors) چیست؟ انواع آن، ساختار و کاربرد ها
مقدمه ای بر تستهای روتین ترانسفورماتور

تستهای روتین زیر باید بر روی تمام ترانسفورماتورهای قد‌ر‌ت خشک انجام شود:

  1. تست تحمل ولتاژ با اعمال منبع جدا(Separate-source voltage withstand test)
  2. آزمایش ولتاژ القا شده (Induced voltage test)
  3. اندازه گیری نسبت ولتاژ و تست پلاریته و اتصالات(Voltage ratio measurement and check of polarities and connections)
  4. اندازه گیری جریان بدون بار و تلفات آهنی بدون بار (No-load current and no-load loss measurement)
  5. اندازه گیری مقاومت سیم پیچ(Winding resistance measurement)
  6. امپدانس مدار کوتاه و اندازه گیری تلفات بار(Short-circuit impedance and load loss measurement)
  7. اندازه گیری تخلیه جزئی مطابق با استاندارد IEC 60726 (برای ترانسفورماتورهای قدرت خشک) (Partial discharge measurement in accordance with IEC 60726 (for dry-type power transformers))

۱-آزمایش های دی الکتریک تست تحمل ولتاژ با اعمال منبع جدا

شکل موج تک فاز تقریبا سینوسی است. تست باید با فرکانس نامی انجام شود. در پایان آزمایش، ولتاژ تست، قبل از قطع برق باید به سرعت به ۱/۳ (یک سوم)ولتاژ کامل کاهش یابد.

ولتاژ تست کامل باید برای   ۶۰ ثانیه   بین سیم پیچ تحت تست و تمام سیم پیچ های باقی مانده، هسته مغناطیسی، فریم و قاب  متصل به زمین آن اعمال شود.

تست باید بر روی تمام سیم پیچ ها انجام شود. اگر در تست ولتاژ& خطایی رخ ندهد تست موفقیت آمیز است.

شکل ۱ – آزمایشات دی الکتریک – تست مقاومت ولتاژ منبع جداگانه

شکل 1 - آزمایشات دی الکتریک - تست مقاومت ولتاژ منبع جداگانه
شکل ۱ – آزمایشات دی الکتریک – تست مقاومت ولتاژ منبع جداگانه

۲-تست ولتاژ القایی

ولتاژ تست باید دو برابر مقدار مربوط به ولتاژ نامی باشد. با حفظ سیم پیچ اولیه به صورت باز ولتاژ باید بین ترمینالهای سیم پیچ های ثانویه آن اعمال شود،. مدت زمان آزمایش در ولتاژ کامل باید ۶۰ ثانیه و فرکانس دو برابر مقدار نامی باشد.

تست باید با ولتاژ کمتر از ۱/۳ ولتاژ آزمایش شود شود و باید سریعا تا مقدار ولتاژ کامل تست افزایش پیدا کند.

در پایان آزمایش، ولتاژ باید به سرعت به مقدار ۱/۳ مقدار نامی قبل از قطع منبع کاهش پیدا کند. تست موفقیت آمیز است اگر در ولتاژ کامل خطایی در ترانس رخ ندهد.

 شکل ۲ – تست ولتاژ القا شده

شکل 2 - تست ولتاژ القا شده
شکل ۲ – تست ولتاژ القا شده

۳-اندازه گیری نسبت ولتاژ و بررسی پلاریته / اتصالات

اندازه گیری نسبت ولتاژ و بررسی پلاریته ها و اتصالات باید بر روی تمام موقعیت های تپ چنچر انجام شود.  اعداد اختصاص داده شده به تپ ها و مقادیر نامی آن باید بررسی شود.

اندازه گیری نسبت ولتاژ باید فاز به فاز بین ترمینال  های سیم پیچ های مربوطه انجام شود.

اندازه گیری نسبت ولتاژ با استفاده از روش پتانسیومتری(potentiometric method) انجام می شود.

شکل ۳ – اندازه گیری نسبت ولتاژ و بررسی پلاریته / اتصالات

شکل 3 - اندازه گیری نسبت ولتاژ و بررسی پلاریته
شکل ۳ – اندازه گیری نسبت ولتاژ و بررسی پلاریته

۴-اندازه گیری جریان بدون بار و تلفات بدون بار

این تست با اعمال ولتاژ نامی و فرکانس نامی در سیم پیچ های فشار ضعیف انجام می شود . شکل موج باید تا حد ممکن به صورت موج سینوسی باشد و ترمینال سیم پیچ های اولیه باید باز شوند.

فرکانس تست نباید از مقدار نامی بیش از ± ۱٪ متفاوت باشد.   جریان و تلفات بدون بار  همچنین با مقدار متوسط ​​و مقدار موثر ولتاژ باید اندازه گیری شود.

اگر این دو مقدار خوانده شده برابر باشند، هیچ گونه اصلاح در اندازه گیری تلفات بدون بار اعمال نمی شود. در غیر این صورت،   تلفات بدون بار باید به وضعیت موج سینوسی ارجاع شود مطابق با استانداردهای IEC 60076-1 و تصحیح گردد.

جریان بدون بار باید نتیجه متوسط ​​سه مقدار خوانده شده که با آمپرمترهای اندازه گیر جریان های موثر انجام شده است باشد. برای اندازه گیری توان، سه وات متر برای اندازه گیری با استفاده از ترانسفورماتورها اندازه گیری و مبدل ها در صورت لزوم،  استفاده می شود.

 شکل ۴ – اندازه گیری جریان بدون بار  تافات بدون بار ترانسفورماتور

شکل 4 - اندازه گیری جریان بدون بار تافات بدون بار ترانسفورماتور
شکل ۴ – اندازه گیری جریان بدون بار تافات بدون بار ترانسفورماتور

۵-اندازه گیری مقاومت سیم پیچ

اندازه گیری مقاومت سیم پیچ باید زمانی انجام شود که سیم ها در دمای محیط و به مدت طولانی از قبل برق دار نباشند. اندازه گیری ها باید با جریان مستقیم بین ترمینال  ها با توجه به   توالی U-V; V-W; WU انجام شود.

دمای محیط نیز باید اندازه گیری شود. این باید نتیجه مقدار متوسط ​​سه اندازه گیری انجام شده توسط سنسورهای حرارتی باشد.

۵٫۱ اندازه گیری مقاومت سیم پیچ HV

اندازه گیری مقاومت سیم پیچ HV باید با اندازه گیری همزمان ولتاژ و جریان انجام شود. ولتمتر و آمپرمتر باید به صورت زیر متصل شود: :

  • ترمینال  های ولت متر باید آنطرف کابل های جریان متصل شوند
  • جریان نباید بیشتر از  ۱۰٪  جریان نامی ترانسفورماتور باشد ؛
  • اندازه گیری باید پس از این که ولتاژ و جریان پایدار شدند انجام شود.

به غیر از این که به صورت دیگری با فروشنده توافق شده باشد،  سیم پیچ HV   باید به تپ اصلی متصل شده باشد

۵٫۲ اندازه گیری مقاومت سیم پیچ LV

اندازه گیری مقاومت سیم پیچ LV  باید توسط اندازه گیری  همزمان ولتاژ و جریان انجام شود.

ولت متر و آمپر باید باشد   متصل به شرح زیر است:

  • ترمینال  های ولت متر باید آنطرف کابل های جریان متصل شوند
  • جریان نباید بیشتر از  ۱۰٪  جریان نامی ترانسفورماتور باشد ؛
  • اندازه گیری باید پس از این که ولتاژ و جریان پایدار شدند انجام شود.

۶-امپدانس اتصال کوتاه و اندازه گیری تلفات

تلفات اتصال کوتاه و ولتاژ اتصال کوتاه   عملکرد ترانسفورماتور را نشان می دهد . این مقادیر ثبت شده و تضمین می شود و برای عملکرد بهینه ی ترانسفورماتور خیلی مهم هستند. ولتاژ اتصال کوتاه معیار مهمی است به خصوص در طول   عملکرد موازی ترانسفورماتورها.

تلفات اتصال کوتاه، داده ای است که در آزمایش گرمایی نیز مورد استفاده قرار می گیرد.

ولتاژ اتصال کوتاه ولتاژ اعمال شده به سیم پیچ اولیه است و باعث می شود که جریان نامی در سیم پیچ ها جریان یابد، در حالی که یکی از سیم پیچ ها اتصال کوتاه است. توان فعال اندازه گیری شده در این تست، تلفات اتصال کوتاه می باشد. اگر محدوده تنظیم بیش از ۵٪ باشد، علاوه بر مقدار نامی، تلفات برای مقادیر حداکثر و حداقل تکرار می شود.

تلفات اتصال کوتاه از تلفات ژولی (جریان مستقیم /تلفات DC) تشکیل شده است که توسط جریان بار در سیم پیچ ایجاد می شود و همچنین شامل تلفات اضافی (تلفات جریان متناوب / AC) در سیم پیچ ها، نحوه ی قرار گیری ورقه های هسته، دیواره های مخزن و نشت فوران  (در صورت وجود) است

مدار اندازه گیری و انجام اندازه گیری:

 شکل ۵ – نمودار اتصالات اندازه گیری تلفات اتصال کوتاه

شکل 5 - نمودار اتصالات اندازه گیری تلفات اتصال کوتاه
شکل ۵ – نمودار اتصالات اندازه گیری تلفات اتصال کوتاه

جایی که:

۱- منبع تغذیه
۲- ترانسفورماتور (متوسط)
۳-ترانسفورماتورهای جریان
۴- ترانسفورماتورهای ولتاژ
۵-آنالایزر توان
۶- ترانسفورماتور تحت آزمایش
C -گروه های خازن جبران ساز

به طور کلی، سیم پیچ های HV ترانسفورماتور در حالی که سیم پیچ های LV اتصلا کوتاه هستند تغذیه می شوند.

در حین اندازه گیری، جریان باید تا آنجا که امکان دارد، در مقدار IN یا نزدیک به این مقدار باشد. ولتاژ، جریان و تلفات اتصال کوتاه در هر فاز باید در طول اندازه گیری اندازه گیری شود.

در مواردی که منبع تغذیه به اندازه کافی برای تامین توان مدار اندازه گیری کافی نیست، جبران سازی برای رسیدن به مقدار  توان راکتیو کافی باید با استفاده از خازن ها انجام شود. قبل از شروع به اندازه گیری   دما سیم پیچ ترانسفورماتور باید تثبیت شود   و دمای سیم پیچ و مقاومت سیم پیچ باید اندازه گیری شود.

برای جلوگیری از افزایش دمای سیم پیچ توسط جریان اعمال شده، اندازه گیری باید در یک زمان کوتاه تکمیل شود و جریان اندازه گیری باید بین ۲۵ تا ۱۰۰ درصد از جریان نامی نگه داشته شود. به این ترتیب خطاهای اندازه گیری به علت افزایش دمای سیم پیچ به حداقل می رسد.

تلفات باید بر اساس دمای مرجع (به عنوان مثال ۷۵ درجه سانتیگراد) مطابق با استانداردها و ارزیابی تصحیح شود.

ولتاژ اتصال کوتاه و تلفات که در دمايی که اندازه گیری انجام شده است به دست امده است، باید براساس این دما مرجع اصلاح شود.

۷-اندازه گیری تخلیه جزئی

همه روش های اندازه گیری PD بر اساس   تشخیص جریان های ایمپالس PD i(t) گردان در خازن های موازی متصل شده Ck  (کوپلینگ خازن) و   Ct  (خازن تست شی) از طریق اندازه گیری امپدانس   Zm. می باشد

مدار معادل پایه برای اندازه گیری PD در شکل ۵ ارائه شده است.

 شکل ۶ – مدار تست برای اندازه گیری بدون تپ خازنی

شکل 6 - مدار تست برای اندازه گیری بدون تپ خازنی

جایی که:

  • PDS = سیستم PD
  • Ck   = اتصال خازن
  • Ct  = تست ظرفیت شی
  • Z = اتصال منبع ولتاژ
  • Zm = امپدانس اندازه گیری

امپدانس اندازه گیری Zm  می تواند هم به صورت سری با خازن کوپلینگ Ck یا با خازن تست شی  Ct  متصل کرد . پالس های جریان PD از طریق انتقال شارژ بین خازن به صورت موازی متصل شده Ck   (خازن کوپلینگ) و Ct   (خازن تست شی) تولید می شوند.

در حال حاضر استانداردهای IEC و IEEE هر دو مقررات را برای اندازه گیری و ارزیابی سیگنال های الکتریکی ناشی از تخلیه های جزئی با مشخصات در حد مجاز ایجاد کرده اند. رویکرد IEC به پردازش سیگنال الکتریکی ضبط شده متفاوت از روش IEEE است.

IEC سیگنال را به یک بار الکتریکی ظاهری تبدیل می کند که عموما در (picocoulombs (pC   اندازه گیری می شود    ، در حالی که IEEE سیگنال را به ولتاژ مداخله رادیویی ((RIV)( Radio Interference Voltage (RIV)  تبدیل می کند    ، به طور کلی در  (micro volts (μV   اندازه گیری می شود. استفاده از روش RIV برای تشخیص سیگنال PD فراموش خواهد شد ، اگر چه استاندارد IEEE هنوز رسما آن را تایید نکرده است.

تشخیص شارژ ظاهری در pC ، روش ترجیحی مورد استفاده در حال حاضر در IEEE Std. C57.113 است

برای تشخیص شارژ ظاهری، ادغام ضربانهای جریان PD i(t)  مورد نیاز است.

ادغام ضربان های جریان PD را می توان در حوزه زمان (اسیلوسکوپ دیجیتال) یا در دامنه فرکانس (band‐pass filter) انجام داد. بیشتر سیستم های PD موجود در بازار ” شبه یکپارچه سازی quasi integration ” جریان های ضربانی PD را در حوزه فرکانس با استفاده از فیلتر ” wide‐band ” یا ” narrow‐band ” انجام می دهند.

پالس های جریان PD گردان – تولید شده توسط یک منبع خارجی PD (در مدار تست) و یا توسط یک منبع PD داخلی (در سیستم عایق ترانسفورماتور) – تنها می تواند در bushings ترانسفورماتور اندازه گیری می شود.

خازن بوشینگ C1، نشان دهنده خازن کوپلینگ Ck است که به طور موازی با خازن Ct متصل می شود (شی تست = خازن کل سیستم عایق ترانسفورماتور).

نمایش محل تخلیه جزئی UHF

نمایش محل تخلیه جزئی UHF در یک ترانسفورماتور قدرت با استفاده از تکنیک های time-of-flight

منابع:

  1. Guide to transformer testing by Tesar
  2. A Guide to Transformer Winding Resistance Measurements by Bruce Hembroff, (Manitoba Hydro), Matz Ohlen (Megger Sweden) and Peter Werelius (Megger Sweden)
  3. Transformer Tests by BEST Transformers

محسن ترابی

مهندس برق قدرت، فوق لیسانس برق قدرت از دانشگاه سراسری یزد، موسس ماه صنعت، متخصص در ژنراتور، دیزل، طراحی و ساخت موتورهای الکتریکی، سنکرون و سیستم های حفاظت الکتریکی به خصوص حفاظت ژنراتور. دارای گواهی ثبت اختراع ساخت موتور PMSM‌ معکوس گرد. هدف از ایجاد این وبسایت و مقالات آن آموزش در راستای توسعه ی صنعت برق کشور عزیزمان ایران می باشد و سعی می کنم مقالات کاربردی در راستای این هدف در وبسایت انتشار بدهم

نوشته های مشابه

‫2 نظرها

    1. معمولا اگه ورقه های ترانسفورماتور خوب به هم نچسبیده باشند و فاصله بین ورقه ها وجود داشته باشه میدان مغناطیسی باعث تولید صدا می شه. یا ممکنه جایی اتصالات خوب برقرار نباشه که تولید صدا می کنه. باید یه متخصص ترانسفورماتور رو بررسی کنه و بهتره که کامل اتصالات رو یه بار چک و بررسی بکنید

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دکمه بازگشت به بالا
بستن
بستن