Wie testet man einen Leistungstransformator?

Was ist die Prüfung von Leistungstransformatoren?

Der Leistungstransformator ist das wichtigste Gerät im Stromsystem. Um den sicheren und normalen Betrieb des Stromsystems zu gewährleisten, muss der Transformator mit professionellen Experimentiergeräten auf verschiedene mechanische und elektrische Leistungen getestet werden, bevor er die Fabrik verlässt und in Betrieb genommen wird.

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Was sind die Prüfungen von Leistungstransformatoren?

Die routinemäßigen Prüfposten für Leistungstransformatoren sind wie folgt:

1. Isolierölprüfung

2. Messung des Gleichstromwiderstands der Wicklung zusammen mit der Durchführung

3. Überprüfung des Spannungsverhältnisses aller Abgriffe

4. Überprüfung der dreiphasigen Verdrahtungsgruppe des Transformators und der Polarität des einphasigen Transformatoranschlusskabels

5. Messung des Isolationswiderstands jedes Befestigungselements, das vom Eisenkern isoliert ist (das Verbindungselement kann zerlegt werden), und des Eisenkerns (mit einem externen Erdungsdraht)

6. Prüfung des nicht-reinen Porzellangehäuses

7. Inspektion und Test des Lastspannung-Regulierungsumschaltgeräts

8. Messung des Isolationswiderstands und des Polaritätsindex der Wicklungen und Durchführungen

9. Messung des Dielektrizitätsverlusts tangenswert tanδ der Wicklung und der Durchführung

10. Messung des Gleichstrom-Leckstroms der Wicklung und der Durchführung

11. Test der Deformation der Transformatorenwicklung

12. AC-Durchschlagsspannungstest der Wicklung und der Durchführung

13. Langzeit-induzierter Spannungstest mit Teilausladungstest für Wicklung und Durchführung

14. Impuls-Schlusstest unter Nennspannung

15. Überprüfung der Phase.

Weitere Experimente, die von den Kunden gefordert werden: wie Kurzschlussversuche, Temperaturanstiegsversuche usw.

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Was ist der Temperaturanstiegstest des Transformators?

Ob das Design eines Transformators sinnvoll ist und ob das Kühlsystem normal ist, kann durch den Temperaturanstiegstest des Transformators überprüft werden. Der Temperaturanstiegstest eines Verteilungstransformators dient hauptsächlich dazu, zu prüfen, ob der Temperaturanstieg der Oberflächentemperatur und der Hoch- und Niederspannungswicklungen den Anforderungen der einschlägigen Normen und technischen Vereinbarungen entspricht. Der Testprozess ist hauptsächlich in zwei Phasen unterteilt, die Gesamtnutzungsphase und die Nennstromphase. Während der Anwendung der Gesamtnutzungsphase ist das Hauptziel, den Temperaturanstieg der Ölschicht zu messen.

In der zweiten Phase, wenn die Messung des Temperaturanstiegs der oberen Schicht abgeschlossen ist, kann der Nennstrom für eine Stunde angelegt werden, bevor die Stromversorgung schnell abgeschaltet und die Kurzschlussverdrahtung geöffnet wird, um den Widerstandswert der Hoch- und Niederspannung zu messen. Anhand der oben genannten Messdaten wird der Nennfrequenz, die Nennspannung und der Nennstrom des Transformators, der durchschnittliche Temperaturanstieg der Niederspannungswicklung usw. effektiv berechnet.

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Der Temperaturanstiegstest des Transformators ist die zeitaufwändigste Testeinheit, die etwa 12 Stunden in Anspruch nimmt. Durch das Temperaturanstiegsversuch kann die Qualität des Transformators festgestellt werden. Da Transformatoren unterteilt werden in Verteilungstransformatoren, Umspanntransformatoren, Haupttransformatoren, einzelne Transformatoren, trockene Transformatoren, und andere Typen, muss eine gezielte Methode zum Temperaturanstiegstest ausgewählt werden, um die Effizienz des Tests und die Genauigkeit der Ergebnisse zu gewährleisten.

Prüfgerät für den Temperaturanstieg des Transformators

Bei der Verwendung der simulierten Lastmethode zur Durchführung des Temperaturanstiegstests des trockenen Transformators muss schrittweise vorgegangen werden. Der erste Schritt besteht darin, den Leerlauftest des Transformators durchzuführen, den Kern des Transformators aufzuheizen und dann den Kurzschlusstest durchzuführen, wenn die Temperatur stabil ist. Nach Stabilisierung der Temperatur werden der Temperaturanstieg der Wicklung beim Leerlauftest und der Temperaturanstieg der Wicklung im Kurzschlusszustand des Transformators separat gemessen. Schließlich wird der gesamte Temperaturanstieg gemäß dem Temperaturanstieg in den beiden Phasen berechnet.

Beim Leerlauftemperaturanstiegstest wird das Thermometer am zu messenden Punkt angeordnet, und dann wird der Eisenkern aufgrund der Leerlaufverluste erhitzt, bis die Temperatur stabil ist. Da die Wicklung während des Leerlauftests keine Wärme erzeugt, kann der Wärmeaustauschprozess zwischen dem Eisenkern und der Wicklung nicht effektiv dargestellt werden, und der gemessene Wert ist nur ein Referenzwert und kann nicht als tatsächlicher Temperaturanstieg zur Bewertung verwendet werden. Wenn die Temperatur des Eisenkerns stabil ist, wird der Temperaturanstieg der Wicklung erneut gemessen.

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Der gemessene Temperaturanstieg wird indirekt ermittelt, indem die Änderung des Widerstands der Wicklungen gemessen wird und gehört zum durchschnittlichen Temperaturanstieg. Nachdem die Stromversorgung abgeschaltet wurde, wird zunächst ein Wert gemessen, dann wird alle 30 Sekunden ein Wert, zehnmal hintereinander, und anschließend alle 10 Minuten gemessen. Der gemessene Wert muss unter Verwendung semi-logarithmischer Koordinaten dargestellt werden, und dann wird der momentane thermische Widerstandswert gemäß der Extrapolationsmethode gemessen. Der Kurzschlusstemperaturanstiegstest wird nach dem Leerlauftemperaturanstiegstest durchgeführt. Die Anschlussmethode des Kurzschlusstemperaturanstiegstransformators entspricht dem Leerlauftemperaturanstiegstest. Die Niederspannungsseite ist kurzgeschlossen und die Hochspannungsseite wird eingespeist. Nach Abschluss der Tests des Prüfkurses wird der Nennstrom an die Hochspannungsseite angelegt, und der Transformator erwärmt sich aufgrund des Kurzschlusses der Wicklungen. Nachdem der Temperaturanstieg stabil ist, werden die thermischen Widerstandswerte der Hoch- und Niederspannungswicklungen getestet.

Schließlich wird der Kurzschlusstemperaturanstieg der Hoch- und Niederspannungswicklungen berechnet. Die Testmethode und Berechnungsmethode sind identisch mit dem Leerlauftemperaturanstiegstest. Der tatsächliche Temperaturanstieg der Wicklung wird anhand des Temperaturanstiegs der Hoch- und Niederspannungswicklungen unter Leerlauf- und Kurzschlussbedingungen berechnet.

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Was ist die Hochspannungsseite eines Transformators?

Bei einem herkömmlichen Transformator im Abwärtsübertragungsmodus ist der Eingangsterminal die Hochspannungsseite und der Ausgangsterminal die Niederspannungsseite.

Unter normalen Umständen besteht die Funktion des Transformators darin, die Spannung der durch Hochspannung (Materialeinsparungen und Verlustreduzierung) übertragenen Energie zu reduzieren (es gibt auch hochtransformierende, die normalerweise in Umspannwerken von Kraftwerken vorkommen), um den normalen Einsatzstandards elektrischer Geräte zu entsprechen.

Hochspannungstest des Transformators

Um die Genauigkeit und Authentizität der Hochspannungstestresultate von Leistungstransformatoren sicherzustellen, muss der Testinhalt strikt gemäß den einschlägigen Vorschriften ausgewählt werden. Die Inhalte des Hochspannungstests von Leistungstransformatoren umfassen hauptsächlich: Messung des Isolationswiderstandes, Messung des Leckstroms, Test des Verlustfaktors, AC-Durchschlagspannungstest usw., die im Folgenden ausführlich erläutert werden.

1. Messung des Isolationswiderstands

Bei der Hochspannungsprüfung von Leistungstransformatoren ist die Messung des Isolationswiderstands die zweckmäßigste und einfachste vorbeugende Prüfung. Bei der Messung des Isolationswiderstands des Transformators lassen sich die allgemeine Feuchtigkeit der Isolierung, der Grad der Überhitzung und Alterung sowie die Verschmutzung anhand der Höhe des Isolationswiderstands erkennen. Am Beispiel der Isolationswiderstandsmessung eines Transformators mit einer Spannung von 110 kV auf der Hochspannungsseite und einer Leistung von 31.500 kVA zeigt sich, dass das Absorptionsverhältnis der Isolierung in engem Zusammenhang mit der Temperatur steht: Mit sinkender Temperatur nimmt das Absorptionsverhältnis ab, und bei feuchter Isolierung verändert es sich unregelmäßig. Daher muss bei der Messung des Isolationswiderstands des Transformators die Temperatur im Labor angemessen geregelt werden, um die Zuverlässigkeit des gemessenen Werts des Isolationsabsorptionskoeffizienten zu gewährleisten.

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2. Messung des Leckstroms

Bei der Messung des Leckstroms von Leistungstransformatoren wird hauptsächlich der digitale Leckstromtester verwendet, dessen Nennbetriebs- spannung in der Regel unter 2,5 kV liegt, was deutlich niedriger ist als die Nennbetriebs- spannung des Transformators. Wenn das DC-Megohmmeter die Spannungsanforderungen im Test nicht erfüllt, kann die Testmethode der DC-Hochspannungsanwendung gewählt werden, um die Genauigkeit der Messergebnisse des Leckstroms des Transformators sicherzustellen. Im Falle von Hochspannung deutet ein deutlich höherer Leckstrom des Transformators im Vergleich zum Strom bei Niederspannung darauf hin, dass der Hochspannungsisolationswiderstand des Transformators kleiner ist als der Niederspannungsisolationswiderstand, d.h. der Transformator selbst weist Qualitätsmängel auf und die Funktion zur Verhinderung von Leckagen erfüllt nicht die Anforderungen für den Einsatz.

3. Teilentladungstest

Der Teilentladungstest von Leistungstransformatoren ist ein gängiger “nicht destruktiver” Test. Die Hauptprüfm ethoden sind wie folgt:

(1) Nehmen Sie die Netzfrequenz als Vor-Ort-Spannung und senken Sie sie auf die Teilentladungs-Prüfspannung. Messen Sie die Menge der Teilentladung;

(2) Verwenden Sie die Überspannung im simulierten Betrieb als Vor-Excitationsspannung, um die Teilentladungstestspannung für 1 bis 1,2 Stunden zu reduzieren, um die Teilentladung zu messen.

Die zweite Testmethode kann messen, ob das Teilentladungsphänomen unter langfristigen Arbeitsbedingungen auftritt.
Spannung des Transformators, um den sicheren Betrieb des Leistungstransformators in der Anwendung zu gewährleisten. Darüber hinaus sollten bei dem Teilschlagtest des Leistungstransformators das Design der Isolationsstruktur, die Durchschlagfestigkeit des Isoliermediums, das Oberflächenfeld der spannungsführenden und Erd-Elektroden, die Bearbeitung und Verarbeitung der Isolierteile usw. berücksichtigt werden, damit die Teilentladung weniger als den angegebenen Wert beträgt, anstatt dass die Hauptbasis darauf beruht, ob die Haupt- und Längsisolation entladen ist.

Beim Teilentladungstest des Leistungstransformators, wenn die Netzfrequenz-Hochspannung als Vorspannung verwendet wird, beträgt die Dauer der Testspannung etwa 15 Minuten. Eine angemessene Verlängerung der Spannungsdauer des Teilentladungstests hat einen bestimmten Einfluss auf den Test der Isolationsleistung. Wenn die Isolationsleistung des Transformators nicht ideal ist, kann dies unterschiedlich starke zerstörerische Schäden verursachen. Wenn die Überspannung im simulierten Betrieb als Vorspannung verwendet wird, beträgt die Standardanforderung für die Spannungsdauer des Teilentladungstests 1 Stunde, und wie lange der Transformator die Vorspannung aushalten kann, hängt eng mit der Volt-Sekunden-Eigenschaft der Isolationsstruktur zusammen.

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Beim Teilentladungstest des Leistungstransformators steht die Teilentladungshöhe in der Regel im Zusammenhang mit der Feldstärke an der Oberfläche der spannungsführenden und geerdeten Elektroden, jedoch nicht mit der Frequenz der Stromversorgung. Daher sollte der Lärm am Prüfstand so weit wie möglich kontrolliert werden, und die Teilentladung der Stromversorgung sollte ebenfalls isoliert werden.

4. Transformatorverhältnis-Messung

Die Methoden zur Messung des Transformationsverhältnisses von Leistungstransformatoren umfassen hauptsächlich die Dual-Voltmeter-Methode, die Transformationsverhältnis-Brückenmethode usw. Unter ihnen ist die Transformationsverhältnis-Brückenmethode eine gängig verwendete Methode bei Feldtests. Sie hat hauptsächlich folgende Vorteile: Sie wird nicht von der Stabilität der Stromversorgung beeinflusst, hat eine hohe Genauigkeit und Empfindlichkeit; Fehler können direkt abgelesen werden: Die Prüfspannung kann angepasst werden, was relativ sicher ist. Bei der Transformationsverhältnisprüfung von Leistungstransformatoren kann auch die Prüfung kontinuierlicher Gruppen synchron abgeschlossen werden, und dieselbe Verdrahtungsgruppe ist eine der grundlegenden Voraussetzungen für den Parallelbetrieb von Transformatoren. Daher ist die Beurteilung der Verdrahtungsgruppe von Leistungstransformatoren ebenfalls ein Hochspannungstest, der ein unverzichtbarer Punkt ist. Häufig verwendete Testmethoden sind die AC-Voltmeter-Methode, Phasentabellenmethode, Transformatorverhältnis-Brückenmethode, DC-Induktionsmethode, Gruppen-Tischmethode usw. Der Grupptisch ist ein gängiges Spezialinstrument zur Prüfung der Gruppe, Phasenfolge und Polarität von Leistungstransformatoren.

5. Dielektrischer Verlustfaktortest

Beim Hochspannungstest von Leistungstransformatoren ist der Dielektrizitätsverlustfaktor-Test eines der grundlegenden präventiven Testelemente für Isolierung. Das Hauptziel des Tests besteht darin, die Isolierleistung des Transformators anhand der Größe des Dielektrizitätsverlustfaktors zu bestimmen. Im normalen Betrieb des Transformators steht die Änderung des Dielektrizitätsverlustfaktors in engem Zusammenhang mit der Größe des Isolationsverlusts. Im Prüfprozess können die Prüfer den allgemeinen Feuchtigkeits- und Verschlechterungsgrad der Transformatorisolierung durch die entsprechenden Ergebnisse erfassen, um genaue Testergebnisse zu erhalten.

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Im Dielektrizitätsverlustfaktor-Test von Leistungstransformatoren sind die Ergebnisse signifikant besser als die Messung des Isolationswiderstands und der Leckstromtest, hauptsächlich weil die Korrelation mit Faktoren wie der Prüfspannung und der Gerätegröße während des Prüfprozesses gering ist, und die Prüfer die Isolationsänderungen des Transformators genau beurteilen können.

6. Wechselstromdurchschlagfestigkeits-Test

Der AC-Durchschlagstest von Leistungstransformatoren wird hauptsächlich verwendet, um die Größe ihrer Isolationsstärke zu identifizieren. Die Verwendung dieser Testmethode kann die zentralen Leistungsdefekte des Transformators direkt widerspiegeln, um die Verbesserung der Isolationsleistung des Transformators sicherzustellen und schwerwiegende Schäden durch Isolationsalterung zu vermeiden. Sicherheitsvorfälle. Vor dem AC-Durchschlagstest des Leistungstransformators müssen der Isolationswiderstand, Leckstrom, Dielektrizitätsverlustfaktor usw. des Spannungstransformators sorgfältig gemessen werden. Nach Erhalt der relevanten Testergebnisse kann der AC-Durchschlagstest organisiert werden. Wenn die Statistiken und Berechnungen der relevanten Testergebnisse unangemessen sind, wird dies direkt die Genauigkeit der Ergebnisse des AC-Durchschlagstests beeinflussen.

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Sicherheitsdesign-Methode für den Hochspannungstest von Leistungstransformatoren

Beim Hochspannungstest von Leistungstransformatoren, bedingt durch die große erforderliche Prüfspannung, wird die Genauigkeit der Testergebnisse und die Sicherheit des Prüfpersonals direkt beeinflusst, wenn keine effektive Sicherheitsdesignmethode angewendet werden kann. Daher müssen wir im Prozess des Hochspannungstests von Leistungstransformatoren die Forschung und Anwendung von Sicherheitsdesignmethoden beachten, um den reibungslosen Verlauf und Fortschritt der Testarbeiten zu gewährleisten.

1. Induzierte Spannungen und Entladungskonterangriffe verhindern

Beim Hochspannungstest von Leistungstransformatoren müssen effektive Maßnahmen getroffen werden, um induzierte Spannungen zwischen den Testgeräten und anderen Geräten zu verhindern. Normalerweise werden die Testgeräte und andere Instrumente und Geräte zuverlässig kurzgeschlossen und geerdet. Im Hochspannungslabor sollte gemäß den Testanforderungen ein spezieller Kurzschlusserdungsbrunnen und ein Erdungssystem eingerichtet werden, und die verschiedenen Kondensatorgeräte, die im Labor ungenutzt sind, sollten ebenfalls gemäß den Anforderungen kurzgeschlossen und geerdet werden.

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Da der Hochspannungstest des Leistungstransformators in einer geschlossenen sechsseitigen Abschirmumgebung durchgeführt wird, kann es während des Tests zu sofortigen Entladungen kommen. Daher müssen die Hochspannungskabel im Labor durch Metallrohre geschützt und im Boden vergraben werden. Normalerweise sollte die Länge des Metallschutzrohrs > 15 m betragen, und es sollte alle 5 m mit der Erdungselektrode verbunden werden, um die Auftretenswahrscheinlichkeit des Rückschlagphänomens bei der Entladung streng zu kontrollieren.

2. Zuverlässige Erdung

Im Hochspannungstest von Leistungstransformatoren ist es notwendig, sicherzustellen, dass das Erdungssystem des Labors in gutem Zustand ist, und der Erdungswiderstand sollte im Allgemeinen unter 0,5Ω liegen, um die Sicherheit der Testausrüstung und des Testpersonals zu gewährleisten. Bei guten Erdungsbedingungen sollte das Labor auch als spezielles Potenzialgleichgewicht betrachtet werden, und die Gehäuse aller metallischen Instrumente und Geräte im Labor sollten gut geerdet sein, insbesondere zwischen dem Transformator und der Testausrüstung. Es sind zuverlässige, sichere und stabile metallische Verbindungen vorhanden. Im Hochspannungslabor sollte der Standort des Erdungspunktes deutlich gekennzeichnet sein, um zu verhindern, dass Personen während des Tests einen elektrischen Schlag erleiden.

3. Feuerfest und explosionsgeschützt

Im Hochspannungstest von Leistungstransformatoren ist es notwendig, eine Überlastung oder einen Kurzschluss des Transformators während des Betriebs strikt zu verhindern. Besonderes Augenmerk sollte auf die Zersetzung und Ausdehnung von Isoliermaterialien, Isolieröl usw. aufgrund von hohen Temperaturen, elektrischen Funken und anderen Faktoren gelegt werden, was zu einer Gasbildung führt und den inneren Druck des Transformators scharf ansteigen lässt, was die Explosion des Transformatoren-Gehäuses zur Folge haben kann, wobei eine große Menge Isolieröl ausgestoßen und verbrannt werden kann, und der Ölfluss das Brandrisiko weiter erhöht. Daher müssen wir im Hochspannungstestprozess von Leistungstransformatoren auf die Prävention von Sicherheitsproblemen achten, um die Sicherheit des Tests zu gewährleisten.

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Kurz gesagt, der Hochspannungstest von Leistungsanlagen ist ein hochtechnisches und komplexes Projekt. Im Hochspannungstest von Leistungstransformatoren müssen angemessene Testbedingungen, -methoden und -inhalte ausgewählt werden, und es sollte auf das Sicherheitsdesign während des Testprozesses geachtet werden, um einen reibungslosen Verlauf des Testbetriebs zu gewährleisten, die entsprechenden Testdaten zu erhalten und anschließend die umfassende Leistung des Transformators wissenschaftlich zu bestimmen.

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