De cada element d'una-subestació d'alta tensió, eltransformador de potènciaés el més car de substituir i el més vulnerable als llamps i les sobretensions de commutació. És per això que la prova d'impuls del llamp és una de les proves de tipus més examinades en qualsevol transformador - i per què equivocar-se significa que l'enviament ha fallat o un error de camp mesos després de la posada en marxa.
Aquesta guia explica què fa realment la prova d'impuls d'un llamp dins d'un transformador, per què es requereix una ona completa i una ona picada, com llegir les formes d'ona capturades i com dimensionar correctament el generador d'impulsos.
1. Per què els transformadors necessiten proves d'impuls
Un bobinatge d'un transformador sembla, en una prova de-freqüència de potència, com una simple bobina. Sota un llamp ràpid, però, la capacitat distribuïda entre espires, entre seccions i entre bobinatge i nucli es converteix en el circuit dominant. La tensió es distribueix de manera no-lineal al llarg del bobinatge i les primeres voltes poden veure una part desproporcionada de la sobretensió.
És per això que un transformador que passa una prova de resistència a la freqüència elèctrica de 5-minuts encara pot fallar en el seu primer llamp en servei. La prova d'impuls reprodueix la pujada a la fàbrica i exposa un aïllament feble de gir, cables mal suportats i geometria de bobinat dolenta abans que la unitat s'enviï.
PerIEC 60076-4(o GB 1094.4 a la Xina), cada nou disseny de transformador s'ha de sotmetre a proves de tipus d'impuls llamp.
2. Les dues proves d'impuls a què s'enfronta tot transformador
2.1 Impuls de llamp-ona completa (1,2/50 µs)
Aplica l'ona completa d'1,2/50 µs fins a la qualificació BIL.
Provesaïllament principal: serpentejant-a-terra, serpentejant-a-enrotllant, conduint-al-tanc.
L'ona decau naturalment a través de la capacitat pròpia del transformador.
Seqüència típica: 3 trets al 50-75% de la tensió nominal (trets de referència), després 3 trets al 100% BIL.
2.2 Impuls d'ona-picada (2–6 µs)
Una bretxa de tall dispara a 2–6 µs, acabant l'ona bruscament.
El col·lapse sobtat injecta components d'alta-freqüència que viatgen al llarg del bobinatge i la tensióaïllament entre girs i inter-seccions- l'aïllament entre spires adjacents i entre seccions de bobinatge.
Aquesta és la prova que detecta defectes de bobina-de bobina febles que no faria una ona completa.
La desviació estàndard del temps de tall ha de romandre per sota de ±0,2 µs per a un informe vàlid.
Un transformador que només passa la prova d'-ona completa no està completament provat de tipus-.
3. Com llegir la forma d'ona d'impuls en un transformador
Quan superposeu les tres preses al 100%-a la gravadora, esteu buscantrepetibilitat, no només una forma d'ona bonica.
Les tres traces haurien de superposar-se gairebé perfectamenta la vora davantera i a tota la cua.
Una nova oscil·lació, un pic desplaçat o una caiguda sobtada de la cua en un dels trets posteriors solen indicarfallada del bobinat- un gir-per-girar curt que canvia el comportament ressonant del bobinatge.
Els instants de picat dels tres trets-d'ones picats haurien d'agrupar-se fortament en 2-6 µs.
L'amplitud màxima hauria d'aterrar dins del ±3% del BIL nominal.
A la pràctica de la prova de tipus-, l'operador també vigila:
Flashovera través de casquilles o canviadors de tocs - es col·lapsa abans d'hora.
Chopper abans del-foc o sense-focEl temps de tall - fora de--abast invalida el tret.
Col·lapse de voltatge a mitja-cua- sovint una avaria parcial entre girs-que no s'ha acabat de travessar.
4. Dimensió del generador d'impulsos per a la prova del transformador
La capacitat del transformador és el controlador ocult aquí. Un petit transformador de distribució (uns pocs centenars de kVA) sembla uns quants centenars de picofarads al generador d'impulsos; un transformador de potència de 220 kV sembla diversos nanofarads.
Utilitzeu aquesta regla general:
| Classe de transformador | Capacitat típica | Generador mínim |
|---|---|---|
| 10 kV / uns centenars de kVA | 200-500 pF | 200 kV / 10 kJ |
| Distribució de 35 kV, pocs MVA | 500–2000 pF | 400 kV / 30 kJ |
| 35 kV de servei pesat-, 10+ MVA | 2000–4000 pF | 400 kV / 60 kJ |
| Transformadors de potència 110–220 kV | 4000 pF i més | 800–1200 kV / 60–120 kJ |
La classe 400 kV / 30 kV manté una utilització de tensió superior o igual al 90% fins a una càrrega de 2000 pF i superior o igual al 85% fins a 4000 pF -, que és exactament el punt dolç-del transformador de distribució.
Per a una fàbrica de transformadors de distribució que realitza proves d'impuls rutinàries, elMOEORW-WGJ43 400 kV / 30 kVamb un dispositiu-de picat integrat és la configuració estàndard.
Per als fabricants de transformadors de potència EHV, el1200 kV / 120 kJ tipus-sistema de prova és el punt de partida típic.
5. Per què un dispositiu de picat no és-negociable per al treball de transformador
Molts generadors d'impulsos econòmics s'envien sense dispositiu de picat i els clients s'assabenten massa tard que el seu informe de prova de tipus-està incomplet.
Una prova de tipus d'impuls del transformador segons IEC 60076-4 requereix:
tres trets-d'ona completa al 100% de BIL i
tres trets-d'onades picades al 100% BIL.
Sense un dispositiu de trituració de múltiples-clases de 300 kV-classe de 300 kV, no podeu realitzar la part-de l'ona picada de la prova - i no podeu emetre un certificat de prova de tipus-complet. El WGJ43 s'envia de sèrie amb un dispositiu-de tallar amb retard electrònic-de 300 kV integrat.
6. Falles comuns de la prova d'impuls del transformador
Flaix a la junta-a-del tanc- normalment és un problema de muntatge o de mà d'obra, no un problema de disseny.
Inter-avaria de gir en onada picada- bobinat feble, normalment atrapat superposant el tir de referència amb el tir fallit.
Condueix-al-inflamació del tanc- espai lliure suficient dins del dipòsit, sovint exposat primer en trets-d'ona completa.
Flashover del canviador de tocs- geometria del canviador de tocs no classificada per al front ràpid.
Fallada de l'helicòpter- normalment l'espai entre boles-desplaçat; L'ajust motoritzat de la bretxa a la moderna consola de control elimina això.
7. Conclusió
La prova d'impuls del llamp és la prova més dura i reveladora a la qual ha passat mai un transformador de potència. Domina tres coses:
Corretots dostrets-d'ona completa i-onada picada; cap dels dos és opcional.
Superposeu els rastres i busqueurepetibilitaten els tres trets 100%-.
Mida el generador percapacitat del transformador, no només per la seva tensió nominal - un sistema de 30 kJ / 400 kV cobreix transformadors de classe de distribució- fins a ~4000 pF.
Tens una línia de prova d'impuls d'un transformador?Digueu-nos la vostra qualificació de transformador més grani la classe de tensió del sistema, i recomanarem la configuració adequada del generador, el dispositiu de tall i el divisor.
