15 MVA:n tehomuuntajan salamapulssitestaus

1. Johdanto

Salamaimpulssitestaus on pakollinen dielektrinen tyyppi- ja rutiinitesti, joka osoittaa, että tehomuuntaja kestää jyrkkiä, suuria jännitepiikkejä, jotka aiheutuvat salamaniskuista ja kytkentätoiminnoista yläpuolisessa siirtojärjestelmässä. 15 MVA:n tehomuuntajan eristysjärjestelmä on verrattava määritettyyn peruspulssitasoon (BIL), joka tälle yksikölle on 170 kV huippu. Tässä artikkelissa kuvataan testiasetukset, käytetty aaltomuoto, tallennettujen oskilogrammien tulkinta ja hyväksymiskriteerit, joita käytetään käämin eristyksen eheyden vahvistamiseen.

2. Muuntajan nimellis- ja testijännitteet

Testattava laite on öljyllä upotettu, ONAN-jäähdytteinen kolmivaiheinen alennusmuuntaja. Tärkeimmät tyyppikilven tiedot ja niihin liittyvät dielektriset testijännitteet on koottu alla. 170 kV BIL:tä käytetään täysaaltoisena salamaimpulssina, kun taas kytkentäimpulssin ja tehon taajuuden kestoarvot vahvistavat yleisen eristyksen koordinaation.

Taulukko 1 - Nimikilven nimellisarvot ja dielektriset testijännitteet 15 MVA muuntajalle.

3. Objektiiviset ja sovellettavat standardit

Tavoitteena on osoittaa, että muuntajan eristys kestää määritellyn BIL-arvon rikkoutumatta, ja havaita sisäinen eristysheikkous. Testi suoritetaan standardien IEC 60076-3 (Tehomuuntajat - Eristystasot, dielektriset testit) ja IEC 60060-1 (High Voltage Test Techniques) mukaisesti. Digitaalinen impulssimittausjärjestelmä tallentaa jännitteen ja transienttivirran nollan läpi ja tuottaa arvioinnissa käytettävät oskilogrammit.

4. Testaa asetukset ja piiri

Impulssin tuottaa monivaiheinen 600 kV / 20 kJ Marx-generaattori ja se syötetään suurjänniteliittimeen (HV). Nolla on maadoitettu matalan induktanssin virtashuntin kautta, ja LV-käämitys on oikosuljettu ja maadoitettu. Vaimennettu-kapasitiivinen jännitteenjakaja välittää jännitesignaalin digitaaliselle tallentimelle. Olennainen järjestely on:

Impulssigeneraattori: 8-vaiheinen Marx, aaltorintaman muotoiluvastukset, jotka tuottavat 1,2/50 µs vakioaallon.

Jännitteenjakaja: vaimennettu-kapasitiivinen jakaja, kalibroitu IEC 60060-2:n mukaan.

Virran mittaus: matalan induktanssin shuntti nollassa transienttivirran tallennusta varten.

Tallennus: digitaalinen tallennin, näytteenottotaajuus Suurempi tai yhtä suuri kuin 100 MS/s, tarkkaan etuajassa.

Järjestys: yksi kalibroitu aalto, sitten kolme täyttä aaltoa 170 kV:lla, negatiivinen polariteetti.

5. Impulssin aaltomuoto ja parametrit

Standardin salamaimpulssin virtuaalinen etuaika on 1,2 µs ja aika puoliarvoon 50 µs (merkitty 1,2/50 µs). Tallennetuista oskilogrammeista on analysoitava huippuarvo, etuaika ja puoliarvoon kuluva aika. Poikkeamat, kuten ylitys, värähtely tai vääristynyt häntäaalto, voivat viitata käämin resonanssiin tai osittaiseen rikkoutumiseen.

Huippuarvo: 170 kV ± 3 % toleranssi sallittu.

Etuaika T1: 1,2 µs ± 30 %.

Aika puoliarvoon T2: 50 µs ± 20 %.

Napaisuus: negatiivinen (standardin mukaan).

6. Oskillogrammien tulkinta

Oskillogrammit ovat ensisijainen todiste eristyksen eheydestä. Terve muuntaja tuottaa tasaisen, yksihuippuisen jänniteaallon ja vastaavan nollavirtajäljen, joka koostuu terävästä kapasitiivisesta alkupiikistä, jota seuraa alhainen, vaimeneva värähtely. Vertailu tehdään alennetun jännitteen vertailuaaltoon (tyypillisesti 50–75 % täydestä BIL:stä). Seuraavat allekirjoitukset arvioidaan:

*Normaali ennätys - muuttumaton aallon muoto vertailusta; ei äkillistä jännitteen romahdusta.

*Käämityksen eristyksen rikkoutuminen - äkillinen jännitteen lasku tai katkennut aalto, jota seuraa korkea jatkuva virta.

*Osittainen purkaus / käännös-käännös -vika - hännän vääristymä ja lisääntynyt korkeataajuinen värähtely.

*Siirtynyt tai vaimennettu aalto - mahdollinen sarja- tai shunttiimpedanssivika; vaatii tutkintaa.

7. Hyväksymiskriteerit

Testi katsotaan onnistuneeksi, kun kaikki kolme täyttä aaltoa 170 kV:ssa eivät osoita merkkejä rikkoutumisesta. Nykyisten oskilogrammien on oltava muodoltaan identtisiä vertailutietueen kanssa, lukuun ottamatta odotettua amplitudiskaalausta. Kaikki kohinatoleranssin ylittävät muutokset, joko jännitteessä tai virtajäljessä, edellyttävät testin toistamista ja, jos se vahvistetaan, käämin sisäistä tarkastusta.

Salamaimpulssitestaus 170 kV BIL:llä antaa ratkaisevan varmuuden 15 MVA muuntajan eristyslujuudesta. Yhdistämällä tarkan aaltomuodon hallinnan tallennettujen oskilogrammien huolelliseen analysointiin valmistajat ja laitokset voivat varmistaa, että muuntaja kestää luotettavasti salaman ylijännitteitä käytössä ja täyttää standardin IEC 60076-3 vaatimukset.