15 MVA Güç Transformatörünün Yıldırım Darbe Testi

1. Giriş

Yıldırım darbe testi, bir güç transformatörünün, yıldırım darbelerinin neden olduğu dik, yüksek büyüklükteki voltaj dalgalanmalarına ve havai iletim sistemindeki anahtarlama işlemlerine dayanabileceğini kanıtlayan zorunlu bir dielektrik tipi ve rutin testtir. 15 MVA'lık bir güç transformatörü için yalıtım sistemi, bu ünite için 170 kV tepe değeri olan belirtilen Temel Darbe Seviyesine (BIL) göre doğrulanmalıdır. Bu makalede test kurulumu, uygulanan dalga biçimi, kaydedilen Osilogramların yorumlanması ve sargı yalıtımının bütünlüğünü doğrulamak için kullanılan kabul kriterleri açıklanmaktadır.

2. Trafo Değeri ve Test Gerilimleri

Test edilen cihaz, yağa batırılmış, ONAN soğutmalı, üç fazlı bir düşürücü transformatördür. Temel isim plakası verileri ve ilgili dielektrik test voltajları aşağıda özetlenmiştir. 170 kV BIL, tam dalga yıldırım darbesi olarak uygulanırken, anahtarlama darbesi ve güç frekansı dayanım değerleri genel yalıtım koordinasyonunu doğrular.

Tablo 1 - 15 MVA transformatör için isim plakası değerleri ve dielektrik test gerilimleri.

3. Amaç ve Uygulanabilir Standartlar

Amaç, transformatör yalıtımının belirtilen BIL'ye arıza olmadan dayanabileceğini göstermek ve herhangi bir iç yalıtım zayıflığını tespit etmektir. Test, IEC 60076-3 (Güç transformatörleri - Yalıtım seviyeleri, dielektrik testleri) ve IEC 60060-1 (Yüksek voltaj test teknikleri) uyarınca gerçekleştirilir. Dijital darbe ölçüm sistemi, nötr üzerinden geçen voltajı ve geçici akımı kaydederek değerlendirme için kullanılan Osilogramları üretir.

4. Test Kurulumu ve Devre

Darbe, 600 kV / 20 kJ'lik çok aşamalı bir Marx jeneratörü tarafından üretilir ve yüksek voltaj (HV) terminaline uygulanır. Nötr, düşük endüktanslı bir akım şöntü aracılığıyla topraklanır ve LV sargısı kısa devre yapılır ve topraklanır. Sönümlü kapasitif bir voltaj bölücü, voltaj sinyalini dijital kaydediciye iletir. Temel düzenleme şudur:

Darbe üreteci: 8 aşamalı Marx, 1,2/50 µs standart dalga üreten dalga cephesi şekillendirme dirençleri.

Gerilim bölücü: sönümlü kapasitif bölücü, IEC 60060-2'ye göre kalibre edilmiştir.

Akım ölçümü: geçici akım kaydı için nötrde düşük endüktanslı şönt.

Kayıt: dijital kaydedici, örnekleme hızı Önden doğru yakalama için 100 MS/s'ye eşit veya daha büyük.

Sıra: kalibre edilmiş bir dalga, ardından 170 kV'da üç tam dalga, negatif polarite.

5. Darbe Dalga Biçimi ve Parametreleri

Standart yıldırım darbesinin sanal ön zamanı 1,2 µs'dir ve yarı değerine kadar olan süre 50 µs'dir (1,2/50 µs olarak belirlenmiştir). Kaydedilen Osilogramların tepe değeri, ön süre ve yarı değere kadar geçen süre açısından analiz edilmesi gerekir. Aşma, salınım veya bozuk kuyruk dalgası gibi sapmalar, sargı rezonansının veya kısmi bozulmanın göstergesi olabilir.

Tepe değeri: 170 kV ± %3 toleransa izin verilir.

Ön süre T1: 1,2 µs ± %30.

T2 yarı değerine ulaşma süresi: 50 µs ± %20.

Polarite: negatif (standartta belirtildiği gibi).

6. Osilogramların Yorumlanması

Osilogramlar yalıtım bütünlüğünün birincil kanıtıdır. Sağlıklı bir transformatör düzgün, tek tepeli bir voltaj dalgası ve keskin bir başlangıç ​​kapasitif ani artışın ardından düşük, azalan salınımlardan oluşan buna karşılık gelen bir nötr akım izi üretir. Karşılaştırma düşük voltajlı bir referans dalgasıyla yapılır (tipik olarak tam BIL'nin %50-75'i). Aşağıdaki imzalar değerlendirilir:

*Normal kayıt - referansa göre değişmeyen dalga şekli; voltajda ani bir düşüş yok.

* Sargı yalıtımının bozulması - ani voltaj düşüşü veya kesintili dalga ve ardından yüksek sürekli akım.

*Kısmi deşarj / dönüşten dönüşe arıza - kuyruğun bozulması ve yüksek frekanslı salınımın artması.

*Kaymış veya sönümlü dalga - olası seri veya şönt empedans arızası; soruşturma gerektirir.

7. Kabul Kriterleri

170 kV'daki üç tam dalganın tümü hiçbir arıza belirtisi göstermediğinde test başarılı kabul edilir. Mevcut Osilogramlar, beklenen genlik ölçeklendirmesi dışında şekil olarak referans kayıtla aynı olmalıdır. Gerilim veya akım izinde gürültü toleransını aşan herhangi bir değişiklik, testin tekrarlanmasını ve onaylanması halinde sargının dahili muayenesini gerektirir.

170 kV BIL'de yıldırım darbe testi, 15 MVA transformatörünün yalıtım gücünün kesin bir şekilde doğrulanmasını sağlar. Üreticiler ve hizmet kuruluşları, sıkı dalga biçimi kontrolünü kaydedilen Osilogramların dikkatli analiziyle birleştirerek, transformatörün hizmet sırasında yıldırım aşırı gerilimlerine güvenilir bir şekilde dayanacağını ve IEC 60076-3 gerekliliklerini karşılayacağını doğrulayabilir.