Transformatoriaus dielektrinių nuostolių testeris:
Išsami{0}}bandymo principų ir metodų analizė Prižiūrint ir eksploatuojant elektros įrangą, transformatoriaus izoliacijos būklė turi tiesioginės įtakos viso elektros tinklo saugai ir stabilumui. Transformatorius, kuris yra vienas vertingiausių ir svarbiausių elektros energijos tiekimo sistemos įrangos dalių, dėl izoliacijos gedimo gali sukelti didžiulius ekonominius nuostolius-ir kai kuriais atvejais netgi sukelti didelių{3}} elektros energijos tiekimo sutrikimų. Dielektrinių nuostolių bandymas yra vienas iš pagrindinių metodų, naudojamų transformatorių izoliacijos senėjimo laipsniui įvertinti ir galimiems defektams aptikti prieš jiems tampant rimtais. Šiame straipsnyje išsamiau apžvelgiamas transformatoriaus dielektrinių nuostolių testerio veikimo principas, pagrindiniai jo parametrai, bandymo metodai ir praktinis pritaikymas izoliacijos diagnostikoje. Tikslas – padėti energetikos inžinieriams ir technikai geriau suprasti šio svarbaus bandymo techninę svarbą ir tikrąją{7}}pasaulinę vertę.
1. Kas yra dielektrinis nuostolis ir kodėl tai svarbu?
Norėdami suprasti dielektrinių nuostolių testerį, pirmiausia turime išsiaiškinti "dielektrinių nuostolių" sąvoką. Jokia izoliacinė medžiaga neveikia kaip idealus izoliatorius, kai yra veikiamas kintamos įtampos. Kai dielektrikui taikoma įtampa, be įprastos talpinės srovės, dėl poliarizacijos, laidumo ir įvairių medžiagų vidinių nuostolių mechanizmų susidaro tam tikras aktyvios srovės kiekis -fazėje su įtampa-. Šios aktyvios srovės suvartojama energija vadinama dielektriniais nuostoliais. Praktinėje inžinerijoje mes paprastai naudojame dielektrinių nuostolių tangentą (tanδ, dažnai vadinamą dielektrinių nuostolių koeficientu), norėdami išmatuoti šio nuostolio dydį. Kampas δ yra fazinio kampo tarp dielektriku tekančios srovės aktyviųjų ir reaktyviųjų komponentų papildinys. Kuo didesnė tanδ vertė, tuo didesnė aktyvių nuostolių dalis izoliacijoje{8}}ir tuo prastesnės bendros izoliacijos savybės. Transformatoriui izoliacijos sistemą daugiausia sudaro izoliacinė alyva ir izoliacinis popierius. Per ilgus eksploatavimo metus šios medžiagos palaipsniui blogėja dėl drėgmės patekimo, senėjimo, karščio ir alyvos irimo. Tokie pokyčiai dažnai aiškiai atsispindi tanδ vertėje. Stebėdami tanδ pokyčius, galime palyginti anksti aptikti izoliacijos sutrikimus ir atitinkamai imtis prevencinių priežiūros priemonių.
2. Pagrindinis dielektrinių nuostolių tikrinimo principas Dielektrinių nuostolių testerio šerdies matavimo principas pagrįstas tilto metodu. Tradicinis dielektrinių nuostolių matavimas plačiai taikomas Schering tiltui (taip pat žinomas kaip aukštos -įtampos Schering tiltas). Pagrindinė jo idėja yra traktuoti išbandytą dielektriką kaip lygiavertį rezistoriaus ir kondensatoriaus derinį, tada, sureguliuojant tilto balansą, atskirai išmatuoti talpinius ir varžinius komponentus-, galiausiai apskaičiuojant tanδ vertę ir talpą. Schering tilte pavyzdys yra prijungtas prie vienos tilto rankos, priešais standartinį kondensatorių. Kai tiltas pasiekia pusiausvyrą, bandinio tanδ ir talpa gali būti tiksliai apskaičiuoti nuskaitant reguliuojamo rezistoriaus ir reguliuojamo kondensatoriaus reikšmes. Šis metodas užtikrina aukštą matavimo tikslumą ir ilgą laiką buvo klasikinis dielektrinių nuostolių tyrimo metodas. Tačiau tobulėjant elektronikai ir skaitmeninių signalų apdorojimui, dauguma šiuolaikinių transformatorių dielektrinių nuostolių testerių dabar naudoja visiškai automatinį skaitmeninį matavimo metodą. Signalai renkami naudojant didelio{10}tikslumo srovės ir įtampos transformatorius, o tanδ ir talpos vertės gaunamos tiesiogiai naudojant skaitmeninį fazių palyginimą ir vektorines operacijas. Palyginti su tradiciniu rankiniu tilto{12}}balansavimo metodu, skaitmeninis matavimas yra ne tik greitesnis ir lengviau valdomas, bet ir suteikia geresnę apsaugą nuo trukdžių ir stabilesnius bei patikimesnius rezultatus. Verta paminėti, kad atliekant bandymus aplinkoje, kurioje yra stiprių elektromagnetinių trukdžių,{15}}pvz., pastotėse{16}}svetainėje dažnai patiriami dideli galios{17}}dažnio trukdžiai. Norėdami tai išspręsti, šiuolaikiniai bandytojai dažniausiai naudoja kintamo-dažnio technologiją ir anti{20}interferencinius algoritmus, perkeldami bandymo dažnį nuo maitinimo dažnio (50 Hz arba 60 Hz), kad būtų veiksmingai slopinami-svetainės trikdžiai ir užtikrinami tikslūs duomenys net sudėtingomis lauko sąlygomis.
3. Pagrindinių bandymo parametrų analizė Naudojant transformatoriaus dielektrinių nuostolių testerį, keli pagrindiniai parametrai nusipelno ypatingo dėmesio:
(1. Dielektrinių nuostolių tangentas (tanδ): tai yra svarbiausias bandymo parametras, tiesiogiai atspindintis izoliacinio dielektriko nuostolių lygį. Skirtingų įtampos klasių ir tipų transformatoriai turi atitinkamas standartines tanδ ribas. Paprastai tariant, kuo mažesnė išmatuota vertė, tuo geriau. Jei išmatuota vertė viršija nurodytą standartą arba rodo ryškų padidėjimą, palyginti su istoriniais duomenimis.
(2. Talpa (Cx): talpa atspindi izoliacijos konstrukcijos geometrines charakteristikas. Įprastomis sąlygomis tam tikro transformatoriaus talpa turėtų išlikti gana stabili. Didelis talpos pokytis dažnai rodo izoliacijos konstrukcijos problemą-, pvz., drėgmės patekimą, izoliacijos pažeidimą dėl dalinio iškrovimo arba apvijos deformaciją.
(3. Bandomoji įtampa: dielektrinių nuostolių bandymas paprastai atliekamas esant 10 kV (tai gali būti atitinkamai sumažinta įrangai su žemesne vardine įtampa). Jei sąlygos leidžia, taip pat galima matuoti skirtingais įtampos lygiais, kad būtų galima stebėti, kaip keičiasi tanδ. Jei tanδ žymiai padidėja didėjant įtampai, tai rodo, kad tarpo išlydžioje gali būti defektų, pvz., oro{4}}.
(4. Dabartinė vertė: dabartiniai duomenys, surinkti matavimo metu-įskaitant talpinę srovę ir aktyviąją srovę-, sudaro tanδ apskaičiavimo pagrindą ir taip pat atspindi bendrą bandinio izoliacijos būklę.
4. Įprasti bandymo metodai ir laidų konfigūracija Praktikoje atliekant dielektrinių nuostolių testavimą paprastai naudojama viena iš šių laidų konfigūracijų, atsižvelgiant į testuojamą objektą ir vietos sąlygas: --Tiesioginio prijungimo būdas--: tai dažniausiai naudojama konfigūracija, tinkama tais atvejais, kai abu įžeminimo galai gali būti įžeminti. Tiesioginis metodas užtikrina didelį matavimo tikslumą ir puikų anti-interferencinį veikimą, todėl jis yra tinkamiausias pasirinkimas atliekant laboratorinius ir lauko bandymus. --Atvirkštinio prijungimo būdas –: kai vienas bandinio galas yra įžemintas ir jo negalima atjungti, reikalingas atvirkštinis metodas. Esant tokiai konfigūracijai, prietaiso aukštos įtampos dalis turi atlaikyti didelį potencialą, todėl naudojant reikia laikytis griežtesnių saugos priemonių. --Šoninio prijungimo metodas (CVT metodas) –: dažniausiai naudojamas matuojant specialią įrangą, pvz., kondensatoriaus įtampos transformatorius. Atliekant transformatoriaus dielektrinių nuostolių bandymą, norint visapusiškai įvertinti kiekvienos izoliacijos sekcijos būklę, paprastai reikia išmatuoti kelias sekcijas atskirai – aukštą įtampą iki žemos įtampos ir įžeminimo, žemos įtampos į aukštąją įtampą ir įžeminimą bei tiek aukštą, tiek žemą įtampą į žemę.
5. Transformatorių izoliacijos diagnostikos taikymas Dielektrinių nuostolių bandymas užima svarbią vietą vertinant transformatoriaus būklę, nes jis gali jautriai atspindėti bendrą izoliacijos sistemos senėjimą ir drėgmės būklę. --Drėgmės patekimo aptikimas--: drėgmė yra izoliacinių medžiagų priešas. Kai transformatoriaus izoliacija sugeria drėgmę, tanδ vertė pastebimai pakyla. Reguliariai tikrinant ir lyginant su istoriniais duomenimis, drėgmės tendencijas galima nustatyti laiku. --Izoliacijos senėjimo įvertinimas--: ilgėjant eksploatavimo metams, izoliacinės medžiagos natūraliai sensta, o dielektrinių nuostolių vertė linkusi lėtai didėti. Ilgalaikis stebėjimas leidžia stebėti senėjimo procesą, o tai yra pagrindas priimant sprendimus dėl įrangos priežiūros ir pakeitimo. --Alyvos skilimo įvertinimas – ilgalaikio veikimo metu transformatoriaus alyva palaipsniui blogėja, todėl susidaro rūgštinės medžiagos ir priemaišos, kurios padidina dielektrinius nuostolius. Dielektrinių nuostolių bandymas gali būti naudingas etaloninis alyvos būklės indikatorius. --Išsami diagnostika – praktikoje dielektrinių nuostolių bandymas dažnai derinamas su izoliacijos varžos bandymu, ištirpusių dujų analize (DGA) ir dalinio iškrovimo aptikimu, kad būtų atliktas išsamus įvertinimas. Vienintelis tyrimo duomenų rinkinys gali būti atsitiktinis, todėl kryžminis patikrinimas naudojant kelis metodus leidžia padaryti tikslesnes ir patikimesnes diagnostikos išvadas. Verta pabrėžti, kad duomenų analizė atliekant dielektrinių nuostolių testą labai priklauso nuo „išilginio palyginimo“ ir „horizontaliojo palyginimo“ derinimo. Išilginis palyginimas – dabartinių rezultatų palyginimas su įrangos istoriniais duomenimis, siekiant stebėti tendencijas; horizontalus palyginimas – tai rezultatų palyginimas su kitais to paties modelio ar partijos vienetais, siekiant nustatyti anomalijas. Be to, reikia visapusiškai atsižvelgti į temperatūros poveikį bandymo rezultatams – kadangi tanδ yra gana jautrus temperatūrai, prieš palyginimą paprastai reikia konvertuoti duomenis į standartinę temperatūrą (20 laipsnių).
6. Atsargumo priemonės bandymo metu Siekiant užtikrinti tikslius bandymo rezultatus, eksploatuojant lauke reikia laikytis šių punktų: Pirma, prieš bandymą įsitikinkite, kad bandoma įranga buvo visiškai iškrauta ir patikimai įžeminta ir ar yra tinkama saugos apsauga. Antra, bandinio paviršius turi būti švarus ir sausas, nes paviršiaus užterštumas ir drėgmė gali turėti įtakos matavimui. Trečia, tiksliai užregistruokite aplinkos temperatūrą ir drėgmę bandymo metu, kad būtų pagrindas vėliau konvertuoti ir analizuoti duomenis. Ketvirta, stiprių trukdžių srityse, kai tik įmanoma, naudokite bandymo prietaisus ir laidų konfigūracijas su geru anti- trikdžių veikimu.
Išvada
Transformatorių dielektrinių nuostolių tikrintuvas, kaip esminis įrankis atliekant prevencinius elektros įrangos bandymus, -dėl savo jautrumo ir patikimumo-atlieka nepakeičiamą vaidmenį vertinant transformatoriaus izoliacijos būklę. Jos testavimo principų, pagrindinių parametrų ir teisingų testavimo metodų įsisavinimas yra labai svarbus energetikos priežiūros personalui, siekiantiems anksti aptikti įrangos pavojus ir užtikrinti saugų tinklo darbą. Nuolat tobulėjant išmaniesiems tinklams ir vis labiau pritaikant sąlyga-pagrįstą priežiūrą, dielektrinių nuostolių testavimo technologija ir toliau tobulėja siekiant didesnio skaitmeninimo, intelektualumo ir automatizavimo. Pasirinkus stabilaus veikimo, lengvai valdomą ir atsparų trukdžiams dielektrinių nuostolių tikrintuvą, bus sukurtas dar tvirtesnis techninis pagrindas saugiam elektros įrangos eksploatavimui.
--- Jei norite sužinoti daugiau apie mūsų transformatoriaus dielektrinių nuostolių testerio specifikacijas, techninius parametrus arba pasirinkimo gaires, nedvejodami susisiekite su mūsų technine komanda. Esame pasiruošę Jums pasiūlyti profesionalų sprendimą.
