Zkouška odolnosti vůči zkratu-obvodu u 750 kVA olejových-ponořených transformátorů

Proč záleží na odolnosti proti zkratu-

Výkonový transformátor musí vydržet mechanické a tepelné namáhání zkratem na svých svorkách. Když dojde k poruše, zkratový proud může dosáhnout desetinásobku jmenovitého proudu a ve vinutí generovat axiální a radiální síly, které mohou přemístit vodiče, uvolnit svorky nebo deformovat strukturu vinutí. Olejová-třída 750 kVA je široce používána v distribučních sítích, kde jsou statisticky běžné poruchy způsobené bleskem, poškozením kabelů nebo spínacími operacemi. Test odolnosti proti zkratu ověřuje, že transformátor vydrží specifikovaný poruchový proud bez poškození, které by ovlivnilo budoucí provoz.

Standardní základ: IEC 60076-5

Test se řídí normou IEC 60076-5, která definuje výpočet zkratových-proudů, podmínky testu a kritéria pro uspokojivý výsledek. Norma rozlišuje mezi symetrickým zkratovým-proudem, používaným pro tepelné vyhodnocení, a asymetrickým špičkovým proudem, který vytváří maximální mechanickou sílu. Pro jednotku o výkonu 750 kVA v typickém systému 10 kV nebo 11 kV jsou specifikovaný výdržný proud a doba trvání (obvykle 2 s pro tepelnou zkoušku a kratší zkouška špičkového proudu pro mechanické vyhodnocení) převzaty ze studie úrovně poruchy systému.

Přehled zkušebního postupu

Měření před zkouškou

Před zkouškou zkratu-se zaznamenají následující veličiny: odpor vinutí na každém odbočce, impedance zkratu-při jmenovitém proudu, poměr otáček a analýza rozpuštěných plynů oleje jako referenční základní linie. Jakákoli odchylka v těchto hodnotách po testu se porovná s hodnotami před-testem, aby bylo možné posoudit výsledek.

Použití zkratu

Transformátor je připojen ke zkušebnímu zdroji s dostatečnou zkratovací -kapacitou a sekundár je pevně zkratován-. Aplikované napětí je nastaveno tak, aby se cirkulační proud rovnal specifikované hodnotě, typicky jmenovitému proudu násobenému 100 děleno impedančním napětím (například asi 25násobek jmenovitého proudu pro 4% jednotku impedance). Proud a trvání jsou sledovány pomocí záznamových přístrojů a fázové úhly tří fází jsou řízeny tak, aby se nejzávažnější asymetrický vrchol objevil alespoň na jedné fázi.

Měření po testu

Po testu se opakuje odpor vinutí, impedance, poměr závitů a analýza ropných plynů. Jednotka je poté podrobena úplnému rutinnímu dielektrickému testu, aby se potvrdilo, že izolace nebyla poškozena.

Kritéria přijetí

Žádné viditelné mechanické poškození, jako je posunuté vinutí, deformované upínání nebo netěsná těsnění.

Změna impedance zkratu před zkouškou a po ní nepřesahuje 2 % u transformátorů se jmenovitou impedancí nad 4 %, jak vyžaduje norma IEC 60076-5.

Změny odporu vinutí zůstávají v mezích, které neindikují žádné přerušené nebo zkratované závity.

Dielektrické testy po zkoušce zkratu-procházejí na všech specifikovaných úrovních.

Analýza rozpuštěných plynů nevykazuje žádné známky většího vnitřního jiskření nebo přehřátí nad přijatelné limity.

Mechanické a tepelné namáhání ve třídě 750 kVA

Ve třídě 750 kVA jsou vinutí obvykle měděné nebo hliníkové vodiče navinuté na izolačních válcích. Axiální síly tlačí kotouče vinutí k sobě nebo od sebe a radiální síly buď stlačují vnitřní vinutí směrem k jádru, nebo roztahují vnější vinutí směrem ven. Mezi konstrukční opatření, která zlepšují odolnost, patří vysoký-přesný upínací tlak, pevné koncové podpěry, před-stlačené vinutí a dostatečné axiální rozpěrky. Tepelně je uvolněná energie úměrná druhé mocnině proudu a trvání (I²t); 2s tepelný test při 20násobku jmenovitého proudu představuje 800násobek jmenovitého I²t na fázi, proto musí být test proveden v krátkém časovém okně s jednotkou při definované spouštěcí teplotě.

Co znamená osvědčení o absolvování pro kupujícího

Úspěšně provedený test typu zkrat{0}}je jedním z nejsilnějších důkazů robustnosti návrhu. Kupující distribučních transformátorů 750 kVA by si měli vyžádat protokol o typové zkoušce spolu s certifikáty o rutinní zkoušce a zkontrolovat, zda konfigurace testované jednotky (poměr napětí, poloha odbočky, impedance, režim chlazení) odpovídá nabízenému produktu. Návrh, který nikdy nebyl testován na zkrat-, může stále fungovat dobře, ale certifikovaný návrh odstraňuje nejistotu.

FAQ

Je test zkratu-běžný test na každé jednotce?

Ne. Jedná se o typovou zkoušku provedenou jednou na reprezentativní jednotce konstrukce, nikoli na každé výrobní jednotce. Rutinní testy na každé jednotce zahrnují testy poměru, odporu, ztrát a dielektrické testy.

Jaká doba trvání se používá v testu?

IEC 60076-5 specifikuje 2 s pro transformátory se jmenovitou kapacitou nad 25 kVA při tepelném vyhodnocení a kratší dobu pro mechanickou zkoušku špičkového proudu, typicky několik cyklů v závislosti na testovacím systému.

Dělá vyšší impedance jednotku bezpečnější?

Vyšší impedance snižuje zkratový{0}}proud a tím i mechanické namáhání, ale také zvyšuje regulaci napětí a ztráty při zátěži. Impedance je volbou návrhu systému, nikoli univerzálním bezpečnostním knoflíkem.

Lze starší jednotku dovybavit, aby prošla zkouškou zkratu-?

Dodatečné vybavení upínacích nebo navíjecích podpěr je teoreticky možné, ale zřídkakdy ekonomické; geometrie vinutí a upínací struktura jsou pevně stanoveny při výrobě. Návrh, který projde testem, je validován ve fázi návrhu.

Co se stane, když změna impedance po testu překročí 2 %?

To znamená trvalou deformaci vinutí a jednotka neprojde zkouškou. Je třeba upravit návrh a provést nový test.

Stručně řečeno, test odolnosti proti zkratu 750 kVA olejového transformátoru-ponořeného do oleje je náročným ověřením mechaniky vinutí a tepelného návrhu. Odkazování na IEC 60076-5, kontrola akceptačních kritérií a přizpůsobení zkušebního protokolu k nabízené konfiguraci jsou praktické kroky pro kupující k zajištění robustní jednotky.