Tuleja transformatora: rodzaje, testowanie (Tan Delta, C1/C2)

Tuleja transformatora: typy, części, testowanie (C1/C2, Tan Delta) i typowe awarie

Tuleja transformatorato jeden z tych elementów, któremu nie poświęca się zbyt wiele uwagi, dopóki coś nie pójdzie nie tak. To izolowana ścieżka, która pozwala:przewodnik wysokiego-napięciabezpiecznie przejść przez uziemiony zbiornik transformatora mocy, do którego można podłączyć urządzenieszyny zbiorcze, kable lub linie napowietrzne.Ponieważ tuleje te są poddawane poważnym obciążeniom elektrycznym, radzą sobie z pogodą na zewnątrz i ciepłem od wewnątrz, są także zaskakująco częstą przyczyną awarii transformatorów. Miej na nie oko, a większość problemów da się rozwiązać. Zignoruj ​​je, a konsekwencje mogą szybko stać się kosztowne.

W tym przewodniku omówiono, czym właściwie jest przepust transformatora, jak działa, główne typy, z którymi się spotkasz (OIP, RIP, RIS), typowe przyczyny ich awarii oraz najważniejsze testy diagnostyczne-pojemność, współczynnik mocy/tg delta i pomiary C1/C2.

Mówiąc najprościej, przepust transformatora to izolowane urządzenie, które umożliwia wejście-przewodnika wysokiego napięcia do transformatora lub jego wypuszczenie przez uziemiony metalowy zbiornik bez powodowania przeskoku lub awarii. Kształtuje pole elektryczne wokół przewodnika, zapobiega przeskokom powierzchniowym i utrzymuje naprężenia izolacji w granicach projektowych.

Pomyśl o tym jak o izolowanej bramce pomiędzy wewnętrznym uzwojeniem transformatora a zewnętrznym systemem zasilania.

Tuleje łączą kilka zadań jednocześnie:

Zapewniają izolację-przewodu wysokiego napięcia od uziemionego zbiornika.Bez tego miałbyś totalne braki.

Kontrolują napięcie elektryczne.Przy wysokim napięciu pole lubi gromadzić się wokół krawędzi i interfejsów, dlatego większość nowoczesnych tulei wykorzystuje stopniowanie pojemnościowe (konstrukcja kondensatora), aby bardziej równomiernie rozłożyć naprężenia.

Zewnętrzna powierzchnia-szopy porcelanowe lub polimerowe-zapewnia wystarczającą odległość upływu, aby deszcz, zanieczyszczenia, sól lub kurz nie wywołały rozgorzenia.

Zapewniają mechaniczne wsparcie dla przewodnika i wytrzymują siły pochodzące od podłączonych szyn lub-zwarć.

Wiele projektów obejmuje kran testowy (lub kran napięciowy) do diagnostyki lub monitorowania online.

Niektóre zawierają nawet przekładnik prądowy przepustowy do pomiaru lub zabezpieczenia.

Wszędzie tam, gdzie przewód pod napięciem musi przekroczyć uziemioną barierę:Zaciski WN i NN, punkty neutralne,-transformatory podwyższające generator, dławiki bocznikowe i kilka zastosowań w rozdzielnicach, które wykorzystują tę samą podstawową ideę.

Projekty różnią się w zależności od klasy napięcia i producenta, ale większość-jednostek wysokiego napięcia ma takie same podstawowe elementy:

Centralny dyrygent– przenosi prąd obciążenia z przewodu uzwojenia na zewnątrzpołączenie zewnętrzne.

Główny korpus izolacyjny– pierwotna izolacja wewnętrzna (papierowa, żywiczna lub syntetyczna).

Warstwy pojemnościowe (rdzeń skraplacza)– zatopione w izolacji folie przewodzące, które rozprowadzają pole elektryczne z przewodu na uziemiony kołnierz.

Izolacja zewnętrzna (obudowa)– porcelana lub polimer z osłonami chroniącymi przed pełzaniem i zanieczyszczeniami.

Kołnierz– uziemione mocowanie przykręcane do zbiornika.

Test kranu / kranu napięciowego– podłączony do określonej warstwy pojemnościowej, używany do pomiarów, a czasami do ciągłego monitorowania.

Uszczelki i uszczelki– nie dopuścić do wnikania oleju i wilgoci. Są to kwestie ważniejsze, niż się czasem wydaje.

Terminal przyłączeniowy– górny koniec, który łączy się z szyną zbiorczą, kablem lub osprzętem liniowym.

Tuleje są zwykle klasyfikowane według technologii izolacji znajdującej się wewnątrz.

1) Tuleje OIP (-papier impregnowany olejem)Wykorzystują one papier nasączony olejem i zazwyczaj korzystają z tego samego układu olejowego transformatora. To technologia-o ugruntowanej pozycji, która ma solidne doświadczenie w pracy z wysokim napięciem. Wady? Wycieki oleju wokół uszczelek lub styków porcelany mogą spowodować erozję marginesu dielektrycznego, a wnikanie wilgoci ma tendencję do zwiększania strat (współczynnik mocy/tan delta) i przyspieszania starzenia. Ocena stanu opiera się w dużej mierze na trendach testów dielektrycznych i kontrolach wizualnych.

2) Tuleje RIP (papier-impregnowany żywicą)W tym przypadku papier jest impregnowany żywicą, co zapewnia w dużej mierze solidną strukturę izolacyjną. Ryzyko wycieku oleju jest mniejsze w porównaniu z OIP, co czyni go atrakcyjnym w przypadku wielu nowoczesnych projektów i modernizacji. Jakość produkcji ma ogromne znaczenie-puste przestrzenie mogą stać się-miejscami częściowego wyładowania-, a cykle termiczne i uszczelnienie nadal wymagają uwagi na dłuższą metę.

3) Tuleje RIS (-impregnowana żywica syntetyczna)Są to papiery zastępujące system syntetyczny-impregnowany żywicą. Są wybierane ze względu na określone klasy napięcia lub wymagania dotyczące wydajności i często są pozycjonowane jako nowoczesna alternatywa.Jak w przypadku każdego typu, rzeczywiste-rezultaty w świecie nadal zależą od jakości projektu, warunków obsługi i tego, jak dobrze je monitorujesz.

Usłyszysz także opis tulei przy obudowie zewnętrznej:

Porcelanama dziesiątki lat sprawdzonej obsługi. Jest cięższy i może rozbić się pod wpływem silnego uderzenia.

Polimer (kompozyt)jest lżejszy, często lepiej radzi sobie z zanieczyszczeniami i nie pęka w ten sam sposób. Starzenie się powierzchni i wybór materiałów dla lokalnego środowiska nadal wymagają obserwacji.

Decyzja zwykle sprowadza się do poziomu zanieczyszczeń, ryzyka mechanicznego, ograniczeń wagowych i preferencji użytkownika.

Problemy mogą pojawiać się miesiącami lub latami lub szybko narastać. Typowi podejrzani:

Wnikanie wilgoci i starzenie się– zdegradowane uszczelki przepuszczają wilgoć; straty wznoszą się ipapier lub żywica zaczynają się pogarszać. Rosnący współczynnik mocy/tan delta i zmiany pojemności są klasycznymi objawami.

Częściowe rozładowanie– puste przestrzenie, rozwarstwienie, zanieczyszczenie lub starzenie się mogą wywołać aktywność wyładowań niezupełnych, która powoli zżera izolację i może w końcu ją przebić.

Problemy termiczne– luźne połączenia zacisków powodują powstawanie gorących punktów; harmoniczne i przeciążenia zwiększają naprężenia. Jeśli straty stale rosną, możesz skierować się w stronę niekontrolowanej utraty ciepła.

Wycieki oleju (głównie OIP)– obniżyć jakość izolacji wewnętrznej, otworzyć drzwi na wilgoć i powodować problemy środowiskowe.

Zanieczyszczenie zewnętrzne i rozgorzenie powierzchniowe– sól, zanieczyszczenia przemysłowe, kurz i wilgoć tworzą na obudowie przewodzącą warstwę. Śledzenie i rozgorzenie stają się realnym zagrożeniem w deszczową pogodę.

Uszkodzenia mechaniczne– pęknięcia porcelany spowodowane uderzeniami, siłami sejsmicznymi lub obciążeniem szyn; wibracje i cykle termiczne mogą poluzować połączenia i pogorszyć powierzchnie stykowe.

Uważaj na:

 Wyciek oleju lub plama wokół kołnierza lub połączeń (OIP)

 Pęknięcia lub odpryski porcelany, uszkodzone osłony polimerowe

 Nietypowe ogrzewanie na górnym przyłączu lub kołnierzu (tutaj przydatna jest podczerwień)

 Alarmy z monitorów online śledzących pojemność lub współczynnik mocy

 Nagłe zmiany pojemności w porównaniu z historią lub innymi fazami

 Słyszalny hałas lub widoczne wyładowania-rzadko, ale traktuj to jako sytuację awaryjną i postępuj zgodnie z procedurami bezpieczeństwa

Większość oceny tulei opiera się na elektrycznych testach dielektrycznych oraz kontrolach termicznych i wizualnych. Najważniejszymi parametrami są pojemność i współczynnik mocy/tg. delta.

Pojemność i współczynnik mocy / tan deltaTesty te wykrywają wilgoć, pogorszenie izolacji, defekty wewnętrzne i problemy w testowanym-obwodzie zaczepowym. Wyniki zwykle pojawiają się jako pojemność (C) i współczynnik mocy (PF) lub tan delta (tan δ)-dwa sposoby wyrażania strat dielektrycznych.

C1 i C2Wiele tulei skraplacza ma kran pomiarowy podłączony do określonej warstwy pojemnościowej.

C1 to główna ścieżka izolacji pomiędzy przewodnikiem centralnym a testową-warstwą zaczepową.

C2 to ścieżka pomiędzy testową-warstwą kranu a uziemionym kołnierzem.

Zmiany w C1 i jego PF/tg δ zwykle świadczą o zdrowiu pierwiastka pierwotnegoizolacji. Dziwne odczyty C2 mogą wskazywać na problemy z izolacją kranu, zanieczyszczenie, wilgoć lub samo podłączenie kranu. Nagłe skokowe zmiany w stosunku do danych historycznych są bardziej niepokojące niż powolny dryf. Korekta temperatury i stałe wartości bazowe mają znaczenie; prawdziwą najlepszą praktyką jest trend w czasie.

Inne przydatne narzędzia

DFR/FDS (dielektryczna charakterystyka częstotliwościowa) pozwala głębiej poznać zachowanie związane z wilgocią,-kiedy konwencjonalne wyniki zaczynają nie działać.

Termografia w podczerwieni wychwytuje luźne połączenia i nieprawidłowe wzorce ogrzewania.

Testowanie-częściowego rozładowania (online lub offline) jest pomocne, gdy współczynnik PF/tg δ rośnie lub jednostka ma wysoką-krytyczność.

Systemy monitorowania online, które stale monitorują pojemność i straty dielektryczne, mogą generować wczesne ostrzeżenia-, jeśli są odpowiednio skonfigurowane i alarmowane.

Nie ma jednej odpowiedzi, która pasowałaby do każdej floty. Częstotliwość zwykle zależy od stopnia krytyczności, rodzaju i wieku tulei, trendów historycznych, środowiska (sól przybrzeżna, duże zanieczyszczenie, ekstremalne temperatury) i niedawnych zdarzeń, takich jak-awarie lub transport. Wiele przedsiębiorstw użyteczności publicznej skłania się ku konserwacji opartej- na ryzyko: jednostki-o dużym wpływie są przyciągane częściej, a te o niższym-ryzyku rozciągają odstępach czasu-zawsze zgodnie z wytycznymi OEM i standardami wewnętrznymi.

Kilka praktycznych zasad, którymi kieruje się większość inżynierów:

Trend jest wszystkim-porównaj z bazowymi danymi i historią tulei.

Spójrz na fazy obok siebie; duże różnice na tym samym transformatorze podnoszą flagę.

Skokowe zmiany pojemności lub gwałtowny wzrost PF/tg δ zwykle powodują natychmiastowe zbadanie.

Nie ignoruj ​​problemów związanych z kranem testowym-, które mogą zniekształcić odczyty i spowodować problemy z bezpieczeństwem.

Użyj wielu wskaźników: PF/tan δ + pojemność + temperatura IR + historia działania przewyższa dowolną liczbę.

IEC 60137 – Przepusty izolowane dla napięć przemiennych powyżej 1 kV

IEEE C57.19.00 / C57.19.01 – standardy przepustów szeroko stosowane w Ameryce Północnej

IEEE C57.152 – przewodnik dotyczący diagnostycznych testów terenowych (obejmuje koncepcje tulei)

Zawsze sprawdzaj odpowiednią edycję i wymagania operatora dotyczące klasy napięcia i rodzaju urządzenia, z którym masz do czynienia.

Tulejki transformatora są niezbędne do bezpiecznego przesyłania energii z uzwojeń do świata zewnętrznego. Niezależnie od tego, czy patrzysz na konstrukcje OIP, RIP czy RIS, obudowy porcelanowe czy polimerowe, cel jest ten sam: zarządzanie naprężeniami elektrycznymi i narażeniem środowiska. Każdy typ ma swój własny profil konserwacji i ryzyka. Narzędzia diagnostyczne-pojemność, współczynnik mocy/tan delta i testy C1/C2-działają najlepiej, gdy masz dobre wartości bazowe i faktyczny trend dane z biegiem czasu. Wykryj zmiany wcześnie, a większość tulei zapewni lata niezawodnej pracy.

Skontaktuj się teraz