Como testar um transformador em uma estação de teste

Testando umtransformador de potênciaem uma estação de teste (às vezes chamada de bancada de teste ou configuração de teste de aceitação de fábrica) tem tudo a ver com garantir que a unidade seja sólida, tenha o desempenho esperado e seja segura para ser colocada em serviço. Geralmente segue padrões como IEEE C57.12.00/C57.12.90 para transformadores a óleo-ou IEC 60076. O objetivo é detectar quaisquer defeitos de fabricação, confirmar os dados da placa de identificação e verificar a resistência do isolamento e o desempenho elétrico.

Um aviso rápido, mas importante-: Esses testes envolvem tensões e correntes muito altas. Somente pessoas qualificadas e com treinamento adequado devem realizá-las. Use o EPI adequado - luvas isoladas, roupas- classificadas para arco, óculos de segurança, capacete, tudo bem. Sempre siga os procedimentos de bloqueio/sinalização, aterre tudo corretamente,-verifique novamente se o transformador está des{6}}energizado e descarregue qualquer energia armazenada antes e depois do teste. Segurança em primeiro lugar - sem atalhos.

Antes de mergulhar nos testes elétricos, reserve um tempo para algumas verificações básicas:

Faça uma minuciosainspeção visual e mecânica. Procure danos no transporte, vazamentos de óleo (em unidades-cheias de líquido), nível de óleo correto, conexões apertadas, buchas em bom estado e se todos os itens auxiliares, como ventiladores, bombas e comutador, estão em ordem.

Verifique oplaca de identificaçãocorresponde às especificações solicitadas - classificações de tensão, kVA/MVA, impedância, grupo vetorial, etc.

Para transformadores-abastecidos com óleo, teste o óleo quanto à rigidez dielétrica, umidade, análise de gases dissolvidos (DGA), acidez e assim por diante. Certifique-se de que tudo esteja seco e devidamente vedado.

Configure suas medidas de segurança: isole a unidade, aterre todos os terminais e o núcleo/tanque, coloque em curto todos os secundários do TC, se necessário, e tenha o equipamento de teste calibrado pronto. Observe a temperatura ambiente porque muitas vezes você precisará corrigir as leituras dela.

As ferramentas comuns necessárias incluem um multímetro, testador de resistência de isolamento (Megger), medidor de relação de espiras (TTR), micro-ohmímetro para resistência de enrolamento, kit de fator de potência/tan delta, equipamento de medição de perda e conjuntos de teste de alta-tensão para testes dielétricos.

Estas são as verificações padrão realizadas em uma ordem lógica - geralmente testes de baixa-tensão primeiro, depois os de alta-tensão - para que os testes anteriores não atrapalhem os resultados posteriores.

Resistência ao enrolamento: Use um micro-ohmímetro ou uma ponte Kelvin para medir a resistência CC de cada enrolamento. Compare os valores (temperatura-corrigida) com os valores de fábrica ou da placa de identificação. Isso ajuda a detectar conexões ruins, fios quebrados ou outros problemas. Os enrolamentos de baixa tensão geralmente apresentam resistência muito baixa, enquanto os de alta tensão são mais altos.

Resistência de Isolamento (IR) / Teste Megger: Aplique uma tensão CC (normalmente 500 V a 5 kV, dependendo da classificação) entre os enrolamentos e o terra, e entre diferentes enrolamentos. Faça uma leitura "spot" de 60-segundos ou calcule o índice de polarização (10-min vs 1 min). Um isolamento bom e seco fornece leituras altas; números baixos geralmente significam umidade ou contaminação. Não se esqueça de verificar também o isolamento núcleo-terra.

Relação de voltas, polaridade e relação de fase: Use um medidor TTR para aplicar baixa tensão CA a um enrolamento e medir o outro. Confirme se a proporção corresponde à placa de identificação (geralmente dentro de ±0,5%) em todos os taps, incluindo as posições do comutador em-carga. Verifique também a polaridade e o grupo vetorial (como Dyn11). Freqüentemente, você também verá a corrente de excitação durante este teste.

Sem-perda de carga e corrente de magnetização (teste de circuito-aberto): Energize o lado LV na tensão e frequência nominais com o outro lado aberto. Meça a potência (perdas no núcleo/ferro), corrente sem{1}}carga (normalmente apenas uma pequena porcentagem da corrente nominal) e quaisquer harmônicos. Isso diz muito sobre a qualidade do núcleo.

Perda de carga e impedância (teste de{0}curto circuito): Faça um curto-circuito no lado BT e aplique tensão reduzida no lado HV até que a corrente nominal flua. Meça a potência (principalmente perdas de cobre) e a queda de tensão para obter a porcentagem de impedância. Isso deve estar alinhado com os valores da placa de identificação.

Teste de Fator de Potência / Tan Delta: Verifica a qualidade do isolamento e as perdas dielétricas. Valores mais baixos geralmente significam um isolamento mais saudável e seco.

Testes de resistência dielétrica:

Teste de tensão aplicada (fonte separada) - alta tensão CA aplicada a cada enrolamento ao terra por um minuto.

Teste de tensão induzida - geralmente com o dobro da tensão nominal, mas em frequência mais alta para estressar a volta-a-voltar o isolamento sem saturar o núcleo. A medição de descarga parcial às vezes é incluída.

Para classes de tensão mais altas, você também pode fazer testes de impulso de raio (BIL) ou impulso de comutação para simular surtos.

Verifique ogrupo de vetorese faça um teste de equilíbrio magnético para confirmar as relações de fase.

Execute ocomutador em{0}}carga (OLTC)através de todas as posições - observe as etapas de tempo, continuidade e tensão.

Teste sistemas auxiliares: ventiladores/bombas de resfriamento, medidores de temperatura (incluindo hot-spot), alarmes, relé Buchholz, dispositivos de alívio de pressão, etc.

Para unidades-cheias de óleo, faça um teste de pressão/vazamento no tanque.

A análise de resposta de frequência de varredura (SFRA ou FRA) é ótima para detectar quaisquer mudanças mecânicas ou deformação do enrolamento - especialmente útil se você tiver uma impressão digital de base.

Isso não é feito em todas as unidades, mas pode ser necessário para protótipos ou de acordo com as especificações do cliente:

Teste de aumento de temperatura (heat run) para verificar o resfriamento sob carga total.

Teste de resistência-de curto-circuito para resistência mecânica.

Medição do nível sonoro (ruído).

Testes mais detalhados de descarga parcial ou impulso de onda-cortada.

A maioria das estações de teste segue algo assim:

Inspeção visual/mecânica + verificações de óleo.

Resistência ao enrolamento.

Resistência de isolamento e fator de potência.

Ativa relação e polaridade em todas as torneiras.

Sem-perda de carga e corrente de excitação.

Perda de carga e impedância.

Testes de resistência dielétrica.

Verificações de comutadores e equipamentos auxiliares.

Resistência de isolamento final após os testes de alta-tensão.

Todos os resultados são comparados com os valores da placa de identificação, as linhas de base de fábrica e as tolerâncias dos padrões. Qualquer coisa errada pode significar um defeito que precisa ser consertado.

Para transformadores de distribuição menores ou unidades do tipo-seco, o processo é semelhante, mas reduzido (sem testes de óleo, por exemplo). Se você estiver testando um transformador antigo ou desconhecido, comece de forma conservadora com testes de resistência, continuidade e baixa{2}}relação de tensão antes de aplicar gradualmente a tensão, mantendo um olhar atento sobre a corrente e a temperatura.

As tensões exatas, procedimentos e limites de aceitação dependem muito do tamanho, classe de tensão e tipo do transformador, portanto, verifique sempre o manual específico, o plano de teste e os padrões IEEE/IEC relevantes. Em caso de dúvida - especialmente com unidades de{2}}tensão grande ou alta-, consulte o fabricante ou um laboratório de testes certificado.

Se você estiver lidando com um tipo específico de transformador (unidade de energia de subestação, distribuição de-pad mount, tipo seco-, etc.), sinta-se à vontade para fornecer mais detalhes e eu posso adaptar melhor os conselhos.

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