Thử nghiệm máy biến áp Tan Delta: Cách đo và giải thích các chỉ số tổn thất cách điện

Trang chủ / Tin tức / Công nghiệp Tin tức / Thử nghiệm máy biến áp Tan Delta: Cách đo và giải thích các chỉ số tổn thất cách điện

Thử nghiệm tan delta của máy biến áp là biện pháp gần nhất mà ngành công nghiệp của chúng ta phải thực hiện để kiểm tra tình trạng cách điện định kỳ. Thay vì chỉ hỏi liệu chất cách điện có chặn dòng điện hay không, nó đo lượng năng lượng mà chất cách điện lãng phí dưới dạng nhiệt mỗi khi cuộn dây được cấp điện - và con số đó bắt đầu thay đổi rất lâu trước khi xảy ra sự cố.

Đối với bất kỳ ai chịu trách nhiệm về máy biến áp điện ngâm trong dầu, thiết bị loại khô hoặc ống lót, việc biết các biện pháp kiểm tra, cách vận hành đúng cách và số đọc nào xứng đáng được xem xét lần thứ hai sẽ nhanh chóng mang lại kết quả.

Thử nghiệm máy biến áp Tan Delta thực sự đo được những gì

Mọi hệ thống cách nhiệt đều hoạt động giống như một tụ điện có điện trở rò rỉ nhỏ. Trong một tụ điện hoàn hảo, dòng điện sẽ dẫn điện áp chính xác 90 độ. Lớp cách điện thực sự mất đi một phần dây dẫn đó và góc mà nó bị đoản mạch là delta (δ). Tiếp tuyến của góc đó - tan δ - là tỷ số giữa dòng điện trở và dòng điện dung.

Đại lượng tương tự xuất hiện dưới nhiều tên gọi: hệ số tổn hao, tiếp tuyến tổn hao hoặc hệ số công suất. Khi người kiểm tra báo cáo hệ số công suất, nó là tan δ nhân với cosin của δ và vì δ nhỏ nên hai số gần như giống nhau trong thực tế.

Hai kết quả đầu ra quan trọng trên mỗi phép đo:

điện dung - một sự thay đổi gợi ý rằng hình dạng hoặc độ ẩm đã thay đổi và đó thường là dấu hiệu cảnh báo đầu tiên.
đồng bằng Tân - giá trị tăng có nghĩa là tổn thất đang tăng lên, thường là do độ ẩm, lão hóa, nhiễm bẩn hoặc hư hỏng do phóng điện cục bộ.

Cả hai đều được báo cáo dưới dạng phần trăm, do đó số đọc 0,5 phần trăm có nghĩa là tan δ = 0,005.

Tại sao chỉ đọc một lần điện trở cách điện là không đủ

Điện trở cách điện và chỉ số phân cực là những thử nghiệm sàng lọc tuyệt vời, nhưng chúng còn thô. Một cuộn dây có thể nằm trong phạm vi gigaohm và vẫn đủ ướt để nhanh chóng bị lão hóa. Tan delta phản ứng sớm hơn nhiều với độ ẩm phân bố và sự phân hủy chậm của giấy, dầu và nhựa, đó là lý do tại sao thực vật coi nó như một công cụ tạo xu hướng chứ không phải là một cổng thành công hay thất bại. Quy tắc làm việc rất đơn giản: số tuyệt đối ít quan trọng hơn xu hướng của nó và xu hướng ít quan trọng hơn so với cách nó so sánh với các đơn vị chị em được đo ở cùng nhiệt độ.

Quá trình thử nghiệm máy biến áp Tan Delta trên hiện trường như thế nào

Chế độ kiểm tra bạn sẽ gặp

Hầu hết các bộ kiểm tra tự động đều cung cấp bốn cấu hình và việc biết bạn đang sử dụng cấu hình nào sẽ giải thích được một nửa kết quả đáng ngạc nhiên:

GST (thử nghiệm mẫu nối đất) - kết nối tiêu chuẩn cho cuộn dây với thùng chứa được nối đất.
GST có bộ phận bảo vệ - chuyển hướng dòng điện rò rỉ trên bề mặt ra khỏi phép đo.
UST (thử nghiệm mẫu không nối đất) - đo một cuộn dây trong khi cuộn dây kia nổi, hữu ích cho việc cách ly cuộn dây nào đang bị hỏng.
GSTg - nối đất mẫu qua mạch bảo vệ, hữu ích khi cuộn dây không được nối đất chắc chắn.

Trình tự kiểm tra thực tế

Cô lập và khóa thiết bị, xả điện và để thiết bị nối đất cho đến khi bắt đầu thử nghiệm. Ghi lại nhiệt độ môi trường xung quanh và cuộn dây.
Các ống lót và thiết bị đầu cuối sạch và khô; ô nhiễm bề mặt tạo ra các đường rò rỉ trông giống như tổn thất điện môi cao.
Kết nối dây dẫn điện áp cao với cuộn dây đang thử nghiệm và dây dẫn điện áp thấp theo yêu cầu của chế độ đã chọn, sau đó xác nhận nối đất bể.
Đặt điện áp theo các bước - thường là 0,5, 1,0 và 1,5 lần điện áp thử nghiệm danh định - ghi lại tan delta và điện dung khi số đọc ổn định.
So sánh các bước: một giá trị tăng dần theo điểm điện áp đến khoảng trống, ô nhiễm hoặc phóng điện một phần thay vì độ ẩm đồng đều.
Hiệu chỉnh nhiệt độ tham chiếu, so sánh với hồ sơ trước đó và báo cáo của nhà máy, sau đó lặp lại đối với các cuộn dây còn lại.

Điều chỉnh nhiệt độ không phải là tùy chọn

Tổn thất điện môi tăng mạnh theo nhiệt độ, trong nhiều hệ thống tăng gần gấp đôi cứ sau mỗi 10°C. Phép đo được thực hiện ở 45°C không thể so sánh với phép đo được thực hiện ở 20°C nếu không hiệu chỉnh. Sử dụng bảng trong tiêu chuẩn áp dụng hoặc trong báo cáo của nhà sản xuất và luôn ghi lại nhiệt độ thực tế vào phiếu ghi chép.

Phía dầu: Tan Delta của chất lỏng cách điện

Dầu máy biến áp được đánh giá riêng biệt, thường là trong một ngăn chuyên dụng theo tiêu chuẩn IEC 60247 hoặc ASTM D924. Dầu tươi, khô thường có hệ số tản nhiệt dưới 0,005 ở 90°C. Sự trôi lên chậm báo hiệu các sản phẩm oxy hóa, độ ẩm hoặc chất gây ô nhiễm hòa tan, thường là trước khi điện áp đánh thủng bắt đầu giảm.

20000 kVA 35 kV Oil-Immersed Power Transformer

Máy biến áp ngâm dầu 20000 kVA 35 kV Máy biến áp ngâm trong dầu này phù hợp với các ứng dụng phân phối trong nhà, trạm biến áp và công nghiệp 35 kV, nơi việc giám sát tình trạng dầu hỗ trợ hoạt động đáng tin cậy. Xem sản phẩm →

Việc đọc đồng bằng tan dầu cùng với điện áp đánh thủng và độ ẩm sẽ mang lại một bức tranh rõ ràng hơn nhiều so với bất kỳ một trong ba thông số nào.

Đọc các số: Phạm vi chỉ định

Các số liệu dưới đây mang tính tham khảo để giải thích hơn là một tiêu chuẩn chấp nhận. Đường cơ sở của đội xe của bạn và xu hướng trong các thử nghiệm trước đó luôn được ưu tiên.

Phạm vi tiếp tuyến delta chỉ định cho cách điện máy biến áp thông thường. Các giá trị được đo ở gần 20 °C trừ khi được ghi chú; số liệu dầu tuân theo tiêu chuẩn IEC 60247 ở 90°C.
Vật liệu cách nhiệt hoặc thiết bị	Giá trị mới điển hình	Đáng để điều tra khi
Cuộn dây máy biến áp ngâm trong dầu	0,2 – 0,5 %	Trên 0,7% hoặc tăng gấp đôi kể từ lần kiểm tra cuối cùng
Cuộn dây máy biến áp phân phối ngâm trong dầu	0,3 – 0,8 %	Trên 1,0 % hoặc tăng đều đặn
Cuộn dây loại khô đúc bằng nhựa	0,1 – 0,5 %	Trên 0,8% hoặc thay đổi lớn hơn 20%
Ống lót giấy tẩm dầu	0,2 – 0,6 %	Trên 0,8% hoặc độ lệch điện dung trên 5%
Dầu biến thế	Dưới 0,5%	Trên 1 % hoặc tăng ở mỗi lần lấy mẫu

Nơi thử nghiệm đạt được kết quả: Ống lót và cuộn dây điện áp cao

Trên máy biến áp 110 kV hoặc 220 kV, ống lót thường là liên kết yếu nhất và rất dễ theo dõi vì điện dung trên bảng tên cung cấp một tham chiếu cố định. Điện dung tăng hơn vài phần trăm, cùng với màu nâu delta đã tăng lên kể từ khi đưa vào vận hành, hầu như luôn có nghĩa là hơi ẩm xâm nhập hoặc giấy bị hư hỏng bên trong ống lót.

5 MVA 110 kV Ultra-High Voltage Power Transformer

Máy biến áp siêu cao áp 5 MVA 110 kV Ở mức điện áp lên tới 110 kV, máy biến áp 5 MVA này phù hợp với các hệ thống truyền tải và phân phối, nơi xu hướng cách điện của ống lót và cuộn dây được giám sát chặt chẽ. Xem sản phẩm →

Cuộn dây ở các mức điện áp này được hưởng lợi nhiều nhất khi so sánh số đọc ở một số bước điện áp với đường cơ sở của nhà máy được lấy trước khi vận chuyển - đường cơ sở đó là tài liệu hữu ích nhất trong thư mục kiểm tra.

Máy biến áp loại khô và máy biến áp đúc nhựa: Các quy tắc khác nhau

Cuộn dây đúc bằng nhựa bắt đầu từ mức tổn thất thấp hơn nhiều và thay đổi chậm hơn nhiều so với cách điện bằng giấy dầu, do đó các ngưỡng sẽ thay đổi. Các giá trị gần 0,1 đến 0,5 phần trăm là bình thường và mức tăng 20 phần trăm so với lần đọc trước đó đáng được chú ý vì nhựa không hấp thụ độ ẩm một cách đồng đều - nó đi qua các vết nứt, tách lớp hoặc các đầu bịt kín kém.

1000 kVA 11 kV Resin-Cast Three-Phase Dry-Type Transformer

Máy biến áp loại khô ba pha đúc nhựa 1000 kVA 11 kV Với cuộn dây đúc bằng nhựa thay vì dầu, máy biến áp loại khô này ít phải bảo trì và phù hợp với môi trường trong nhà, đô thị hoặc khắc nghiệt. Xem sản phẩm →

Các kết nối bảo vệ và phép đo UST giúp ích ở đây, vì sự rò rỉ bề mặt trên cuộn dây loại khô có bụi có thể tăng gấp đôi tổn hao biểu kiến mà không có vấn đề gì xảy ra bên trong lớp cách điện.

Lời khuyên thiết thực giúp kết quả luôn đáng tin cậy

Kiểm tra ở nhiệt độ ổn định, lý tưởng là trên 10°C và để kết quả ổn định trước khi ghi lại.
Trước tiên hãy làm sạch ống lót, chất cách điện và hộp thiết bị đầu cuối; ô nhiễm gây ra hầu hết các báo động sai.
Sử dụng kết nối bảo vệ bất cứ khi nào có khả năng xảy ra rò rỉ bề mặt - những ngày ẩm ướt, dàn nóng, đường rò dài.
Giữ nguyên chế độ thử nghiệm, các bước điện áp và tham chiếu nhiệt độ từ năm này sang năm khác để xu hướng này vẫn có ý nghĩa.
Ghi lại điện dung mỗi lần; một bước nhảy điện dung kể một câu chuyện khác với việc tăng tổn thất đơn thuần.

Các bài kiểm tra đáng được thực hiện cùng với nó

Tan delta cho bạn biết bao nhiêu, hiếm khi tại sao. Việc kết hợp nó với chỉ số điện trở cách điện và phân cực, phép đo điện dung trên cuộn dây và ống lót, độ ẩm và độ axit của dầu cũng như phân tích khí hòa tan sẽ thu hẹp khoảng cách đó. của chúng tôi Hướng dẫn kiểm tra DGA bao gồm việc giải thích chi tiết các kết quả khí đó.

Những gì chúng tôi theo dõi trên sàn thử nghiệm

Việc xây dựng máy biến áp cho lưới điện, nhà máy công nghiệp, mỏ và các dự án tái tạo khiến các kỹ sư của chúng tôi đặc biệt quan tâm đến thử nghiệm này. Các quyết định về cách nhiệt được đưa ra ở giai đoạn vẽ - độ dày của giấy, độ hở của dầu, công thức nhựa, chu trình sấy - tất cả đều hiển thị sau đó dưới dạng các con số trên bản ghi tan delta, và thiết kế bắt đầu ở mức thấp và duy trì ở mức thấp trong hai mươi năm là thiết kế đáng giá cho vật liệu bổ sung.

Các thiết bị rời khỏi công trình của chúng tôi ở Hải An được kiểm tra định kỳ dựa trên dữ liệu trên bảng tên trước khi vận chuyển và đường cơ sở đó di chuyển cùng với máy biến áp nên phép đo tại hiện trường đầu tiên có kết quả trung thực để so sánh. Nếu bạn muốn biết thêm về cách chúng tôi chế tạo và thử nghiệm máy biến áp , các kỹ sư của chúng tôi rất vui được trao đổi chi tiết.

Thử nghiệm tan delta của máy biến áp sẽ không cho bạn biết mọi thứ về hệ thống cách điện, nhưng nó cho bạn biết sớm, rẻ và không bị mất điện lâu. Chạy nó một cách nhất quán, lưu giữ hồ sơ, điều chỉnh nhiệt độ và các con số sẽ cảnh báo bạn về độ ẩm và lão hóa rất lâu trước khi chúng hỏng hóc.