Втулка трансформатора: типи, випробування (Tan Delta, C1/C2)

Втулка трансформатора: типи, частини, випробування (C1/C2, Tan Delta) і поширені несправності

Втулка трансформатораце один із тих компонентів, яким не приділяють багато уваги, доки щось не піде не так. Це ізольований шлях, який дозволяєпровідник високої{0}}напругибезпечно пройти через заземлений резервуар силового трансформатора, щоб пристрій міг підключитися до ньогошини, кабелі або повітряні лінії.Оскільки ці втулки зазнають серйозного електричного навантаження, вони справляються з погодою зовні та нагріваються всередині, вони також є напрочуд поширеною причиною виходу з ладу трансформаторів. Слідкуйте за ними, і більшість проблем залишаться впораними. Ігноруйте їх, і наслідки можуть швидко обійтися.

У цьому посібнику описано, що насправді таке трансформаторний ввод, як він працює, основні типи, з якими ви можете зіткнутися (OIP, RIP, RIS), звичайні способи їх виходу з ладу, а також діагностичні тести, які є найважливішими-ємністю, коефіцієнтом потужності/tan дельта та цими вимірюваннями C1/C2.

Простіше кажучи, прохідний вхід трансформатора — це ізольований пристрій, який пропускає провідник високої-напруги в трансформатор через заземлений металевий резервуар, не спричиняючи спалаху чи пробою. Він формує електричне поле навколо провідника, запобігає виникненню поверхневих спалахів і утримує напруги ізоляції в проектних межах.

Подумайте про це як про ізольований шлюз між проводом внутрішньої обмотки трансформатора та зовнішньою системою живлення.

Втулки виконують кілька завдань одночасно:

Вони зберігають -провідник високої напруги ізольованим від заземленого бака.Без цього ви мали б повний розрив.

Вони контролюють електричний стрес.При високій напрузі поле любить скупчуватися навколо країв і поверхонь, тому в більшості сучасних прохідних вводів використовується ємнісне градуювання (конструкція конденсатора), щоб рівномірніше розподіляти навантаження.

Зовнішня поверхня-керамічна або полімерна-забезпечує достатню відстань витоку, щоб дощ, забруднення, сіль або пил не спровокували спалах.

Вони забезпечують механічну підтримку провідника та впораються з силами, які виникають у зв’язку з підключеною шиною або коротким-замиканням.

Багато конструкцій включають тестовий кран (або кран напруги) для діагностики або онлайн-моніторингу.

Деякі навіть містять прохідний трансформатор струму для вимірювання чи захисту.

Будь-де, де провідник під напругою повинен перетнути заземлений бар’єр:Термінали високої та низької напруги, нейтральні точки, підвищувальні трансформатори-генераторів, шунтуючі реактори та кілька застосувань розподільних пристроїв, які використовують ту саму основну ідею.

Конструкції відрізняються залежно від класу напруги та виробника, але більшість високовольтних блоків мають такі основні елементи:

Центральний провідник– проводить струм навантаження від виводу обмотки дозовнішнє підключення.

Основний ізоляційний корпус– первинна внутрішня ізоляція (паперова, смоляна або синтетична).

Ємнісні класифікаційні шари (ядро конденсатора)– провідні фольги, вбудовані в ізоляцію, які розподіляють електричне поле від провідника до заземленого фланця.

Зовнішня ізоляція (корпус)– фарфор або полімер з навісами для повзучості та ефективності забруднення.

Фланець– заземлене кріплення, яке прикручується до резервуара.

Тестовий кран / кран напруги– підключений до певного ємнісного шару; використовується для вимірювань, а іноді й постійного моніторингу.

Сальники та прокладки– не допускайте потрапляння масла та вологи. Це важливіше, ніж люди іноді уявляють.

Термінал підключення– верхній кінець, який приєднується до шини, кабелю або лінійного обладнання.

Втулки зазвичай класифікуються за технологією ізоляції всередині.

1) Втулки OIP (папір, просочений маслом-)Для них використовується папір, змочений маслом, і, як правило, використовується загальна масляна система трансформатора. Це давно-запроваджена технологія з надійним досвідом роботи під високою напругою. Негативні сторони? Витік масла навколо прокладок або порцелянових інтерфейсів може погіршити діелектричний запас, а проникнення вологи має тенденцію до збільшення втрат (коефіцієнт потужності/tan дельта) і прискорення старіння. Оцінка стану значною мірою залежить від актуальних діелектричних тестів і візуальних перевірок.

2) Втулки RIP (папір, просочений смолою)Тут папір просякнутий смолою, що створює переважно міцну ізоляційну структуру. Ви отримуєте менший ризик витоку масла порівняно з OIP, що робить їх привабливими для багатьох сучасних дизайнів і модернізацій. Якість виготовлення має велике значення-пустоти можуть стати частковими-місцями розряду-і термоциклізм і ущільнення все ще потребують уваги в довгостроковій перспективі.

3) Втулки RIS (просочені смолою-синтетичні)Цей папір замінює-синтетичну систему, просочену смолою. Їх вибирають для певних класів напруги чи потреб у продуктивності та часто позиціонують як сучасну альтернативу. Як і з кожним типом, реальні-результати все ще залежать від якості конструкції, умов експлуатації та того, наскільки добре ви їх контролюєте.

Ви також почуєте втулки, описані зовнішнім корпусом:

Порцелянамає десятиліття перевіреної служби. Він важчий і може розбитися під сильним ударом.

Полімер (композит)легший, часто краще справляється із забрудненням і не розбивається так само. Старіння поверхні та вибір матеріалу для місцевого середовища все ще потребують спостереження.

Рішення зазвичай зводиться до рівня забруднення, механічного ризику, обмежень ваги та того, чому надає перевагу комунальне підприємство.

Проблеми можуть виникнути через місяці чи роки, або вони можуть швидко загостритися. Звичайні підозрювані:

Попадання вологи і старіння– пошкоджені ущільнення пропускають вологу; втрати зростають іпапір або смола починає псуватися. Зростання коефіцієнта потужності/тангенсу дельта та зрушення ємності є класичними ознаками.

Частковий розряд– порожнечі, відшарування, забруднення або старіння можуть почати активність PD, яка повільно роз'їдає ізоляцію та, зрештою, може її пробити.

Теплові проблеми– слабкі клемні з’єднання створюють гарячі точки; гармоніки та перевантаження додають напруги. Якщо втрати продовжують зростати, ви можете піти в бік термічної втечі.

Витоки масла (в основному OIP)– знижує якість внутрішньої ізоляції, відкриває двері для вологи та створює екологічні головні болі.

Зовнішнє забруднення та спалах поверхні– сіль, промислове забруднення, пил і волога утворюють провідну плівку на корпусі. Відстеження та спалах становлять реальний ризик у вологу погоду.

Механічні пошкодження– порцелянові тріщини внаслідок удару, сейсмічних сил або навантаження на шину; вібрація та перегрівання можуть послабити з’єднання та погіршити інтерфейси.

Слідкуйте за:

 Протікання масла або плями навколо фланця або з’єднань (OIP)

 Тріщини або відколи на порцеляні, пошкоджені полімерні навіси

 Незвичайний нагрів на верхньому з'єднанні або фланці (тут корисно інфрачервоне випромінювання)

 Сигнали тривоги від онлайн-моніторів, що відстежують ємність або коефіцієнт потужності

 Раптові зміни ємності в порівнянні з минулими або іншими фазами

 Чутний шум або видимі виділення-рідко, але сприймайте це як надзвичайний випадок і дотримуйтесь процедур безпеки

Більшість оцінок вводів базується на електричних діелектричних випробуваннях, а також на термічних і візуальних перевірках. Ємність і коефіцієнт потужності/tan дельта є робочими конячками.

Ємність і коефіцієнт потужності / tan дельтаЦі тести позначають вологість, погіршення ізоляції, внутрішні дефекти та проблеми в тестовому{0}}відводному колі. Результати зазвичай відображаються як ємність (C) і або коефіцієнт потужності (PF), або тангенс дельта (tan δ)-два способи вираження діелектричних втрат.

C1 і C2Багато вводів конденсатора мають тестовий відвод, прив’язаний до певного ємнісного шару.

C1 – це основний шлях ізоляції між центральним провідником і тестовим -шаром відводу.

C2 – шлях між тестовим-шаром відведення та заземленим фланцем.

Зміни в C1 та його PF/tan δ зазвичай говорять про здоров’я основногоізоляція. Незвичайні показники C2 можуть вказувати на проблеми ізоляції крана, забруднення, вологи або самого з’єднання крана. Раптові різкі зміни порівняно з історичними даними, як правило, викликають більше занепокоєння, ніж повільний дрейф. Температурна корекція та тверді базові значення мають значення; визначення тенденцій у часі є найкращою практикою.

Інші корисні інструменти

DFR/FDS (діелектрична частотна характеристика) глибше вивчає поведінку,-пов’язану з вологою, коли звичайні результати починають виглядати не так.

Інфрачервона термографія вловлює слабкі з’єднання та ненормальні схеми нагріву.

Тестування часткового-розряду (онлайн або офлайн) допомагає, коли PF/tan δ зростає або пристрій має високу-критичність.

Системи онлайн-моніторингу, які постійно відстежують ємність і діелектричні втрати, можуть завчасно попередити, -якщо їх правильно налаштовано та сигналізовано.

Немає єдиної відповіді, яка б підходила для кожного парку. Частота зазвичай залежить від критичності, типу втулки та віку, історичних тенденцій, навколишнього середовища (прибережна сіль, сильне забруднення, екстремальні температури) та останніх подій, як-от-несправності чи транспортування. Багато комунальних підприємств схиляються до-ризикового технічного обслуговування: блоки з високим-ударом стають частіше увага, низький{5}}ризик збільшують інтервали-завжди відповідно до вказівок OEM і внутрішніх стандартів.

Більшість інженерів дотримуються кількох практичних принципів:

Тренд - це все-порівняти з базовою лінією та історією втулки.

Подивіться на фази пліч-о-пліч; великі відмінності на тому самому трансформаторі піднімають прапор.

Крокові зміни ємності або різке підвищення PF/tan δ зазвичай викликають негайне дослідження.

Не ігноруйте сам тестовий кран,-проблеми можуть спотворити показання та створити проблеми з безпекою.

Використовуйте кілька індикаторів: PF/tan δ + ємність + інфрачервона температура + історія експлуатації перевищує будь-яке одне число.

IEC 60137 – Ізольовані прохідні прохідні для напруг змінного струму вище 1 кВ

IEEE C57.19.00 / C57.19.01 – стандарти прохідних вводів, які широко використовуються в Північній Америці

IEEE C57.152 – керівництво з діагностичних польових випробувань (включає концепції проходження)

Завжди перевіряйте відповідну версію та вимоги оператора щодо класу напруги та типу активу, з яким ви маєте справу.

Трансформаторні вводи необхідні для безпечного передачі живлення від обмоток до зовнішнього світу. Незалежно від того, чи шукаєте ви конструкції OIP, RIP або RIS, порцелянові чи полімерні корпуси, мета та сама: керувати електричними навантаженнями та впливом навколишнього середовища. Кожен тип має власний профіль обслуговування та ризику. Інструменти діагностики-ємності, коефіцієнта потужності/tan дельта та тестування C1/C2-працюють найкраще коли у вас є хороші базові показники та фактично змінюються дані з часом. Вловіть зміни на ранній стадії, і більшість втулок забезпечать вам роки надійної служби.

Зв'язатися зараз