ما هو اختبار المحول بدون حمل وبالحمل وكيفية إجرائهما؟
لماذا من الضروري إجراء اختبارات التحميل واللا تحميل على المحول؟
تُجرى اختبارات التحميل واللا تحميل للمحول لتقييم أدائه وحالته التشغيلية، مما يضمن قدرة المحول على العمل بأمان واستقرار وكفاءة تحت ظروف التشغيل الفعلية. يركز هذان الاختباران على حالات تشغيل مختلفة للمحول، بهدف فهم معاييره الأساسية وأدائه تحت ظروف تحميل متنوعة.
1. اختبار اللاحمل
يُجرى اختبار اللاحمل، ويسمى أيضًا "اختبار فقد اللاحمل" أو "اختبار تيار الإثارة"، بتطبيق الجهد المقنن على الملف الابتدائي بينما يكون الملف الثانوي مفتوحًا. الهدف الرئيسي هو تقييم أداء القلب، وفقد اللاحمل، وتيار الإثارة للمحول. تتضمن الأسباب المحددة ما يلي:
قياس فقد القلب (فقد اللاحمل): تحت ظروف اللاحمل، ينتج فقد الطاقة في المحول بشكل أساسي عن التباطؤ والتيارات الدوامية في القلب. يساعد قياس هذه الفواقد في تقييم جودة مادة القلب وعملية التصنيع.
قياس تيار الإثارة: من خلال قياس تيار الإثارة المتدفق إلى الجانب الابتدائي أثناء التشغيل بلا حمل، يمكن فهم التيار المطلوب للحفاظ على التدفق المغناطيسي في المحول. هذا يساعد في تحليل الخصائص المغناطيسية للقلب.
تقييم أداء القلب: يساعد اختبار اللاحمل أيضًا في اكتشاف حالة تشبع القلب وخصائص مغنطته تحت مستويات جهد مختلفة، مما يضمن عمل القلب ضمن النطاق المصمم له.
2. اختبار الحمل
يُجرى اختبار الحمل بتوصيل حمل بالجانب الثانوي للمحول لتقييم أدائه تحت ظروف العمل الفعلية. يمكن تقسيم اختبار الحمل إلى اختبار الدائرة القصيرة واختبار فقد الحمل. تتضمن الأسباب الرئيسية ما يلي:
قياس فقد النحاس (فقد الحمل): ينتج فقد الطاقة في المحول تحت ظروف الحمل بشكل أساسي عن التيار في الملفات، مما يؤدي إلى فقد النحاس. يمكن لاختبار الحمل قياس فقد الحمل للمحول بدقة، مما يسمح بتقييم كفاءته الطاقة.
تقييم كفاءة المحول: يسمح اختبار الحمل بحساب كفاءة المحول تحت ظروف تحميل مختلفة، مما يساعد في فهم فقدان الطاقة والأداء تحت أحمال متنوعة.
تحليل خصائص تنظيم الجهد: يقيم اختبار الحمل أيضًا خصائص تنظيم الجهد للمحول، أي التغير في جهد الثانوي عند الانتقال من اللاحمل إلى الحمل الكامل. هذا أمر بالغ الأهمية للحفاظ على استقرار الجهد في شبكة الطاقة.
مقاومة الدائرة القصيرة وهبوط الجهد: يقيس اختبار الحمل مقاومة الدائرة القصيرة وهبوط الجهد للمحول، مما يساعد في تقييم استجابته تحت ظروف العطل.
اختبار اللاحمل للمحول يتم بتطبيق الجهد المقنن من الملف على جانب واحد من المحول، بينما تكون الملفات الأخرى مفتوحة. يتم قياس فقد اللاحمل وتيار اللاحمل للمحول. يُعبّر عن تيار اللاحمل كنسبة مئوية من التيار المقنن.
1. اختبار اللاحمل يتم لقياس الفقد اللاحمل والتيار اللاحمل تحت الجهد المقنن. أثناء الاختبار، يكون الجانب ذو الجهد العالي مفتوحاً، ويتم تطبيق الجهد على الجانب ذو الجهد المنخفض، جهد الاختبار هو الجهد المقنن للجانب ذو الجهد المنخفض، جهد الاختبار منخفض، وتيار الاختبار يمثل نسبة مئوية من التيار المقنن تبلغ بضعة أجزاء من الألف أو بضعة أعشار بالمائة.
2. اختيار سعة مصدر الطاقة لاختبار اللاحمل للمحول: ضمان ألا يتجاوز تشوه شكل موجة مصدر الطاقة 5%، ويجب أن تكون سعة اللاحمل للمحول أقل من 50% من سعة مصدر الطاقة؛ يجب أن تكون سعة اللاحمل أقل من سعة منظم الجهد إذا تم استخدام منظم الجهد للتطبيق. عند استخدام مجموعة المولد للاختبار، يجب أن تكون سعة اللاحمل أقل من 25% من سعة المولد.
جهد اختبار اللاحمل هو الجهد المقنن للجانب ذو الجهد المنخفض، واختبار اللاحمل للمحول يقيس بشكل أساسي الفقد اللاحمل. الخسائر اللاحمل هي في الغالب خسائر الحديد. يمكن اعتبار حجم خسائر الحديد مستقلاً عن حجم الحمل، أي خسائر الحديد تحت حمل جاف مثل الخسائر عند اللاحمل، ولكن هذا هو الحال عند الجهد المقنن. إذا انحرف الجهد عن القيمة المقننة، نظراً لأن الحث المغناطيسي في قلب المحول يكون في قسم التشبع لمنحنى المغنطة، فإن الفقد اللاحمل والتيار اللاحمل سيتغيران بشكل حاد. لذلك، يجب إجراء اختبار اللاحمل عند الجهد المقنن.
ملاحظة: عند قياس الفقد اللاحمل أو تحت الحمل لمحول كبير، لأن معامل القدرة منخفض جداً، يمكن أن يكون cosp أقل من أو يساوي 0.1، لذا يجب استخدام واطميتر ذو معامل قدرة منخفض.
3. من خلال اختبار اللاحمل، يمكن اكتشاف العيوب التالية في المحول:
أ. عزل رديء بين صفائح الحديد السيليكوني.
ب. قصر دائري جزئي واحتراق بين أقطاب القلب وبين الرقائق.
ج. تلف وقصر في الأجزاء العازلة مثل مسامير القلب أو أحزمة الربط الفولاذية، ألواح الضغط، والنير العلوي.
د. ارتخاء وانزياح في صفائح الحديد السيليكوني في الدائرة المغناطيسية، ووجود فجوات كبيرة.
هـ. تأريض القلب في نقاط متعددة، وجود قصر بين اللفات أو بين الطبقات في الملف أو بين الفروع المتوازية، وعدم توازن القوة المغناطيسية المحركة، إلخ.
و. استخدام خاطئ لصفائح حديد سيليكوني رديئة ذات استهلاك عالي أو أخطاء في التصميم والحسابات.
يتم الحكم على نتائج قياس الأطوار وفقاً للمبادئ التالية:
1) نظراً لأن الدوائر المغناطيسية للطورين ab و bc متناظرة تماماً، فإن الخسائر المقاسة P0ab و P0bc للطورين ab و bc يجب أن تكون متساوية، ولا يجب أن يتجاوز الانحراف عموماً 3%.
2) نظراً لأن الدائرة المغناطيسية للطور ac أطول من الدائرة المغناطيسية للطور ab أو bc، فإن الخسارة المقاسة للطور ac يجب أن تكون أكبر من تلك للطور ab أو bc (عادةً 30% إلى 40% للمحولات 35kV فما دون، و 40% إلى 50% للمحولات 110kV فما فوق).
مثال 1: محول 90MVA، 220/121/38.5، I0=0.23%.
أحادي الطور: pab=41.3kW=pa+pbpa=28kW pc=2.35pa=4.95pb
pac=93.8kW=pa+pcpb=13kW
pbc=79.1kW=pb+papc=65kW
كشف التحليل عن وجود قصر بين الخيوط في اللفة الأولى (نهاية الخروج) للملف ذو الجهد المنخفض للطور C، حيث كان الملف ذو الجهد المنخفض مكوناً من 10 أسلاك نحاسية مسطحة 2.3×10.5 على التوازي، وكان هناك سلكان في الطبقة الخارجية يشكلان قصراً، وقد انصهرت بعض الأسلاك النحاسية. حادث كبير.
توضيح:
1) على الرغم من أن قصر اللفات تطور إلى درجة ذوبان السلك النحاسي، فإن تيار اللاحمل I0 أصغر بكثير من القيمة التصميمية، وعدم التوازن ثلاثي الطور ليس بارزاً. 2) يشمل قصر اللفات قصراً بين الموصلات، وبين اللفات، وبين الطبقات. بالمقارنة بين الثلاثة، يكون تيار التدوير الأولي بين الأسلاك هو الأصغر (بافتراض نفس مقاومة التلامس عند القصر). وهذا يظهر أن اختبار فقد اللاحمل مجدٍ للعثور على نقطة القصر.
المثال 2: بيانات اللاحمل لمحول كما يلي:
إثارة ab، قصر bc، p0ab=44.6 كيلوواط
إثارة bc، قصر ac، p0bc=44.6 كيلوواط
إثارة ac، قصر ab، p0ac=55.2 كيلوواط
في ذلك الوقت، تم تحويل فقد اللاحمل أحادي الطور إلى فقد لاحمل ثلاثي الطور، وكان متطابقاً مع بيانات المصنع، واعتبرت البيانات طبيعية. حدثت إشارة غاز خفيف بعد التشغيل.
تحليل علاقة فقد اللاحمل لكل طور: p0ac/p0ab=p0ac/p0bc=1.26، هذه البيانات غير طبيعية. أثبتت الخبرة أنه لمحول بهذا الحجم الكبير، يجب أن يكون طبيعياً إذا كان أكبر من 1.4. بعد استبعاد مشاكل الملف ومبدل النقل، يُعتقد أن العطل قد يكون في قلب الحديد للطور B، ولا يمكن استبعاد احتمال تفريغ جزئي.
نتائج اختبار اللاحمل بجهد الطور المقنن كما يلي:
إثارة bc، قصر ac p0bc=37.6 كيلوواط، تشغيل لمدة 20 دقيقة بدون غاز، بيانات الفقد لم تتغير؛
إثارة ac، قصر ab p0ac=52.6 كيلوواط، الفقد مستقر، لا غاز، بعد 14 دقيقة، ارتفع p0ac فجأة إلى 58.8 كيلوواط، وفي نفس الوقت، يتولد غاز، ووصل الغاز إلى 600 مل في 50 ثانية؛
إثارة ab، قصر bc p0ab=37.2 كيلوواط، بعد دقيقتين، ارتفع p0ab فجأة إلى 42.6 كيلوواط، وتولد غاز في نفس الوقت. يمكن أن نرى من الاختبار أعلاه أنه عندما يمر التدفق المغناطيسي عبر الطور A، يزداد الفقد ويتولد غاز. لتحديد ما إذا كان العطل في الطور A، كرر اختبار اللاحمل بإثارة bc وقصر ac. عند الوصول للجهد المقنن، بعد الاستمرار لمدة 30 دقيقة، بقي فقد p0ab دون تغيير ولم يتولد غاز.
تحليل:
1) العطل في الدائرة المغناطيسية للطور A (بما في ذلك الياقات الحديدية العلوية والسفلية بين AB)؛
2) العطل الأصلي كان في الطور B، والآن في الطور A، ويظهر ويختفي من وقت لآخر، مما يثبت أن نقطة العطل متحركة، ويُقدّر أنها موصل معدني.
بعد الفحص، تمت إزالة وسادة الياقة الحديدية السفلية، وأخيراً تم العثور على نقطة العطل: كانت هناك قطعة من الصلب السيليكوني تحت طرف لف الطور السفلي AB، مما سبب قصراً للياقة الحديدية بمقدار الثلث.
JYW6100 مختبر معامل القدرة للمحولات بدون حمل وبالحمل
شركة كينغران لأجهزة المحولات المحدودة
يرجى الاطلاع على المزيد من أجهزة اختبار المحولات/المحطات الفرعية من Kingrun:
