Qu'est-ce que l'essai et l'inspection du noyau du transformateur de puissance?

Le noyau est le composant principal du circuit magnétique d'un transformateur de puissance. La santé du noyau et de ses circuits associés détermine directement l'efficacité de fonctionnement et la sécurité du transformateur. La section suivante fournit une analyse détaillée des quatre noyaux articles de test:

1. Test de courant d'excitation HV

Explication conceptuelle

Le test de courant d'excitation mesure le courant d'aimantation (ou courant sans charge) tiré par le transformateur lorsqu'une tension est appliquée à un enroulement (généralement le côté haute tension) tandis que les autres enroulements sont laissés en circuit ouvert. Puisque les défauts de noyau, les shorts d'enroulement ou le magnétisme résiduel altèrent la réticence du circuit magnétique, ils provoquent des changements anormaux du courant d'excitation.

La relation mathématique fondamentale est exprimée comme :

I_e = V/X_m

I_e = courant d'excitation

V = tension appliquée

X_m = Réactance magnétique

Contexte de l'application

1. Maintenance préventive de routine : surveiller régulièrement la tendance à la dégradation du noyau.
2. Essais d'usine et d'acceptation: établissement de dossiers de santé de référence pour le transformateur.
3. Dépannage: conduit lorsque le relais de gaz se déclenche ou l'analyse de gaz dissous (DGA) montre des anomalies, soupçonnant des courts-circuits internes tour à tour ou multi- point de mise à la terre du noyau.

️ Procédure d'essai et critères d'évaluation

1. Procédure: Gardez l'enroulement à basse tension (LV) complètement en circuit ouvert. Appliquer une basse tension AC à l'enroulement haute tension (HV) et mesurer le courant d'excitation dans chaque phase.
2. Conditions normales: Les lectures en trois phases devraient être presque équilibrées. Pour les transformateurs standard à trois phases, de type noyau à trois membres, le courant dans la phase moyenne (phase B) est généralement inférieur à celui dans les phases externes parce que son trajet magnétique est plus court.
3. Un courant d'excitation significativement élevé dans n'importe quelle phase peut indiquer:
4. 6.Dommage au noyau local ou stratifications court (réticence magnétique augmentée).
5. Les défaillances de court-circuit tour à tour d'enroulement.
6. Magnétisme résiduel élevé (peut être vérifié par de nouveaux tests après démagnétisation DC).
7. Mise à la terre du noyau incorrecte ou multi-point.

2. Test de rapport et de polarité

Explication conceptuelle

Test du rapport: Vérifie si le rapport entre les enroulements haute tension et basse tension est conforme aux spécifications de conception. La formule est :

V₁ / V₂ = N₁ / N₂

(où V représente la tension et N représente le nombre de tours d'enroulement).

Test de polarité: Détermine la direction relative de la force électromotive induite entre les bornes HV et LV à tout moment donné (identification de la polarité des points). Il est classé en polarité soustractive (norme de l'industrie) et en polarité additive.

Contexte de l'application

Mise en service et post-révision: Un test obligatoire effectué avant la mise en service d'un transformateur nouveau ou réparé pour garantir des connexions d'enroulement sans erreur.

Alternation du changeur de robinet: Valider l'état du contact et la précision des pas à chaque position après avoir changé la position du changeur de robinet.

Avant le fonctionnement parallèle: Vérifier le rapport et le groupe polarité/vecteur avant de connecter deux ou plusieurs transformateurs en parallèle. Le fonctionnement parallèle de transformateurs à polarité incorrecte ou de groupes vectoriels est strictement interdit.

⚠️ Valeur fondamentale du test

Cet essai évite efficacement les courts-circuits de phase en phase graves, les courants de circulation massifs et les décalages de phase, assurant ainsi des opérations parallèles sûres.

3. Test d'équilibre magnétique

Explication conceptuelle

Le test d'équilibre magnétique est une méthode de diagnostic qualitatif unique aux transformateurs triphasés. En appliquant une basse tension AC à un enroulement de phase, il utilise la distribution du flux du noyau pour évaluer les tensions induites à travers les deux autres phases. Cet essai est très sensible à l'intégrité du circuit magnétique et aux changements subtils de la symétrie de la géométrie du noyau.

Contexte de l'application

Inspection post-transport : effectuée après un transit de longue distance ou une vibration sévère pour évaluer si le noyau a déplacé ou s'est desserré.

Choc post-court-circuit: exécuté après que le transformateur subisse un courant de défaillance externe sévère pour inspecter la déformation mécanique du noyau et des enroulements.

Évaluation des résultats

Résultats normaux: Pour un transformateur sain, les tensions induites devraient suivre un schéma de distribution magnétique strictement symétrique (par exemple, lors de l'excitation de la phase A, les phases B et C divisent la tension proportionnelle à leur longueur de trajet magnétique) et devraient correspondre étroitement aux données d'usine ou historiques.

Résultats anormaux (déséquilibre) : Les lectures déformées ou fortement déséquilibrées indiquent généralement des dommages locaux au noyau, des stratifications court, un déplacement d'enroulement ou des dommages structurels subis pendant le transport.

4. Analyse de la réponse en fréquence de balayage (SFRA)

Explication conceptuelle

Chaque bobinage de transformateur peut être modélisé comme un réseau électrique complexe composé de résistance (R), d'inductance (L) et de capacité distribuée (C). Au sein de ce réseau, le noyau agit comme élément inductif dominant.

SFRA fonctionne en injectant un signal de fréquence balayée à basse tension (allant de 20 Hz à 2 MHz) dans l'enroulement et en mesurant sa courbe de réponse en fréquence (l'"empreinte digitale" du réseau). Tout déplacement de noyau, de relâchement ou d'enroulement modifie ces paramètres R-L-C, provoquant la courbe de réponse en fréquence à s'écarter ou à se déformer de sa ligne de base.

Contexte de l'application

Après les courants de défaillance extrêmes: Diagnostiquer la déformation de l'enroulement après que le transformateur survie à une défaillance de court-circuit sévère à proximité de la zone.

Avant et après le transport lourd: servant de comparaison d'empreintes digitales, c'est la méthode la plus autoritaire pour déterminer si un transformateur a subi des dommages mécaniques internes pendant le transport.

Diagnostique avancé: Dépannage d'anomalies mécaniques que les tests conventionnels (tels que la résistance continue ou le rapport de tournures) ne peuvent pas identifier.

Principaux défauts détectés

1. Mouvement du noyau ou relâchement local.
2. Déplacement d'enroulement ou déformation mécanique.
3. Courts-circuits tour à tour.
4. La mise à la terre du noyau ou la défaillance de la structure de serrage.

Conclusion: Valeur fondamentale de l'essai du noyau du transformateur

Les tests de noyau complets offrent des avantages critiques tout au long du cycle de vie d'un transformateur de puissance:

1. améliore la fiabilité opérationnelle: suit les tendances de dégradation du noyau sous stress opérationnel à long terme.

2.Early Fault Warning: Capture les anomalies mineures (par exemple, mise à la terre de noyau multi-point, shorts inter-laminaires) avant qu'elles ne se transforment en pannes catastrophiques.

Gestion de la qualité en boucle fermée: permet une analyse comparative du cycle de vie complet à travers la fabrication, le transport, l'installation et les grandes révisions, réduisant considérablement les coûts d'entretien et assurant la stabilité du réseau.

Kingrun Transformer Instrument Co., Ltd.

Testeurs de résistance à l'enroulement DC de la série Kingrun