En tant qu'équipement de base du système électrique, la fiabilité opérationnelle du transformateur est directement liée à la sécurité et à la stabilité du réseau électrique. Ratio de tension (Ratio de tours) et Résistance DC sont les deux indicateurs les plus fondamentaux et les plus intuitifs. Ils ne sont pas seulement les deux premiers éléments réalisés pendant Essais d'acceptation en usine (FAT) et Tests d'acceptation du site (SAT)mais servent également de base critique pour l'installation, la mise en service, l'entretien et le diagnostic de défaut. La précision de ces deux paramètres affecte directement tous les paramètres ultérieurs du transformateur et revêt une importance importante pour évaluer les performances et identifier les dangers latents tels que: courts-circuits inter-tour et mauvais contact du changeur de robinet.
1. Rapport de tension du transformateur
Le rapport du transformateur est essentiellement le rapport du nombre de tours entre les enroulements primaire et secondaire. En cas d'absence de charge, il est approximativement égal au rapport entre la tension nominale primaire et la tension nominale secondaire, exprimé par la formule:
où N₁ et N₂ représentent respectivement les tours des enroulements primaire et secondaire, et U₁ₙ et U₂ₙ sont les tensions nominales correspondantes. En fonction de l'ampleur du rapport, les transformateurs sont classés en transformateurs de hausse, de descente et d'isolation. La précision du rapport détermine directement la précision de la transformation de tension. Lorsque le rapport s'écarte de la valeur de conception, il peut entraîner une tension de sortie non qualifiée ou même déclencher une surchauffage de l'équipement ou un mauvais fonctionnement de la protection en raison d'un excès courants circulantsL ' objectif principal de la mesure précise du rapport est de vérifier l ' exactitude des virages d ' enroulement, de s ' assurer que la position indiquée du changeur de robinet correspond à la connexion réelle et de déterminer la présence de défaillances telles que des courts-circuits entre virages.
2. Résistance DC
La résistance continue se réfère à la valeur de résistance présentée par l'enroulement du transformateur lorsqu'un courant continu est appliqué, suivant la loi d'Ohm (R = U/I). Bien que le transformateur présente des caractéristiques inductives pendant le fonctionnement AC, la résistance DC reflète le matériau d'enroulement, la surface de section transversale, la résistance au contact des points de connexion et la qualité du soudage entre tours. Il indique également si les contacts du changeur de robinet sont en bon état, s'il y a des brins cassés dans des branches parallèles, et sert de base auxiliaire pour juger déformation d'enroulementEn outre, la symétrie des enroulements peut être évaluée par taux de déséquilibre de résistance triphase.
Préparation pré-test: La mesure du rapport doit être effectuée dans des conditions sans charge. La tension d'excitation doit généralement être au moins de 1% de la tension nominale pour assurer que le noyau entre dans un état d'excitation normal et éviter les erreurs causées par la non-linéarité de la perméabilité magnétique. Pour les grands transformateurs, la tension d'essai ne doit pas être excessivement élevée pour éviter que la saturation du noyau provoque distorsion du courant d'excitation.
Déconnectez l'alimentation des côtés haute et basse tension et déchargez complètement les enroulements.
Nettoyez la couche d'oxyde des bornes d'essai pour assurer un bon contact.
Sélectionnez un testeur de rapport avec une précision d'au moins 0,1% et préchauffez pendant 10 minutes pour éviter l'impact de dérive de température de l'instrument.
Enregistrez les paramètres de la plaque et vérifiez la position du changeur de robinet pour s'assurer qu'il est au robinet nominal. Si le magnétisme résiduel existe, il doit être éliminé par un fonctionnement sans charge avant la mesure.
Fonctionnement de câblage: Connectez l'extrémité haute tension du testeur aux bornes d'enroulement primaire et l'extrémité basse tension aux bornes secondaires. Distinguer strictement polarité (extrémités de même polarité) pour éviter les écarts de mesure causés par la connexion inverse. Gardez les fils d'essai aussi courts que possible pour réduire la résistance au plomb et utilisez des câbles blindés si nécessaire pour résister aux interférences électromagnétiques. Pour les transformateurs triphasés, les lignes de tension triphasées doivent être connectées correctement selon groupe vectoriel (par exemple, Yyn0, Dyn11). Un câblage incorrect entraînera une défaillance de mesure ou de graves écarts dus à des différences de phase, même si la valeur du rapport elle-même est correcte.
Mesure et enregistrement : Démarrez le testeur, sélectionnez le mode de mesure correspondant et appliquez une tension d'essai stable (au moins 1/3 de la tension nominale du côté actionné). Enregistrez la valeur du rapport une fois que la lecture se stabilise. Mesurer chaque position de robinet du changeur de robinet individuellement, en répétant 2-3 fois par robinet pour prendre la moyenne. Enregistrez de manière synchrone la température et l'humidité ambiantes pour une analyse d'erreur ultérieure.
Assurance de précision: La garantie la plus critique pour la précision réside dans l'élimination interférence interphasiqueEn raison du couplage électromagnétique entre les phases d'un transformateur triphasé, la mesure monophasique est facilement affectée par d'autres phases. Les testeurs de rapport de haute précision modernes adoptent principalement technologie de mesure simultanée en trois phasesqui peut compenser automatiquement les erreurs causées par l'asymétrie du circuit magnétique, reflétant ainsi réellement le rapport réel de chaque phase.
Préparation pré-test: Coupez toutes les sources d'alimentation et déchargez les enroulements pendant au moins 5 minutes pour éviter que les charges résiduelles endommagent l'instrument. Sélectionnez l'équipement approprié: a pont Wheatstone pour enroulements à haute tension (R > 1Ω (a) et Pont Kelvin (double) pour enroulements à basse tension (R < 1 Ω), ou utilisez un testeur de résistance DC automatique de haute précision. Enregistrez la température ambiante pour la correction ultérieure de la température de résistance.
Fonctionnement de câblage: Adoptez le "Méthode de câblage à quatre bornes" (Sensation Kelvin). Connectez les bornes de courant au côté extérieur de l'enroulement et les bornes de tension au côté intérieur pour éliminer l'influence du plomb et de la résistance au contact. Pour les enroulements Star (Y), mesurer la résistance à la phase ou à la ligne; pour les enroulements Delta (pourpour pour Delta), soit déconnecter les points de connexion pour la mesure ou convertir la résistance de ligne en résistance de phase par le calcul pour juger avec précision le taux de déséquilibre et éviter les erreurs de mesure. Assurez des connexions sécurisées et nettoyez la couche d'oxyde des bornes.
Mesure et enregistrement : Appliquer un courant DC constant. Le courant de charge ne doit être ni trop petit (incapable de surmonter le magnétisme résiduel, provoquant la dérive de lecture) ni trop grand (provoquant le chauffage de l'enroulement, ce qui change la résistance). Typiquement, on choisit 1%-10% du courant nominal, ne dépassant pas 20A.
Enregistrez la valeur après que la charge d'inductance d'enroulement soit terminée et que la lecture soit stable.
Mesurer les enroulements triphasés un par un et calculer le taux de déséquilibre: δ=(Rmax-Rmin) / Ravg×100%.
Pour grand transformateurs triphases à cinq colonnes où la charge de bobinage à basse tension est extrêmement lente, le "Méthode d'assistance magnétique" (méthode Boost)La connexion d'enroulements à haute et basse tension en série pour appliquer un flux magnétique co-directionnel peut réduire le temps de charge de quelques heures à quelques minutes, réduisant considérablement les erreurs dues à la dérive de température.
Correction de la température: La résistance à l'enroulement a une relation linéaire avec la température. Pour les enroulements en cuivre, la résistance augmente d'environ 0,4% pour chaque augmentation de 1°C. Par conséquent, la température d'enroulement doit être enregistrée avec précision et toutes les valeurs mesurées doivent être converties en température de référence (habituellement 75°C ou 20°C). Pour les transformateurs qui viennent d'arrêter de fonctionner, la température de l'huile et la température d'enroulement réelle peuvent différer; suffisamment de temps de repos est nécessaire pour égaliser la température.
Traitement de démagnétisation : Le magnétisme résiduel dans le noyau prolonge le temps de stabilisation du courant d'essai et introduit du bruit de mesure. Avant chaque mesure, en particulier après la commutation des changeurs de robinet, le magnétisme résiduel doit être éliminé par la charge/décharge à courant inverse ou le programme de démagnétisation intégré de l'instrument pour réinitialiser l'état magnétique du noyau à zéro.
Exigences de l'instrument: La précision du testeur de rapport devrait être ≥ 0,1%, et la résolution du testeur de résistance continue devrait être ≥ 1μΩ. Calibrez périodiquement les instruments en utilisant des transformateurs et des résistances standard (p. ex., trimestriels) pour éliminer erreurs systémiques.
Contrôle environnemental: Maintenir des températures ambiantes stables (15-25°C). Éloignez-vous des sources d'interférences électromagnétiques fortes telles que les équipements à haute tension ou les convertisseurs de fréquence; Utilisez des fils blindés si nécessaire. Utilisez des conduits d'essai avec de grandes sections transversales et une faible résistance, et raccourcissez la longueur du câblage pour minimiser la résistance au contact.
Stabilisation opérationnelle: Déchargez soigneusement le transformateur avant la mesure. Assurez-vous de la polarité correcte pour les tests de rapport et utilisez la méthode à quatre bornes pour la résistance continue. Après avoir changé le changeur de robinet, attendez 3 à 5 minutes avant de mesurer pour s'assurer que les contacts sont stables. Répétez les mesures à chaque point et prenez la moyenne pour réduire erreurs aléatoires.
Analyse des données : Après la mesure, corriger la résistance DC en fonction de la température ambiante en utilisant les formules spécifiques pour les enroulements en cuivre ou en aluminium. Calculer les écarts de rapport; s'ils dépassent ±0,5 %, enquêter sur les erreurs de câblage, les défauts d'enroulement ou les problèmes de changeur de robinet. Le déséquilibre de résistance DC triphase doit se conformer aux IEC 60076-1 exigences (p. ex. ≤ 2 % pour les unités supérieures à 1600kVA).
Surmonter les effets inductifs : Le plus grand défi dans la mesure précise de la résistance DC est effet inductanceEn raison de l'inductance massive des enroulements du transformateur, le courant n'atteint pas immédiatement un état stable mais augmente exponentiellement. Les lectures prises avant la stabilisation seront à tort élevées. Par conséquent, les mesures de précision modernes utilisent des sources de courant constant combinées à des techniques d'échantillonnage numérique à grande vitesse ou de démagnétisation pour s'assurer que les lectures ne sont prises qu'après que le flux magnétique s'est stabilisé.
Bien que la mesure du rapport et de la résistance DC soient des tests de routine, leur précision affecte directement le jugement de l'état du transformateur. En pratique, les résultats des deux nécessitent souvent analyse conjointePar exemple, un mauvais contact dans un changeur de robinet ne fera pas seulement que la résistance continue dépasse les limites, mais peut également provoquer des fluctuations dans la mesure du rapport en raison de la non-linéarité de la résistance de contact. De même, un court-circuit inter-tour provoquera une chute significative de la résistance DC et provoquera un écart du rapport par rapport à la valeur standard.
Pour atteindre la plus grande précision, il faut également noter: Premièrement, la traçabilité de l'instrument doit garantir une précision supérieure à 1/3 de l'erreur autorisée de l'équipement testé. Deuxièmement, la sélection du courant d'essai doit équilibrer les effets thermiques et la sensibilité; pour les grands transformateurs, un courant ＞10 A est préféré pour réduire la dispersion. Troisièmement, les dossiers d'essai doivent inclure des métadonnées complètes (température ambiante/enroulement, position du robinet) pour fournir une base pour Comparaison historique longitudinale.
Kingrun Transformer Instrument Co., Ltd.
Plus de testeurs de transformateurs de Kingrun
