Анализатор частотной характеристики с разверткой: практическое руководство для новых и опытных энергетиков

Анализатор частотной характеристики с разверткой: практическое руководство для новых и опытных энергетиков

Какую конкретно проверку проводит этот приборвыполнятьна трансформаторе?

Многие новички в этой области при первом знакомстве с этим устройством часто задаются вопросом: «Он используется для измерения напряжения или измерения сопротивления?» В действительности это не так. Тестер деформации обмоток, по сути, выполняет компьютерную томографию внутренних обмоток трансформатора — он позволяет обнаружить деформацию, ослабление или смещение без необходимости разборки трансформатора или снятия крышки.

Упрощенный принцип: относитесь к обмотке как к «специальному фильтру».

Вы можете представить каждую обмотку трансформатора как сложную сеть, состоящую из резисторов, катушек индуктивности и конденсаторов — индивидуальный «фильтр». Когда на него подаются сигналы различной частоты, он производит определенные реакции, создавая уникальную «кривую отпечатка пальца».

Если обмотка остается целой, характеристики этого «фильтра» остаются неизменными, как и кривая отпечатка пальца. Однако если обмотка деформируется из-за воздействия короткого замыкания или ударов при транспортировке (например, деформации проводов или изменения межвиткового расстояния), индуктивные и емкостные параметры внутри сети изменяются соответствующим образом, что приводит к изменению кривой отпечатков пальцев. Наш тестер определяет, неисправна ли обмотка, анализируя изменения кривой.

Рисунок: Типичный внешний вид компактного и портативного прибора для испытания на деформацию обмотки, подходящего для полевых работ.

Какие проблемы он может обнаружить?

1. Осевая/радиальная деформация обмоток, скручивание, вздутие, межвитковые замыкания и межвитковое перекосы.
2. Ослабление обмотки, смещение подводящего провода
3. Межфазное замыкание, ослабление сердечника

Более того, весь процесс тестирования является неразрушающим и не вызывает повреждения трансформатора, поэтому он стал стандартом профилактического контроля.

Практическая демонстрация: испытания трансформаторов

Шаг 1. Подготовка к тестированию – не упускайте из виду эти моменты.

1. Проверка состояния трансформатора: сначала отключите трансформатор от источника питания и отсоедините все внешние провода (включая шины и кабели), затем переместите эти выводы на расстояние не менее 20 см от ввода, чтобы избежать помех тестовым сигналам.
2. Полная разрядка: После обесточивания трансформатора убедитесь, что обмотки полностью разряжены, чтобы предотвратить возникновение остаточных зарядов, которые могут привести к травмам или помешать проведению испытаний.
3. Запишите ключевую информацию: Обратите внимание на положение ответвления трансформатора! Это очень важно, поскольку разные положения крана дают совершенно разные кривые; Сравнение данных должно проводиться в одном и том же положении крана.
4. Экологическая проверка: проверьте площадку на наличие источников сильных помех, таких как сварочные аппараты или большие двигатели. Если они присутствуют, либо отключите их, либо запланируйте измерение на другое время; в противном случае измеренные кривые будут демонстрировать беспорядочные колебания.

Шаг 2: Проводка

Рисунок: Принципиальная схема подключения обмотки фазы А в конфигурации Yn с четким указанием положений подключения каждого зажима.

• Заземление имеет решающее значение: соедините клемму заземления тестера, корпус трансформатора и железный сердечник вместе к одной точке заземления! Во многих случаях, когда измеренная кривая выглядит ненормальной, происходит из-за неправильного заземления или подключения нескольких точек заземления, что создает помехи.
• Зажим должен быть надежно затянут: перед проверкой тщательно очистите муфтовую клемму и надежно зажмите ее, чтобы избежать ослабления соединений, так как это может изменить контактное сопротивление и вызвать искажение сигнала.
• Избегайте использования слишком длинных экранированных кабелей. Используйте экранированные тестовые кабели, желательно не более 3 метров в длину, поскольку более длинные могут создавать помехи.

Шаг 3: Настройка параметров и тестирование

После завершения подключения откройте программное обеспечение для тестирования на компьютере и подключите прибор; затем вы можете настроить параметры.

• Обычно достаточно диапазона развертки частоты от 1 кГц до 2 МГц, поскольку большинство трансформаторов могут быть охвачены этим диапазоном.
• При сканировании начните с линейного частотного сканирования, чтобы быстро получить общий результат. Если обнаружены какие-либо отклонения, используйте сегментированное частотное сканирование для детального анализа.
• Затем нажмите «Начать тест», и прибор автоматически подаст сигнал развертки частоты в обмотку для сбора ответов. Проверка каждой фазы занимает менее одной минуты, а для выполнения измерений всех трех фаз (высшей, средней и низкой) трансформатора требуется в общей сложности около 10 минут.

Рисунок: Сценарий испытаний на месте, где инженеры проводят обнаружение деформации обмотки.

Шаг 4: Анализ результатов

• Горизонтальное сравнение: Сравните кривые фаз A, B и C при одном и том же уровне напряжения. В нормальных условиях все три кривые должны выглядеть одинаково; если одна кривая значительно отклоняется, скорее всего, эта фаза неисправна.
• Вертикальное сравнение: Сравните кривую тока с исходной заводской кривой трансформатора и историческими кривыми предыдущих испытаний. Если отклонение превышает 3,5 дБ, это свидетельствует о деформации обмоток.

Распространенные примеры неправильного использования

1. После завершения испытания на сопротивление постоянному току не приступайте сразу к испытанию на деформацию обмотки!

Это самая распространенная ошибка! Многие специалисты проводят испытания на месте и для экономии времени сразу подключают деформированный обмоточный провод для измерения после измерения сопротивления постоянному току. Однако знали ли вы? Во время испытания сопротивления постоянному току обмотка намагничивается, оставляя остаточный намагниченность в железном сердечнике. Этот остаточный магнетизм напрямую влияет на параметры индуктивности обмотки, что приводит к совершенно неточным кривым частотной характеристики, которые можно легко ошибочно интерпретировать как свидетельство деформации обмотки.

Правильная процедура: после завершения проверки сопротивления постоянному току размагничивайте трансформатор или подождите не менее 30 минут, пока остаточный намагниченность рассеется, прежде чем выполнять испытание на деформацию обмотки.

2. Трансформаторы сухого типа испытаниям не подлежат.

Многие люди, получив испытательное оборудование, измеряют все трансформаторы без разбора. Фактически, в национальном стандарте прямо указано, что испытания на деформацию обмоток предназначены в первую очередь для масляных трансформаторов! Обмотки трансформаторов сухого типа открыты и имеют высокую паразитную емкость, что приводит к весьма противоречивым кривым частотной характеристики. При этом национальный стандарт не устанавливает требований к испытаниям на деформацию обмоток трансформаторов сухого типа; таким образом, полученные результаты не имеют практического эталонного значения — проводить такие испытания нет смысла.

3. Сначала устраните эти мешающие факторы для аномальных кривых.

Многие люди, заметив ненормальную кривую, сразу делают вывод, что обмотка деформирована; на самом деле это часто вызвано помехами.

• Рассогласование низкочастотной полосы? Для начала проверьте проводку: Если кривая диапазона низких частот на нескольких десятках кГц не совпадает, то с вероятностью 90% проблема не в обмотках, а в неправильном монтаже или плохом контакте. Повторите проверку после повторного зажима зажима.
• ВЧ-полоса помех скачет? Проверка на наличие помех: Если кривая в высокочастотном диапазоне имеет многочисленные пики, это указывает на наличие электромагнитных помех на объекте. Либо выключите ближайший сварочный аппарат, либо обеспечьте надлежащее экранирование испытательных линий.
• Имеет ли кривая двойной пик? Это может указывать на осевые искажения: если в низкочастотной полосе появляется отчетливый двойной пик, то это не интерференция, а типичная характеристика осевых искажений обмотки! Ранее трансформатор на 220 кВ проявлял эту особенность после короткого замыкания; разборка выявила осевую деформацию высоковольтной обмотки на 8 мм, что продемонстрировало замечательную точность диагностики.

4. Выполните измерение дважды на одной и той же фазе, чтобы обеспечить повторяемость.

Многие люди завершают измерение после одной попытки. Однако стандартные характеристики требуют как минимум двух измерений для одной и той же фазы, причем сходство между двумя кривыми превышает 0,95. Если между измерениями наблюдаются значительные расхождения, это указывает либо на нестабильную проводку, либо на чрезмерные помехи окружающей среды; в таких случаях повторное измерение является обязательным для обеспечения достоверности данных.

5. Для небольших трансформаторов напряжением 35 кВ и ниже не следует просто сравнивать три фазы.

Многие небольшие трансформаторы на 35 кВ имеют существенные различия в своих трехфазных частотных характеристиках из-за конфигурации их обмоток. В таких случаях не полагайтесь исключительно на горизонтальные сравнения; вместо этого проводите вертикальные сравнения с исходными данными измерений, чтобы предотвратить неверную интерпретацию.

сценарии применения

1. После короткого замыкания: После короткого замыкания в ближней зоне трансформатора огромная электродинамическая сила может легко деформировать обмотки. Немедленное измерение необходимо для подтверждения того, повреждены ли обмотки; в противном случае работа с неисправностью может привести к серьезным авариям.
2. Установка и приемка нового трансформатора: После доставки на площадку вновь установленный трансформатор должен пройти испытания для установления исходного «профиля отпечатков пальцев», который будет служить эталоном для всех последующих испытаний.
3. После транспортировки/хранения: Во время транспортировки больших трансформаторов на большие расстояния или после технического обслуживания под крышкой подъемника вибрация может легко вызвать смещение обмотки. В таких случаях измерьте смещение, чтобы убедиться, что обмотки не повреждены во время транспортировки и технического обслуживания.
4. Профилактические испытания. Для работающих трансформаторов испытания на деформацию обмоток являются обязательным элементом профилактических испытаний, проводимых каждые 3–5 лет для предварительного выявления потенциальных опасностей.

Справочное изображение продукта