พารามิเตอร์ใดที่ได้รับการทดสอบในการทดสอบหม้อแปลงชนิดน้ำมัน

หม้อแปลงชนิดน้ำมันเป็นทรัพย์สินที่สำคัญในระบบไฟฟ้ากำลัง เพื่อให้มั่นใจว่าอุปกรณ์ทำงานอย่างปลอดภัย มีประสิทธิภาพ และเชื่อถือได้ จะต้องดำเนินการทดสอบที่เข้มงวดหลายชุด ทั้งที่โรงงานและระหว่างการทดสอบเดินเครื่อง ตลอดจนตลอดอายุการใช้งาน การทดสอบเหล่านี้จะตรวจสอบความแข็งแรงทางไฟฟ้า ความสมบูรณ์ทางกล สมรรถนะด้านความร้อน และสภาพของน้ำมันฉนวน

ด้านล่างนี้ พารามิเตอร์หลักจะอธิบายตามหมวดหมู่การทดสอบ

ส่วนที่ 1: การทดสอบตามปกติ (ดำเนินการกับหม้อแปลงทุกตัว)

การทดสอบเหล่านี้ดำเนินการในแต่ละยูนิตก่อนออกจากโรงงานเพื่อยืนยันคุณภาพการผลิตขั้นพื้นฐาน

1. การวัดความต้านทานของขดลวด

พารามิเตอร์นี้วัดความต้านทาน DC ด้วยการวัดความต้านทานของแต่ละเฟสการพัน (ทั้งปฐมภูมิและทุติยภูมิ) วิศวกรสามารถตรวจจับการเชื่อมต่อที่หลวม เส้นขาด ตำแหน่งตัวเปลี่ยนแทปที่ไม่ถูกต้อง หรือความไม่สมดุลของเฟสที่สำคัญ ค่าที่ยอมรับได้ควรมีความสมดุลระหว่างเฟส (โดยทั่วไปภายใน 2%) และตรงกับการคำนวณการออกแบบ

2. อัตราส่วนแรงดันไฟฟ้าและการกระจัดเฟส

พารามิเตอร์นี้จะตรวจสอบอัตราส่วนการหมุน แรงดันไฟฟ้าถูกจ่ายให้กับขดลวดปฐมภูมิ และวัดแรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนำที่ด้านทุติยภูมิ มีการตรวจสอบมุมเฟสระหว่างขดลวดด้วย เพื่อให้แน่ใจว่าหม้อแปลงจะสร้างแรงดันไฟฟ้าเอาท์พุตและความสัมพันธ์ของเฟสที่ถูกต้อง (เช่น Dyn11) โดยทั่วไปข้อผิดพลาดจะต้องอยู่ภายใน ±0.5%

3. การสูญเสียขณะไม่มีโหลดและกระแสกระตุ้น

การสูญเสียที่ไม่มีโหลด (การสูญเสียแกนกลาง) เกิดจากฮิสเทรีซีสและกระแสไหลวนในแกนกลาง กระแสกระตุ้นคือกระแสที่ต้องใช้ในการดึงดูดแกนกลาง การวัดพารามิเตอร์เหล่านี้ช่วยตรวจจับข้อบกพร่องหลัก เช่น การเคลือบสั้นหรือการประกอบไม่ดี การสูญเสียที่ไม่มีโหลดมากเกินไปหมายความว่าหม้อแปลงจะสิ้นเปลืองพลังงานจำนวนมากอย่างต่อเนื่อง

4. การสูญเสียโหลดและแรงดันอิมพีแดนซ์

การสูญเสียโหลด (การสูญเสียทองแดง) คือความร้อนที่เกิดจากกระแสที่ไหลผ่านขดลวด แรงดันไฟฟ้าอิมพีแดนซ์จะกำหนดการควบคุมแรงดันไฟฟ้าของหม้อแปลงและขนาดของกระแสไฟลัด ในการวัดค่าเหล่านี้ อุปกรณ์ทุติยภูมิจะลัดวงจร และแรงดันไฟฟ้าบนปฐมภูมิจะเพิ่มขึ้นจนกระทั่งกระแสไฟที่กำหนดไหล

5. ความต้านทานของฉนวน (การทดสอบ Megger)

พารามิเตอร์นี้วัดความต้านทานกระแสตรงระหว่างขดลวดและระหว่างขดลวดถึงพื้น (แกนและถัง) ความต้านทานของฉนวนสูง (โดยทั่วไป >1,000 MΩ สำหรับหม้อแปลงใหม่) บ่งชี้ว่าระบบฉนวนแห้ง สะอาด และไม่เสียหาย ความต้านทานต่ำมักบ่งบอกถึงการซึมผ่านของความชื้นหรือการปนเปื้อน

6. ความเป็นฉนวน (การทดสอบแรงดันไฟฟ้าทน)

พารามิเตอร์นี้จะตรวจสอบว่าฉนวนสามารถทนต่อแรงดันไฟฟ้าเกินได้มากเพียงใดโดยไม่พังทลาย มีสองรูปแบบทั่วไป:

ความทนทานต่อไฟฟ้ากระแสสลับจากแหล่งจ่ายแยก: ทดสอบฉนวนหลัก (ขดลวดถึงพื้นและระหว่างขดลวด)

ทนต่อไฟฟ้ากระแสสลับเหนี่ยวนำ: ทดสอบฉนวนระหว่างทางเลี้ยวและระหว่างชั้น

ไม่จำเป็นต้องมีการวาบไฟตามผิวหรือพังทลายระหว่างการทดสอบจึงจะผ่านได้

ส่วนที่ 2: การทดสอบประเภท (การตรวจสอบการออกแบบ)

การทดสอบเหล่านี้ดำเนินการกับต้นแบบของการออกแบบแต่ละชิ้นเพื่อพิสูจน์ว่าการออกแบบนั้นตรงตามข้อกำหนดมาตรฐานทั้งหมด

1. ขีดจำกัดอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น

พารามิเตอร์นี้จะวัดอุณหภูมิในสภาวะคงตัวของขดลวด (คำนวณโดยวิธีเปลี่ยนความต้านทาน) และน้ำมันด้านบนภายใต้โหลดที่กำหนด อุณหภูมิเป็นปัจจัยเดียวที่สำคัญที่สุดที่ส่งผลต่ออายุการใช้งานของหม้อแปลง โดยทุกๆ 6°C ที่เพิ่มขึ้นเหนือพิกัดจะช่วยลดอายุการใช้งานของฉนวนลงครึ่งหนึ่ง โดยทั่วไปมาตรฐานกำหนดให้อุณหภูมิของขดลวดเพิ่มขึ้นไม่เกิน 65K (สำหรับฉนวนคลาส A)

2. Lightning Impulse ทนต่อแรงดันไฟฟ้า

พารามิเตอร์นี้จำลองการเกิดฟ้าผ่าบนสายที่เชื่อมต่อโดยใช้รูปคลื่นแรงดันไฟฟ้า 1.2/50 µs มีการใช้แรงดันไฟฟ้าอิมพัลส์สูงเพื่อทดสอบว่าฉนวนสามารถทนต่อแรงดันไฟฟ้าเกินในชั้นบรรยากาศได้หรือไม่ นี่เป็นการทดสอบที่สำคัญในการป้องกันความล้มเหลวของหม้อแปลงอย่างกะทันหันเนื่องจากฟ้าผ่า

3. ความสามารถในการทนต่อการลัดวงจร

พารามิเตอร์นี้ตรวจสอบว่าขดลวดสามารถต้านทานแรงแม่เหล็กไฟฟ้าจำนวนมหาศาลที่เกิดขึ้นระหว่างการลัดวงจรภายนอกได้หรือไม่ โดยไม่เปลี่ยนรูปหรือขยับ หลังจากการทดสอบ จะมีการตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงความต้านทานของขดลวดและรีแอกแตนซ์ และใช้การวิเคราะห์การตอบสนองความถี่เพื่อยืนยันว่าไม่มีความเสียหายทางกลเกิดขึ้น

ส่วนที่ 3: การทดสอบพิเศษ (เฉพาะลูกค้าหรือแอปพลิเคชัน)

การทดสอบเหล่านี้จะดำเนินการเมื่อต้องการความมั่นใจเพิ่มเติม เช่น สำหรับหม้อแปลงขนาดใหญ่หรือวิกฤต

1. ระดับการคายประจุบางส่วน (PD)

พารามิเตอร์นี้วัดการปล่อยประจุไฟฟ้าขนาดเล็กภายในช่องว่างของฉนวนหรือที่ส่วนต่อประสาน ซึ่งแสดงเป็นพิโคคูลอมบ์ (pC) การคายประจุบางส่วนเป็นสัญญาณเตือนล่วงหน้าของการเสื่อมสภาพของฉนวน สำหรับหม้อแปลงใหม่ โดยทั่วไประดับ PD จะต้องต่ำกว่า 10 pC ที่แรงดันไฟฟ้าที่กำหนด 1.5 เท่า ระดับ PD ต่ำหมายความว่าฉนวนไม่มีฟองหรือสิ่งปนเปื้อน

2. ปัจจัยการกระจายอิเล็กทริก (Tan δ) และความจุ

Tan δ (มุมสูญเสีย) สะท้อนถึงปริมาณพลังงานที่สูญเสียไปในวัสดุฉนวน ความจุสะท้อนถึงโครงสร้างทางเรขาคณิตของระบบฉนวน พารามิเตอร์ทั้งสองมีความไวสูงต่อความชื้นและการเสื่อมสภาพ ค่าสีแทนที่เพิ่มขึ้นบ่งชี้ว่าฉนวนอาจชื้นหรือเกิดคาร์บอไนซ์

3. การวิเคราะห์การตอบสนองความถี่ (FRA)

พารามิเตอร์นี้จะบันทึก "ลายนิ้วมือ" ของอิมพีแดนซ์ของหม้อแปลงในช่วงความถี่ (โดยทั่วไปคือ 20 Hz ถึง 2 MHz) FRA มีความไวอย่างยิ่งต่อการเคลื่อนที่ทางกลของขดลวดที่เกิดจากการกระแทกในการขนส่งหรือแรงลัดวงจร เมื่อเปรียบเทียบร่องรอยของโรงงานและในสนาม หากร่องรอยยังคงมีความสัมพันธ์กันสูง (มากกว่า 98%) โครงสร้างขดลวดจะได้รับการพิสูจน์แล้วว่าไม่มีการเปลี่ยนแปลง

4. ความต้านทานเป็นศูนย์ลำดับ

พารามิเตอร์นี้วัดความต้านทานของหม้อแปลงไฟฟ้าต่อกระแสลำดับเป็นศูนย์ (กระแสฟอลต์ลงดิน) จะกำหนดขนาดของกระแสไฟฟ้าขัดข้องกราวด์เฟสเดียวในระบบที่เป็นกลางที่มีการลงกราวด์อย่างแน่นหนา และเป็นอินพุตที่จำเป็นสำหรับการตั้งค่ารีเลย์ป้องกัน

ส่วนที่ 4: พารามิเตอร์การทดสอบน้ำมันฉนวน (สำคัญสำหรับหม้อแปลงชนิดน้ำมัน)

น้ำมันทำหน้าที่เป็นทั้งฉนวนและสารหล่อเย็น ดังนั้นคุณสมบัติทางกายภาพ เคมี และทางไฟฟ้าจึงมีความสำคัญ

1. แรงดันพังทลาย (BDV)

นี่คือตัวบ่งชี้ความแรงทางไฟฟ้าที่ตรงที่สุดสำหรับน้ำมัน วางตัวอย่างน้ำมันไว้ระหว่างอิเล็กโทรดสองตัวที่ช่องว่างที่กำหนดไว้ (โดยทั่วไปคือ 2.5 มม.) และแรงดันไฟฟ้าจะเพิ่มขึ้นจนกระทั่งเกิดการพังทลาย โดยปกติแล้วน้ำมันใหม่จะต้องมี BDV อย่างน้อย 60 kV ค่า BDV ต่ำแสดงว่าน้ำมันมีความชื้นหรืออนุภาคนำไฟฟ้า

2. ปริมาณน้ำ

ความชื้นเป็นศัตรูสำคัญของน้ำมันฉนวน ช่วยลดแรงดันไฟฟ้าพังทลายลงอย่างรวดเร็วและเร่งการเสื่อมสภาพของฉนวนเซลลูโลส น้ำมันใหม่ต้องการปริมาณน้ำต่ำมาก โดยทั่วไปจะต่ำกว่า 10 ส่วนในล้านส่วน (ppm)

3. เลขกรด (ค่าการทำให้เป็นกลาง)

พารามิเตอร์นี้วัดความเข้มข้นของสารประกอบที่เป็นกรดในน้ำมัน เมื่อน้ำมันมีอายุมากขึ้น เลขกรดก็จะเพิ่มขึ้น เลขกรดสูงสามารถกัดกร่อนส่วนประกอบโลหะและเร่งการเสื่อมสภาพของฉนวนได้

4. การวิเคราะห์ก๊าซที่ละลายน้ำ (DGA)

นี่เป็นหนึ่งในเครื่องมือวินิจฉัยที่ทรงพลังที่สุด ด้วยการวัดความเข้มข้นและอัตราส่วนของก๊าซละลายที่สำคัญ ได้แก่ ไฮโดรเจน (H₂) มีเทน (CH₄) อีเทน (C₂H₆) เอทิลีน (C₂H₄) อะเซทิลีน (C₂H₂) คาร์บอนมอนอกไซด์ (CO) และคาร์บอนไดออกไซด์ (CO₂) วิศวกรสามารถระบุข้อผิดพลาดภายในที่ซ่อนอยู่ได้ ตัวอย่างเช่น:

ตรวจพบอะเซทิลีน → การปล่อยอาร์ก

เอทิลีนที่โดดเด่น → จุดร้อนที่อุณหภูมิสูง

การเพิ่มขึ้นของไฮโดรเจนอย่างฉับพลัน → การคายประจุบางส่วน

5. ความตึงเครียดระหว่างใบหน้า (IFT)

พารามิเตอร์นี้สะท้อนถึงการมีอยู่ของสารปนเปื้อนที่มีขั้วหรือผลพลอยได้จากอายุในน้ำมัน น้ำมันใหม่มีแรงตึงผิวค่อนข้างสูง เมื่อน้ำมันมีอายุมากขึ้นหรือมีการปนเปื้อน ค่า IFT จะลดลง

6. จุดวาบไฟ และจุดเท

จุดวาบไฟวัดความเสี่ยงจากไฟไหม้ โดยทั่วไปน้ำมันแร่จะมีจุดวาบไฟสูงกว่า 140°C

จุดเทจะวัดความไหลที่อุณหภูมิต่ำ ในสภาพอากาศหนาวเย็น ต้องใช้น้ำมันที่มีจุดไหลเทต่ำ