–1 تست نسبت تبدیل :(RATIO)
در این تست با دادن ولتاژ به
اولیه یا ثانویه ترانس ، ولتاژ طرف
مقابل را به دقت اندازه گیری می کنند.در ترانسهای قدرت کاهنده معمولا طرف
اولیه را ولتاژ ۳۸۰ ولت می دهند و در ثانویه ولتاژ بین ۱۱۰ تا ۱۸۰( در تراسهای ۲۰
۶۳ کیلو ولت )بسته به ترانس و تپ های آن
اندازه گیری خواهد شد.
-۲ تست پیوستگی تپ چنجر(TAP CONTINUE)
در این تست به اولیه ولتاژ
۳۸۰ داده و در طرف ثانویه ولت مترهای آنالوگ دقیق قرار داده و در زمان تغییر تپ ها
انحراف عقربه در هر سه فاز را بررسی کرده تا بقول معروف عقربه پس نزند . در زمان
تغییر تپ میبایست به ترتیب زیر عمل نمود.
۱-۲٫٫٫٫۱-۲-۳٫٫٫٫۲-۳-۴٫٫٫٫۳-۴-۵ و… یعنی یک پله پائین ودو پله بالا
(در روند افزایشی تپ
–۳ تست مقاومت عایقی : (MEGGER)
این تست را به کمک دستگاه
میگر انجام می دهند و در زمانهای ۱۵ ثانیه و۶۰ ثانیه و۵ دقیقه و ۱۰ دقیقه اندازه
گیری میکنند. اندازه گیری به قرار زیر است:
LV HV
HV +E LV
LV+E HV
یکی از ساده ترین و بدیهی ترین آزمایشات،آزمایش عایقی ترانسفورماتور می باشد،این آزمایش از ابتدای ساخت ترانسفورماتور بطور مکرر انجام می شود،و کمک بزرگی است برای اطمینان از اجرای صحیح نصب بوئین ها،عایق ها،و کلیه قطعات در هنگام مونتاژ روی هسته ترانسفورماتور و نهایتاً پس از اتمام ساخت اکتیوپارت(هسته و سیم پیچ) و پس از نصب در کوره و بیرون آوردن اکتیوپارت این آزمایش تکرار می شود تا همچنان اطمینان از سلامت عایقی وجود داشته باشند.پس از نصب اکتیوپارت در تانک ترانسفورماتور و غوطه ور شدن آن در روغن عایق و نصب قطعات و عایق ها و بستن بام ترانس و نصب بوشینگ ها، در این حالت نیز اولین آزمایش، میگر خواهد بود و در صورت پاسخ صحیح به ترتیب آزمایشات غیر مخرب انجام می گردد.
اصول آزمایش:
اصولاً هر جسم عایق وقتی تحت میدان الکتریکی قرار می گیرد،بستگی به کیفیت عایقی، نواحی مغناطیسی داخل جسم با جهت میدان مخالفت می نمایند یا به عبارتی قطب های مغناطیسی یا بطور کامل در جهت مخالف میدان قرار می گیرند یا تعداد اندکی از آنها فقط در جهت میدان قرار می گیرد.هر چه این دو قطبی ها مخالفت بیشتری نمایند،مقاومت عایقی جسم بالاتر می رود.در بعضی مواقع مدت زمان اعمال میدان هر چه بیشتر می شود.دو قطبی ها بیشتر مقاومت می کنند.روغن عایق و کاغذهای عایقی در ترانسفورماتور وقتی به هم آغشته می شوند،عایق بسیار قوی بوجود می آورند.در ساخت ترانسفورماتور.از سیم پیچ و هسته استفاده می کنند که قسمت اصلی ترانسفورماتور بوده و این بخش از ترانسفورماتور که اکتیو پارت نامیده می شود تحت ولتاژ فشار قوی قرار می گیرد، به منظور عایق کاری و ایجاد فاصله بین سیم پیچ ها ،سیم پیچ و هسته و مجموعه اکتیو پارت با بدنه ترانس از عایق های کاغذی و روغن عایق استفاده می شود. بنابراین به منظور اطمینان از وضعیت عایقی، مبادرت به انجام آزمایش میگر تست مینمایند اصولاًَ این آزمایش به منظور سنجش میزان عایقی بر جسم مگااهم فی مابین بوئین های LV-HV و بوئین LV+HV به بدنه و سیم پیچ ها به هسته که بر اساس فرم های خاص تکمیل می گردد.
ضریب اندیکس PI
به منضور اطمینان از مقادیر اندازه گیری شده معمولاً زمان را در انجام تست دخالت می دهند،چنانچه قبلاً اشاره گردید هر چه مدت زمان اعمال میدان الکتریکی بیشتر باشد دو قطبی ها این فرصت را بدست می آورند تا وضعیت خود را نشان دهند بنابراین براساس استاندارد توسط دستگاه تست به مدت ۱۵ ثانیه میدان اعمال گردیده ونتیجه آزمایش یاداشت میگردد وپس از گذشت یک دقیقه مجدداٌ نتیجه آزمایش یادداشت میگردد . از تقسیم مقدار قرائت شده در مدت یک دقیقه به مقدار قرائت شده در مدت زمان ۱۵ ثانیه ضریب اندیکسPI را بدست می آورند در این حالت این عدد باید بزرگتریا مساوی عدد ۴ باشد البته این آزمایش به صورت یک دقیقه وده دقیقه نیز انجام می شود در این حالت مقدار PI که از تقسم نتیجه آزمایش ده دقیقه به یک دقیقه بدست می آید.
در ترانسفورماتورهای نو که تازه ساخته شده اند دارای قدرت عایق بسیار بالایی هستند میزان عایقی۱۵ و یک دقیقه بسیار به هم نزدیک می باشند که در این حالت ضریب اندیکس PI عدد کوچکی خواهد بود و شاید حدود ۵/۱ باشد در این حالت جای نگرانی نیست زیرا میزان عایقی اینقدر بالاست که لزومی به در نظر گرفتن PI نمی باشد.اما در ترانسفورماتورهایی که سالها در شبکه هستند یا ترانسفورماتورهای در حالت باردار وقتی برای مدتی از مدار خارج می گردد در حین آمایش میزان عایقی پایین می باشد در اینجا موضوع (PI) اهمیت زیادی دارد.در رابطه با انجام آزمایشات و اعلام نظر در مورد ترانسفورماتور مستلزم تجربه زیادی می باشد که ما فقط بطور اختصار توضیح داده ایم. مثلاً کیفیت روغن، عاری از رطوبت و ناخالصی ها نقش زیادی در افزایش مقاومت عایقی دارد.خشک نمودن اکتیوپارت توسط وکیوم و انجام فیلتراسیون روغن ،رعایت دستوالعمل ها،باعث افزایش مقاومت عایقی ترانسفورماتور می گردد.در این رابطه تجربه زیادی در دست می باشد که در صورت لزوم و درخواست همکاری خواهد شد.
–۴ تست جریان بی باری :(NO_LOAD)
در این تست با دادن ولتاژ به
اولیه و در صورتی که ثانویه مدار باز است جریان آنرا با آمپر متر دقیق اندازه گیری
می کنیم . برای ثانویه هم به همین منوال است . در اتصال ستاره نسبت آمپر های سه
فاز ۱-۰٫۸-۱ و در اتصال مثلث ۱-۱-۱٫۳ است.
وقتی ترانسفورماتور در مدار قرار میگرد ، علاوه بر تبدیل سطح ولتاژ ، خود نیز یک مصرف کننده می باشد که این مقدار مصرف را تلفات ترانسفورماتور می گویند.
تلفات شامل تلفات آهن و تلفات مسی است . تلفات آهن نیز شامل ، تلفات هیسترزیس و تلفات فوکو است. در حالت بارداری نیز به علت وجود مقاومت سیم پیچ ها مقداری تلفات وجود دارد ، که به آن تلفات مسی می گویند .
برای انجام تلفات بی باری ترانسفورماتور ، معمولا از طرف فشار ضعیف که سطح ولتاژ پایین تر است ، و با توجه به اینکه ، سطح ولتاژ پایین تر نیز ، در آزمایشگاه آسان تر میباشد ، ترانسفورماتور را تحت ولتاژ قرار میدهند ، البته معمولا ابتدا ۱۰۰ درصد ولتاژ را اعمال نمی کنند ، بلکه به تدریج ، ولتاژ را بالا می برند تا به سطح ولتاژ نامی ترانسفورماتور برسند.
در این حالت به کمک وات متر ، که معمولا از روش سه وات متری ، استفاده می گردد .
مقدار توان مصرفی ، و همچنین به کمک آمپر متر ها جریان بی باری را نیز قرائت کرده و در فرم ثبت مینمایند . این مقدار توان صرف تلفات هیسترزیس و فوکو شده است . که به عنوان تلفات بی باری ترانسفورماتور نامیده میشود.
تلفات بی باری ترانسفورماتور ها ، یکی از پارمتر هایی است که مورد توجه مشتری قرار میگیرد ، مقدار این تلفات میبایست در حد استاندارد باشد ، بعضی از شرکت های طرف قرار داد حدود و رنج تلفات را در قرار داد قید مینمایند .
در صورتی که تلفات بدست آمده ، خیلی مغایرت داشته باشد ، براساس فرمول خسارت به خریدار پرداخت میگردد و اگر بیش از اندازه و غیر نرمال باشد ، خریدار ترانسفورماتور میتواند ، از خرید ترانس ، صرف نظر نماید
-۵ تست شار مغناطیسی : MAGNETIC
در این تست با دادن ولتاژ تک
فاز به سر های هر فاز و نول (در اتصال ستاره ) جریان هر فاز را اندازه گیری و
ولتاژ سیم پیچ طرف مقابل را می خوانیم.
–۷ تست گروه برداری :(VECTOR GROUP)
در این تست سرهای مشابه ،در
یک فاز را اتصال کوتاه کرده (مثلا U-u) و ولتاژ سه فاز را تزریق میکنیم و
ولتاژ را برای تمای سرها نسبت به هم میخوانیم. تست اتصال کوتاه :(SHORT CIRCUIT)
این تست را با اتصال کوتاه
کردن در ثانویه انجام میدهیم و جریان در اولیه و ثانویه را پس از وصل ولتاژ ۳۸۰ به
اولیه قرائت و ثبت میکنیم.
-۹ تست مقاومت اهمی :(RESISTANCE)
در این تست ولتاژ دی سی (مثلا
۱۲ ولت ) را به سرهای هر فاز با سر نول در اتصال ستاره و هر دو فاز در اتصال مثلث
تزریق کرده و جریان عبوری را اندازه گیری میکنیم.(این تست بهتر است در آخرین
مرحله انجام گیرد
ساده ترین روش برای اندازگیری مقاومت سیم پیچ های ترانسفورماتور استفاده از یک منبع تغذیه DC و یک مدار ساده شامل کلید مناسب میباشد .چون میدانید پس از اعمال ولتاژ به سیم پیچ و شارژ هسته ، در صورتی که مبادرت به قطع کلید نماید ، جرقه نسبتا ٌ بزرگی دو سر کلید ایجاد خواهد شد، که این موضوع ناشی از اثر خود القا سلف خواهد بود .
(V=LDi/Dt)
بنابراین برای انجام این آزمایش ، پس از وصل کلید ، باید مقداری صبر نمود ، تا حالت پایداری در نشان دهنده های مشاهده شود .
پس از قرائت مقدار ولتاژ دو سر سیم پیچ و جریان عبوری از آمپر متر مقدار مقاومت بر حسب اوهم محاسبه خواهد شد .
R=U/I
در هنگام آزمایش ثبت دمای سیم پیچ حائز اهمیت است . زیرا مقاومت تابعی از حرارت می باشد. در رابطه با اتصالات ، و محکم نمودن آن ها ، نیز دقت نمایید. زیرا لوز کانکشن ، خود باعث خطا در آزمایش میشود .
-۱۰ تست تانژانت دلتا :(TAN- DELTA)
در این تست با دستگاه مخصوص
این تست حالتهای مختلف در ترانس را میشود بررسی
نمود و ظرفیت خازنی بین هر نقطه از ترانس را اندازه گیری
کرد.
ضریب تلفات عایقی عبارتست از نسبت توان تلف شده در عایق بندی بر حسب وات به حاصلضربولتاژ و جریان موثر تولید شده بر حسب ولت-آمپر ( متناسب با توان ظاهری در ولتاژ سینوسی.
برای این منظور از پل شرینگ (SCHERING) یا پل ترانسفورماتوری استفاده می کنند ، این پل جهت اندازه گیری ظرفیت و ضریب تلفات عایقی است و یک پل با جریان متناوب است . آن مورد .پل شرینگ با استفاده از یک منبع ولتاژ متناوب ، جریانی را از دو خازن میگذراند به نحوی که افت ولتاژ در دو سر خازنها برابر خواهد بود این تغییرات را با استفاده از دو مقاومت متغیر بروی خازنها اعمال میکنند . از این دو خازن یکی مجهول و دیگری با ظرفیت مشخص شده است ، افت ولتاژ روی مقاومتها برابر خواهد بود ، لذا با برابر بودن ولتاژ ، نسبت مقاومت ها عک نسبت جریان ها و عکس نسبت ظرفیت خازنها خواهد بود .
برای کنترل صفر بودن ولتاژ بین نقاط a و b از صفر سنج (NI) Null Indicator استفاده میشود ، این صفر سنج عدم وجود جریان رانشان میدهد ، با صفر بودن جریان در صفرسنج جریان شاخه های Cx و R3 و Cn و R4 برابرند و افت ولتاژ بروی Cn و Cx از یک طرف و افت ولتاژ بروی مقاومت R3 و R4 از طرف دیگر برابر است ، در این حالت می توان نوشت :
Ix = j w Cx Ux
In = j w Cn Un
U3 = I3 R3 , U4 = I4 R4 Þ U3 = U4 , Un = Ux
Þ Ix = I3 , In = I4
U3 = U4 = j w Cx Ux R3 = j w Cn Un R4 Þ Cx R3 = Cn R4
اگر هم بخواهیم تلفات خازن مجهول را در نظر بگیریم باید در شاخه چهار، خازنی موازی با مقاومت R4 قرار داده و در مدار ابتدا مقاومت های R3 و R4 را تغییر داده تا صفر ستج کمترین مقدار را نشان دهد سپس خازن C4 را تنظیم کنیم تا صفر سنج حد اقل را نمایان نماید و این تنظیمات را مجدد تکرار نمود تا جریان صفر سنج ، صفر گردد ( خازن معلوم را بدون هیچ تلفات فرض میکنیم ) .
اهمیت پل بدین دلیل است که بدون خطر می توان ظرفیت و تلفات عایقی را با ولتاژ های بالا اندازه گیری نمود زیرا ولتاژ قسمتهایی از پل که آنها را تغییر می دهیم مثل R3 ، R4 و C4 نسبت به زمین بسیار کم است . ( البته خازنها باید تحمل ولتاژ بالا را دارا باشند ) .
در حین انجام این تست لازم است که پل حتما زمین شود تا در نتیجه کار ، ظرفیتهای پراکنده متصل به نقطه u کاملاً بی اثر گردند و ارتباط بین Cn و Cx توسط کابل کواکسیال انجام گردد که پوسته این کابل به زمین متصل خواهد شد .این متن برگرفته از سایت مهندسی برق قدرت و شبکه های انتقال و توزیع مهندس هادی حداد خوزانی می باشد. ظرفیت خازن نرمال نباید با توجه به زمان و درجه حرارت و ولتاژ تغییر کند و بسته به ولتاژ آن از ۵۰ تا ۲۰۰ پیکو فاراد است که مقادیر آن را تا ۴ رقم دقت بروی بدنه این خازن حک می کنند . برای عایق کردن این خازن از گاز تحت فشار CO2 یا N2 استفاده میکنند ، فشار این گازها در حدود ۱۵ بار است ( در مواردی هم از گاز SF6 در فشار ۵ بار استفاده می کنند ) ، فشار بالای گاز موجب تحمل پذیری بیشتر خازن در ولتاژهای بالاتر می شود.
گاهی ممکن است که خازن نرمال Cn دارای تلفات باشد که ضریب تلفات اندازه گیری شده صحیح نبوده و می بایست طبق رابطه زیر تصحیح گردد:
FP20 = FPT / K
FP20 : ضریب تلفات اصلاح شده در دمای ۲۰ درجه سانتی گراد
FPT : ضریب تلفات اندازه گیری شده در دمای T درجه سانتی گراد
k : ضریب تصحیح طبق جدول
۷۰۶۷۶۰۵۵۵۰۴۵۴۰۳۵۳۰۲۵۲۰۱۵۱۰دما ۰/۳۷۰/۲۴۲/۲۱۸/۲۹۵/۱۷۵/۱۵۵/۱۴۰/۱۲۵/۱۲۱/۱۰/۱۹/۰۸/۰k
برای ترانسفورماتور دو سیم پیچه حالت های زیر مد نظر است :
۱- فشار قوی به فشار ضعیف و زمین
۲- فشار ضعیف به فشار قوی و زمین
۳- فشار قوی و فشار ضعیف به زمین
الف ) GND – حالت زمین :
تلفات ظاهری و اکتیو ( W , m VA ) در عایق بین پراب HV و زمین و نیز در عایق بین پراب HV و LVاندازه گیری می گردد .
ب) GRD – حالت گارد :
تلفات ظاهری و اکتیو در عایق بین پراب HV و زمین اندازه گیری می گردد ، جریان نشتی از طریق عایق بین پراب HV و سیم های LV از دستگاه اندازه گیری عبور نمی کند .
ج) UST – تست در حالتی است که مورد آزمایش زمین نشده است :
تلفات ظاهری و اکتیو در عایق بین پراب HV و سیم های LV اندازه گیری می گردد . نشتی جریان از طریق عایق بین پراب HV و سیم زمین از دستگاه اندازه گیری عبور نمی کند .
اگر نتایج تست کارخانه ای و تست در محل نصب تفاوت داشته باشد دلالت بر تغییر علیق از نظر جذب رطوبت و یا سایر عوامل دارد .بالا بودن نتایج TAN δ نشانه تلفات عایقی بالایی است و با توجه به نتایج این آیتم میتوان به خشک بودن عایق اطمینان پیدا کرد .
تست TAN δ از جهاتی شبیه عملکرد در تست مقاومت عایقی است که انجام میگردد .
۱۱- تست FRA یا پاسخ فرکانسی
که در این تست سیگنالهای مختلف به سیم پیچها داده می شود و نمودار آن با نمودار رفرنس ترانسفورماتور مقایسه خواهد شد ، تفاوت در نمودارها نشان دهنده جابه جایی و یا تغیر شکل آن سیم پیچ می باشد که می بایست تعمیر گردد . در صورت نداشتن نمودار رفرنس می بایست آنرا با پاسخ فرکانسی ترانسفورماتورهای مشابه در سایت ( در صورت وجود )و یا با پاسخ فازهای دیگر مقایسه نمود . پیشنهاد میگردد در صورت نداشتن سابقه ای از FRA ترانسفورماتورها ، این تست برای ترانسفورماتورهای اصلی و گلوگاهی صورت گیرد تا مبنایی باشد برای مقایسه بعدی
۱۲- تست PD یا تخلیه جزئی
وقتی عایق مورد نظر بین الکترودها قرار گرفته و ولتاژ اعمال می شود، در نقاطی از عایق که ناخالصی وجود داشته و ضعیف می باشند، شدت میدان الکتریکی بالا خواهند بود. در نتیجه ممکن است یک تخلیه الکتریکی موضعی خیلی سریع روی دهد، که تخلیه جزئی نامیده می شود . تخلیه جزئی به تخلیه های موضعی داخل سیستم عایقی که فقط محدود به یک قسمت از ماده دی الکتریک بوده و به صورت جزئی بین الکترودها پل برقرار می کند ، گفته می شود . ممکن است تخلیه جزئی مستقیما از یکی از الکترودها شروع شده باشد و یا بدون ارتباط با هیچ الکترودی، در حفره ای از عایق روی دهد . در حقیقت تخلیه جزئی شروع یک خطای بزرگتر ( مانند ایجاد آرک ) در ترانسفورماتور می باشد که می بایست به سرعت ، تشخیص داده شده و از آن ممانعت شود. اینشرکت دستگاه اندازه گیری و تشخیص PD را در اختیار داشته و امکان این تست وجود دارد .
۱۳- تست اندازه گیری پاسخ دی الکتریک عایق کاغذی (FDS)
در سالهای اخیر پژوهش های زیادی در خصوص روشهای جدید اندازه گیری پاسخ دی الکتریک بمنظور ارزیابی و تعیین دقیق تر رطوبت در سیستم عایقی کاغذ/ روغن ترانسفورماتورهای قدرت انجام شده است. از آنجاییکه رطوبت در عایق های روغن-کاغذ ترانسفورماتورها می تواند در تشدید پیرسازی ترانسفورماتور یا بطور اخص پیری سلولز، نقش داشته باشد لذا اندازه گیری و تعیین میزان رطوبت از اهمیت بسزایی برخوردار است. نتایج تحقیقات پژوهشگران در این زمینه نشان می دهد که سطح رطوبت بیش از ۲% در عایق کاغذی برای ترانسفورماتور مناسب نمی باشد. یکی ازروش های اولیه برای تعیین میزان رطوبت موجود در عایق کاغذی استفاده روش غیرمستقیم تعیین رطوبت به کمک منحنی های تعادلی است. در این روش میزان رطوبت موجود در روغن به روش کارل-فیشر[۱] اندازه گیری می شود. سپس با در نظرگرفتن دمای نمونه و میزان رطوبت موجود در روغن، میزان رطوبت موجود در کاغذ با استفاده منحنی های تعادلی تخمین زده می شود. از آنجاییکه میزان رطوبت موجود درکاغذ دراین روش ازدقت چندانی برخوردار نیست. بنابراین لازم است با روشهای دیگری همچون آزمون های مدرن نظیر روش پاسخ فرکانسی( اسپکتروسکپی حوزه فرکانس) میزان رطوبت موجود در عایق کاغذی ترانسفورماتور را با دقت بیشتری تعیین نمود. لذا این آزمون ها می توانند اطلاعات مفیدی را در خصوص انجام یا عدم انجام عملیات فیلتراسیون روغن ترانسفورماتور در حین کار جهت کاهش رطوبت سیستم عایقی در اختیار بهره بردار قرار دهند.
امروزه روش های متفاوت و جدیدی بر پایه اندازه گیری پاسخ دی
الکتریک جهت ارزیابی وضعیت عایقی ترانسفورماتورها ارائه شده اند. ازجمله این روش
ها می توان به اندازه گیری ولتاژ برگشتی[۲](RVM)، اندازه گیری جریان های پلاریزاسیون و دی
پلاریزاسیون[۳]
(PDC) و اسپکتروسکپی
حوزه فرکانس[۴](FDS) نام برد. در دو روش اول، اندازه گیری ها در
حوزه زمان انجام می شوند و بر اساس نتایج حاصل، تابع پاسخ] f(t) [ برای سیستم عایقی ترانسفورماتور تعیین می
گردد. اما در روش سوم اندازه گیری در حوزه فرکانس انجام شده بطوریکه بر اساس آن می
توان ضریب گذردهی مختلط[۵]
ε(ω)=ε’(ω)-jε”(ω)] [ سیستم عایقی را
بدست آورد. لازم به ذکر است این شرکت
کلیه دستگاههای انجام تستهای روغن ، الکتریکال و مدرن را در اختیار داشته و تخصص
آن منحصرا در خصوص ترانسفورماتورهای توزیع و قدرت می باشد و در صورت نیاز
ترانسفورماتور به هرگونه تعمیرات ( رفع نشتی ، دمونتاژ و مونتاژ هسته ،بوبین و
کلیه قطعات ترانسفورماتور ، تصفیه فیزیکی روغن و تعویض روغن و … ) آماده خدمت
رسانی می باشد .