Teste de aumento de temperatura do transformador em FAT: método, medições e aceitação

A Zisheng Electric aborda o desempenho térmico como uma questão de projeto que deve ser resolvida antes do lançamento da produção, e não como um número a ser verificado no final da fabricação. Um teste de aumento de temperatura do transformador demonstra se o sistema de resfriamento concluído pode remover o calor produzido pela taxa de perda acordada, mantendo as temperaturas do líquido superior e do enrolamento dentro dos limites especificados. Para um empreiteiro EPC ou comprador de serviços públicos, o teste conecta premissas de projeto, perdas garantidas, configuração do refrigerador, condições ambientais e carga de isolamento de longo prazo.

O resultado é útil apenas quando o contrato define o padrão aplicável, estágio de resfriamento, posição de derivação, base de perda, limites de aumento de temperatura e método de cálculo. Um requisito vago como “teste de temperatura de acordo com a IEC” deixa diversas decisões sem solução. A equipe de compras deve converter essas decisões em um procedimento de teste aprovado antes do teste de aceitação de fábrica (FAT).

Um FAT térmico válido começa com o transformador concluído e a configuração de resfriamento aprovada.

O que um teste de aumento de temperatura do transformador realmente prova

Um transformador imerso em líquido produz perdas sem carga no núcleo magnético e perdas de carga nos enrolamentos, cabos e peças estruturais. Essas perdas se transformam em calor. O tanque, radiadores, ventiladores, bombas e ar circundante devem remover esse calor sem criar temperaturas que excedam os limites térmicos contratuais. O teste, portanto, verifica o sistema térmico como um todo e não um componente isolado.

A IEC 60076-2:2011 define limites de aumento de temperatura e métodos de teste de aumento de temperatura para transformadores imersos em líquido. O projeto deverá indicar a edição adotada e eventuais alterações do comprador ou da concessionária. Onde o carregamento e o envelhecimento térmico fazem parte do estudo operacional, A IEC 60076-7:2018 fornece orientação de carregamento para transformadores imersos em óleo mineral. Nenhuma das referências elimina a necessidade de acordar a função real do transformador, a base ambiental e o estágio de resfriamento.

O FAT normalmente utiliza um método de teste que fornece as perdas do transformador sem a necessidade de um banco de carga externo igual à classificação total do transformador. As conexões de teste e os cálculos dependem do método aprovado. Os compradores devem rever o procedimento em vez de assumir que todos os laboratórios utilizam a mesma sequência.

Defina a garantia térmica antes do FAT

Os limites de temperatura afetam o tamanho do condutor, a densidade de corrente, as expectativas de vida útil do isolamento, a área do radiador, a quantidade de ventiladores, a disposição da bomba e as folgas do gabinete. Se a garantia for alterada após a aprovação do projeto, o efeito poderá estender-se além da folha de teste. Pode exigir um sistema de resfriamento redesenhado ou um arranjo diferente de peças ativas.

Os estágios de resfriamento devem ser explícitos

Muitos transformadores de potência têm mais de uma classificação, por exemplo, uma classificação de resfriamento natural e uma classificação de resfriamento forçado mais alta. A ficha técnica deve indicar qual desempenho térmico é garantido em cada estágio e quais ventiladores ou bombas operam. Coolers redundantes, ventiladores de reserva e sequências de controle automático também precisam de um status claro durante o teste. Um teste com todas as ventoinhas funcionando pode não demonstrar a função acordada do cooler N-1.

Verifique a rotação do ventilador, a direção do fluxo de ar, a corrente do motor, a indicação da bomba, os contatos de controle e a lógica do alarme antes do aquecimento. Pequenos problemas de montagem podem distorcer o resultado: um ventilador instalado ao contrário, uma válvula fechada, um caminho do radiador bloqueado ou uma configuração de controle incorreta podem reduzir o resfriamento sem serem óbvios na conexão de teste principal.

A temperatura ambiente faz parte da medição

Os sensores ambientais devem representar o ar que entra nas superfícies de resfriamento do transformador e não devem ser aquecidos pelo tanque, cabos de teste, luz solar direta ou equipamentos não relacionados. O procedimento deve identificar o número de sensores, sua posição, blindagem e método de cálculo da média. Se o registro ambiente for instável ou não representativo, o aumento de temperatura calculado poderá ser contestado mesmo quando o próprio transformador funcionar corretamente.

Para uma instalação interna, o estudo de ventilação ambiente permanece separado do teste de fábrica. A FAT pode demonstrar o transformador e seus resfriadores em condições de laboratório; não pode provar que uma futura sala de transformadores removerá o calor rejeitado. O projetista do EPC deve usar as perdas garantidas e os requisitos de ar de resfriamento ao verificar venezianas, dutos, ventiladores e aumento da temperatura ambiente.

Planeje o serviço de teste a partir das perdas medidas

O procedimento térmico deve explicar como são estabelecidas as perdas totais e como é controlado o regime injetado. A relação entre a perda medida e a potência de teste especificada é importante porque uma unidade com perda de carga acima do valor de projeto gera mais calor em serviço. O método de aceitação não deve substituir silenciosamente uma perda medida mais baixa por uma perda medida mais baixa.

Coordene a corrida de calor com o teste de perda sem carga do transformador e outras medições de perda. Confirme a posição do tap de teste, a frequência, a forma de onda e as correções de temperatura do condutor usadas para os valores de perda. Se o projeto exigir múltiplas classificações de resfriamento, especifique se uma sequência contínua pode estabelecer os resultados exigidos ou se são necessárias condições estabilizadas adicionais.

Os registros de perdas, o status de resfriamento e os canais de temperatura devem ser rastreáveis ​​a uma sequência de teste aprovada.

Meça corretamente a temperatura do líquido superior e do enrolamento

Temperatura do líquido superior

O ponto de medição da temperatura do líquido e a precisão do instrumento devem ser identificados no procedimento. Registre a temperatura durante todo o teste e não apenas no final. A tendência mostra se uma condição estável foi alcançada e ajuda os revisores a distinguir um patamar válido de uma paragem antecipada. O relatório deve mostrar o tempo decorrido, a potência do teste, as leituras ambientais, as leituras do líquido e o status do refrigerador em um cronograma comum.

Temperatura média do enrolamento por resistência

A temperatura média do enrolamento é comumente determinada a partir da mudança na resistência do enrolamento. Isso torna críticas as medições de pré-teste e desligamento. A resistência ao frio, a temperatura de referência, a resistência ao quente, o tempo após o desligamento e o método de extrapolação devem ser registrados. Atrasos ocorrem enquanto a fonte de teste está desconectada e o circuito de resistência CC está conectado, de modo que o enrolamento começa a resfriar antes da primeira leitura de resistência quente. Uma única leitura tardia não é suficiente para um resultado defensável.

A equipe deve realizar uma série planejada de medições de resistência após o desligamento e usar o método de extrapolação acordado. Revise os cabos de medição, faixa da ponte, polaridade e posição do tap. O resistência do enrolamento O guia FAT explica por que a temperatura, a seleção de taps e as leituras estáveis ​​são importantes independentemente do cálculo térmico.

Temperatura do ponto quente

A elevação média do enrolamento não é automaticamente igual à temperatura mais alta do condutor. O requisito de ponto quente pode ser apoiado por cálculos de projeto, modelos térmicos ou sensores diretos, quando especificado. O contrato deve indicar qual método se aplica e quais dados de projeto devem ser apresentados. Não inferir um valor de ponto quente adicionando uma tolerância arbitrária que não fazia parte do método de projeto aprovado.

Instrumentação de controle e integridade de dados

Um relatório de aumento de temperatura deve identificar cada canal de temperatura, instrumento de potência, transformador de corrente, transformador de tensão e dispositivo de medição de resistência utilizado para o resultado. A validade da calibração e a faixa do instrumento devem estar disponíveis para análise por testemunhas. A sincronização de tempo é importante porque os valores de potência, ambiente e temperatura são comparados como tendências.

Antes da energização, realize uma verificação do canal: coloque os sensores onde mostrado no procedimento, verifique os valores plausíveis, confirme as unidades e rotule cada canal de forma consistente. Uma troca de canal ambiente e de líquido superior pode não ser percebida até que muitas horas de teste sejam concluídas. Os backups dos dados devem ser feitos durante testes longos para que uma interrupção de software ou energia não apague todo o registro.

• Registre as conexões de teste e a posição de tap selecionada.

• Liste ventiladores e bombas que estão operando, isolados ou designados como standby.

• Registre a tensão, a corrente, a potência total injetada e o fator de potência conforme exigido pelo método.

• Tendência de cada canal de temperatura ambiente e líquido.

• Documente o tempo de desligamento e cada leitura de resistência a quente.

• Retenha os dados brutos, bem como a folha de aceitação resumida.

Investigue resultados anormais antes de repetir o teste

Se o aumento da temperatura estiver acima do limite ou a tendência for irregular, pare de tratar o assunto como um problema de planilha. Primeiro verifique a potência de teste, os sensores, o equipamento de refrigeração, a localização do ambiente e as entradas de cálculo. Em seguida, inspecione o nível de óleo, as posições das válvulas, o isolamento do radiador, a direção do ventilador, o funcionamento da bomba e as obstruções do fluxo de ar. Compare as perdas medidas com os valores de projeto e analise se o estágio de resfriamento pretendido estava realmente em serviço.

Um teste repetido deve seguir uma causa identificada e uma ação corretiva aprovada. Simplesmente repetir uma longa corrida de aquecimento sem explicar o primeiro resultado é uma perda de tempo e pode ocultar um resfriador intermitente ou um problema de instrumentação. Qualquer alteração no projeto – radiadores adicionais, disposição revisada dos ventiladores, lógica de controle alterada ou modificação do enrolamento – deve ser refletida em desenhos, listas de materiais e registros finais.

A configuração do radiador, o fluxo de ar e o status dos acessórios devem corresponder ao arranjo final do serviço.

Exemplo hipotético de preenchimento de especificações

O exemplo a seguir é hipotético e não deve ser tratado como um projeto real ou como uma exigência universal.

Este formato força o comprador a substituir os espaços reservados por valores aprovados. Também expõe decisões faltantes antes da data do FAT. Uma especificação de compra útil nunca deve copiar limites térmicos, suposições ambientais ou redundância de resfriamento de um transformador não relacionado.

Lista de verificação do comprador antes de testemunhar o FAT

1. Confirme se a folha de dados aprovada, a classificação da placa de identificação e a designação de resfriamento estão de acordo.

2. Revise o método de teste, a taxa de perda aplicada e a posição do tap.

3. Verificar os limites térmicos do projeto e o tratamento das tolerâncias de medição.

4. Verifique o status do ventilador, da bomba, da válvula e do resfriador em relação ao arranjo aprovado.

5. Confirme a localização dos sensores ambientais e a calibração do instrumento.

6. Revise o plano para leituras e extrapolação de resistência de desligamento.

7. Exigir tendências brutas, cálculos e desvios no pacote FAT final.

8. Vincule os resultados não resolvidos à não conformidade e ao processo de liberação.

Conecte o resultado à versão de fábrica

A aceitação térmica deve ser uma condição de liberação definida no plano de inspeção e teste. O relatório assinado deverá identificar o número de série do transformador, o equipamento de refrigeração final, a revisão do procedimento aprovado e qualquer não conformidade levantada durante a execução. Se os acessórios foram substituídos, reparados ou religados após o teste, a engenharia deverá decidir se a alteração afeta a configuração térmica demonstrada. O livro de dados de fabricação deve manter juntos a planilha de cálculo, o arquivo de tendências brutas, a lista de instrumentos, as evidências de calibração e a aprovação da testemunha para que o resultado possa ser revisado durante o comissionamento ou investigações de serviço posteriores.

Dos dados de teste térmico à seleção do transformador

O teste de aumento de temperatura do transformador é mais valioso quando fecha o ciclo entre especificação, projeto, fabricação e operação. Ele não substitui o estudo de ventilação do ambiente, o estudo de carga ou a avaliação ambiental do local do comprador. Confirma que a unidade fornecida atende ao dever térmico acordado na configuração testada.

A Zisheng Electric pode revisar os requisitos para um transformador imerso em óleo , um projeto específico transformador de subestação ou outro configurações do transformador . Para preparar uma resposta técnica, forneça o diagrama unifilar, potência nominal, relação de tensão, frequência, perfil de carga, dados ambientais, serviço de resfriamento, perdas garantidas, padrão de teste e requisitos de FAT do comprador. Nossa equipe de engenharia analisará os requisitos e responderá às consultas do projeto dentro de 24 horas.