Испытание трансформатора на повышение температуры при FAT: метод, измерения и приемка

Zisheng Electric рассматривает тепловые характеристики как вопрос проектирования, который должен быть решен до выпуска продукции, а не как число, которое необходимо проверить в конце производства. Испытание на повышение температуры трансформатора показывает, может ли завершенная система охлаждения отводить тепло, выделяемое в результате согласованных потерь, сохраняя при этом температуру верхней жидкости и обмотки в установленных пределах. Для EPC-подрядчика или покупателя коммунальных услуг тест связывает проектные предположения, гарантированные потери, конфигурацию охладителя, условия окружающей среды и долговременную нагрузку на изоляцию.

Результат полезен только в том случае, если в контракте определены применимый стандарт, стадия охлаждения, положение выпуска, база потерь, пределы повышения температуры и метод расчета. Расплывчатое требование, такое как «температурное испытание в соответствии с IEC», оставляет нерешенными некоторые решения. Группа закупок должна преобразовать эти решения в утвержденную процедуру испытаний перед заводскими приемочными испытаниями (FAT).

Действительная термическая проверка начинается с готового трансформатора и утвержденной конфигурации охлаждения.

Что на самом деле доказывает испытание трансформатора на повышение температуры

Трансформатор, погруженный в жидкость, вызывает потери холостого хода в магнитном сердечнике и потери нагрузки в обмотках, выводах и деталях конструкции. Эти потери становятся теплом. Резервуар, радиаторы, вентиляторы, насосы и окружающий воздух должны отводить это тепло, не создавая температуры, превышающей предусмотренные договором температурные пределы. Таким образом, при тестировании проверяется тепловая система в целом, а не один изолированный компонент.

IEC 60076-2:2011 определяет пределы превышения температуры и методы испытаний на превышение температуры для трансформаторов, погруженных в жидкость. В проекте должна быть указана принятая редакция и любые поправки, внесенные покупателем или коммунальным предприятием. Если нагрузка и термическое старение являются частью эксплуатационного исследования, IEC 60076-7:2018 содержит рекомендации по нагрузке для трансформаторов с минеральным маслом. Ни одна из ссылок не устраняет необходимости согласования фактической нагрузки трансформатора, условий окружающей среды и ступени охлаждения.

FAT обычно использует метод испытаний, который определяет потери трансформатора, не требуя внешнего блока нагрузки, равного полной номинальной мощности трансформатора. Тестовые соединения и расчеты зависят от утвержденного метода. Покупателям следует пересмотреть процедуру, а не предполагать, что каждая лаборатория использует одну и ту же последовательность.

Определите тепловую гарантию перед FAT

Температурные ограничения влияют на размер проводника, плотность тока, ожидаемый срок службы изоляции, площадь радиатора, количество вентиляторов, расположение насоса и зазоры в корпусе. Если гарантия будет изменена после утверждения конструкции, последствия могут выйти за рамки протокола испытаний. Это может потребовать переработанной системы охлаждения или другого расположения активных частей.

Стадии охлаждения должны быть четко выражены.

Многие силовые трансформаторы имеют более одного номинала, например номинал естественного охлаждения и более высокий номинал принудительного охлаждения. В техническом описании должно быть указано, какие тепловые характеристики гарантированы на каждом этапе и какие вентиляторы или насосы работают. Резервные охладители, резервные вентиляторы и последовательности автоматического управления также требуют четкого статуса во время испытания. Испытание с каждым работающим вентилятором может не продемонстрировать согласованную работу охладителя N-1.

Перед запуском нагрева проверьте вращение вентилятора, направление воздушного потока, ток двигателя, индикацию насоса, контакты управления и логику сигнализации. Небольшие проблемы со сборкой могут исказить результат: вентилятор, установленный задом наперед, закрытый клапан, заблокированный путь радиатора или неправильная настройка управления могут снизить охлаждение, что не заметно по основному тестовому соединению.

Температура окружающей среды является частью измерения

Датчики окружающей среды должны отражать воздух, попадающий на охлаждающие поверхности трансформатора, и не должны нагреваться баком, испытательными кабелями, прямыми солнечными лучами или другим оборудованием. В процедуре должно быть указано количество датчиков, их положение, экранирование и метод усреднения. Если показатели окружающей среды нестабильны или нерепрезентативны, расчетное повышение температуры может быть оспорено, даже если сам трансформатор работает правильно.

При установке внутри помещения исследование вентиляции помещения отделяется от заводских испытаний. ФАТ может продемонстрировать трансформатор и его охладители в лабораторных условиях; он не может доказать, что будущая трансформаторная комната будет отводить отброшенное тепло. Проектировщик EPC должен использовать гарантированные потери и требования к охлаждающему воздуху при проверке жалюзи, воздуховодов, вентиляторов и повышения температуры в помещении.

Планирование испытательной нагрузки на основе измеренных потерь

Термическая процедура должна объяснять, как устанавливаются общие потери и как контролируется впрыскиваемая мощность. Соотношение между измеренными потерями и указанной испытательной мощностью имеет значение, поскольку устройство с потерями нагрузки выше расчетного значения выделяет больше тепла при эксплуатации. Метод приемки не должен незаметно заменять более низкие расчетные потери более высокими измеренными потерями.

Координируйте тепловой режим с Испытание потерь трансформатора без нагрузки и другие измерения потерь. Подтвердите положение тестового отвода, частоту, форму сигнала и поправки на температуру проводника, используемые для определения значений потерь. Если проект требует использования нескольких мощностей охлаждения, укажите, может ли одна непрерывная последовательность обеспечить требуемые результаты или необходимы дополнительные стабилизированные условия.

Записи о потерях, состоянии охлаждения и температурных каналах должны быть прослежены до одной утвержденной последовательности испытаний.

Правильно измеряйте температуру верхней жидкости и обмотки

Температура верхней жидкости

В процедуре должны быть указаны точка измерения температуры жидкости и точность прибора. Регистрируйте температуру на протяжении всего испытания, а не только в конце. Тенденция показывает, достигнуто ли стабильное состояние, и помогает проверяющим отличить действительное плато от ранней остановки. В отчете должно быть указано затраченное время, испытательная мощность, показания окружающей среды, показания жидкости и состояние охладителя на общей временной шкале.

Средняя температура обмотки по сопротивлению

Средняя температура обмотки обычно определяется по изменению сопротивления обмотки. Это делает критически важными предварительные испытания и остановочные измерения. Необходимо записать сопротивление холоду, эталонную температуру, сопротивление нагреванию, время после отключения и метод экстраполяции. Задержки возникают при отключении испытательного источника питания и подключении цепи сопротивления постоянного тока, поэтому обмотка начинает охлаждаться до первого показания сопротивления при нагреве. Одного позднего прочтения недостаточно для получения обоснованного результата.

Команда должна провести запланированную серию измерений сопротивления после остановки и использовать согласованный метод экстраполяции. Проверьте измерительные провода, диапазон моста, полярность и положение ответвления. Руководство FAT по сопротивлению обмотки объясняет, почему температура, выбор ответвлений и стабильные показания имеют значение независимо от теплового расчета.

Температура горячей точки

Среднее повышение температуры обмотки не равно автоматически самой высокой температуре проводника. Требование к горячей точке может быть подтверждено проектными расчетами, тепловыми моделями или датчиками прямого действия, если указано. В контракте должно быть указано, какой метод применяется и какие проектные данные необходимо предоставить. Не делайте вывод о значении горячей точки путем добавления произвольного припуска, который не был частью утвержденного метода проектирования.

Контрольно-измерительные приборы и целостность данных

В отчете о повышении температуры должны быть указаны все температурные каналы, силовые приборы, трансформаторы тока, трансформаторы напряжения и устройства измерения сопротивления, использованные для получения результата. Срок годности калибровки и диапазон приборов должны быть доступны для проверки свидетелем. Синхронизация времени важна, поскольку значения мощности, окружающей среды и температуры сравниваются как тренды.

Перед подачей питания выполните проверку каналов: разместите датчики в местах, указанных в процедуре, проверьте правдоподобные значения, подтвердите единицы измерения и последовательно промаркируйте каждый канал. Перестановку каналов окружающей среды и верхней жидкости можно не заметить до тех пор, пока не будут завершены многие часы тестирования. Во время длительных испытаний следует создавать резервные копии данных, чтобы программное обеспечение или сбой питания не удалили всю запись.

• Запишите тестовые соединения и выбранное положение ответвителя.

• Перечислите вентиляторы и насосы, которые работают, изолированы или обозначены как резервные.

• Зарегистрируйте напряжение, ток, общую потребляемую мощность и коэффициент мощности в соответствии с требованиями метода.

• Трендируйте каждый канал температуры окружающей среды и жидкости.

• Документируйте время выключения и каждое показание термостойкости.

• Сохраните исходные данные, а также сводный лист приемки.

Прежде чем повторять тест, изучите аномальные результаты.

Если повышение температуры превышает допустимый предел или тенденция нерегулярна, перестаньте рассматривать проблему как проблему с электронной таблицей. Сначала проверьте испытательную мощность, датчики, охлаждающее оборудование, размещение в окружающей среде и входные данные для вычислений. Затем проверьте уровень масла, положение клапанов, изоляцию радиатора, направление вентилятора, работу насоса и наличие препятствий для воздушного потока. Сравните измеренные потери с расчетными значениями и проверьте, действительно ли предполагаемая ступень охлаждения находилась в эксплуатации.

Повторное испытание должно проводиться после выявления причины и утвержденного корректирующего действия. Простое повторение длительного цикла нагрева без объяснения первого результата приводит к потере времени и может скрыть периодически возникающую проблему с охладителем или приборами. Любые изменения в конструкции — дополнительные радиаторы, измененное расположение вентиляторов, измененная логика управления или модификация обмотки — должны быть отражены в чертежах, спецификациях и окончательных записях.

Конфигурация радиатора, воздушный поток и состояние аксессуаров должны соответствовать окончательной схеме обслуживания.

Гипотетический пример заполнения спецификации

Следующий пример является гипотетическим и не должен рассматриваться как реальный проект или универсальное требование.

Этот формат вынуждает покупателя заменять заполнители утвержденными значениями. Это также выявляет пропущенные решения до даты FAT. Полезная спецификация покупки никогда не должна копировать температурные ограничения, предположения о температуре окружающей среды или резервирование охлаждения от несвязанного трансформатора.

Контрольный список для покупателя, прежде чем стать свидетелем FAT

1. Убедитесь, что утвержденная спецификация, паспортная табличка и обозначение охлаждения совпадают.

2. Ознакомьтесь с методом испытаний, применяемой нагрузкой на потери и положением ответвителя.

3. Проверьте температурные пределы проекта и порядок допусков измерений.

4. Проверьте состояние вентилятора, насоса, клапана и охладителя на соответствие утвержденному расположению.

5. Подтвердите расположение датчиков окружающей среды и калибровку прибора.

6. Просмотрите план показаний сопротивления при отключении и экстраполяции.

7. Требуйте необработанных тенденций, расчетов и отклонений в окончательном пакете FAT.

8. Свяжите неразрешенные результаты с процессом несоответствия и выпуска.

Подключите результат к заводской версии

Термическая приемка должна быть одним из определенных условий выпуска в плане проверок и испытаний. В подписанном отчете должен быть указан серийный номер трансформатора, оборудование конечного охлаждения, пересмотренная утвержденная процедура и любые несоответствия, выявленные во время эксплуатации. Если аксессуары были заменены, отремонтированы или перемонтированы после испытания, инженеры должны решить, повлияет ли это изменение на продемонстрированную тепловую конфигурацию. В книге производственных данных должна храниться таблица расчетов, файл необработанных тенденций, список приборов, доказательства калибровки и свидетельства свидетеля, чтобы результаты можно было просмотреть во время ввода в эксплуатацию или последующих сервисных исследований.

От данных тепловых испытаний к выбору трансформатора

Испытание трансформатора на повышение температуры наиболее ценно, когда оно замыкает цикл между спецификацией, проектированием, производством и эксплуатацией. Оно не заменяет исследование вентиляции помещения, исследование нагрузки или оценку окружающей среды на объекте, проводимое покупателем. Он подтверждает, что поставляемый блок соответствует согласованному температурному режиму в протестированной конфигурации.

Zisheng Electric может рассмотреть требования к масляный трансформатор , индивидуальный проект трансформатор подстанции или другой конфигурации трансформатора . Для подготовки технического ответа предоставьте однолинейную схему, номинальную мощность, коэффициент трансформации, частоту, профиль нагрузки, параметры окружающей среды, мощность охлаждения, гарантированные потери, стандарт испытаний и требования FAT покупателя. Наша команда инженеров рассмотрит требования и ответит на запросы по проекту в течение 24 часов.