Identifikace stárnutí a problémů při instalaci VN průchodek

Podkladové informace

Předmětné průchodky 69 kV jsou nainstalovány na transformátoru 10 MVA, 69/13,09 kV Dyn1 se dvěma vinutími. Po dokončení údržby přepínače odboček pod zátěží (OLTC) na tomto transformátoru z roku 1969 provedl vlastník zařízení elektrické zkoušky.

Souhrn

Celkové zkoušky ztrátového činitele transformátoru při síťové frekvenci (LF DF):
Ztráty naměřené pro izolační systémy „nízká strana vůči zemi" (CLG) a „vysoká strana vůči zemi“ (CHG) byly vyšší než ztráty naměřené pro izolační systém transformátoru mezi vinutími nebo „vysoká vůči nízké“ (CHL). Výsledky zkoušky LF DF s teplotní korekcí (tj. ekvivalent 20 °C) pro izolační komponenty CLG a CHG byly v přijatelných mezích (< 0,5 %) a dokonce v mezích stanovených pro nové transformátory. Výsledek zkoušky CHG LF DF (0,43 %) byl však přibližně 1,8krát vyšší než výsledek zkoušky CHL LF DF (0,24 %) (tabulka 1).

Tabulka 1: Celkové výsledky zkoušky LF DF transformátoru – počáteční stav

Na základě nedávných zkušeností s testováním úzkopásmové dielektrické frekvenční odezvy (NB DFR) a úspěchů při odhalování skrytých problémů, které nebyly detekovány při zkouškách LF DF, byla provedena zkouška NB DFR. Zkouška NB DFR je měření % DF při různých frekvencích od 1 Hz do 505 Hz.

Kromě toho provedl zkušební specialista zkoušky C1 LF DF 10 kV na průchodkách transformátoru na vysoké straně (tabulka 2). Průchodka H3 vykázala zvýšené výsledky zkoušky LF DF (naměřené a teplotně korigované), které byly výrazně vyšší než výsledky u sesterských průchodek namontovaných na stejném transformátoru. V souladu s tím získaly jednotlivé teplotně korigované výsledky testu LF DF pro průchodky H1 a H2 hodnocení „dobré“ (G), zatímco individuální teplotně korigované výsledky testu LF DF pro průchodku H3 vedly k hodnocení „stárnoucí“ (A).

Výsledky testu také vykazují zajímavou anomálii v hodnotách „individuální teplotní korekce“. Faktor teplotní korekce (TC) se používá k určení ekvivalentní hodnoty LF DF testovaného vzorku při 20 °C, když je vzorek testován na ztrátový činitel při teplotě jiné než 20 °C.

Faktor individuální teplotní korekce (ITC) je faktor TC, který je jedinečný pro každý testovaný vzorek, protože je založen na specifických podmínkách vzorku. Všimněte si, že faktor ITC pro průchodku H3 (~0,6) se liší od faktorů ITC stanovených pro průchodky H1 a H2 (~1,04). Nerovnoměrnost těchto faktorů ITC jasně ukazuje, že průchodka H3 má jiný izolační stav než průchodky H1 a H2.

Vyšetřování zkoušky transformátorové průchodky C1

Faktory ITC jsou mnohem přesnější než faktory TC získané z tabulky. Pro podtržení problému s tabulkami teplotní korekce zvažte následující:

1. Kdyby se koncový uživatel spoléhal na korekční tabulky, faktor TC by se stanovil na základě průměru teploty okolí a teploty průchodky. To by vedlo k faktoru TC blízkému pro všechny tři průchodky – platnému pro průchodky H1 a H2, nikoli však pro H3.

2. V tomto scénáři by byla průchodka H3 odstraněna z důvodu hodnoty DF vyšší než 1 %. Kdyby však byla průchodka testována při teplotě 10 °C namísto přibližně 30 °C, její naměřené a teplotně korigované výsledky zkoušky DF podle vyhledávacích tabulek by mohly být dostatečně nízké, aby splňovaly kritéria přijatelnosti jako normální jednotka s provozní životností.

    

Tabulka 2: Výsledky zkoušky C1 pro průchodky na vysoké straně, včetně výsledků LF PF 10 kV a NB DFR 250 V, naměřené a teplotně korigované metodou individuální teplotní korekce (ITC)

Vzhledem k výsledkům zkoušky LF DF provedla energetická společnost zkoušky NB DFR na průchodkách na straně vysokého napětí. Měření 1 Hz a 505 Hz z tohoto testování jsou uvedena v tabulce 2. Tyto tabulkové výsledky potvrzují dobrý stav a hodnocení průchodek H1 a H2, avšak zvyšují hodnocení průchodky H3 na úroveň vyžadující prošetření.

Obrázek 1: Výsledky zkoušky NB DFR naměřené pro průchodky 69 kV na vysoké straně

Výsledky zkoušky NB DFR pro průchodku H3 (modrá křivka na obrázku 1) odhalily následující dvě znepokojivé elektrické charakteristiky a energetická společnost průchodku vyměnila.

Průchodka v dobrém stavu bude mít hodnotu DF teplotně korigovanou pomocí ITC ≤ 1 % při 1 Hz. Výsledek zkoušky DF s teplotní korekcí ITC 1 Hz pro průchodku H3 byl 7,92 % (tabulka 2).

Výsledek zkoušky LF DF 10 kV, 1,1 % (tabulka 2), a výsledek zkoušky LF DF při 250 V, typickém testovacím napětí NB DFR, převzatý z obrázku 1, 0,8 %, se liší. To naznačuje závislost výsledků zkoušky LF DF na napětí.

Tabulka 3: Výsledky zkoušky C1 před instalací pro novou náhradní průchodku H3, LF F 10 kV a NB DFR 250 V

Před instalací do transformátoru byly na náhradní průchodce H3 provedeny zkoušky LF DF a NB DFR, aby se potvrdila její integrita. Výsledky zkoušek LF DF a NB DFR ukázaly dobrý stav (G) průchodky (tabulka 3) (obrázek 2).

Obrázek 2: Výsledky zkoušky NB DFR před instalací pro náhradní průchodku H3

Po výměně průchodky H3 provedla energetická společnost opakované celkové zkoušky LF DF na transformátoru a zjišťovala, jaký vliv měla výměna průchodky H3 na celkové charakteristiky měření izolace vinutí VN (tabulka 4). Bylo zaznamenáno výrazné zlepšení.

Tabulka 4: Výsledky celkové zkoušky LF DF transformátoru 10 kV po výměně průchodky H3

Po nápravě problému v celkových výsledcích měření izolace vinutí doplnili pracovníci energetické společnosti svůj nyní již rutinní postup o zkoušku LF DF 10 kV na nainstalované náhradní průchodce H3 (tabulka 5).

Tabulka 5: Výsledky testu C1 po instalaci náhradní průchodky H3, LF DF 10 kV a NB DFR 250 V

Výsledek měření LF DF 10 kV pro náhradní průchodku H3 byl přijatelný. Výsledek zkoušky LF DF s teplotní korekcí ITC je však přibližně 1,5násobkem naměřené hodnoty, zatímco naměřené výsledky 1 Hz a výsledky s teplotní korekcí ITC jsou téměř stejné a výsledek zkoušky DF 505 Hz je netypický a výrazně vyšší než výsledky zkoušky DF 505 Hz pro průchodky H1 a H2.

Zkoušky NB DFR pro nainstalovanou náhradní průchodku H3 odhalily netypickou odezvu s neobvykle vysokými ztrátami ve vysokofrekvenčním rozsahu (modrá křivka na obrázku 3).

Data naznačovala chybu připojení příruby průchodky k uzemněné nádobě. Aby zkušební specialista prověřil podezření na problém s uzemněním, připojil k přírubě průchodky uzemňovací pásku a opakoval testy LF DF a NB DFR (tabulka 6). Při použití uzemňovací pásky bylo zaznamenáno výrazné zlepšení výsledků testu LF DF a dielektrické odezvy (zelená křivka na obrázku 3).

Je třeba poznamenat, že zkušební specialista neměl žádné předchozí zkušenosti s detekcí špatného uzemnění příruby. Když specialista narazil na pravděpodobnou příčinu této anomálie 505 Hz, použil multimetr a změřil odpor mezi uzemněním nádoby a přírubou průchodky, aniž by zaznamenal jakýkoli problém s odporem. Teprve pomocí čtyřsvorkového měřicího přístroje pro měření nízkých odporů byl specialista schopen detekovat rozdíl „před a po“. To podtrhuje výjimečnou citlivost testu NB DFR na nedostatečné uzemnění průchodky.

Křivky NB DFR původní průchodky H3, náhradní průchodky H3 před instalací, po instalaci se špatným uzemněním a nakonec ve stavu po obnovení dobrého uzemnění jsou znázorněny na obrázku 5. To je zřetelnou vizuální připomínkou, jak špatná byla původní průchodka, jak užitečná je zkouška NB DFR na ověření po instalaci a jak by měla vypadat křivka DFR pro průchodku v dobrém stavu.

Obrázek 5: Křivky ze zkoušky NB DFR průchodky H3 od stavu „před“ a „po“

Poznatky

Testování LF DF je primární metodický přístup k hodnocení izolace vysokého napětí. Významné rozdíly mezi měřeními UST a GST mohou vyžadovat další šetření. Příruby tvoří součást celkového měření GST transformátoru, a proto mohou být faktorem zvýšeného výsledku zkoušky LF DF vinutí vůči zemi. Společnost Megger doporučuje vždy testovat průchodky vybavené zkušební odbočkou nebo potenciálovou odbočkou.

Vyhledávací tabulky teplotní korekce nejsou přesné pro průchodky s poškozenou izolací. Jediným spolehlivým způsobem, jak zjistit skutečnou ekvivalentní hodnotu LF DF při 20 °C, je určit faktor ITC testovaného vzorku.

NB DFR v rozsahu od 1 Hz do 505 Hz potvrzuje jak počáteční, tak pokročilé poškození izolace průchodky.

Po instalaci průchodky se doporučuje provést zkoušku NB DFR jako ověřovací postup k detekci špatného uzemnění.

Výsledky zkoušky DF při 1 Hz a 505 Hz pro průchodky mají velký smysl, a jak nadšeně říká Vince Oppedisano ze společnosti Megger, jsou „mikroskopem“ testování izolace.

Kontaktujte náš tým odborníků a získejte informace o testování 1 Hz.