Analyzátory frekvenční odezvy řady FRAX

Testy SFRA a DFR jsou zcela odlišné. Test SFRA hledá libovolný druh mechanické změny uvnitř transformátoru, zatímco test DFR se používá k určení vlhkosti přítomné v celulózové (pevné) izolaci síťových transformátorů s olejovou náplní. Tyto dva testy mají velmi odlišné aplikace.

Nejvýznamnější diagnostické podrobnosti se v analýze SFRA odvozují porovnáním aktuálních testů s předchozími nebo s počátečním „snímkem situace“ transformátoru. Naše společnost proto doporučuje provést test SFRA na novém transformátoru při uvedení do provozu nebo, pokud jednotka již v provozu je, co nejdříve, kdy je známo, že je transformátor v dobrém stavu. Test SFRA se také stal velmi populárním při přepravě transformátoru na místo instalace. Měření lze provést ve výrobním závodě před expedicí transformátoru a znovu na místě instalace při přejímce pro kontrolu toho, že během přepravy nedošlo k žádnému poškození. Pro platnost přímého porovnání výsledků je třeba emulovat všechny aspekty původního testu včetně testování s nainstalovanými testovacími nebo přepravními izolátory a transformátorem naplněným (nebo nenaplněným) olejem.

Ano, každý test bude o transformátoru poskytovat jiné informace. Testy účiníku a dielektrické frekvenční odezvy zkoumají izolaci transformátoru. Testy transformačního poměru a odporu vinutí odhalují stav vinutí. Test SFRA poskytuje důležité informace o mechanické integritě transformátoru a může pomoci určit, zda transformátor utrpěl nějaké mechanické poškození. Každý provedený elektrický test poskytuje uživateli další vhled a společně tvoří dobrý obrázek stavu transformátoru. Někdy může pomoci potvrdit podezření na problém „druhý názor“ ze dvou či více testů provedených na stejné součásti.

Pro test SFRA:Pro test přerušeného obvodu a zkratu SFRA není třeba dodržet konkrétní pořadí. Pro zvýšení efektivity ale může být vhodné spustit testy v takovém pořadí, které pomůže snížit na minimum nutnost výměny měřicích kabelů, např. po provedení VN testu přerušeného obvodu H1–H3 můžete rychle zkratovat vinutí nízké strany a spustit na H1–H3 VN test zkratu. Odtud lze měřicí kabely přemístit na H2–H1 pro provedení VN testu zkratu, odstranit zkraty pro provedení VN testu přerušeného obvodu na H2–H1 a skončit měřením testu přerušeného obvodu a zkratu na H3–H2. Toto pořadí testů může ušetřit čas v porovnání s nutností měnit VN přípojky u všech šesti testů, zejména v případě transformátorů pro vyšší napětí, kde není snadný přístup ke svorkám. Je výrazně snazší aplikovat a odstraňovat zkraty na nízké straně transformátoru než vícekrát měnit přípojky na vysoké straně.Úplné elektrické testy:Testy budicího proudu a SFRA je třeba provést jako první, testy odporu vinutí jako poslední. Toto doporučení slouží k prevenci toho, aby zbytkový magnetismus z testu odporu vinutí ovlivnil výsledky jiných testů. Není si ale třeba dělat starost o pořadí testů v případě, že je testovací sada pro odpor vinutí po testu schopna účinně demagnetizovat transformátor. Lze říci, že uvedení jádra transformátoru do konzistentního stavu magnetizace (prostřednictvím účinné demagnetizační funkce testovacího přístroje) na začátku následné testovací sekvence obsahující test budicího proudu a SFRA je výhodné.

Ano, test SFRA je velmi citlivý a může snímat i malé fyzické nebo mechanické změny uvnitř transformátoru. Každé dodatečné přípojky na transformátoru, např. přípojnice, tedy mohou významně změnit odezvu (zejména ve vyšších frekvencích). Úplné izolování transformátoru pomůže zajistit nejopakovatelnější výsledky a nejlepší analýzu.

V ideálním světě by se při uvedení transformátoru do provozu test prováděl na všech odbočkách, tj. při všech polohách přepínače odboček bez zátěže s přepínačem odboček pod zátěží (OLTC) nastaveným do jmenovité polohy a všech polohách přepínače odboček pod zátěží (OLTC) s přepínačem odboček bez zátěže nastaveným do provozní polohy. Protože každá poloha odbočky vyžaduje pro transformátor se dvěma vinutími 15 měření, stává se takové měření nepraktickým. Obecně se doporučuje umístit přepínač odboček bez zátěže do provozní polohy a provést standardních 15 měření s přepínačem odboček pod zátěží (OLTC) ve zcela zvednuté poloze. Zajišťuje se tak, že budou v měření zahrnuty všechny závity vinutí na přepínači odboček pod zátěží (OLTC). Kromě toho se měření často opakují s přepínačem odboček pod zátěží (OLTC) ve jmenovité poloze. Při umístění přepínače odboček pod zátěží (OLTC) do jmenovité polohy se začíná od „zvednuté“ odbočky. Provedením měření testu SFRA ve zcela zvednuté a jmenovité poloze přepínače odboček pod zátěží (OLTC) se získává obecný obrázek transformátoru se zcela zapnutým a nezapnutým přepínačem odboček pod zátěží (OLTC).Poznámka: Při provedení měření SFRA si pro budoucí referenci a analýzu vždy poznamenejte polohu odbočky, při které byl test proveden.

Správné připojení a uzemnění má pro úspěšný test SFRA zásadní význam. Zkontrolujte dostatečný přítlak svorek připojených ke svorkám transformátoru a použijte principy nejkratšího uzemňovacího pásu. Pokud se na připojovacích bodech vyskytuje lak nebo koroze, očistěte je nebo ověřte, že jimi svorky pronikly. Kromě toho lze provést kontrolu zemní smyčky pro zajištění toho, že jsou přípojky uzemňovacího měřicího kabelu a transformátoru provedeny ve stejném bodě. Kontrolu zemní smyčky lze provést stisknutím tlačítka „GLD“ na přístroji FRAX 101 a 150 nebo ručně kontrolou ohmmetrem, pokud jednotka SFRA není touto funkcí vybavena. Nekvalitní uzemnění a problémy s připojením se obvykle projeví při nejvyšších frekvencích (přibližně 500 kHz a vyšších). Pokud se měření v tomto frekvenčním rozsahu významně liší od předchozích, doporučuje se zkontrolovat připojení a provést měření znovu.

Ano. Pokud je jádro zmagnetizované, budou se měření testu přerušeného obvodu při nižších frekvencích měnit. Měření se obecně bude posouvat nahoru a doprava. Vlivy magnetizace na výsledky testu SFRA jsou důvodem, proč je důležité provést testy SFRA před stejnosměrným testem odporu vinutí, pokud se plánuje. Pokud to není možné, je třeba před provedením testu SFRA transformátor demagnetizovat.

U libovolného elektrického testu je zásadně důležitá správná příprava a nastavení testu. Testy SFRA jsou konkrétně velmi citlivé na malé mechanické změny v transformátoru, což znamená, že libovolná změna v nastavení může ovlivnit odezvu. Pro zajištění opakovatelných výsledků je proto třeba věnovat značnou pozornost připojení, praxi testování a přípravám. Vždy provádějte pevné připojení na stejném místě, dodržujte princip nejkratšího uzemňovacího pásu a zajistěte, aby byl transformátor při testování ve stejném stavu, včetně polohy přepínače odboček, izolátorů a úrovně oleje. Je třeba zaznamenat vše, co se na transformátoru od předchozího testu změnilo. Při provedení testu vždy zaznamenejte polohy odboček transformátoru, a pokud je to relevantní, i polohu, ze které byly přepnuty.

Ano, po repasi transformátoru se v podstatě jedná o nový transformátor, proto se jeho předchozí měření budou lišit od aktuálních. V tomto bodě je třeba transformátor znovu uvést do provozu a pořídit snímek situace SFRA.

Ano. Výsledky testů SFRA, pokud jsou provedeny správně a za podobných podmínek (správné uzemnění, stejná poloha odbočky a podobné připojení), jsou porovnatelné. K faktorům, které mohou ovlivňovat výsledky testů, patří zbytková magnetizace a nekvalitní provedení uzemnění. Software přístroje FRAX společnosti Megger může importovat předchozí výsledky z testovací sady libovolného jiného výrobce a porovnat je. Přístroje FRAX 101 a FRAX 150 také mohou upravit výstupní napětí tak, aby odpovídalo starším produktům jiných výrobců, které nepoužívaly vstupní signál 10 V na fázi.

Po volbě možnosti „File“ (Soubor) v hlavní nabídce softwaru FRAX se zobrazí možnosti „Import“ a „Export“. Pro výběr je dostupných několik alternativních formátů (CIGRE, csv, txt, Doble).

Měření přerušeného obvodu testem SFRA jsou závislá na napětí při nižších frekvencích v důsledku magnetizační impedance transformátoru. Měření se tedy bude lišit se změnou napětí. Jakmile se měření přesune do středního rozsahu frekvence, kde měření zcela ovlivňuje vinutí, budou se křivky řadit nezávisle na napětí. V případech, kdy si přejete porovnat výsledky se staršími měřeními provedenými při odlišném napětí, naše společnost doporučuje spustit test při předchozím napětí a pak jej provést znovu s výchozím špičkovým napětím 10 V používaným přístrojem FRAX.

U přístrojů FRAX101 a 150 lze úroveň výstupního napětí ze standardního výchozího napětí 10 V zvýšit na až 12 V a snížit až na 0,1 V úpravou příkazového řádku v souboru v adresáři FRAX. Název souboru je „connectioncommands.txt“ a jeho výchozí umístění C:\Program Files\Megger\FRAX. Pro úpravu výstupního napětí otevřete soubor v aplikaci Poznámkový blok a přidejte do souboru příkaz „gen:gainx=k“. K je faktor pro nastavení napětí a ve výchozím nastavení je k = 1 pro špičkové napětí 10 V. Příklad: Pro nastavení výstupního napětí na špičkové 2,828 V (2 V RMS) změňte hodnotu na k = 0,2828. Hodnota musí být od 1,2 do 0,01. Uložte změny a ukončete aplikaci. Pro aktivaci nových nastavení je třeba odpojit přístroj FRAX a znovu se k němu připojit.

Norma IEEE C57.149 uvádí: „Velký rozdíl teplot mezi dvěma měřeními, obvykle podstatně více než 10 °C, bude mírně ovlivňovat odezvu při vyšších frekvencích.“Pro praktické účely je vliv teploty na měření testu SFRA velmi malý a lze jej ignorovat, pokud nedochází k významné odchylce teploty mezi dvěma porovnávanými křivkami.

Bude třeba provést celkem 30 různých testů.

1. 12 testů přerušeného obvodu, jeden na každém vinutí (4 vinutí × 3 fáze = 12 testů)
2. 18 testů zkratu:

• 9 testů (z vysoké strany se třemi sekundárními vinutími zkratovanými po jednom)
• 6 testů (ze strany X s dalšími dvěma sekundárními vinutími zkratovanými po jednom)
• 3 testy (ze strany Y se zkratovaným posledním sekundárním vinutím)

V takových případech norma IEEE C57.152 doporučuje provedení všech elektrických testů, tj. včetně testu účiníku a SFRA. Test účiníku může odhalit změnu stavu izolace a kapacity, zatímco křivka testu SFRA pomůže diagnostikovat případné problémy nebo poruchy související s vinutím transformátoru.

Neexistuje žádný oborový pokyn pro použití testu SFRA na základě jmenovitých hodnot VA transformátoru. Teoreticky lze provádět test SFRA na transformátoru (nebo vinutí, například motorů) libovolné velikosti. Pokud jsou následné testy provedeny za podobných podmínek, lze výsledky porovnat a analyzovat. Cenné informace u menších transformátorů poskytují i jiné elektrické testy, například testy transformačního poměru transformátoru či budicího proudu a stejnosměrné testy izolace.

Ano. Test SFRA zkoumá odezvu komplexní sítě RLC uvnitř transformátoru. Na suchých transformátorech můžete provádět měření základní hodnoty nebo referenční měření a porovnat výsledky v průběhu let. U suchých transformátorů je nutné vzít v úvahu, jaký vliv může mít na křivky kapacita uzemnění. Dále může mít odezva na nízké straně mírné odchylky z důvodu nízké úrovně signálu. Velmi dobrá zemnicí plocha zajistí opakovatelnější měření.

Tradiční testy přerušeného obvodu a zkratu se obvykle provádějí ve výrobních závodech pro určení ztrát transformátoru bez zátěže a v mědi. Výrobce obvykle používá při provedení těchto testů zdroje rovné „jmenovité hodnotě“ transformátoru. Určením ztrát bez zátěže a v mědi lze řešit odlišné součásti v ekvivalentním obvodu transformátoru.Přestože mají podobné názvy a zapojení, jsou testy SFRA přerušeného obvodu a zkratu zcela odlišné. Test SFRA přerušeného obvodu zkoumá elektrickou odezvu jádra a vinutí, test SFRA zkratu izoluje odezvu vinutí transformátoru. Tyto testy se provádějí při nízkém napětí 10 V na fázi, ale pomáhají vymezit oblasti, kde by mohl být problém.

Podle normy IEEE C57.149 je testování s olejem nejběžnější a preferovanou metodou analýzy frekvenční odezvy. Při testování transformátoru bez oleje je třeba uvážit bezpečnost, aby nebylo aplikováno nadměrné napětí. Přítomnost oleje mění frekvenční odezvu. Výsledky s olejem a bez oleje způsobí odchylky křivek SFRA. Následující text je výňatek z pokynů normy IEEE:„U nového vybavení to může vyžadovat provedení dvou testů FRA po příjmu vybavení v místě finálního umístění: 1) jednoho testu s transformátorem v přepravní konfiguraci, 2) jednoho testu s transformátorem sestaveným a naplněným olejem tak, jak se vyžaduje pro testování izolační odporu, pro jeho použití jako dat základní hodnoty pro budoucí testování. Pokud neexistuje podezření na poškození při přepravě, test v konfiguraci z expedice nemusí být jako přejímací test nutný.“Výrobce často transformátor před expedicí plní a vypouští. Měli byste znát podmínky, za kterých výrobce provedl test SFRA před expedicí z výroby. Norma IEEE dále uvádí, že:„Pokud je zařízení dodáno s vypuštěným olejem, přepravní konfigurace musí specifikovat, že bude testováno před a po pohybu bez oleje. Pokud se vybavení expeduje po vypuštění oleje, je jej třeba testovat před pohybem bez oleje. Testování jednotky před expedicí, v tomto případě bez oleje a před prvním naplněním, nemusí být dostatečné a mohlo by vést k falešným poruchám v důsledku zbytků oleje zadržených ve vinutí nebo vypuštění dalšího oleje z vinutí během týdnů expedice. Pokud se vybavení expeduje s olejem, musí být zcela naplněno pro test před i po pohybu. Pokud se vybavení expeduje částečně naplněné, je jej třeba testovat se stejnou úrovní oleje nebo, což je preferováno, po doplnění oleje. Zajištění toho, aby byl olej na stejné úrovni před a po přepravě je u částečně naplněných transformátorů obtížné a někdy vede k nesprávným vyhodnocením.“