Testery współczynnika mocy/tan delta 12 kV z serii DELTA4000

• Zapewnia wcześniejsze wskazanie problemu w dielektryku niż ma to miejsce w teście współczynnika mocy/tan delta o częstotliwość sieciowej (PF/TD).
• Rozróżnia „podobieństwa współczynnika mocy”. Metoda NB DFR może na przykład rozróżnić przypadek, w którym współczynnik mocy/tan delta o częstotliwości sieciowej na poziomie 0,3% jest rzeczywiście akceptowalny (co odpowiada zawartości wody na poziomie 0,5% w transformatorze eksploatowanym przez dłuższy okres) od przypadku, w którym współczynnik mocy/tan delta o częstotliwości sieciowej na poziomie 0,3% ukrywa stan rosnącej wilgotności (co odpowiada zawartości wody na poziomie 2,0% w „nowym” transformatorze). Dla dwóch transformatorów na różnych etapach cyklu eksploatacji ten sam współczynnik mocy/tan delta oznacza różne zjawiska. Niepraktyczne jest jednoznaczne stwierdzenie, czy transformator jest w stanie „jak nowy”, czy „wyeksploatowany”, a tym bardziej na jakim etapie „cyklu eksploatacji” się znajduje, ponieważ chronologiczny wiek transformatora nie daje dokładnych pomiarów. Na szczęście w przypadku testów NB DFR nie ma potrzeby posiadania takich informacji — po prostu informują one o tym, czy system izolacji jest w stanie akceptowalnym, czy nie.
• Metoda ta umożliwia określenie współczynnika mocy/tan delta skorygowanego o temperaturę przy 20°C dla systemu izolacyjnego w oparciu o jego rzeczywisty stan (poprzez ITC, indywidualną korektę temperatury), a nie na podstawie standardowych tabel. 

Oczywiście. W rzeczywistości podczas testowania transformatora PF/TD uzwojenia HV i LV są zwarte. W związku z tym izolacja pomiędzy każdym skrętem uzwojenia nie jest obciążana/nie jest oceniana. Testy prądu wzbudzenia są przeprowadzane bez zwarcia uzwojeń, a zatem oceniają stan izolacji uzwojeń. Poza oceną izolacji od uzwojenia do uzwojenia pod kątem całkowitego lub częściowego przebicia test prądu wzbudzenia może wykryć zwarcie uzwojenia do masy i problemy ze śledzeniem izolacji, np. z jednego uzwojenia fazowego do sąsiedniego uzwojenia fazowego. Oprócz możliwości testowania izolacji test prądu wzbudzenia jest często przydatny ze względu na jego zdolność do wykrywania problemów z rdzeniem transformatora, a zasięg diagnostyczny testu w odniesieniu do przełączników zaczepów, zarówno bez napięcia (DETC), jak i pod obciążeniem (OLTC), jest imponujący.  

Nie do końca. DELTA4000 mierzy zawartość harmoniczną sygnału w każdym teście i na podstawie tych informacji oblicza współczynnik zależności napięcia (VDF). Jeśli wartość ta jest zbyt wysoka (domyślnie > 0,5), liczba zmienia kolor na czerwony, wskazując zależność napięcia od obiektu testowego. W takiej sytuacji należy wykonać test napięcia krokowego, aby zweryfikować i określić zależność napięcia. Ta funkcja daje pewność, że problem z dielektrykiem wrażliwym na napięcie nie zostanie przeoczony, szczególnie w przypadku zasobów, które nie mają skłonności do rozwijania problemów z dielektrykiem wrażliwym na napięcie i dlatego nie są rutynowo poddawane testom napięcia krokowego. 

Test NB DFR umożliwia określenie unikalnej lub indywidualnej korekty temperatury (ITC) systemu izolacji. Jest to istotne, ponieważ testy wykazały, że nie tylko każdy transformator wykazuje wyjątkową wrażliwość na temperaturę i wymaga indywidualnej kompensacji temperatury, ale w trakcie jego eksploatacji zależność transformatora od temperatury może ulec zmianie. Ogólnie rzecz biorąc, w miarę pogarszania się stanu izolacji wzrost temperatury powoduje gwałtowny wzrost współczynnika mocy/tan delta (PF/TD). Interesujące jest również to, że poszczególne elementy izolacji transformatora (CH, CHL i CL) mogą wykazywać różne zależności temperaturowe.Metoda ITC opiera się na tym, że kształt odpowiedzi dielektrycznej (PF/TD w funkcji częstotliwości) dla dużej grupy stałych materiałów dielektrycznych nie zmienia się drastycznie wraz z temperaturą. Ponadto, wraz ze zmianami temperatury, reakcja zmienia się w odniesieniu do częstotliwości, pozostając nienaruszona. W przypadku zmiany temperatury wartość PF/DF mierzona przy 60 Hz i 20°C będzie występowała z inną częstotliwością. W związku z tym, w przypadku testowania w temperaturze izolacji innej niż 20°C, można zlokalizować równoważny współczynnik mocy 60 Hz przy 20°C gdzieś wzdłuż zmierzonej odpowiedzi, jeśli znana jest częstotliwość, przy której występuje w tej temperaturze. Częstotliwość ta jest określana za pomocą równania Arrheniusa. 

Przez lata branża opierała się na kilku krzywych korygujących zależność temperaturową wszystkich transformatorów: nowych, używanych, lekko obciążonych, przeciążonych, czystych lub zanieczyszczonych itp. Jednak pomimo, że ogólne współczynniki korekcyjne były dostępne w normie IEEE C57.12.90-2006, sekcja 10.10.5, zostały one następnie usunięte w normie C57.12.90-2010 z następującą uwagą: „Uwaga 3.b) Doświadczenie pokazało, że zmiany współczynnika mocy w zależności od temperatury są znaczne i nieregularne, więc żadna pojedyncza krzywa korekcyjna nie pasuje do wszystkich przypadków”. Najważniejsze jest to, że nowa izolacja i stara izolacja mają różną wrażliwość na temperaturę, podobnie jak zanieczyszczone systemy izolacyjne w porównaniu z suchymi i „czystymi” systemami izolacyjnymi. Krzywe korekty temperatury i tabele korekty temperatury nie uwzględniają tych różnic. 

Choć test współczynnika mocy/tan delta (PF/TD) nie jest specjalnie wrażliwy na pojawiające się problemy z dielektrykiem, jest on wrażliwy na temperaturę. Na przykład oczekuje się, że pomiar PF/TD przy temperaturze górnej warstwy oleju wynoszącej 30°C będzie wyższy niż pomiar PF/TD dla tego samego elementu izolacji w temperaturze 25°C po prostu ze względu na wpływ temperatury. Dlatego ważne jest, aby skompensować wszelkie odchylenia temperatury między testami, jeśli ma on wykazać trendy danych testowych i zapewnić, że zmiana PF/TD jest rzeczywiście spowodowana zmianą stanu systemu izolacji. Ta zmienna zależności temperatury jest usuwana poprzez skorygowanie wszystkich wyników testów PF/TD, w tym tych mierzonych przy częstotliwościach innych niż sieciowe, do ich równoważnych wartości przy 20°C.  

Choć testowanie metodą NB DFR zajmuje tylko kilka minut więcej niż test współczynnika/tan delta o częstotliwości sieciowej, w przypadku konieczności przetestowania wielu systemów izolacyjnych łączny dodatkowy czas wymagany do przeprowadzenia testów NB DFR może zostać uznany za niedogodność. Testy współczynnika mocy/tan delta przeprowadzane przy częstotliwości 1 Hz stanowią praktyczny kompromis. Dodanie jednego pomiaru testowego do testu PF/TD o częstotliwości sieciowej dodaj mniej niż minutę więcej do czasu testu. Jednak wykonanie testów PF/TD przy użyciu tego stosunkowo wolno zmieniającego się przyłożonego przebiegu napięcia (tj. 1 Hz) zapewnia bogaty wgląd w stan dielektryka/izolacji, którego nie można uzyskać przy częstotliwości sieciowej. 

Test PF/TD o zmiennej częstotliwości jest rozszerzeniem tradycyjnego testu PF/TD, w którym pomiary PF/TD są przeprowadzane na każdym elemencie izolacyjnym (np. CH, CHL i CL) przy wielu częstotliwościach (np. od 1 do 500 Hz), w tym przy pomiarze częstotliwości linii. Preferowaną nazwą testu jest wąskopasmowa odpowiedź dielektryczna w dziedzinie częstotliwości (NB DFR). 

Test PF/TD o zmiennej częstotliwości jest rozszerzeniem tradycyjnego testu PF/TD, w którym pomiary PF/TD są przeprowadzane na każdym elemencie izolacyjnym (np. CH, CHL i CL) przy wielu częstotliwościach (np. od 1 do 500 Hz), w tym przy pomiarze częstotliwości linii. Preferowaną nazwą testu jest wąskopasmowa odpowiedź dielektryczna w dziedzinie częstotliwości (NB DFR). 

• Zapewnia wcześniejsze wskazanie problemu w dielektryku niż ma to miejsce w teście współczynnika mocy/tan delta o częstotliwość sieciowej (PF/TD).
• Rozróżnia „podobieństwa współczynnika mocy”. Metoda NB DFR może na przykład rozróżnić przypadek, w którym współczynnik mocy/tan delta o częstotliwości sieciowej na poziomie 0,3% jest rzeczywiście akceptowalny (co odpowiada zawartości wody na poziomie 0,5% w transformatorze eksploatowanym przez dłuższy okres) od przypadku, w którym współczynnik mocy/tan delta o częstotliwości sieciowej na poziomie 0,3% ukrywa stan rosnącej wilgotności (co odpowiada zawartości wody na poziomie 2,0% w „nowym” transformatorze). Dla dwóch transformatorów na różnych etapach cyklu eksploatacji ten sam współczynnik mocy/tan delta oznacza różne zjawiska. Niepraktyczne jest jednoznaczne stwierdzenie, czy transformator jest w stanie „jak nowy”, czy „wyeksploatowany”, a tym bardziej na jakim etapie „cyklu eksploatacji” się znajduje, ponieważ chronologiczny wiek transformatora nie daje dokładnych pomiarów. Na szczęście w przypadku testów NB DFR nie ma potrzeby posiadania takich informacji — po prostu informują one o tym, czy system izolacji jest w stanie akceptowalnym, czy nie.
• Metoda ta umożliwia określenie współczynnika mocy/tan delta skorygowanego o temperaturę przy 20°C dla systemu izolacyjnego w oparciu o jego rzeczywisty stan (poprzez ITC, indywidualną korektę temperatury), a nie na podstawie standardowych tabel. 

Choć testowanie metodą NB DFR zajmuje tylko kilka minut więcej niż test współczynnika/tan delta o częstotliwości sieciowej, w przypadku konieczności przetestowania wielu systemów izolacyjnych łączny dodatkowy czas wymagany do przeprowadzenia testów NB DFR może zostać uznany za niedogodność. Testy współczynnika mocy/tan delta przeprowadzane przy częstotliwości 1 Hz stanowią praktyczny kompromis. Dodanie jednego pomiaru testowego do testu PF/TD o częstotliwości sieciowej dodaj mniej niż minutę więcej do czasu testu. Jednak wykonanie testów PF/TD przy użyciu tego stosunkowo wolno zmieniającego się przyłożonego przebiegu napięcia (tj. 1 Hz) zapewnia bogaty wgląd w stan dielektryka/izolacji, którego nie można uzyskać przy częstotliwości sieciowej. 

Choć test współczynnika mocy/tan delta (PF/TD) nie jest specjalnie wrażliwy na pojawiające się problemy z dielektrykiem, jest on wrażliwy na temperaturę. Na przykład oczekuje się, że pomiar PF/TD przy temperaturze górnej warstwy oleju wynoszącej 30°C będzie wyższy niż pomiar PF/TD dla tego samego elementu izolacji w temperaturze 25°C po prostu ze względu na wpływ temperatury. Dlatego ważne jest, aby skompensować wszelkie odchylenia temperatury między testami, jeśli ma on wykazać trendy danych testowych i zapewnić, że zmiana PF/TD jest rzeczywiście spowodowana zmianą stanu systemu izolacji. Ta zmienna zależności temperatury jest usuwana poprzez skorygowanie wszystkich wyników testów PF/TD, w tym tych mierzonych przy częstotliwościach innych niż sieciowe, do ich równoważnych wartości przy 20°C.  

Przez lata branża opierała się na kilku krzywych korygujących zależność temperaturową wszystkich transformatorów: nowych, używanych, lekko obciążonych, przeciążonych, czystych lub zanieczyszczonych itp. Jednak pomimo, że ogólne współczynniki korekcyjne były dostępne w normie IEEE C57.12.90-2006, sekcja 10.10.5, zostały one następnie usunięte w normie C57.12.90-2010 z następującą uwagą: „Uwaga 3.b) Doświadczenie pokazało, że zmiany współczynnika mocy w zależności od temperatury są znaczne i nieregularne, więc żadna pojedyncza krzywa korekcyjna nie pasuje do wszystkich przypadków”. Najważniejsze jest to, że nowa izolacja i stara izolacja mają różną wrażliwość na temperaturę, podobnie jak zanieczyszczone systemy izolacyjne w porównaniu z suchymi i „czystymi” systemami izolacyjnymi. Krzywe korekty temperatury i tabele korekty temperatury nie uwzględniają tych różnic. 

Test NB DFR umożliwia określenie unikalnej lub indywidualnej korekty temperatury (ITC) systemu izolacji. Jest to istotne, ponieważ testy wykazały, że nie tylko każdy transformator wykazuje wyjątkową wrażliwość na temperaturę i wymaga indywidualnej kompensacji temperatury, ale w trakcie jego eksploatacji zależność transformatora od temperatury może ulec zmianie. Ogólnie rzecz biorąc, w miarę pogarszania się stanu izolacji wzrost temperatury powoduje gwałtowny wzrost współczynnika mocy/tan delta (PF/TD). Interesujące jest również to, że poszczególne elementy izolacji transformatora (CH, CHL i CL) mogą wykazywać różne zależności temperaturowe. Metoda ITC opiera się na tym, że kształt odpowiedzi dielektrycznej (PF/TD w funkcji częstotliwości) dla dużej grupy stałych materiałów dielektrycznych nie zmienia się drastycznie wraz z temperaturą. Ponadto, wraz ze zmianami temperatury, reakcja zmienia się w odniesieniu do częstotliwości, pozostając nienaruszona. W przypadku zmiany temperatury wartość PF/DF mierzona przy 60 Hz i 20°C będzie występowała z inną częstotliwością. W związku z tym, w przypadku testowania w temperaturze izolacji innej niż 20°C, można zlokalizować równoważny współczynnik mocy 60 Hz przy 20°C gdzieś wzdłuż zmierzonej odpowiedzi, jeśli znana jest częstotliwość, przy której występuje w tej temperaturze. Częstotliwość ta jest określana za pomocą równania Arrheniusa. 

sygnału w każdym teście i na podstawie tych informacji oblicza współczynnik zależności napięcia (VDF). Jeśli wartość ta jest zbyt wysoka (domyślnie > 0,5), liczba zmienia kolor na czerwony, wskazując zależność napięcia od obiektu testowego. W takiej sytuacji należy wykonać test napięcia krokowego, aby zweryfikować i określić zależność napięcia. Ta funkcja daje pewność, że problem z dielektrykiem wrażliwym na napięcie nie zostanie przeoczony, szczególnie w przypadku zasobów, które nie mają skłonności do rozwijania problemów z dielektrykiem wrażliwym na napięcie i dlatego nie są rutynowo poddawane testom napięcia krokowego. 

Oczywiście. W rzeczywistości podczas testowania transformatora PF/TD uzwojenia HV i LV są zwarte. W związku z tym izolacja pomiędzy każdym skrętem uzwojenia nie jest obciążana/nie jest oceniana. Testy prądu wzbudzenia są przeprowadzane bez zwarcia uzwojeń, a zatem oceniają stan izolacji uzwojeń. Poza oceną izolacji od uzwojenia do uzwojenia pod kątem całkowitego lub częściowego przebicia test prądu wzbudzenia może wykryć zwarcie uzwojenia do masy i problemy ze śledzeniem izolacji, np. z jednego uzwojenia fazowego do sąsiedniego uzwojenia fazowego. Oprócz możliwości testowania izolacji test prądu wzbudzenia jest często przydatny ze względu na jego zdolność do wykrywania problemów z rdzeniem transformatora, a zasięg diagnostyczny testu w odniesieniu do przełączników zaczepów, zarówno bez napięcia (DETC), jak i pod obciążeniem (OLTC), jest imponujący.