Leistungstransformatoren und Verteilungstransformatoren (im Folgenden zusammenfassend als „Transformatoren“ bezeichnet) sind wichtige Geräte in Stromversorgungssystemen. Vor der Auslieferung im Werk oder-der Inbetriebnahme vor Ort sind Routinetests obligatorisch, um die Einhaltung von Designstandards, Sicherheitsanforderungen und Betriebszuverlässigkeit zu überprüfen. Die Prüfgegenstände sind durch internationale Standards (z. B. IEC 60076-Serie) und nationale Standards (z. B. GB/T 1094-Serie) standardisiert, mit geringfügigen Unterschieden zwischen Leistungstransformatoren (höhere Spannung/Kapazität, verwendet in Übertragungsnetzen) und Verteilungstransformatoren (niedrigere Spannung/Kapazität, verwendet in Verteilungsnetzen). Nachfolgend finden Sie eine strukturierte Zusammenfassung der wichtigsten Routinetestelemente, kategorisiert nach funktionalen Zielen:
Elektrische Leistungsprüfung (Kernroutinen)
1. Isolationswiderstandstest (IR-Test)
Zweck: Bewerten Sie die Integrität des Isolationssystems des Transformators (Wicklungen, Kern, Buchsen usw.) und erkennen Sie Defekte wie Feuchtigkeit, Verschmutzung oder Isolationsverschlechterung.
Prinzip: Verwenden Sie ein Megaohmmeter (500 V/1000 V/2500 V, abhängig von der Nennspannung), um den Widerstand zwischen Wicklungen, Wicklungen gegen Erde (Kern/Tank) und zwischen verschiedenen Wicklungsphasen zu messen.
Standards:
Kein signifikanter Abfall im Vergleich zu den Basisdaten des Werks (typischerweise größer oder gleich 100 MΩ für Verteilungstransformatoren, größer oder gleich 500 MΩ für Leistungstransformatoren).
Das Verhältnis des Isolationswiderstands bei 60 Grad zu 20 Grad sollte zwischen 1,5 und 2,5 liegen (Temperaturkorrektur erforderlich).
Anwendbarkeit: Obligatorisch für alle Transformatoren; Vor-{0}}Tests vor Ort umfassen oft Vergleiche vor- und nach-der Installation.
2. Messung des Wicklungswiderstands
Zweck: Überprüfen Sie die Qualität der Wicklungsherstellung (z. B. feste Windungen, korrekte Drahtstärke), erkennen Sie schlechte Verbindungen (z. B. lose Anschlüsse) und berechnen Sie den Kupferverlust.
Prinzip: Verwenden Sie die Gleichstrombrückenmethode (Kelvin-Brücke für niedrigen Widerstand, Wheatstone-Brücke für mittleren Widerstand), um den Gleichstromwiderstand jeder Wicklung (Hochspannung, Niederspannung, Stufenwicklungen) bei Raumtemperatur zu messen.
Standards:
Für drei-Phasentransformatoren: Die Unsymmetrierate des Phasenwiderstands kleiner oder gleich 2 %; Unsymmetrierate des Leitungswiderstands Weniger als oder gleich 1 %.
Für einphasige-Transformatoren: Die Widerstandswerte sollten innerhalb von ±3 % des Auslegungswerts liegen.
Hinweis: Die Ergebnisse müssen anhand der Formel Rt=R20×235+20235+t auf eine Referenztemperatur (z. B. 75 Grad für Kupferwicklungen) korrigiert werden (235 ist der Temperaturkoeffizient von Kupfer).
3. Überprüfung des Spannungsverhältnisses und der Stufenposition
Zweck: Stellen Sie sicher, dass das Spannungsverhältnis des Transformators (Hoch-Spannung/Nieder-Spannung) dem Auslegungswert entspricht und dass Stufenschalter (unter-Last oder ohne-Last) ordnungsgemäß funktionieren.
Prinzip: Legen Sie eine niedrige Wechselspannung (typischerweise 10–20 % der Nennspannung) an eine Wicklung (z. B. die Hochspannungsseite) an, messen Sie die induzierte Spannung an der anderen Wicklung und berechnen Sie das tatsächliche Spannungsverhältnis: kactual=U2U1.
Standards:
Die Abweichung zwischen dem tatsächlichen Spannungsverhältnis und dem Nennverhältnis ist kleiner oder gleich ±0,5 % (für Verteilungstransformatoren) oder ±0,2 % (für Leistungstransformatoren).
Bei Transformatoren mit Stufenschaltern: Testen Sie alle Stufenpositionen, um sicherzustellen, dass keine Stufen fehlen oder falsch sind.
Methode: Verwenden Sie einen speziellen Spannungsverhältnistester (mit automatischer Stufenstellungserkennung für Laststufenschalter, OLTC).
4. Polaritäts- und Phasenfolgeprüfung
Zweck: Verhinderung einer umgekehrten Verbindung von Wicklungen (was zu Kurzschlüssen oder falschem Stromfluss führen würde) und Gewährleistung der Phasenfolgekonsistenz mit dem Stromnetz.
Polaritätstest:
Prinzip: Verwenden Sie die „Punktmarkierungsmethode“-legen Sie eine Gleichspannung an die Primärwicklung an und beobachten Sie die Richtung des induzierten Stroms in der Sekundärwicklung mit einem Galvanometer. Wenn das Galvanometer positiv ausschlägt, haben die angeschlossenen Anschlüsse die gleiche Polarität (mit Punkten markiert).
Phasenfolgetest:
Prinzip: Legen Sie eine dreiphasige Wechselspannung an die Primärwicklung an und messen Sie die Phasenbeziehung zwischen Primär- und Sekundärspannung mit einem Oszilloskop oder einem Phasenfolgemessgerät. Stellen Sie sicher, dass die Phasenfolge (z. B. ABC) mit dem Design übereinstimmt.
Standard: Polarität und Phasenfolge müssen mit dem Typenschild und den Konstruktionszeichnungen übereinstimmen (kritisch für den Parallelbetrieb von Transformatoren).
5. Messung der Kurzschlussimpedanz (Zk-Test)
Zweck: Bewerten Sie die Fähigkeit des Transformators, Kurzschlussströmen standzuhalten, berechnen Sie den Kurzschlussverlust und überprüfen Sie die mechanische Festigkeit der Wicklung.
Prinzip: Eine Wicklung kurzschließen (z. B. Niederspannungsseite), eine niedrige Wechselspannung an die andere Wicklung (z. B. Hochspannungsseite) anlegen und den Strom auf den Nennwert einstellen. Messen Sie die angelegte Spannung (Uk) und die Eingangsleistung (Pk). Die Kurzschlussimpedanz wird wie folgt berechnet: Zk=UratedUk×100 %, und der Kurzschlussverlust Pk ist die bei Nennstrom verbrauchte Leistung.
Standards:
Abweichung der Kurzschlussimpedanz Weniger als oder gleich ±5 % des Auslegungswerts (kritisch für den Parallelbetrieb, da eine Impedanzfehlanpassung zu Lastungleichgewichten führt).
Kurzschlussverlust Weniger als oder gleich ±10 % des Auslegungswerts (für Verteilungstransformatoren) oder ±5 % (für Leistungstransformatoren).
Hinweis: Tests werden bei Nennfrequenz (50/60 Hz) durchgeführt und die Ergebnisse werden auf die Referenztemperatur korrigiert.
6. Nein-Lastverlust- und Erregerstrommessung (Eisenverlusttest)
Zweck: Bewerten Sie die magnetische Leistung des Kerns (z. B. Hystereseverlust, Wirbelstromverlust) und erkennen Sie Kerndefekte (z. B. lose Bleche, kurzgeschlossene Kernschrauben).
Prinzip: Eine Wicklung öffnen (z. B. Hochspannungsseite), Nennspannung (und Nennfrequenz) an die andere Wicklung (z. B. Niederspannungsseite) anlegen, Eingangsleistung (P0, kein Lastverlust) und Erregerstrom (I0) messen.
Standards:
Kein-Lastverlust Weniger als oder gleich ±10 % des Auslegungswerts (Verteilungstransformatoren) oder ±5 % (Leistungstransformatoren).
Erregerstrom Weniger als oder gleich 5 % des Nennstroms (Verteilungstransformatoren) oder weniger als oder gleich 3 % (Leistungstransformatoren, für Einheiten mit großer Kapazität).
Wichtige Erkenntnis: Kein-Lastverlust wird hauptsächlich durch die Qualität des Kernmaterials verursacht-übermäßiger Verlust weist auf schlechte Kernlaminierungen oder Isolationsschäden zwischen Laminierungen hin.
7. Dielektrischer Widerstandstest (Hi-Pot-Test)
Zweck: Überprüfung der Fähigkeit des Isolationssystems, transienten Überspannungen (z. B. Blitzschlag, Schaltüberspannungen) ohne Ausfall standzuhalten.
Typen:
AC-Dielektrischer Test: Legen Sie 1 Minute lang eine sinusförmige Wechselspannung (1,5- bis 2,5-fache der Nennspannung) an die Wicklungen an (z. B. 3 kV für 10-kV-Verteilungstransformatoren, 20 kV für 110-kV-Leistungstransformatoren).
DC-Dielektrischer Test: Wird für große Leistungstransformatoren verwendet (um kapazitive Stromüberlastung zu vermeiden); Legen Sie 1 Minute lang eine Gleichspannung (2,5- bis 3-fache Nennwechselspannung) an.
Standard: Kein Isolationsdurchschlag (Lichtbogen, Überschlag) oder signifikanter Leckstromanstieg während der Prüfung.
Hinweis: Nach dem Isolationswiderstandstest durchführen (wenn IR zu niedrig ist, kann der Hi{0}}Pot-Test zu Isolationsschäden führen).
Öl-Gefüllte Transformatoren-Spezifische Tests (die meisten Strom-/Verteilungstransformatoren sind in Öl-getaucht)
1. Qualitätstest des Transformatoröls
Zweck: Gewährleistung der Spannungsfestigkeit, des Feuchtigkeitsgehalts und der Reinheit des Isolieröls (Öl dient als Isolierung und Kühlmittel).
Kernelemente:
Durchschlagsspannungstest: Messen Sie die Spannung, bei der das Öl zusammenbricht (größer oder gleich 35 kV/2,5 mm Spalt für neues Öl, größer oder gleich 25 kV für in Betrieb befindliches Öl).
Feuchtigkeitsgehalt: Weniger als oder gleich 10 ppm (parts per million) für neues Öl, weniger als oder gleich 30 ppm für in Betrieb befindliches Öl (Feuchtigkeit verringert die Isolationsleistung).
Säuregehalt: Weniger als oder gleich 0,03 mg KOH/g (Säure beschleunigt die Alterung der Isolierung).
Analyse gelöster Gase (DGA): Für Leistungstransformatoren-Erkennen Sie Gase (z. B. H₂, CH₄, C₂H₂), die durch Isolationsverschlechterung oder Überhitzung entstehen (optional für Routinetests, aber obligatorisch für große Einheiten).
2. Öllecktest
Zweck: Verhinderung von Öllecks (die zu Isolationsfehlern und Umweltverschmutzung führen).
Methoden:
Drucktest: Verschließen Sie den Transformatorkessel, füllen Sie ihn mit trockener Luft oder Stickstoff auf 0,03–0,05 MPa und halten Sie ihn 24 Stunden lang aufrecht. -Kein Druckabfall oder sichtbare Leckage.
Ölimmersionstest: Tauchen Sie den Tank (oder wichtige Verbindungen) in Wasser; Keine Luftblasen weisen darauf hin, dass keine Leckage vorliegt.
Standard: Keine Ölleckage an Verbindungen (Flansche, Buchsen, Stufenschalter) oder Schweißnähten.
Prüfung von mechanischen und Hilfssystemen
1. Stufenschalter-Betriebstest (für Transformatoren mit Stufenschaltern)
Zweck: Überprüfung der Zuverlässigkeit von Laststufenschaltern (OLTC) oder Laststufenschaltern (OLTC).
Artikel:
Mechanischer Betrieb: Betätigen Sie den Stufenschalter manuell oder elektrisch in allen Stellungen. - Kein Verklemmen und die Stufenstellungsanzeige ist genau.
Elektrischer Durchgang: Überprüfen Sie, ob der Wicklungsstromkreis an jeder Stufenposition durchgehend ist (keine offenen Stromkreise).
OLTC-spezifisch: Testen Sie den Übergangswiderstand (um Lichtbogenbildung beim Stufenwechsel zu vermeiden) und die mechanische Lebensdauer (größer oder gleich 10.000 Schaltspiele für OLTC).
2. Kernerdungstest
Zweck: Schwebendes Potenzial im Kern (was zu Isolationsschäden führt) verhindern und gleichzeitig Kernkurzschlüsse vermeiden.
Prinzip: Messen Sie den Widerstand des Kernerdungskabels (typischerweise 1–100 Ω). Ein Widerstand von 0 Ω weist auf einen kurzgeschlossenen Kern (gefährlich) hin, während ein unendlicher Widerstand auf eine schlechte Erdung hinweist.
Standard: Der Kern muss an einem Punkt geerdet werden (Einpunkterdung), wobei der Widerstand im angegebenen Bereich liegt.
3. Temperaturanzeige und Kühlsystemtest
Temperaturanzeige: Kalibrieren Sie die Öltemperatur- und Wicklungstemperaturanzeigen, um die Genauigkeit sicherzustellen (Abweichung kleiner oder gleich ±2 Grad).
Kühlsystem:
Für natürliche Kühlung (ONAN): Stellen Sie sicher, dass die Wärmeableitung nicht behindert wird.
Für erzwungene Kühlung (ONAF/OFAF): Testen Sie, dass Lüfter/Pumpen -je nach Temperatur automatisch starten/stoppen und keine ungewöhnlichen Geräusche oder Vibrationen auftreten.