ElektroPrůmysl.cz, červen 2021

ElektroPrůmysl.cz ENERGETIKA, TRANSFORMÁTORY, POHONY A MĚNIČE FREKVENCE 90 | červen 2021 Monitorování účiníku/tan (δ) a kapacity u výkonových transformátorů Jak transformátor stárne, zvětšují se dielektrické ztráty v izolaci. Zvětšené ztráty mohou být důsledkem buď znečištění: vniknutí vlhkosti, uhlíku, cizích materiálů, nebo degradace: přehřívání nebo aktivita korony. V případě znečištění může být problém s nádobou transformátoru, která umožní vniknutí vlhkosti nebo cizích materiálů do transformátoru. Uhlík může začít být příto- men v kapalině i v izolaci vinutí v důsledku závad, které vytvářejí vysoké teploty, jako jsou spoje s velkým odporem. V průběhu času může degradovat izolace hlavního vi- nutí a pokračovat ve tvorbě většího množ- ství uhlíku, a i možného generování aktivity korony v nádobě, když se vyskytne velká ionizace. Všechny tyto související problémy způ- sobí zvětšení dielektrické ztráty a souvise- jící zvětšení účiníku. Jiným rizikem v průběhu životnosti výkonového transformátoru je, že u hlav- ního vinutí může dojít k velké mechanic- ké deformaci, jako je vyboulení výztuh, z řady důvodů. Pokud se toto objeví, povede to ke změnám celkové kapacity transformátoru, což může být detekováno změnami kapacity. Zkoušky účiníku (dále jen PF)/tan (δ) a kapacity se provádějí na transformátorech offline, ale některé systémy izolace, jako jsou průchodky C1, mohou být měřeny on- line. Většina obvyklých zařízení měří PF/tan (δ) a kapacitu připojené konfigurace izola- ce současně a dává obě hodnoty. U off-line zkoušek se zkouška provádí zavedením vysokého napětí, v typickém případě 10 kV, do izolačního systému a měří se reálný (činný) rezistivní proud, a kapacitní proud, který o 90° předbíhá na- pětí. Výsledky zkoušky PF/tan (δ) jsou pak vypočteny a porovnávají se s historickým souborem nebo s akceptovanými mezemi pro typ izolace. Lze také vytvářet trendy výsledků v čase pro analýzu. Metody zkoušky dovolují používat různé obvody, které jsou navrženy pro oddělení izolačních obvodů, kdykoliv je to možné, a nespojovat dohromady více izolačních systémů transformátoru, protože tím se rozředí výsledek. Jsou používány dva testo- vací obvody, a to zkouška neuzemněného vzorku a zkouška uzemněného vzorku. Při používání těchto dvou testovacích obvodů lze použít pomocné vodiče pro vřazení více Obr. 1 Vysvětlení rozdílu mezi PF a tan (δ) Legenda δ delta φ fí A rezistivní (odporový), ztrátový proud - ve fázi s aplikovaným napětím B kapacitní proud - fázový rozdíl 90° vůči aplikovanému napětí C celkový nabíjecí proud - pod úhlem φ vůči aplikovanému napětí D aplikované napětí A B C D φ φ δ