Fabrika Testleri (FATs)
Bu teknik makale, kuru tip bir trafonun devreye alınması sırasında yapılması gereken çok önemli yedi rutin testi kısaca açıklamaktadır... ve genellikle bu testler trafoların üretildiği fabrikalarda gerçekleştirilir.
Tüm kuru tip güç trafolarına aşağıdaki rutin testler yapılmalıdır:
Dielektrik Testi - Ayrı kaynak gerilim dayanım testi
İndüklenmiş gerilim testi
Gerilim oranı ölçümü ile kutupların ve bağlantıların kontrolü
Yüksüz akım ve yüksüz kayıp ölçümü
Sargı direnci ölçümü
Kısa devre empedansı ve yük kaybı ölçümü
IEC60726 standardı uyarınca kısmi deşarj (PD) ölçümü (kuru tip güç trafoları için)
1- Dielektrik testi - Ayrı kaynak gerilim dayanım testi
Tek fazlı uygulanan gerilim dalgası şekli yaklaşık olarak sinüzoidal olacaktır. Test nominal frekansta yapılmalıdır. Testin sonunda, bağlantı kesilmeden önce test gerilimi tam voltajın 1/3'üne kadar hızla azaltılmalıdır.
Tam test gerilimi, test uygulanan sargı ile toprağa bağlı kalan tüm sargılar, manyetik çekirdek, çerçeve ve muhafaza arasında 60 saniye süreyle uygulanmalıdır. Test tüm sargılar üzerinde yapılmalıdır. Tam test geriliminde herhangi bir arıza olmazsa test başarılı demektir.
2- İndüklenmiş gerilim testi
Test gerilimi, nominal gerilime karşılık gelen değerin iki katı olmalı ve primer sargıyı açık tutarak sekonder sargıların terminalleri arasına uygulanmalıdır. Testin tam gerilimde, süresi 60 sn ve frekans nominal değerin iki katı olmalıdır.
Test, tam test geriliminin 1/3'ünden düşük bir voltajla başlamalı ve hızlı bir şekilde tam değere yükseltilmelidir. Testin sonunda gerilim, bağlantı kesilmeden önce nominal değerin 1/3'üne kadar hızla düşürülmelidir. Tam test geriliminde herhangi bir arıza olmazsa test başarılı demektir.
3- Gerilim oranı ölçümü ile kutupların ve bağlantıların kontrolü
Gerilim oranı ölçümü ile kutupların ve bağlantıların kontrolü tüm kademe değiştirici konumlarında yapılmalıdır. Kademe değiştiricilere atanan numaralar ile derecelendirmeler arasındaki uyum kontrol edilmelidir.
Gerilim oranı ölçümü, ilgili sargıların terminalleri arasında faz-faz yapılmalı ve potansiyometrik yöntem kullanılarak gerçekleştirilmelidir.
4- Yüksüz akım ve Yüksüz kayıp ölçümü
Bu test nominal frekans ve gerilimde AG sargılarına uygulanarak gerçekleştirilir. Dalga şekli sinüs dalgasına olabildiğince benzer olmalı ve primer sargılar açık olmalıdır.
Test sıklığı, nominal değerden ±% 1'den fazla farklılık göstermemelidir. Yüksüz akım ve kayıp ile gerilimin ortalama değeri ve efektif değeri ölçülmelidir. Bu iki değer eşitse, yüksüz kayıp ölçümünde herhangi bir düzeltme yapılmayacaktır. Aksi takdirde yüksüz kayıp IEC 60076-1 standartlarına göre sinüs dalgası durumuna atıfta bulunur.
Yüksüz akım, etkin değer ampermetreleri tarafından yapılan üç ölçümün ortalama değeri olarak sonuçlanacaktır. Gücü ölçmek için gerektiğinde ölçü trafoları ve dönüştürücüler ile üç wattmetre kullanılır.
5- Sargı direnci ölçümü
YG sargı direnci ölçümü
AG sargı direnci ölçümü
Sargı direnci ölçümü, sargılar yeterince uzun bir süre enerjilenmeden bulunduğu ortam sıcaklığında koşullarında yapılmalıdır. Ölçümler U-V;V-W;WU dizisine göre terminaller arasına doğru akım uygulanmalıdır. Ortam sıcaklığın da ölçülmelidir. Uygun termal sensörler tarafından yapılan üç ölçümün ortalama değeri olarak direnç ölçümü sonuçlanır.
5.1- YG Sargı direnci ölçümü
YG sargı direnci ölçümü aynı anda voltaj ve akım ölçülerek yapılmalıdır. Voltmetre ve ampermetre aşağıdaki gibi bağlanmalıdır:
Voltmetre terminalleri akım kablolarının ötesine bağlanmalıdır;
Akım, sargı anma akımının % 10'unu aşmamalıdır;
Ölçüm, voltaj ve akım kararlı olduğu zaman yapılmalıdır.
Aksi kararlaştırılmadıkça, YG sargısı ana kademe değiştiriciye bağlanacaktır.
5.2- AG sargı direnci ölçümü
AG sargı direnci ölçümü, aynı anda voltaj ve akım ölçülerek yapılmalıdır. Voltmetre ve ampermetre aşağıdaki gibi bağlanmalıdır:
Voltmetre terminalleri akım kablolarının ötesine bağlanmalıdır;
Akım, sargı anma akımının % 5'ini geçmemelidir;
Ölçüm, voltaj ve akım kararlı olduğu zaman yapılmalıdır.
6- Kısa devre empedansı ve yük kaybı ölçümü
Kısa devre kaybı ve kısa devre voltajı trafonun performansını gösterir. Bu değerler müşteri için kaydedilir ve garanti edilir ve operasyonel ekonomi için de önemlidirler. Kısa devre voltajı, özellikle trafoların paralel çalışması sırasında önemli bir kriterdir.
Kısa devre kaybı, ısı testinde de kullanılan bir veridir.
Kısa devre voltajı primer sargıya uygulanan voltajdır ve sargı çiftlerinden biri kısa devre yaparken, anma akımının sargı çiftlerinde akmasına neden olur. Bu sırada ölçülen aktif kayıp, kısa devre kaybı olarak adlandırılır. Ayarlama aralığı, nominal değere ek olarak % 5'in üzerindeyse, kayıplar maksimum ve minimum değerler için tekrarlanır.
Kısa devre kaybı, sarımdaki yük akımı ve sarımlardaki ek kayıplardan (alternatif akım / AC kayıpları), karot presleme düzenlemeleri, tank duvarları ve sızıntı (saçılma) akıları ile manyetik elemeden (varsa) oluşan “Joule” kayıplarından (doğru akım / DC kayıpları) oluşur.
Ölçüm devresi ve ölçümün yapılması:
burada,
Güç kaynağı
Besleme (ara) Trafosu
Akım Trafoları
Gerilim Transformatörleri
Güç Analizörü
Test altındaki trafo
C: Kompanzasyon Kapasitör grupları
Genel olarak, trafonun YG sargılarına, AG sargıları kısa devre iken bu test yapılır.
Ölçüm sırasında, akım nominal değerinde veya mümkün olduğunca bu değere yakın olmalıdır. Ölçüm sırasında her fazın voltaj, akım ve kısa devre kayıpları ölçülmelidir.
Güç kaynağının, ölçüm devresini beslemek için yeterli olmadığı durumlarda, kapasitörler kullanılarak reaktif gücü karşılayacak telafi (kompanzasyon) yapılmalıdır. Ölçüme başlamadan önce, trafo sargı sıcaklığı stabilize edilmeli ve sargı sıcaklığı ve sargı dirençleri ölçülmelidir.
Sargı sıcaklığının uygulanan akım tarafından arttırılmasını önlemek için, ölçüm kısa sürede tamamlanmalı ve ölçüm akımı anma akımının %25 ila %100'ü arasında tutulmalıdır. Bu şekilde, sarım sıcaklığı artışından kaynaklanan ölçüm hataları en aza indirilecektir.
Kayıplar, standartlarda belirtilen ve değerlendirilen referans sıcaklığa (örn. 75 ° C) göre düzeltilmelidir.
Ölçümün yapıldığı sıcaklıkta bulunan kısa devre voltajı ve kayıpları, bu referans sıcaklığa göre düzeltilmelidir.
7- Kısmi Deşarj (PD) Ölçümü
Tüm PD ölçüm yöntemleri, paralel emiş kapasitörleri Ck (kuplaj kapasitörü) ve Ct (test kapasitansı) içinde empedans Zm ölçümü yoluyla dolaşan PD akım darbelerinin i(t) tespit edilmesine dayanır.
PD ölçümleri için temel eşdeğer devre aşağıdaki şekilde gösterilmiştir:
burada,
PDS = kısmi deşerj sistemi
Ck = bağlantı (kuplaj) kapasitörü
Ct = test nesne kapasitansı
Z = gerilim kaynağı bağlantısı
Zm = ölçüm empedansı
Ölçüm empedansı Zm, seri bağlantı kapasitörü Ck ile seri olarak veya test nesne kapasitansı Ct ile bağlanabilir. PD akım darbeleri i(t), paralel bağlı kapasitör Ck (kublaj kapasitörü) ve Ct (test nesne kapasitansı) arasındaki yük aktarımları ile üretilir.
Mevcut IEC ve IEEE Standartları, kısmi deşarjların neden olduğu elektrik sinyallerini ölçmek ve değerlendirmek için izin verilen büyüklükteki spesifikasyonlarla birlikte belirlenmiş kurallara sahiptir. Kaydedilen elektrik sinyalinin işlenmesine yönelik IEC yaklaşımı, IEEE yaklaşımından farklıdır.
IEC, sinyali genellikle piko coulomb'larda (pC) ölçülen görünür bir elektrik yüküne dönüştürürken IEEE, sinyali genellikle mikro volt (μV) olarak ölçülen bir Radyo Parazit Voltajına (RIV) dönüştürür. IEEE standardı henüz resmi olarak onaylanmamış olduğu için, PD ‐ sinyal tespiti için RIV ‐ yönteminde tercih edilmeyecektir.
PC'de görünen yükün tespiti, şu anda kullanımda olan IEEE Std. C57.113 göre tercih edilen yöntemdir.
Görünen yükün tespiti için PD-akım impulslarının i(t) entegrasyonu gereklidir. PD akım impulslarının entegrasyonu ya zaman alanında (dijital osiloskop ile) ya da frekans alanında (bant geçiren filtresi ile) gerçekleştirilebilir.
Piyasada bulunan çoğu PD sistemi, "geniş bantlı" veya "dar bantlı" filtre kullanarak frekans alanındaki PD akım darbelerinin "yarı entegrasyonunu" gerçekleştirir.
Harici bir PD kaynağı (test devresinde) veya dahili bir PD kaynağı (trafonun yalıtım sisteminde) tarafından üretilen sirkülasyonlu PD akım darbeleri sadece trafo buşinglerinde ölçülebilir.
Geçit izolatörü C1, kapasitans Ct ile paralel bağlanan birleştirme kapasitörü Ck'yi temsil eder (test nesne kapasitansı = trafo yalıtım sisteminin toplam kapasitansıdır).
UHF Kısmi Deşarj Demonstrasyonu
Referanslar:
Guide to transformer testing by Tesar
A Guide to Transformer Winding Resistance Measurements by Bruce Hembroff, (Manitoba Hydro), Matz Ohlen (Megger Sweden) and Peter Werelius (Megger Sweden)
Transformer Tests by BEST Transformers