Ispitivanje transformatora

5/22/2018 Ispitivanje transformatora

1/48

ISPITIVANJETRANSFORMATORA


2/48

2

SADRAJ

1 ISPITIVANJE TRANSFORMATORA .........................................................................4

1.1 Sprege trofaznih transformatora ................................................................................. 4

1.2 Ispitivanja tokom proizvodnje.................................................................................... 5

1.2.1 Ispitivanje magnetnog kola bez namotaja ........................................................... 6

1.2.2 Ispitivanje namotaja ............................................................................................ 7

1.2.3 Ispitivanje magnetnog kola sa namotajima ......................................................... 7

1.2.4 Ispitivanje izolacionog ulja ................................................................................. 7

1.3 Ispitivanja zavrenog transformatora ......................................................................... 81.3.1 Program ispitivanja ............................................................................................. 8

1.3.1.1 Komadna ispitivanja .................................................................................... 8

1.3.1.2 Tipska ispitivanja......................................................................................... 8

1.3.1.3 Specijalna ispitivanja ................................................................................... 8

1.4 Ispitivanje izolacionog ulja....................................................................................... 10

1.5 Merenje otpora namotaja..........................................................................................10

1.6 Proveravanje prenosnog odnosa............................................................................... 11

1.6.1 Voltmetarska metoda ........................................................................................ 11

1.6.2 Metoda referentnog transformatora................................................................... 12

1.6.3 Potenciometarska metoda.................................................................................. 12

1.7 Proveravanje grupe sprezanja (sprenog broja)........................................................ 13

1.7.1 Proveravanje volmetarskom, grafikom, metodom ..........................................14

1.8 Ekvivalentna ema transformatora .......................................................................... 17

1.9 Ispitivanja u ogledu praznog hoda............................................................................ 17

1.9.1 Merenje struje praznog hoda............................................................................. 201.9.2 Merenje gubitaka praznog hoda........................................................................ 20

1.9.3 Odreivanje parametara ekvivalentne eme...................................................... 22

1.10 Ispitivanja u ogledu kratkog spoja ........................................................................ 22

1.10.1 Merenje gubitaka kratkog spoja .................................................................... 25

1.10.2 Odreivanje parametara ekvivalentne eme.................................................. 27

1.10.3 Preraunavanje vrednosti na toplo stanje ...................................................... 29

1.11 Dielektrina ispitivanja .........................................................................................30

1.11.1 Ispitivanje dovedenim naponom.................................................................... 32


3/48

3

1.11.2 Ispitivanje indukovanim naponom ................................................................ 33

1.11.3 Ispitivanje udarnim naponom........................................................................ 34

1.12 Zagrevanje ............................................................................................................ 36

1.12.1 Oznaavanje vrste hlaenja energetskih transformatora ............................... 37

1.12.2 Povienje temperature ................................................................................... 38

1.12.3 Odreivanje temperature namotaja................................................................ 40

1.12.4 Metode optereivanja .................................................................................... 41

1.12.4.1 Metoda povratnog rada .............................................................................. 43

1.12.4.2 Metoda kratkog spoja................................................................................. 44

1.13 Merenje nulte impedanse trofaznih transformatora .............................................. 46

1.14 Ispitivanje otpornosti na kratak spoj ..................................................................... 47

1.15 Literatura............................................................................................................... 48


4/48

4

1 ISPITIVANJE TRANSFORMATORATransformator je statiki elektrotehniki aparat koji, pomou elektromagnetne indukcije,

pretvara jedan sistem naizmeninih struja u jedan ili vie sistema naizmeninih struja isteuestanosti i obino razliitih vrednosti struja i napona. Uloga transformatora uelektroenergetskom sistemu je veoma znaajna jer on omoguuje ekonominu, pouzdanu i

bezbednu proizvodnju, prenos i distribuciju elektrine energije pri najprikladnijimnaponskim nivoima. Dakle, njegovom primenom se, uz veoma male gubitke energije,reavaju problemi raznih naponskih nivoa i meusobne izolovanosti kola koje se nalaze narazliitim naponskim nivoima. Ovde e, pre svega, biti rei o energetskimtransformatorima (Slika 1-1).

Slika 1-1 Trofazni distributivni transformator a) uljni b) suvi

U odnosu na elektrine maine, transformator nema zazor i pokretne delove kao to jerotor, a zbog svoje uloge u elektroenergetskom sistemu graen je i za najvie napone. Izovih konstrukcionih i funkcionalnih razlika proizlaze i neke drugaije fizike osobenosti -relativna struja praznog hoda je veoma mala, iznosi od nekoliko procenata do i ispod

jednog procenta kod transformatora velikih snaga a u gubicima se ne javljaju gubici usledtrenja i ventilacije. Zbog vee izloenosti prenaponima, transformatori se zahtevnijedielektrino ispituju.

1.1 Sprege trofaznih transformatora

Namotaji trofaznih transformatora spreu se u:

trougao (oznaka D ), zvezdu (oznaka Y ) i slomljenu zvezdu (cik-cak sprega), (oznaka z).Oznaka za spregu vieg napona je velikim slovom, a nieg napona malim slovom.


5/48

5

Prema vaeim standardima prikljune stezaljke, odnosno provodni izolatori pojedinih fazai neutralnog voda oznaavaju se sa slovnim oznakama NW,V,U, (ranije NC,B,A, ).Ispred slovne oznake za pojedinu fazu se stavljaju brojane oznake za oznaavanje visinenapona namotaja: broj "1" za visokonaponski namotaj (VN), "2" za niskonaponski namotaj(NN) kod dvonamotajnih transformatora, odnosno srednjenaponski namotaj (SN) kod

tronamotajnih transformatora i "3" za NN namotaj kod tronamotajnih transformatora.Krajevi namotaja oznaavaju se brojnim oznakama "1" za poetak i "2" za kraj (svretak), ito posle slovne oznake, npr. 21U za svretak VN namotaja prve faze. Uz krajeve potrebno

je definisati i smer motanja namotaja oko stuba ("desni" ili "levi").

2N 2U 2V 2W 3U 3V 3W 1N 1U 1V 1W

a) b) c)

Slika 1-2 Primeri trofaznih namotaja:

NN namotaj spojen u trougao a) i slomljenu zvezdu c), i VN namotaj spojen u zvezdu b)

1.2 Ispitivanja tokom proizvodnje

Pre same proizvodnje vre se ulazna proveravanja deklarisanih karakteristika i kvalitetamaterijala (sirovina), poluproizvoda, delova i komponenti. Paljivo se proveravaju

provodnost i mehanika vrstina bakra i aluminijuma od kojih su izraeni provodnici uobliku ica, folija i profila, gubici feromagnetskih limova, dielektrine karakteristikeizolacije i transformatorskog ulja itd.

Greke pri proizvodnji transformatora se najlake, najefikasnije i najekonominijeotklanjaju ako se svi elementi ispitaju pre dovrenog stanja.

Za vreme proizvodnje proverava se:

ispravnost i dimenzije magnetskog kola (jezgra) (stegnutost, da li je negde dolo dokratkih spojeva meu limovima, gubici u jezgru i lokalna zagrevanja pri indukciji

nB1,1 ),

ispravnost (broja navojaka, izolacija) i dimenzije celog, kao i pojedinih delovanamotaja,

ispitivanje magnetnog kola sa namotima, kvalitet transformatorskog ulja (hemijske analize, viskoznost, dielektrina probojnost) i mehanika izvedba - zavari i nepropusnost suda (kotla), posude za ulje (konzervator).


6/48

6

Pre sputanja aktivnog dela u sud uljnih ili impregnacije suvih transformatora vre sesledea komadna ispitivanja: orijentaciono se meri otpor izolacije namotaja, meri se otpornamotaja u hladnom stanju, proverava se pravilna povezanost paralelnih grana, ispravnostoznaka na krajevima namotaja, odnos preobraaja (transformacije) i grupa sprege.

1.2.1 Ispitivanje magnetnog kola bez namotaja

Magnetsko kolo treba da bude mehaniki kompaktno, nedovoljna stegnutost moe dovestido brujanja limova (buke). Oteenje izolacije meu limovima spada u najee grekekoje se javljaju u izradi magnetnog kola. Postojanje zatvorenih petlji sa lokalnim strujamakratkog spoja ima za posledicu nejednoliku raspodelu gustine fluksa. Magnetni fluks jedelimino potisnut iz preseka obuhvaenog kratkim spojem usled ega mu se gustina nadrugim presecima poveava i to mestimino do zasienja. Ova pojava je praena brujanjem

jezgra, ovaj put usled magnetskih razloga, a tako

e i pojavom lokalnih zagrevanja kojarelativno rastu sa poveanjem dimenzija jezgra. Veliko zagrevanje jezgra moe da izazoveirenje kvara, a time i ispad transformatora iz pogona

Radi kontrole na magnetno kolo se obino postavlja odgovarajui privremeninamot, u obliku savitljivog kabla, koji treba da bude dimenionisan i napajan tako da se umagnetskom kolu uspostavi indukcija koja je projektom predviena za normalni pogon.Prednost upotrebe privremenog namota je oigledna, jer je njegov presek puno manji uodnosu na onaj kod stvarnog namota, s obzirom da je dimenzionisan prema struji praznoghoda.

Kod dimenzionisanja privremenog namota, broj navoja se bira tako da

odgovarajui napon napajanja bude prilagoen mogunostima ispitne laboratorije - stanice,dok je presek provodnika neto uvean, u odnosu na potreban, kako bi imali to manjegubitke u samom namotu kod stvaranja odgovarajue magnetopobudna sile zamagnetisanje magnetnog kola.

Uz uspostavljeni napon na privremenom namotu koji daje indukciju u magnetksom kolugvodju kao u normalnom pogonu, moe se kontrolisati sledee:

brujanje i vibracije usled defekta u jezgru ili nedovoljno stegnutog jezgra (lako seispravlja);

zagrevanje jezgra i to mestimino usled defekata koji se otkrivaju polaganjem ruke narazliita mesta jezgra ili pomou termometra;

gubici u jezgru koji moraju biti u skadu sa raunskim vrednostima iz projekta.Potrebno je obratiti palju na injenicu da se gubici se odreuju uz vrlo nizak cos . Zarazliku od normalnog ogleda praznog hoda, kod proveravanja magnetskog kola se uzimajuu obzir i Dulovi gubici nastali u privremenom namotaju, tako da se gubici magneenjaodreuju iz razlike izmerenih i Dulovih gubitaka u privremenom namotu.

Ako je transformator zadovoljio ispitivanja pri indukciji normalnog pogona, nB ,

povea se napon, odnosno indukcija na nB1,1 , i na toj vrednosti dri 15 minuta. Ako je

transformator ispravan, gubici u magnetskom kolu ne bi trebali da se poveaju vie od

20%.


7/48

7

1.2.2 Ispitivanje namotaja

U okviru ulazne kontrole materijala velika panja se poklanja kontroli dimenzija golihprovodnika i izolacije, odnosno lakom izolovanih provodnika. Pre montae na jezgro

kontroliu se dimenzije namota, jer od njih zavise uspena montaa i u

vr

enje namota.Broj navoja namota se kontrolie tako to se na isti stub pobuen naizmeninimmagnetnim fluksom stave, obino u pritiv-spoj, dva namota, ispitni i referentni, kojem

poznajemo broj navojaka. Naponi na oba namotaja se odnose kao brojevi navojaka.Voltmetrom se, dakle, meri se razlika napona, a ako kalemovi imaju isti broj navojakatada koristimo posebne osetljive nul-instrumente za razliku napona. Ovakva kontrola brojanavojaka omoguuje i otkrivanje kratkog spoja meu navojaka, a istovremeno se vri ikontrola oznaka krajeva namota, jer nam u sluaju greke nul-instrument daje podatak ozbiru, a ne razlici napona.

Radi pojanjenja ovde bi dobro dola jedna slika.spoj dva namota i instrument

1.2.3 Ispitivanje magnetnog kola sa namotajima

Pre sputanja aktivnog dela (magnetnog kola sa namotajima) u sud uljnih ili impregnacijesuvih transformatora vre se sledea komadna ispitivanja:

orijentaciono se meri otpor izolacije namotaja, meri se otpor namotaja u hladnom stanju, proverava se pravilna povezanost paralelnih grana, ispravnost oznaka na krajevima namotaja, odnos preobraaja (transformacije) i grupa sprege.Radi poreenja sa rezultatima dobijenim na gotovom transformatoru, a povezano saanalizom dopunskih gubitaka, sprovodi se i ogled kratkog spoja aktivnog dela bez suda.Ogled treba brzo izvesti jer se transformator sporo hladi bez ulja (oko 20 min).

Takoe se sprovodi i ogled dovedenim naponom, sa 50% naznaene vrednosti.

Konano, pre nego to se aktivni deo stavi u sud kontrolie se i njegova mehanikauvrenost.

1.2.4 Ispitivanje izolacionog ulja

Probojna vrstoa novog ulja treba da bude vea od kV/cm220 , dok je u pogonu to bar80kV/cm . Ona se meri u aparatu s elektrodama u obliku polulopte razmaknutim mm5,2 .Kontrola probojne vrstoe se vri svake 2-3 godine. Vlanost u ulju se otkriva pritemperaturi od C150 o kada pone pucketanje, pa u sluaju niske probojne vrstoe ulje

treba osuiti, a ne uzeti odmah u obzir da je ulje loe.Pored svega novo ulje trebaiskontrolisati i odrediti mu


8/48

8

specifinu masu (oko 0,9 na C20 o ), nivo zapaljenja treba da bude iznad C145 o ; viskozitet, kiselinski broj, broj osapunjenja, sadraj pepela itd.

Da bi potpuno bili sigurni da je ulje ispravno vrimo postupak vetakog starenjatako to se, pri C95 o , bakar, kao katalizator, uranja i vadi iz ulja i tako unosi vazduh uulje. Za 48 asova izvri se 72000 uranjanja nakon ega se ispituje starenje ulja.

1.3 Ispitivanja zavrenog transformatora

U ovom poglavlju bie rei o zavrnim, primopredajnim i nekim od ispitivanjatransformatora tokom korienja.

1.3.1 Program ispitivanja

Nacionalnim i internacionalnim standardima su propisana komadna, tipska i specijalnaprimopredajna ispitivanja transformatora. Prema jugoslavenskom standardu (JUS) zaenergetske transformatore predviena su sledea ispitivanja:

1.3.1.1 Komadna ispitivanja

Komadna ispitivanja su:

1.

merenje otpornosti namotaja,2. merenje odnosa transformacije, kontrolu polariteta i simbola sprege,3. merenje napona kratkog spoja, impedanse kratkog spoja i gubitaka pri optereenju,4. merenje gubitaka i struje praznog hoda,5. dielektrina ispitivanja dovedenim (stranim) i indukovanim naponomi6. ispitivanje regulacione sklopke, kada postoji;1.3.1.2 Tipska ispitivanja

Tipska ispitivanja su:

1. Ispitivanje povienja temperature i2. Dielektrina ispitivanja udarnim naponom;1.3.1.3 Specijalna ispitivanja

Specijalna ispitivanja su:1. dielektrina ispitivanja odrezanim udarnim naponom,


9/48

9

2. merenje nulte impedanse trofaznih transformatora,3. ispitivanje otpornosti na kratak spoj,4. merenje nivoa buke,5. merenje harmonika struje praznog hoda i6. merenje potronje uljnih pumpi i ventilatora.Ispitivanja van ovog popisa posebno se ugovaraju izmedju naruioca i proizvoaa.

Smatra se da transformator zadovoljava uslove ako veliine koje podleu tolerancijama neprekorae dozvoljena odstupanja navedena u tabeli 1-1.

Tabela 1-1 Tolerancije za pojedine izmerene veliine tokom primopredajnog ispitivanja

Veliina Dozvoljeno odstupanje

1. a) Ukupni gubici b) Pojedinani gubici

+10% ukupnih gubitaka+15% za pojedinane gubitke uzuslov da se ne prekorai dozvoljenoodstupanje ukupnih gubitaka

2. Odnos transformacije u praznomhodu za glavni izvod (nazivni odnostransformacije)

manji od sledeih vrednosti:

a) 0,5% specificiranog odnosa

b) procenat specificiranog odnosakoji je jednak 1/10 stvarnog naponak.s. za naznaenu struju izraenu u

procentima.

3) Napon k.s. za naznaenu struju(glavni izvod)

a) ako je glavni izvod na srednjempoloaju ili na jednom od srednjihizvoda:

dvonamotajni transformatori

vienamotajni transformatori

b) ostali sluajevi

10% specifiranog napona k.s. zataj izvod

10% specifiranog napona k.s. zajedan specificirani par namotaja

15% specificiranog napona k.s. zadrugi specificirani par namotaja

4) Impedansa k.s. za bilo koji izvod ne manja od navedene pod 3a)

5) Struja praznog hoda +30% specificirane struje praznoghoda


10/48

10

1.4 Ispitivanje izolacionog ulja

Ispravnost izolacionog ulja se proverava ispitivanjem dielektrine vrstoe uzoraka ulja iztransformatora. Kod ditributivnih transformatora vri se jednom godinje.

Uzimanje uzoraka izolacionog ulja se sprovodi tako to se putem posebne slavine ili epaza tu svrhu (donji nivo) prvo ispusti oko 5 litara ulja, pa se nakon toga pod istim mlazomulja ispere potpuno ista i suva boca od 1 litra. Nadalje se, bez upotrebe levka, cevi ilislino napuni uljem puna boca. Napunjena boca se dobro zaepi istim epom. Na bocu se

privrsti natpis sa podacima transformatora i datum vaenja Tako uzet uzorak izolacionogulja se upuuje na ispitivanje. Ispitivanje dielektrine vrstoe ulja se vri specijalnimureajem (prema vaeim elektro- tehnikim propisima), a rezultati ispitivanja se unose uispitni list. Dielektrina vrstoa izolacionog ulja energetskih transformatora zadovoljavaukoliko vrednosti dobijene ispitivanjem nisu manje od vrednosti datih u tabeli 1-2.

Tabela 1-2 Minimalne vrednosti dielektrine vrstoe ulja za distributivne transformatore

Stanje transformatora Dielektina vrstoaulja ( kV/cm )

Nov, pre prvog stavljanja pod napon 220

Popravljen ili prepravljen, pre stavljanjapod napon

200

Nakon radionikog odravanja 200

U eksploataciji 80

Izolaciono ulje, osueno i pripremljeno za dolivanje energetskih transformatorazadovoljava, ukoliko elektrina probojna vrstoa dobijena ispitivanjem pre nalivanja nijemanja od kV/cm200 .

1.5 Merenje otpora namotaja

Merenje otpora namota obino se vri se primenom IU metode, uz istovremeno merenje

temperature okoline, odnosno ulja.Prilikom vrenja ogleda posebna panja se mora obratiti uticaju velike induktivnostinamota, kao i meunduktivnosti usled eventualnih drugih namota koji se ne mogu otvoriti(npr. namota spojen u trougao). Da bi smanjili elektrinu vremensku konstantu, a prematome i vreme trajanja ogleda, odnosno ekanja na oitavanje instrumenata, dodaje seodgovarajui predotpor.


11/48

11

1.6 Proveravanje prenosnog odnosa

Prenosni odnos (odnos transformacije), m , predstavlja odnos naznaenih (nominalnih)napona namota, izraen njihovim punim iznosima, bez skraivanja razlomka, npr.

nn UUm 2112= . Po definiciji je izlazni naznaeni napon je onaj napon, koji dobijamo naprikljucima neoptereenog transformatora, koji je na ulaznim prikljucima prikljuen nanaznaeni napon i frekvenciju. Prenosni odnos koji se dobija merenjem u praznom hodu jefunkcija odnosa broja zavojaka 2112 NNkm = . Tolerancija, tj. doputeno odstupanjemerene vrednosti od vrednosti navedene na natpisnoj ploici, iznosi ( )%101kratkospojnog napona izraenog u postocima, ali najvie 0,5%. Treba naglasiti da je vrlovano da prenosni odnosi budu u ovim uskim granicama tolerancije, posebno zbog uslova

paralelnog rada.. Tanost merenja, kojim treba proveriti prenosni odnos mora biti jo vea,ako elimo da budemo sigurni, da se prava vrednost prenosnog odnosa nalazi u granicamatolerancije. Naime, ako je tanost merenja npr. 0,2%, a granice tolerancije su %5,0 ,

onda izmereni prenosni odnos ne sme biti vie od 0,3% iznad odnosno 0,3% (granicetolerancije postaju %3,0 ) ispod naznaene vrednosti, ako elimo da budemo sigurni dastvarna vrednost prenosnog odnosa, uprkos netanosti merenja, nije van doputenihgranica. Obino se tei tome da se merenje izvri metodom kod koje je greka merenja u %

bar 5 do 10 puta manja od tolerancija, jer se u tom sluaju moe zanemariti grekamerenja. Naime, ukoliko je tanost merenja vea od 0,5%, ne moemo utvrditi ni za jedansluaj, da li se prenosni odnos nalazi u granicama tolerancije.

1.6.1 Voltmetarska metoda

Najjednostavnije se prenosni odnos meri tako, da se s pomou dva voltmetra oitaistovremeno napon jednog, i odgovarajui napon drugog namota. Ako je tanost prvogmerenja odreena najveom grekom 1p , a drugog 2p (to obuhvata i greku eventualno

upotrebljenog naponskog transformatora), stvarne vrednosti 'U i "U za razliku od merenih'mU i

"mU e biti:

( ) ( )2""

1'' 11 pUUpUU mm ==

tako da je stvarna vrednost prenosnog odnosa transformatora u ovom sluaju:

( )21"'

2

1"

'

"

'

11

1pp

U

U

p

p

U

U

U

U

m

m

m

m

= .

Kada bi, dakle, merili instrumentima klase 0,1, koji bi pokazivali puna skretanja, uzupotrebu jednog mernog transformatora klase 0,1 onda bi tanost merenja bila:

,003,01001,0002,01 = tj. %3,0 .

Budu

i da se klasa ta

nosti instrumenta odnosi na puno skretanje, kod delimi

nogskretanja mogua greka se poveava u odnosu punog skretanja prema stvarnom oitanju.Ako se merenje vri pri jako snienom naponu, moe nastati dodatna pogreka zbog pada


12/48

12

napona u otvorenom namotu, koji je optereen strujom potronje voltmetra. Ako merenjevrimo instrumentom potronje [ ]VAPi , struja koju on uzima:

"

"

U

P

R

UI i

v

v == , a pad napona u %: ( )100100 2"

2"

2

U

RP

U

RIU iv =

=

Vidi se da e taj pad napona biti toliko vei, koliko je ( )2"U manji, uz istu potronjuupotrebljenog instrumenta. to je manji napon koji merimo, to vie treba paziti, da seodabere na instrument male potronje. Po mogunosti treba meriti naponom, koji je to

blii naznaenom.

1.6.2 Metoda referentnog transformatora

Kod ispitivanja velikih serija najednostavnije je uzeti jedan, referentni, transformatortano poznatog prenosnog odnosa, a iste grupe spoja kao ispitivani transformatori. Naizlaznom namotu referentnog transformatora predvidi se nekoliko zavoja vie, i izvede sena preklopku nekoliko otcepa od po 1 zavoj iznad i ispod naznaenog napona. Obatransformatora spoje se na isti napon, a na izlazu se odgovarajui namoti jednomstezaljkom poveu, dok se drugi prikljuak jednog i drugog transformatora dovede naosetljivi voltmeta (slika 3.).

Slika 1-3 Metoda referentnog transformatora za merenje prenosnog odnosa

Na taj nain moe se brzo kontrolisati prenosni odnos, a podeavanjem nule pomoupreklopke moe se odmah oitati koliko je navoja previe na ispitnom transformatoru(poto znamo tano koliko navojaka obuhvataju dodatni otcepi).

1.6.3 Potenciometarska metoda

Kod transformatora gde su oba napona slinog veliine, moe se prenosni odnos odredititako, da se paralelno s VN namotom prikljui otporniki potenciometar. Jedan prikljuak

NN namota spoji se sa odgovarajuim prikljukom VN namota, a drugi preko osetljivogvoltmetra na klizni kontakt potenciometra (slika 1-4.).


13/48

13

U

r

R

Slika 1-4 Potenciometarska metoda za merenje prenosnog odnosa

Kada naemo poloaj u kojem je otklon voltmetra nula, onda je odnos napona VN namotai NN namota:

r

R

U

U=

"

'

Preduslov je, da su namoti koje uporeujemo, meusobno u fazi. Zbog pada napona oomskom otporu VN namota u kojem se ima struja praznog hoda, nastaje mali fazni

pomeraj izmeu prikljuenog napona i indukovanog napona, pa se na instrumentu ne moeuvek postii nula, vesamo minimalni otklon. Potenciometar je obino opremljen skalom,koja pokazuje odnos Rr .

1.7 Proveravanje grupe sprezanja (sprenog broja)

Kod trofaznih transformatora pored sprege, potrebno je znati i spreni broj. Spreni brojpredstavlja fazni pomeraj sekundarnog napona, u odnosu na odgovarajui primarni napon.Spreni broj je posledica razliitih naina namotavanja namota na stubovima trans-formatora. Na osnovu faznog pomeraja (umnoak od 30) moemo izvriti podelu na etiriosnovne grupe sprezanja:

0 (4,8),

5 (9,1),

6 (10,2),

11 (3,7).

Merenje grupe sprezanja se vri i pre i posle stavljanja aktivnog dela (jezgra sa namotima)u ulje (transformatorski sud), zbog mogueg pogrenog prikljuivanja izvoda.

Grupa sprege je naroito vana za paralelni rad transformatora, gde je neophodno datransformatori na sekundaru imaju napone koji su u fazi.


14/48

14

1.7.1 Proveravanje volmetarskom, grafikom, metodom

Ova metoda se zaniva na grafikom prikazivanju odgovarajuih napona izmerenihvoltmetrom. Prethodno je potrebno, radi povezivanja trofaznih sistema primarnog i

sekundarnog namota, kratko spojiti po jedan priklju

ak ovih namota i tako ih dovesti naisti potencijal (ovde e se, radi jednostavnosti, koristiti stare oznake prikljuaka). Obinose kratko spajaju prikljuci A i a , ili, ako na sekundaru postoji izvedena neutralna taka,

prikljuljuci A i n . Prvo se nacrta trougao primarnih napona, a zatim se mere, i grafiki,pomou estara, prikazuju naponi izmeu prikljuaka primarnog i sekundarnog namota, ina taj nain se nacrta trougao sekundarnih napona. Ugao izmeu odgovarajuih naponaova dva trougla se deli sa 30i tako dobijamo informaciju o sprenom broju.

Na slici 1-5 su dati primeri sa i bez izvedene neutralne take grupe 9.

a b c

A B C

n a b c

A B C

B Bc

c

UB-bUB-b

UC-bUC-b

CCaA

b

A

a

nbUA-b

UA-b

Slika 1-5 Proveravanje grupe sprege 9 voltmetarskom metodom

Poseban sluaj predstavlja proveranje osnovnih grupa sprezanja 0, 5, 6, 11, jer tada nijepotrebno crtati vektorske dijagrame (trouglove). Kod grupa 0 i 6, odgovarajui linijskinaponi primara su u fazi odnosno protivfazi sa odgovarajuim linijskim naponimasekundara. Prilikom merenja dobiemo da je UB-b=UC-c, a UB-c=UC-b. Ako je razlikalinijskih napona primara i sekundara jednaka UB-b=UC-c onda je reo grupi 0, a ako je zbirlinijskih napona jednak UB-c=UC-bonda je grupa 6. Kod grupa 5 i 11, dobiemo da je UB-b=UC-c= UB-c. Ukoliko je napon UC-bmanji od ova tri onda se radi o grupi 5, u suprotnomreje o grupi 11. Proraun ovih napona na osnovu linijskih napona dat je na slici. Pri ovomrazmatranju uzeto je da su stezaljke A i a na istom potencijalu i da nema izvedene

neutralne take. Na slici 1-16 su dati i primeri provere grupa 5 i 11 u sprezi sa izvedenomneutralnom takom.


15/48

15

B B B B

b

b b

b

ccccA A A A CCCC

Slika 1-6 Proveravanje grupe sprege 0, 6, 5, i 11 voltmetarskom metodom

grupa 0

21 UUUU cCbB == bCcB UU =

grupa 6

21 UUUU cCbB +== bCcB UU =

grupa 5

3212

22

1 UUUUUUU cCcBbB ++=== 2

22

1 UUU bC +=

grupa 11

3212

22

1 UUUUUUU cCcBbB +=== 2

22

1 UUU bC +=

B

Cc A

a

b

C

a

B

c

Ab

Slika 1-7 Proveravanje grupe sprege 5 (N) i 11 (N) voltmetarskom metodom

bCaC

cBbB

UU

UU

==

3

3

21

2

1

UUU

U

UU

cC

aB

+=

=

bCaC

cBbB

UU

UU

==

3

3

21

2

1

UUU

U

UU

cC

aB

=

+=

Voltmetarska metoda se ne moe neposredno primeniti u sluaju kada je prenosni odnostransformatora jednak ili vei od 25:1. U tom sluaju vektorski dijagram nieg napona jetoliko mali u odnosu na dijagram vieg napona, pa su mogue velike greke pri merenju icrtanju. Da bi se izbegle greke nii napon poveavamo ili vii napon sniavamo pomouodgovarajueg mernog transformatora, iji je fazni pomeraj jednak nuli tj. ima grupu 0.

Dalji postupak se svodi na metodu voltmetra. Ako su u pitanju transformatori sa visokim


16/48

16

naponom (vie kV) na jednoj strani, meutransformator se stavlja na strani gde je tajnapon zbog lakeg merenja i zatite.

U sluaju da nemamo trofazni merni transformator moemo koristiti i jednofaznitransformator, koji takoe ne unosi fazni pomeraj. Postupak je sledei: prvo se pomoumernog transformatora pretvori jedan linijski napon (npr. a-b) i izvre odgovarajuamerenja (B-b, C-b). Zatim se merni transformator prebaci na drugi linijski napon (a-c) iopet izvre merenja (B-c, C-c). U ovom sluaju merni transformator prikljuen nasekundarne prikljuke.

a b c

CBA

CBA

a b c

a b

c

CBA

BA

a b c

C

B

A

a b c

C

a

b

c

CBA

Slika 1-8 Naini spajanja mernog transformatora


17/48

17

1.8 Ekvivalentna ema transformatora

Ekvivalentna ema transformatora predstavlja pojednostavljeni model pomou kojegmoemo, na posredan nain, bez stvarnog optereenja, da predvidimo ponaanje

transformatora u raznim uslovima rada. Parametre ekvivalentne eme odreujemo najednostavan nain iz standardnih ispitivanja transformatora u ogledu praznog hoda ikratkog spoja. Svi veliine i parametri sekundara svedeni su na primar (preraunati sa

kvadratom odnosa broja navojaka na primar, tako da je npr. ( ) 22

212 RNNR = .

1R 2R 1X 2X 1I

0I

mI pI

0

R

1U 2Z

0

X 2U

2I

Slika 1-9 Ekvivalentna ema transformatora

Veliine i parametri ekvivalente eme su:

0I struja praznog hoda,

pI aktivna komponenta struje praznog hoda,

mI reaktivna komponenta struje praznog hoda (struja magneenja),

0R ekvivalentna otpornost u praznom hodu (fiktivna otpornost pomou koje uzimamo u

obzir gubitke u praznom hodu),

0X reaktansa magneenja,

1R i 2R aktivna otpornost primarnog odnosno sekundarnog namotaja,

1X i 2X rasipna reaktansa primarnog odnosno sekundarnog namotaja

2Z impedansa prijemnika.

1.9 Ispitivanja u ogledu praznog hoda

Pod praznim hodom transformatora podrazumevamo stanje u kojem je jedan od namotaprikljuen na napajanje, a krajevi drugog (drugih) namota su otvoreni. Transformator seispituje u praznom hodu tek kada je potpuno zavren.

U ogledu praznog hoda odreuju se karakteristike struje praznog hoda, 0I , gubitaka

praznog hoda 0P i sainioca snage praznog hoda , 0cos , u zavisnosti od naponanapajanja, 0U , koji se kree u granicama od 0,7 do 1,1 naznaenog napona, nU .


18/48

18

Iz ovih karakteristika se, za naznaeni napon nU , odreuje naznaena struja praznog hoda,

onI i naznaeni gubici praznog hoda onP , koji su priblino jednako gubicima u gvou. Iz

rezultata ogleda praznog hoda mogu da se odrede i parametri poprene grane ekvivalentneeme.

Ogled se provodi tako da se na jedan od namotaja (obino nieg napona) prikljui nanapon, a prikljuke drugog namota ostavimo otvorenim.

Tokom ogleda meri se:

1. napon napajanja, 0U ,2. struja napajanja 0I ;3. snaga napajanja 0P (snaga praznog hoda).


19/48

19

I >

1U

1V

1W

2U

2V

2W

A1

W1

A2

W2

V1

V2

2U

2V

2W

1U

1V

1W

T1

T2

O1

P1

L1

L2

L3

PE

Slika 1-10 ema ispitivanja transformatora u ogledu praznog hoda


20/48

20

1.9.1 Merenje struje praznog hoda

Struja praznog hoda u transformatoru sastoji se od induktivne komponente (strujemagneenja), koja magneti jezgro i koja je dominanta, aktivne komponente koja je

povezana sa gubicima u gvo

u i kapacitivne komponente koja je uo

ljiva samo kodvisokonaponskih transformatora.

Kod ispitivanja trofaznih transformatora kod kojih, radi oblika magnetnog kola, upojedinim fazama imamo razliite struje praznog hoda, za struju praznog hoda uzimamosrednju aritmetiku vrednost pokazivanja tri ampermetra. Do razlika u pokazivanju struja u

pojedinim fazama dolazi usled nejednakog magnetnog puta (otpora) u pojedinim fazama.Struja srednje faze je usled toga najmanja.

Relativna vrednost naznaene struje praznog hoda je oko 1-3%, a kod transformatoravelikih snaga iznosi i manje od 1%.

1.9.2 Merenje gubitaka praznog hoda

U transformatoru se prilikom ogleda praznog hoda javljaju sledei gubici:

1. usled magneenja magnetnog kola (gubici u gvou),2. Dulovi gubici u namotaju koji se napaja,3. dielektrini gubici.Dulovi gubici se, osim kod tranformatora malih snaga, mogu zanemariti, jer je struja

praznog hoda, a pogotovo njena druga potencija, koja je merodavna za gubitke, veoma

mala.Dielektrini gubici su u energetskom smislu zanemarivi, a interesantni su samo sastanovita ocene kvaliteta izolacije.

Gubici u gvou su najznaajniji i oni su dominantni u ogledu praznog hoda. Izmerenasnaga gubitaka praznog hoda stoga je priblino je jednaka gubicima u gvou:

FePP0 .

Gubici mageenja se sastoje od gubitaka usled histereze i gubitaka usled vihornih(vrtlonih) struja. Gubitke zbog vrtlonih struja u jezgru moemo odrediti, ako od snagekoju smo izmerili u praznom hodu oduzmemo snagu koju smo, pri potpuno istimokolnostima, izmerili pri ispitivanju jezgra.

Gubitke trofaznih transformatora u ogledu praznog hoda obino merimo sa dva vatmetra uAronovoj sprezi, a ree sa tri vatmetra. Kad god je mogue, izbegavamo upotrebu mernihnaponskih ili strujnih transformatora koji unose dodatne greke u merenju. Iz ovograzloga, pri merenju koristimo posebne vatmetre sa predotporima koji su izraeni za strujedo A500 i napon do kV10 .

Obino je pogodnije ako merimo na niskonaponskoj strani transformatora a ako nemoemo meriti neposredno, tada koristimo naponske merne transformatore, pri emu semora poznavati njihova krivu merenja za celu skalu, njihovu greku ugla kao i greku koju

unose voltmetar, ampermetar i vatmetar. Poto je sa

inilac snage, cos , u praznom hodumali, vana je ugaona greka. Ako nam nije poznata korekciona kriva vatmetra, onda


21/48

21

moramo teiti tome da imamo to vea skretanja, ime smanjujemo greku. Kod malihsainioca snage upotrebljavamo instrumente sa to manjim cos (obino 0,1 ili 0,2).

Kod merenja u praznom hodu javlja se greka usled gubitaka samih istrumenata (vatmetri imerni transformatori), a moe biti prisutna i greka usled nesinusoidalnog napona

napajanja, koji je posledica nelinearnosti krive magne

enja, odnosno prisustva viihharmonika u struji magneenja i fluksu.

Ako vrimo ispitivanje na niskonaponskoj strani, obino ne upotrebljavamo naponskemerne transformatore, a obuhvatamo gubitke u naponskoj grani vatmetra i gubitke uvoltmetru. Merenje moemo korigovati tako da otklopimo merne instrumente i merimo pri

jednakom naponu kao u praznom hodu. Izmerena snaga su gubici u mernom kolu i njihoduzimamo od pre ili kasnije izmerene snage praznog hoda sa mernom opremom. Umestote raunske korekcije moemo da upotrebimo i posebne vatmetre sa kompenzacionimnamotajem, koji kompenzuju uticaj sopstvenih gubitaka.

Vezano za uticaj viih hramonika napona na greku, kad god je mogue, upotrebljavamo

za ispitivanje praznog hoda poseban izvor napona koji treba da obezbedi sinusni obliknapona napajanja. Ovakav poseban izvor napona obino nema mnogo veu snagu, nego toje potrebna za ispitivanje praznoga hoda, ali ima precizniju unutranju impedansu ( naprimer reaktansa sinhronog generatora). Ako nam je potrebna velika tanost u odreivanjugubitaka, kontrolie se oblik napona napajanja i koriguje njegov uticaj na gubitke, na baziega se odreuju gubici pri sinusnom naponu naznaene vrednosti. Kada nam nije potrebnavelika tanost, zadovoljavamo se time da merimo napon instrumentom koji pokazujesrednju vrednost napona. Pri tome se mogu obuhvatiti histerezisne gubici u tanom iznosu,a inae manji, gubici zbog vrtlonih struja e biti poveani. Greka nije velika, a posebnoako se vodi rauna o to boljem sinusoidnom obliku napona na prikljucimatransformatora. Ova metoda se najvie primenjuje u sluaju kada u magnetnom fluksu,

struji magneenja i naponu nema treeg harmonika.

PFe=f(U 0

)

J 0=f(U

0)

Un

J0 PFe

PFen

J0n

U0

Slika 1-11 Opti oblik karakteristika ogleda praznog hoda transformatora


22/48

22

1.9.3 Odreivanje parametara ekvivalentne eme

Prilikom odreivanja parametara ekvivalentne eme obino se zanemaruje uzduna(redna) grana eme, budui da se pad napona na rednoj impedansi moe zanemariti.

Parametre popre

ne grane ekvivalentne eme (R0 i X0) trofaznog tranformatora tadaodreujumo na sledei nain:

1. impedansa praznog hoda

0

00

I

UZ = ,

2. faktor snage u praznom hodu

00

00

3cos

IU

P=

3. fiktivna aktivna otpornost kojom uzimamo u obzir gubitke praznog hoda:0

0

0

20

0 cos

3

Z

P

UR == ,

4. reaktansa magneenja:

0

00 sin

ZX = .

1.10 Ispitivanja u ogledu kratkog spoja

Pod kratkim spojem transformatora podrazumevamo stanje u kojem je jedan od namotaprikljuen na napajanje, a krajevi drugog namota su kratko spojeni. Za razliku od kvara upogonu u obliku kratkog spoja pri punom, naznaenom, naponu, ogled kratkog spoja sesprovodi sa naponom znaajno manjim od naznaenog, a koji odgovara naznaenimstrujama u namotima.

U ogledu kratkog spoja odreuju se karakteristike struje kratkog spoja, kI , gubitaka

kratkog spoja kP i sa

inioca snage praznog hoda , kcos , u zavisnosti od naponanapajanja, kU .

Iz ovih karakteristika se, za naznaenu struju nI , odreuje naznaeni napon kratkog spoja,

knU i gubici kratkog spoja kP . Doputena odstupanja, u odnosu na naznaene vrednosti, su

za napon kratkog spoja 10%, a za gubitke kratkog spoja preraunate na toplo stanje, tj. naC75o su 10%.

Poznavanje napona kratkog spoja je veoma znaajno, jer on slui za odreivanje:

1. pada (promene) napona u transformatoru usled optereenja (pomou tzv. Kapovogtrougla)

2. veliine stvarne struje kratkog spoja


23/48

23

3. mogunosti paralelnog rada dvaju ili vie transformatora.Relativna vrednost naznaenog napona kratkog spoja distributivnih transformatora je oko4-6%, a kod transformatora velikih snaga iznosi i do 13%.

Iz rezultata ogleda kratkog spoja mogu da se odrede i parametri uzdune grane

ekvivalentne eme.Ogled se provodi tako da se na jedan od namotaja (obino vieg napona) prikljui nanapon, a prikljuke drugog namota kratko spojimo. Napon postepeno poveavamo odnajnie vrednosti do vrednosti koja odgovara strujama neto veim od naznaene.

Tokom ogleda meri se:

1. napon napajanja, kU ,2. struja napajanja kI ;3. snaga napajanja kP (snaga kratkog spoja).


24/48

24

I >

1U

1V

1W

2U

2V

2W

A1

W1

A2

W2

V1

V2

1U

1V

1W

2U

2V

2W

T1

T2

O1

P1

L1

L2

L3

PE

Slika 1-12 ema ispitivanja transformatora u ogledu kratkog spoja


25/48

25

1.10.1 Merenje gubitaka kratkog spoja

Gubici koje merimo u ogledu kratkog spoja, kP , sastoje se od gubitaka transformatora i

gubitaka samih instrumenata. U transformatoru se prilikom ogleda kratkog spoja javljaju se

gubici usled optereenja, tP, koji se sastoje od sledeih gubitaka:

u namotima, koji su obino sainjeni od bakra. U ove gubitke ubrajamo osnovne(Dulove) gubitke, ( )2RI , i dopunske gubitke usled povrinskog (skin) efekta, tj.

poveanja omskog otpora koji nastaje zbog rasutog fluksa, odnosno usled indukovanihlokalnih struja u provodnicima,

dopunskih gubitaka u drugim konstrukcionim delovima transformatora usledindukovanih parazitskih struja.

Priblino imamo:kt PP .

Potrebno je obratiti panju na injenicu da su Dulobi gubici raunski, i da se odreuju naosnovu izmerene vrednosti otpora pri jednosmernoj struji.

Dopuski gubici u namotajima se uzimaju u obzir preko faktora poveanja gubitaka,odnosno tzv. Fildovog sainioca, fk , koji obino iznosi nekoliko procenata.

Dakle, gubici usled optereenja se sastoje od Dulovih gubitaka, koji se esto nazivajugubici u bakru, cuP , i dopunkih gubitaka, dP :

=+=2RIkPPP fdcuT .

U literaturi se esto gubici usled optereenja, uz zanemarenje dopunskih gubitaka udrugim kontrukcionim delovima, nazivaju gubicima u bakru.

Tada za gubitke usled optereenja imamo:

( )= 2IRPP CuT .

Obino se gubici usled optereenja svode na referentnu temperaturu Co75 .

Nasuprot osnovnim (Dulovim) gubicoma u namotima, koji rastu sa porastom temperature,

dopunski gubici usled skin efekta opadaju znaajnije sa porastom temperature namotaja.

Ogled kratkog spoja je prikladnije izvoditi sa kratkospojenim namotom niskog napona.Naime, mora se voditi rauna o otporu kratkospojenih provodnika, koji se sabiraju saotporom namota kratko spojene strane, kao i o otporima ampermetara i strujnih granavatmetara, koji mogu biti veliki u poreenju s impedansama na strani niskog napona, pa,

prema tome, mogu izazvati znaajnu greku merenja. Zbog toga instrumente ukljuujemosamo sa strane napajanja. Kratak spoj izvodimo to kraim i to debljim kabelom ili

profilnim bakrom. to je vei transformator, to su manji omski otpori u poreenju sareaktansom rasipanja a to znai da je i sainilac snage cos manji. Zbog toga treba strujne

i naponske grane vatmetra ukljuivati, po mogunosti, bez mernih transformatora, dok sestruja i naponi mogu meriti pomou mernih transformatora. Nakon svakog merenja u


26/48

26

kratkom spoju treba odmah izmeriti otpor namota kako bi se moglo odrediti zagrevanjenamota i izvriti proraunavanje na temperaturu Co75 .

U sluaju niskog naznaenog napona i velike snage gubici i pad napona u kratko spojenimprovodnicima bit e u poreenju s gubicima u samom namotu toliko veliki da ih neemo

smeti zanemariti. Uz struju Ii otpor SlR = gubici u kratko spojenim provodnicima e

biti:

SlS

IRIPV 2

22 ==

Ako uvrstimo:

[ ]2mmAJS

I = gustina struje

10009,8

Slm = masa kratko spojenih provodnika

m

mm022,0

2

= specifina otpornost bakra na C750

dobijamo izraz za gubitke u kratko spojenom provodniku od bakra u toplom stanju:25,2 JmPV =

Prilikom raunanja specifinog strujnog optereenja J imamo dve razliite struje, sobzirom da li je kratak spoj izveden sa jednim ili sa dva provodnika:

II =' ako je kratak spoj izveden sa 2 provodnika

3' II = ako je kratak spoj izveden sa tri provodnika

Ukupna merena snaga u kratkom spoju iznosi:

VdCuku PPPP ++=

Gubici optereenja u transformatoru su:

VkdCut PPPPP =+=

Dodatne gubitke moemo odrediti merenjem otpora jednosmernom strujom iizraunavanjem cuP i oduzimanjem od kP :

CuVkd PPPP =

Sve ove gubitke treba odrediti za naznaenu struju nI . Ako je merenje izvreno nekom

drugom strujom merI , onda se preraunavanje ukupnih, kao i pojedinanih gubitaka na

nazivnu struju vri mnoenjem sa2

mer

n

II , tj imamo da je:

2

=

mer

n

merI

IPP .


27/48

27

PT=f(U

ksr)

Jk=f(U

ksr)

Jk

PT

Ukn

Uk

Jk=J

n

PTn

Slika 1-13 Opti oblik karakteristika ogleda praznog hoda transformatora

1.10.2 Odreivanje parametara ekvivalentne eme

Prilikom odreivanja parametara ekvivalentne eme obino se zanemaruje poprena granaeme, budui da je struja praznog hoda puno manja od naznaene struje. Parametreuzdune grane ekvivalentne eme trofaznog transformatora tada odreujumo na sledeinain:

1. impedansa kratkog spoja

k

kk

I

UZ = ,

2. aktivna otpornost kratkog spoja221 3 k

kk

IPRRR =+= ,

3. reaktansa kratkog spoja22

21 kkk RZXXX =+= ,

gde su kU i kI fazne vrednosti struje.

Posebno treba obratiti panju na injenicu da je ovako odreen aktivni otpor namota netovei od otpora koji bi izmerili pri jednosmernoj struji, jer se odreuje iz gubitakaoptereenja, u koje su ukljueni i dopunski gubici.


28/48

28

Priblino se moe uzeti da su aktivne i reaktivne otpornosti primara jednake svedenimaktivnim i reaktivnim otpornostima sekundara, tj:

2121 , XXRR .

Trougao koji formiraju fazori prikljuenog napona napajanja i radnog i reaktivnog padanapona esto se predstavlja procentima u odnosu na nominalni napon, pri emu je struja,

po dogovoru, naznaena.

nnkx UIXu =

nkk UUu = nnkr UIRu =

Slika 1-14 Trougao relativnih vrednosti napona kratkog spoja (Kapov trougao)

Jednostavno se izvode izrazi za relativne vrednosti napona kratkog spoja i radnog iinduktivnog pada napona, izraenih u procentima:

n

nk

n

nk

kU

IZ

U

Uu 100100%][ , == ,

n

nk

n

nkr

S

P

U

IRu

,100100%][ == ,

22100%][ rkn

nkx uu

U

IXu == .

Vrlo je korisno uoiti da je:

[%][%] kk zu = ,

to sledi iz:

[%]100100100[%] kn

k

n

nk

n

kk z

Z

Z

U

IZ

U

Uu ==== .


29/48

29

1.10.3 Preraunavanje vrednosti na toplo stanje

Podaci o otporu i impedansi, relativnom naponu kratkog spoja i gubicima treba da seodnose na toplo stanje. Kao toplo stanje obino se uzima temperatura od Co75 .Kako bi se

moglo vriti preraunavanje , potrebno je meriti temperaturu namota pri kojoj je izvrenogled kratkog spojua. Za namot od bakra, otpor na temperaturi od Co75 bie vei uodnosu:

++

=235

7523575R

R

Gubici RIn2 poveavaju se u istom odnosu u kome se poveava otpor tj:

( ) ( ) ++

= 23575235

75 RR PP

Dodatni gubici nastaju indukovanjem vrtlonih struja rasipnim poljima, koja indukuju istenapone i pri 750 C i pri temperaturi t. Kod poveanja otpora ovi gubici e se u istomodnosu smanjiti, tj:

( ) ( ) 75235

235275 +

+==

doddod P

R

UP

Ukupni gubici na 750C bit e:

( ) ( ) ( ) 75235

235

235

7523575 +

++

++

=

dodRk PPP

Ako unapred poznajemo temperaturu na kojoj emo vriti merenje u kratkom spoju, tadaza vreme merenja frekvenciju moemo da smanjimo na:

75235

235

++

=

nk ff

Tada je:

( ) ( )

22'

75235

235

++

=

=

tdod

n

ktdoddod Pf

fPP

( ) ( )

2'

75235235

+++=

tdodtRk PPP

Gubitke na 750C dobijamo tako da gubitke pri frenkfenciji fki temperaturi pomnoimo

faktorom+

+235

75235:

( ) ++

=235

75235'75 kk PP

Na osnovu korigovanih vrednosti na 750 C moe se i izraunati dodatni otpor po fazi

zvezde na 750

C kao:


30/48

30

( )( )

( )( )

( )k

k

t

n

k

P

PR

I

PR

75

2

7575

3 ==

Rasipna reaktansa je nepromenjena pa je impedansa:

( ) ( )22

7575 XRZ +=Na slian nain se koriguju vrednosti relativnog napona kratkog spoja:

( ) ( )( )

( )

k

k

rrP

Puu

7575 %% =

( ) ( ) %%75 SS uu =

( ) ( ) %%%22

7575 Srk uuu +=

1.11 Dielektrina ispitivanja

U odnosu na obrtne elektrine maine, transformatori se normalno podvrgavaju otrijimproverama dielektrine izdrljivosti, jer su, zbog uslova u eksploataciji, vie izloeniprekomernim naponima (povienjima, komutacionim i atmosferskim prenaponima). Osimtoga, oni su pogodniji za izolovanje. Meutim, u zadnje vreme se u svetu izrauju i obrtneelektrine maine za vie napone, kod kojih se umesto klasinih namota, upotrebljavajunamoti formirani od kablova.

Dielektrinim ispitivanjima proverava se izdrljivost izolacije pojedinih namotameusobno i prema masi (tzv. glavna izolacija), kao i izolacije izmeu navojaka, navojnihdelova i slojeva jednog namota (tzv. unutranja izolacija). Izolacija treba da podnesenaprezanja koja se javljaju u moguim pogonskim sluajevima, prema tome i usluajevima kvara, tako da su, standardima propisani, ispitni naponi znaajno vei odnaznaenih napona maina. Naprezanje izolacije zavisi od oblika, veliine, frekfencije itrajanja ispitnog napona. Standardima su, za pojedine vrste ispitivanja, utvrene vrednostiovih parametara.

Stupanj (nivo) izolacije (Si) oznauje dielektrinu vrstinu izolacije transformatora.Povezan je sa uslovima koji vladaju u mrei (karakteristike mree i instalacija, naina

uzemljenja neutralne take i prikljuivanja nadzemnih vodova i slino), kao i sa izloenostimaine komutacionim i atmosferskim prenaponima (koliko su esto izloeni, koliki sestepen sigurnosti eli postii, kakve su karakteristike aparata za zatitu i njihova udaljenostod opreme koju tite i slino). Odreuje se u skladu sa dielektrinom vrstinom celog

postrojenja, zavisno o odabranom najviem naponu opreme. Prema najviem naponuopreme, u JUS standardu (JUS N.H1.013), transformatori su svrstani u dva opsega: do

kV300 i preko kV300 , dok je u IEC standardu (IEC 60076-3) napravljena je finija podela:do kV5,72 , od kV5,72 do kV170 , od kV170 do kV300 i preko kV300 .

Dielektrina vrstina proverava se ispitivanjem naponima kojima je definisan stupanjizolacije. To su naznaeni doputen kratkotrajni napon uestanosti Hz50 (dovedeni (strani)

napon) i naznaeni doputen atmosferski udarni napon (udarni napon) oblika talasadefinisanog odnosom trajanja ela i zaelja s502,1 . Njihove vrednosti za pojedine


31/48

31

stupnjeve izolacije navedene su u odgovarajuim tablicama standarda. Po JUS standardu,dovedeni napon se izraava preko efektivne vrednosti za trasformatore najvieg napona do

kV300 , odnosno preko maksimalne vrednosti za transformatore najvieg napona prekokV300 . Za transformatore najviih napona iznad kV38 mogu se za jednaki napon

odabrati dva razliita stupnja izolacije (Tabela 1-4).

Standardna oznaka koja se koristi za definisanje ispitnih napona je:

brojna vrednost stepena izolacije Si brojna vrednost naznaenog dovedenog napona /brojna vrednost naznaenog udarnog napona.

Na primer, za konkretan tronamotni autotransformator snage MVA300 i naponakV5,31/115/%5,22400 ugovoreni ispitni naponi su bili:

namot visokog napona (VN): 1425/630420 Si ,

namot srednjeg napona (SN): 550/230123Si i

namot niskog napona (NN): 170/7038 Si ,pri emu dovedeni napon VN namota nije bio definisan preko maksimalne vrednosti, tonije striktno po standardu.

Tabela 1-3 Ispitni naponi odreeni stepenom izolacije, po JUS-u

1. Najvii doputen pogonski napon mree [ ]kV (efektivno)2. Podnosivi napon pogonske frekvencije tokom jedne minute[ ]kV3. Podnosivi udarni napon punog talasa s502,1 [ ]kV

Stupanjizolacije

1. 2. 3.

6,3Si 3,6 16 45

2,7Si 7,2 22 60

12Si 12 28 75

24Si 24 50 125

38Si 38 70 170

123Si 123230

185

550

450

245Si 245395

360

950

850

420Si 420

950(maks)

1050(maks)

1425

1300


32/48

32

Dielektrina vrstina unutranje izolacije transformatora se proverava indukovanimnaponom.

U tabeli 1-4 dat je prikaz ispitivanja koja se vre za transformatore i obrtne elektrinemaine sa priblinim vrednostima ispitnih napona. Dielektrina ispitivanja se kodtransformatora sprovode u hladnom stanju, dok se kod obrtnih elektrinih maina sprovodeu toplom stanje, odmah posle ogleda zagrevanja.

1. Dovedenim naponom ispitivanje glavne izolacije napon (efektivna vrednost);frekvencija; vreme

2. Indukovanim naponom ispitivanje unutranje izolacije napon (efektivna vrednost);frekvencija; vreme

3. Udarnim naponom ispitivanje izolacije na komutacione i atmosferske prenapone napon(maksimalna vrednost); oblik udarnog talasa

Tabela 1-4 Pregled naponskih ispitivanja transforamatora i elektrinih maina

Ispitivanje Transformatori Obrtne el. maine

1. n2U~ ; [ ] [ ]s60;Hz50 [ ] [ ] [ ]s60;Hz50;kV12 +nU

2. JUS: [ ] [ ]s60;Hz100;2 nU [ ] 3;Hz50;3,1 nU minute

3. ~ s502,1;5 nU -

Za transformator, odnosno elektrinu mainu se smatra da je zadovoljila ispitavanjeako u predvienom trajanju ogleda ne doe do proboja ili preskoka, a kod uljnihtransformatora ne sme doi ni do pojave pramenastog pranjenja.

1.11.1 Ispitivanje dovedenim naponom

Ispitivanje izolacije dovedenim naponom je komadno ispitivanje, a vri se tako to sepropisani ogledni napon, sinusnog oblika a naznaene uestanosti, dovede izmeu kratko

spojenih prikljuaka ispitivanog namota i mase. Za vreme ogleda prikljuci ostalih namotasu kratko spojeni i zajedno sa magnetnim kolom i sudom uzemljeni (slika 1-15). Da bi seosiguralo od oteenja izazvanih prelaznom pojavom, isipitivanje se poinje naponom kojinije vei od polovine pune vrednosti oglednog napona. Poveanje do pune vrednosti trebavriti kontinualno, a ako to nije mogue, u skokovima do 5% pune vrednosti oglednognapona, pri emu trajanje vreme ovog poveanja (od polovine do pune vrednosti) ne sme

biti krae od s10 . Nakon zavretka ispitivanja ispitni napona se postepeno smanjuje.Regulacija ispitnog napona obino se ostvaruje regulacionim transformatorom, a u reimsluajevima sinhronim generatorom.


33/48

33

NN

MG Jp V

pA

VV

Slika 1-15 ema pri ispitivanju izolacije transformatora dovedenim naponom

Vreme u kojem se izolacija ispitivanog transformatora izlae dovedenom naponu iznosis60 i to mereno od trenutka kada se postigne puna vrednost oglednog napona. U sluaju

proboja pokazivanje votmetra je naglo pada, dok pokazivanje ampermetra naglo raste.

Prilikom sprovoenja ovog ogleda, ispitivani namot predstavlja preteno kapacitivnooptereenje, usled ega moe doi do neeljenog izoblienja napona, a time i poveanjamaksimalne vrednosti napona na visokonaponskoj strani ispitnog transformatora. Preogleda potrebno je raunski proveriti karakteristike kola, kako ne bi, kojim sluajem, dolodo pojave rezonanse izmeu kapacitivnog optereenja i bilo koje redne induktivnosti ukolu.

Za merenje ispitnog napona moemo koristiti vie metoda:

voltmetrom meriti napon na strani niskog napona ispitnog transformastora, a onda gapomou poznatog odnosa preobraaja preraunati ga na stranu visokog napona,

meriti napon na strani visokog napona ispitnog transformatora pomou mernogtransformatora i voltmetra ili pomou varniara.

Za dielektrino naprezanje izolacije merodavna je maksimalna vrednost napona, dok jepropisima ispitni napon definisan preko efektivne vrednosti. Za sinusni napon maksimalna

vrednost je 2 puta vea od efektivne, meutim radi mogueg odstupanja talasnog oblikaod idealnog sinusnog, preporuuje se o merenje napona na strani visokog napona ispitnogtransformatora varniarem. Time se uzima u obzir oblik napona jer varniar reaguje namaksimalnu vrednost napona. Pre ispitivanja potrebno je izbadariti varniar.

1.11.2 Ispitivanje indukovanim naponom

Ispitivanje indukovanim naponom je komadno ispitivanje, a vri se tako to se jedan odnamota, obino najnieg naponskog nivoa, dovodi sinusni ogledni napon propisanevrednosti (dvostruke naznaene), pri emu se i u drugim namotima, koji su otvoreni (u

praznom hodu), indukuje odgovarajui napon. Na taj nain se proverava izdrljivostizolacije ne samo ispitivanog namota, vei svih ostalih namota.

Da bi se, pri poveanom naponu, zadrali iste uslove u magnetnom kolu i izbegli pojavuzasienja, potrebno je poveati frekvenciju. Prema standardu, ogled se vri pri dvostrukoj

naznaenoj frekvenciji, nf2 , u trajanju od s60 . Trajanje ogleda se moe smanjiti ako seprimene ispitne frekvencije, ispf , vee od nf2 , a prema jednaini:


34/48

34

[ ]isp

n

f

fst

260= ,

ali ne moe da bude krae od s15 .

M GV

A

VVNNSlika 1-16 ema pri ispitivanju izolacije transformatora indukovanim naponom

IEC propisi definiu ispitivanje indukovanim naponom kratkog trajanja (short duration,ACSD) i dugog trajanja (long duration, ACLD). Za transformatore sa kV5,72>U ACSDispitivanje se obavlja merenjem nivoa parcijalnih pranjenja, u skladu sa propisanimvremenskim redosledom ukljuivanja ispitnog napona prema zemlji, pri naponu U3,1 utrajanju intervala od najmanje 5 minuta. Kod ACLD ispitivanja trajanje intervala zamerenje parcijalnih pranjenja je najmanje 30 minuta za kV300U , odnosno najmanje 60minuta za kV300>U .

Kada se ima stepenasta izolacija namota tada glavnu izolaciju nije mogue ispitatidovedenim naponom. Naime, vrednost dovedenog napona ne bi smela da bude via odvrednosti napona odreene najslabije izolovanom takom, a to je izolacija kod zvezdita.Izolacija prikljuaka trofaznih namota u sprezi zvezda prema masi (glavna izolacija) sezato ispituje indukovanim naponom jer se na ovaj nain omoguuje postepeno naprezanjenamota, od zvezdita prema prikljucima namota.

Kao i kod ispitivanja dovedenim naponom, pre ogleda se raunski proveravajukarakteristike kola da ne bi dolo do pojave redne rezonanse, a napon na visokonaponskoj

strani ispitnog transformatora treba meriti varniarem.

1.11.3 Ispitivanje udarnim naponom

Ispitivanje izolacije udarnim naponom je tipsko ispitivanje, a karakteristino je samo zaenergetske transformatore, koji su tokom svog rada izloeni dejstvu udarnih, prenaponskih,talasa karakteristinog oblika, sa naglim porastom i blagim padom, kratkog trajanja aliznaajno vee vrednosti u odnosu na naznaene napone. Ovakvi udarni talasi nastaju usledraznih komutacionih radnj ili atmosferskih pranjenja, a naprezanja izolacije koje izazvajuizuzetno su opasna.

Standardi propisuju oblik ispitnog napona, koji je dobijen na bazi analize karakteristikaatmosferskih prenapona. Na slici 1-17 prikazan je izgled, standardom pripisanog, udarnog


35/48

35

naponskog talasa sa karakteristinim vrednostima. Vreme trajanja ela,

T definie se kao

vreme koje protekne od 10% do 90% maksimalne vrednosti udarnog naponskog talasa, avreme zaelja, zT kao vreme proteklo od 10% maksimalne vrednosti do 50% maksimuma,ali u opadajuem delu toka udarnog naponskog talasa. Standardizovana oznaka udarnog

napona data je odnosom z TT , gde je vreme dato u mikrosekundama. Nai propisidefiniu ispitni udarni napon kao 1,2/50. Oblik udarnog talasa se kontrolie osciloskopom,a dozvoljena odstupanja (tolerencije) ispitnog udarnog napona, u odnosu na standardnuvrednosti, iznose: za amplitudu %5 , za vreme ela %30 i za vreme zaelja %20 .Za uljne tranformatore ispitni napon je, normalno, negativnog polariteta kako bi se smanjiorizik od pojave spoljnih preskoka u ispitnom kolu.

50

10

10090

t

ThT~

U %

Slika 1-17 Oblik udarnog naponskog talasa prema IEC standardu

Osim ovako definisanog, tzv. punog udarnog napona, u nekim sluajevima proveravanjaprikljuaka namota visokog napona se primenjuje i ispitivanje tzv. odrezanim udarnimnaponom. Odrezani udarni napon oponaa talasni oblik napona koji nastaje prilikomdelovanja prenaponske zatite, u vidu odvodnika napona, prilikom pojave udarnih napona.Ovo ispitivanje spada u specijalna i sprovodi se u kombinaciji sa ispitivanjem punimudarnim talasom. U odnosu na puni udarni talas, maksimalna vrednost odrezanog talasaobino je ista, ali ima sluajeva da se pojedinim standardima posebno definiu veliineispitnih napona punog i odrezanog udarnog talasa. Vreme koje proe od poetka talasa donjegovog rezanja, tzv. vreme rezanja, rT , ima vrednost s62 . Za ovo ispitivanje se

obi

no upotrebljava ista oprema kao i ua ispitivanje punim udarnim talasom, samo sedodaje ureaj za rezanje.

Naim propisima nije definisan sam postupak ispitivanja punim udarnim talasom, ve jepredmet posebnog ugovora sklopljenog izmeu naruioca i proizvoaa. Obino seispitivanje vri tako da se prvo dovede jedan impuls sa vrednou %7550 punogudarnog napona, radi podeavanja mernih instrumenata i referentnih snimanja. Nakon togadovode se tri uzastopna impulsa punog napona, pri emu impulsno kolo i spoj mernihinstrumenata trebaju da ostanu nepromenjeni.

Na trofaznim transformatorima razlikujemo sledee metode ispitivanja:

jednofazna, kada se redom ispituju prikljuci pojedinih faza ispitivanog namota, dok suostali prikljuci ispitivanog namota, kao i prikljuci ostalih namota uzemljeni, direktno ili

preko male impedanse.


36/48

36

trofazna, kada se istovremeno udarni talas dovodi na sve fazne prikljuke ispitivanognamota, dok su prikljuci ostalih namota uzemljeni, direktno ili preko male impedanse.

Primena pojedinih metoda zavisi od sprege transformatora.

Kod autotransformatora, prilikom ispitivanja namota visokog napona, ako su prikljuci

namota niskog napona uzemljeni direktno ili preko male impedanse, ne moe da seupotrebi standardan oblik udarnog talasa, U to sluaju se dozvoljava da se prikljucinamota niskog napona uzemlje preko otpornika s otporom ne veim od 400

Uz napon meri se i struja, radi otkrivanja eventualnog proboja izolacije.

VR1

U C

R2

R3 T

Slika 1-18 ema ureaja za ispitivanje izolacije transformatora udarnim naponom

ema ureaja za ispitivanje udarnim naponom prikazana je na slici 1-18. Udarnikondenzator C puni se, preko otpornika 1R , iz izvora jednosmerne struje. Rastojanjemkugli varniara V regulie se vrednost napona pri kojoj dolazi do rastereenja udarnogkondenzatora. Pogodnim izborom otpornika 2R i 3R dobija se zahtevan oblik udarnog

talasa. Da bi dobili vee vrednosti udarnog napona koriste se viestruke sprege koje koristeisti princip generisanja napona.

1.12 Zagrevanje

Pri procesu preobraaja elektrine energije u transformatoru jedan deo energije se pretvarau toplotu, to sa stanovita korisnika predstavlja gubitke. U odnosu na gubitke usledmagneenja, gubici u usled optereenja su znaajniji po veliini i posledicama, budui dase oni direktno greju izolaciju provodnika namotaja, koja je termiki najosetljiviji deotransformatora.Toplota proizvedena gubicima zagreva delove transformatora (magnetnokolo, namotaji, izolacija, sud) i izaziva povienje njihove temperature u odnosu na okolnusredinu (ambijent), odnosno rashladno sredstvo. Povienje temperature, u optem sluaju,zavisi od veliine i vrste (vremenske funkcije) optereenja (trajni rad, ciklini rad i rad uvanrednim uslovima) i naina i efikasnosti hlaenja. Ovde e biti re o zagrevanju

energetskih transformatora predvienih za trajan rad. Sa porastom snaga transformatora


37/48

37

problem zagrevanja postaje sve izraeniji, jer su gubici priblino srazmerni sazapreminom, a odvoenje toplote sa povrinom.

Cilj ogleda zagrevanja transformatora je proveravanje povienja temperature magnetnogkola, ulja i namota, u odnosu na rashladno sredstvo. Ova povienja moraju biti manja ili

jednaka, u odnosu na standardima dozvoljene vrednosti. Ogranienja temperature surazliita za razne materijale. Kao to je veistaknuto, najosetljivija je izolacija provodnika,koja sa vremenom stari, tj. smanjuje joj se kvalitet i to utoliko bre ukoliko joj je veatemperatura na kojoj se nalazi. Vek trajanja izolacije,a time i transformatora, zavisi odradne temperature maine. Srednja vrednost veka trajanja dananjih transformatora iznosinekoliko decenija.

1.12.1 Oznaavanje vrste hlaenja energetskih transformatora

Za oznaavanje vrste hlaenja usvojena je sloena slovna oznaka koja se, u optem sluaju,

sastoji od sa 4 velika latini

na slova, od kojih prvo i drugo slovo obeleavaju vrstu i na

instrujanja rashladnog sredstva koje je u dodiru sa namotajem, respektivno, dok se tree ietvrto slovo odnose na vrstu i nain strujanja rashladnog sredstva u dodiru sa spoljnjimhladnjakom (ako ga ima). Suvi transforamatori bez zatitnog plata oznaavaju se samooznakama za vrstu rashladnog sredstva u dodiru sa namotajima. Ako je predviena

primena sloenog naina hlaenja, oznake razliitih vrsta hlaenja odvajaju se kosomcrtom.

Tabela 1-5 Oznake za vrstu i nain strujanja rashladnog sredstva

Vrsta rashladnog sredstva OznakaMineralno ulje ili ekvivalentna sintetikaizolaciona tenost

Nezapaljiva sintetika izolaciona tenost

Gas

Voda

Vazduh

O

L

G

W

A

Nain strujanja rashladnog sredstva -

Prirodno

Prisilno

Dirigovano (usmereno)

N

F

D

Najee upotrebljavane vrste hlaenja su:

AN - suvi transformator bez oklopa (zatitnog plata),

ANAN - suvi transformator sa oklopom (zatitnim platem),

ONAN - uljni transformatori sa prirodnim strujanjem ulja iynutra i vazduha spolja,


38/48

38

ONAF - isto, samo sa ventilatorem spolja,

OFAFONAF - pumpa se ukljuuje samo pri velikim optereenjima,

OFAF - isto, samo je pumpa stalno ukljuena,

ONWF - ne postoji uljna pumpa, a spolja je vodeno hla

enje sa pumpom,OFWF - isto, samo postoji i uljna pumpa.

1.12.2 Povienje temperature

Povienja temperature magnetnog kola, izolacije i namota su definisana u odnosu narashladno sredstvo (medij).

U sluaju prirodnog hlaenja, temperatura okolnog vazduha se meri pomou dva ili vietermometara postavljenih na razne strane, na udaljenosti od 1 do 2 metra a otprilike na

sredini visine transformatora, pri

emu se za temperaturu okoline uzima srednja vrednost.Prilikom merenja poeljno je da se temperatura okoline menja u to je mogue manjojmeri, te da upotrebljeni termometri budu zatieni od eventualnih okolnih izvora toplote istrujanja vazduha. Kada je hlaenje prisilno, meri se temperatura rashladnog sredstva naulazu u hladnjak.

Temperaturu ulja merimo termometrom smetenim u depu predvienim za tu namenu, akoji se nalazi na poklopcu suda. Ako sud nije potpuno napunjen uljem, dep za termometarmora biti dovoljno dugaak ili smeten na odgovarajuem mestu u sudu tako da se osiguraispravno merenje temperature ulja u najviem sloju. Merenje temperature ulja vri se nasvakom uljnom transformatoru, ne samo prilikom ispitivanja, nego i u pogonu, kao stalnakontrola funkcionisanja rashladnih ureaja.

Temperatura magnetnog kola kod suvih transfomatora meri se termometrom napristupanom mestu za koje se smatra da je najtoplije (obino na gornjem jarmu). Koduljnih transformatora temperatura magnetnog kola meri se pomou otpornih termometaraili termometara koji su ugraeni u magnetno kolo.

Temperaturu namota kod suvih transformatora treba meriti pomou termometara nanajtoplijem mestu namotaja. Temperatura namota uljnih transformatora se odreujemetodom porasta otpora. Kod namota transformatora koji su dimenzionisani e velikestruje, a imaju mali otpor (npr. transformator a elektrine pei), metoda porasta otpora nedaje dovoljno taan rezultat. Tada merimo porast temperature ulja i izmerenu vrednost

poredimo sa propisima definisanom vrednou.


39/48

39

Tabela 1-6 Dozvoljena povienja temperature suvih transformatora

Deo Nain

hlaenja

Termikaklasa

izolacije

Najvee

povienje

temperature (K)

Namotaji

(povienjetemperature merenometodom promeneotpornosti)

vazduhom,

prirodno

ili prisilno

A

E

B

F

H

60

75

80

100

125

150 *)

Jezgro i ostali delovi:u dodiru sanamotajima

nisu u dodiru sanamotajima

sve vrste - iste vrednosti kao iza namotaje

temperatura ne smenikada dostii takvuvrednost koja bimogla otetiti

jezgra, ostale ilisusedne materijale

*) Za neke izolacione materijale mogu se odrediti i temperature koje prelaze150 K, to se utvruje dogovorom izmedju proizvoaa i naruioca.

Tabela 1-7 Dozvoljena povienja temperature suvih transformatora

Deo Najvee povienje temperature (K)

Namotaji:

Termika klasa izolacije A

(povienje temperature merenometodom promene otpornosti)

65, kada je strujanje ulja prirodno ili prisilno

70, kada je strujanje ulja dirigovano

Ulje u najviem sloju (povienjetemperature mereno termometrom)

60, kada transformator ima konzervator ili jeulje zatieno od pristupa vazduha

55, Kada transformator nema konzervator niti jeulje zatieno od pristupa vazduha

Jezgro, metalni delovi i susednimaterijali

Temperatura nikada ne sme dostii takvuvrednost koja bi mogla otetiti jezgro, ostale ilisusedne materijale


40/48

40

1.12.3 Odreivanje temperature namotaja

Temperatura namota se odreuje metodom merenja otpora namota. Za odreivanjetemperature namota u toplom stanju, t , potrebno je poznavati temperaturu i otpornost

namota u hladnom stanju, h i hR , te otpornost u namota toplom stanju, tR , pri emu se,zavisno od materijala od kojeg je sainjen provodnik namota, koriste sledei izrazi:

235)235( += hh

t

tR

R za bakar

225)225( += hh

t

tR

R za aluminijum

gde su temperature merene u stepenima Celzijusa.

Za odreivanje otpornosti u namota toplom stanju, tR , koristimo:

metodu superpozicije, koja se zasniva na uvoenju u namotaj merne jednosmernestruje malog iznosa koja se superponira struji optereenja

merenje jednosmernom strujom, nakon prekida napajanja, sa korienjem korekcijekako bi se odredio otpor u trenutku prekidanja Korekcija se obino vri metodomekstrapolacije (slika 1-19). Konstrukcija ekstrapolacije se u ovom sluaju bazirana eksponencijalnom zakonu po kome temperatura namota opada na temperaturuulja, pri emu temperatura ulja treba da bude konstantna. Budui da pretpostavkao zakonu promene otpora namota i nepromenljivosti temperature ulja nisu

potpuno ispunjene, oitavanje se vri to je mogue bre posle prekida napajanja,

ali uz dovoljno vremena da nestane delovanje induktiviteta na merene vrednosti.Praktino gledano, izmerene otpornosti se grafiki prikau u funkciji vremena, atako dobijena kriva se ekstrapolira do trenutka prekida napajanja i odatle se oitaodgovarajua vrednost otpornosti u toplom stanju.


41/48

41

R

R1

R2

R3

L

R2

Porastotpornosti Vreme

R

t t t t

Oitavanje tokom ispitivanja

(korigovano s obzirom napromenu srednje temperatureulja)

Slika 1-19 Metoda odreivanja otpornosti namota u momentu prekida napajanja

1.12.4 Metode optereivanja

Toplotne vremenske konstante transformatora imaju vrednost od jednog do etiri asa, pa sobzirom na injenicu da se toplotna ravnotea, tj. ustaljena temperatura postie nakon

etiri do pet vremenskih konstanti, za trajanje ogleda zagrevanja potrebno je pet i vieasova. Kod ovako dugog trajanja ogleda, problemi gubitaka energije i obezbeenjaopreme za napajanje i tereenje su veoma izraeni, a posebno kod transformatora velikihsnaga.

Odreivanje ustaljene temperature pri trajnom radu transformatora moe se skratitiprimenom postupka prikazanog slikom 1-20. Temperature namota se odreuju za vremerada (kod suvih transformaotra) ili posle iskljuenja napajanja transformatora (kod uljnih),ali uvek u jednakim vremenskim intervalima t . Ako na levoj strani apcise nanesemo

prirataje temperature u zavisnosti od temperature , onda dobijemo niz taaka. Pravapovuena kroz te take odseca na ordinati priblinu vrednost ustaljene temperature namota.Ispitivanje se smatra zavrenim ako je prirataj temperature manji od 3K u vremenu od1h .


42/48

42

t ttt

3

1

2

t

Povienjetemperature

Povienjetemperature

Slika 1-20 Metoda odreivanja konanog povienja temperature ulja

Po drugoj metodi, ispitivanje se smatra zavrenim, ako se povienje temperature ulja unajviem sloju ne menja za vie od K1 na 1h , tokom 4 uzastopna asa. Ako je ispitivanjezapoeto sa smanjenim hlaenjem ili bez ikakvog rashladnog ureaja, ono se moranastaviti dovoljno dugo sa potpunim hlaenjem da bi se izbegle greke pri merenjukonanog povienja temperature ulja.

Prilikom ispitivanja zagrevanja, transformator mora nekoliko asova da bude optereen

konstantnim optereenjem. Za optereenje transformatora primenjuju se sledee metode: neposredna (direktna) kod koje se transformator tereti punim optereenjem. Jedan od

namotaja se prikljui na naznaeni napon, dok se drugi spoji sa takvim odgovarajuimoptereenjem (obino otpornik) tako da su u oba namota naznaene struje. Ova metodase koristi i za uljne i za suve transformatore, s tim to se kod uljnih ne vre nikakvekorekcije povienja temperature namotaja s obzirom na srednju temperaturu ulja. Zboggubitaka energije i potrebnih odgovarajuih ureaja za ispitivanje i tereenje, ovametoda je primenljiva samo za transformatore malih snaga.

posredne (indirektne) metode, od kojih su najee:a) metoda povratnog rada (rekuperacije), koja se obi

no upotrebljava za uljne i suvetranformatore snaga do AMV1000 . Za ovu metodu potrebno je imati dva jednakatransformatora.

b) metoda kratkog spoja, koja se obino koristi kod ispitivanja uljnih tranformatorasnaga veih od kVA1000 ,

Kod vienamotnih transformatora, se kao i kod dvonamotnih, ispitivanje povienjatemperature redovno se vri odvojeno u parovima namotaja.


43/48

43

1.12.4.1Metoda povratnog rada

Ogledi metodom povratnog rada (rekuperacije) se obino vre za uljne i suvetransformatore snage do kVA1000 . Dva jednaka transformatora T1 i T2 se prikljue

paralelno na primarnoj i sekundarnoj strani. U sekundarno strujno kolo se vetakimputem, preko transformatora TP , unese napon koji se moe regulisati (slika 1-21).

Pomoni transformator TP je posebne kostrukcije: njegov sekundar ima tri otvorena faznanamota, ima relativno nizak napon,, jednak dvostrukom naznaenom naponu kratkog spojaispitivanih transforamatora i relativno veliku struju, a uz to treba da bude izolovan zanaznaeni napon ispitivanih transformatora.

uvw

UVW W V U

vwu

T1 T2

TP

promenljivinapon

In

L1L2

L3

Slika 1-21 Metoda povratnog rada sa pomonim transformatorom za ispitivanje zagrevanjatransformatora

U praznom hodu, u primaru ispitivanih transformatora postojae samo struja praznoghoda. Naponom pomonog transformatora optereenje se podesi tako da struje ispitivanihtransformatora imaju naznaene vrednosti. Meutim, primarne struje oba transformatoranee biti iste, ak i u sluaju da su oni identini, zbog razliitog stava struje praznog hoda istruje optereenja. Preporuka je da se ispituje onaj transformator ija je primarna struja

blia naznaenoj. Gubici u namotajima oba transformatora se pokrivaju preko pomonogtransformatora, dok se gubici usled maneenja pokrivaju iz mree. U toku ogleda mere se,ispoetka ee, a kasnije ree, sve potrebne temperature: namotaja, ulja, magnetnog kola,suda i okolne sredine.Ogled traje nekoliko sati, a moemo ga prekinuti kad porasttemperature vie ne prelazi K1 na sat.

U osnovi, ova metoda pretstavlja superpoziciju dva prosta stanja transformatora-praznog hoda pri naznaenom naponu i kratkog spoja pri naznaenoj struji. Naime,


44/48

44

gledano sa strane mree, transformatori su optereeni sa 02P , dok su sa strane pomonog

transformatora optereeni sa kP2 . Prema tome, ispitivani transformator radi u praktino

normalnim uslovima rada (naznaeni napon i naznaena struja), uz normalno rasporeenegubitke.

Neravnotea u sekundarnom kolu se moe ostvariti i bez pomonog transformatora,korienjem izvoda za regulaciju, eventualno u kombinaciji sa otpornicima R za tanije

podeavanje struje optereenja (slika 1-22).

L1L2L3

T1 T2

R

R

R

Slika 1-22 Metoda povratnog rada sa otpornicima za ispitivanje zagrevanja transformatora

Prednosti metode rekuperacije su to se transformator ispituje praktino pod normalnimuslovima rada i pri normalno rasporeenim gubicima, to se moe meriti i zagrevanjemagnetnog kola, to se moe se primeniti, kako na uljne, tako na suve transformatore i sl.

Nedostaci ove metode su to zahteva dodatnu opremu, dosta laboratorijskog prostora,transformatori su pod punim naponom i to se struje ne mogu uvek podesiti na eljenevrednosti.

Ova metoda je dobar primer kako se radno stanje transformatora ili neke druge mainemoe predstaviti kao superpozicija dva prosta stanja.

1.12.4.2Metoda kratkog spoja

Ogledi metodom kratkog spoja se obino vre za uljne transformatore snagepreko kVA1000 . Sutina ove sintetike metode je da se odredi povienje temperature uljaprema okolini, a nakon toga i povienje temperature svih namota prema ulju i na taj,posredni nain, odredi i povienje temperature svih namota prema okolini. Primena ove

metode ne daje potpuno vernu sliku zagrevanja u normalnom radu, ali je propisana u ciljuobjektivnog poreenja transformatora.


45/48

45

U prvom delu ogleda se, pri gubicima podeenim na vrednost ukupno naznaenih (priC75o ), odreuje maksimalno povienje temperature ulja prema okolini. Ovaj deo ogleda

traje do postizanja toplotnog ravnotenog stanja, tj. do postizanja ustaljene temperatureulja. Na kraju ogleda registruju se temperature ulja u gornjem sloju suda u , te na ulazu

(donjem delu) i izlazu (gornjem delu) hladnjaka,D

iG

, kao i temperatura okolinea

.

u

D

G

Slika 1-23 Merenje temperature ulja

Povienje temperature ulja mora biti manje od C60o , tj. mora biti

ispunjeno C60o


46/48

46

Povienje temperature svakog od namota mora biti manje od C65o , tj. mora biti

ispunjeno C65o


47/48

47

Nultu reaktansu po fazi odreujemo iz pokazivanja ampermetra, 0kI , voltmetra, 0kU i

vatmetra, 0kP , prema slici .., a na osnovu jednaine:

00

00 sin

3k

k

k

I

UX =

gde se ugao 0k odreuje iz jednaine00

00cos

kk

k

kUI

P= .

Za trofazne transformatore sa primarnim namotom u spregnutim u zvezdu, a sekundarnimtakoe spregnutim u zvezdu imamo kXX 50 , dok za sluaj sekundara spregnutog u

trougao vredi kXX 0 .

1.14 Ispitivanje otpornosti na kratak spoj

Ispitivanje gotovog transformatora na kratak spoj je najbolji je nain za proverunjegove izdrljivosti na pojavu kratkih spojeva u mrei. Meutim, u samo nekoliko ispitnihlaboratorija u svetu se mogu ispitati transformatori naznaenih snaga veih od MVA100 .Sprovoenje ovog ispitivanja je praeno veoma velikim trokovima (transport, izvoenjeradova, ispitivanja, inspekcije itd.) i znaajnim odlaganjem vemena isporuke trans-formatora. Zbog toga je ovo ispitivanje svrstano meu specijalna, i u praksi se retkosprovodi. Uslovi, nain izvoenja i trajanje ispitivanja nisu regulisani standardom, vesu

predmet posebnog ugovora izmeu kupca i prodavca u fazi narube.

Treba jasno razlikovati ogled kratkog spoja, koji se vri pri naznaenom naponu

kratkog spoja i naznaenim strujama u namotima, od ispitivanja otpornosti na kratak spoj,koje se vri pri naznaenom naponu i strujama viestruko veim od naznaenih.

Ispitivanje na kratak spoj se obino sprovodi tako to se u praznom hodu napontransformatora povea do naznaene vrednosti, nakon ega se prikljuci sekundarnognamota jednovremeno (sinhrono) kratko spajaju, u trenutku koji odgovara prethodnoodreenom faznom pomeraju napona. Na trofaznim transformatorima se sprovode trofaznai ekvivalentna jednofazna ispitivanja (slika ). Ekvivalentna jednofazna ispitivanja imajuznaajne prednosti, jer, za isti transformator, zahtevaju manju snagu mree kod ispitivanjai ispituje se po jedan namot (puna udarna struja kratkog spoja u jednu fazu, 50% u ostaledve, dok je taj odnos kod trofaznog ispitivanja 100-75%).

Prema IEC standardu, preporuuju se tri udara u svaku fazu sa nesimetrinomstrujom kratkog spoja, koja sadri punu jednosmernu komponentu. Trajanje svakog udara

je s25,0 . Ako transformator ima biranapona, ispitivanja se sprovode za razliite poloaje

biraa. Prema IEEEANSI standardu, preporuuje se est udara u svaku fazu, etiri sasimetrinom strujom kratkog spoja, a dva sa nesimetrinom. Trajanje simetrine stuje sekree od s5,0 do s1 , dok je trajanje nesimetrine struje s25,0 . Prema IEC standardu,merena vrednost udarne struje kratkog spoja ne sme da odstupa vie od %5 , u odnosuna definisanu vrednost, dok po IEEEANSI standardu merena vrednost struje ne sme da

bude manja od %95 definisane vrednosti.

Otkrivanje greaka je prvenstveno zasnovano na snimljenim oscilogramima struje inapona a kombinovanuje se sa dodatnim merenjima i ispitivanjima. Nalaz se kompletiravizuelnom inspekcijom aktivnog dela transfomatora izvaenog iz suda.


48/48

48

Moniizvor

npr.

kV400GVA30

autotransformatorsZ S

Slika 1-25 Ekvivalentno jednofazno ispitivanje autrotransformatora na kratak spoj

sZ - impedanasa kojom se simulira uticaj mree, S - sinhronizovano ukljuenje

1.15 Literatura

1. Milo Petrovi:Ispitivanje elektrinih maina,Nauna knjiga, Beograd 1988.2. Branko Mitrakovi:Ispitivanje elektrinih maina, Nauna knjiga, Beograd 1991.3. F. Avin, P. Jereb: Ispitivanje elektrinih strojeva, Tehnika zaloba Slovenije,

Ljubljana 1968.

Documents

Ispitivanje transformatora