Yağlı Tip Trafo Testinde Hangi Parametreler Test Edilir?

Yağlı tip transformatörlerelektrik güç sistemlerinde kritik varlıklardır. Güvenli, verimli ve güvenilir bir şekilde çalıştıklarından emin olmak için hem fabrikada, hem devreye alma sırasında hem de hizmet ömürleri boyunca bir dizi zorlu testin yapılması gerekir. Bu testler elektriksel gücü, mekanik bütünlüğü, termal performansı ve yalıtım yağının durumunu doğrular.

Aşağıda temel parametreler test kategorisine göre açıklanmaktadır.

Bölüm 1: Rutin Testler (Her Transformatörde Gerçekleştirilir)

Bu testler, temel üretim kalitesini doğrulamak için fabrikadan çıkmadan önce her ünite üzerinde gerçekleştirilir.

1. Sargı Direnci Ölçümü

Bu parametre DC direncini ölçer. Mühendisler, her bir faz sargısının (hem birincil hem de ikincil) direncini ölçerek gevşek bağlantıları, kırık telleri, yanlış kademe değiştirici konumlarını veya önemli faz dengesizliklerini tespit edebilir. Kabul edilebilir değerler fazlar arasında dengelenmeli (tipik olarak %2 dahilinde) ve tasarım hesaplamalarına uygun olmalıdır.

2. Gerilim Oranı ve Faz Kayması

Bu parametre dönüş oranını doğrular. Birincil sargıya bir voltaj uygulanır ve ikincil tarafta indüklenen voltaj ölçülür. Sargılar arasındaki faz açısı da kontrol edilir. Bu, transformatörün doğru çıkış voltajını ve faz ilişkisini (örn. Dyn11) üretmesini sağlar. Hatanın genellikle ±%0,5 aralığında olması gerekir.

3. Yüksüz Kayıp ve Uyarma Akımı

Yüksüz kayıp (çekirdek kaybı), çekirdekteki histerezis ve girdap akımlarından kaynaklanır. Uyarma akımı çekirdeği mıknatıslamak için gereken akımdır. Bu parametrelerin ölçülmesi, kısa laminasyonlar veya zayıf montaj gibi çekirdek kusurlarının tespit edilmesine yardımcı olur. Aşırı yüksüz kayıp, transformatörün sürekli olarak önemli miktarda enerji harcayacağı anlamına gelir.

4. Yük Kaybı ve Empedans Gerilimi

Yük kaybı (bakır kaybı), sargılardan akan akımın ürettiği ısıdır. Empedans voltajı, transformatörün voltaj regülasyonunu ve arıza akımlarının büyüklüğünü belirler. Bunları ölçmek için ikincil kısa devre yapılır ve birincil üzerindeki voltaj, nominal akım akana kadar yükseltilir.

5. Yalıtım Direnci (Megger Testi)

Bu parametre, sargılar arasındaki ve sargılar ile toprağa (çekirdek ve tank) arasındaki DC direncini ölçer. Yüksek yalıtım direnci (yeni transformatörler için genellikle >1.000 MΩ), yalıtım sisteminin kuru, temiz ve sağlam olduğunu gösterir. Düşük direnç genellikle nem girişini veya kirlenmeyi gösterir.

6. Dielektrik Dayanım (Dayanım Gerilimi Testi)

Bu parametre, yalıtımın bozulmadan ne kadar aşırı gerilime dayanabileceğini doğrular. İki yaygın form vardır:

Ayrı kaynak AC dayanımı: Ana yalıtımı (sargılardan toprağa ve sargılar arasında) test eder.

İndüklenmiş AC dayanımı: Dönüşler arası ve katmanlar arası yalıtımı test eder.

Geçiş için test sırasında herhangi bir flashover veya arıza gerekli değildir.

Bölüm 2: Tip Testleri (Tasarım Doğrulaması)

Bu testler, tasarımın tüm standart gereklilikleri karşıladığını kanıtlamak için her tasarımın bir prototipi üzerinde gerçekleştirilir.

1. Sıcaklık Artış Limitleri

Bu parametre, sargıların (direnç değişimi yöntemiyle hesaplanan) kararlı durum sıcaklığını ve nominal yük altında üst yağı ölçer. Sıcaklık, transformatör ömrünü etkileyen en önemli faktördür; nominal değerin üzerindeki her 6°C'lik artış, yalıtım ömrünü yarıya indirir. Standartlar tipik olarak sargı sıcaklığı artışının 65K'yi aşmamasını gerektirir (A sınıfı izolasyon için).

2. Yıldırım Darbe Dayanım Gerilimi

Bu parametre, 1,2/50 µs voltaj dalga biçimini kullanarak bağlı hatlardaki yıldırım çarpmasını simüle eder. Yalıtımın atmosferik aşırı gerilimlere dayanıp dayanamayacağını test etmek için yüksek bir darbe gerilimi uygulanır. Bu, yıldırım nedeniyle ani trafo arızasını önlemek için kritik bir testtir.

3. Kısa Devre Dayanım Yeteneği

Bu parametre, sargıların harici bir kısa devre sırasında oluşan muazzam elektromanyetik kuvvetlere deforme olmadan veya kaymadan direnip dayanamayacağını doğrular. Testten sonra sargı direnci ve reaktansındaki değişiklikler kontrol edilir ve herhangi bir mekanik hasarın meydana gelmediğini doğrulamak için frekans tepkisi analizi kullanılır.

Bölüm 3: Özel Testler (Müşteriye veya Uygulamaya Özel)

Bu testler, büyük veya kritik transformatörler gibi ek güvenin gerekli olduğu durumlarda gerçekleştirilir.

1. Kısmi Deşarj Seviyesi (PD)

Bu parametre, izolasyon boşlukları içindeki veya arayüzlerdeki küçük elektrik deşarjlarını pikokoulomb (pC) cinsinden ifade ederek ölçer. Kısmi deşarj, izolasyonun bozulmasının erken uyarı işaretidir. Yeni transformatörler için PD seviyesinin tipik olarak nominal voltajın 1,5 katında 10 pC'nin altında olması gerekir. Düşük PD seviyesi, yalıtımın kabarcık veya kirletici madde içermediği anlamına gelir.

2. Dielektrik Dağılım Faktörü (Tan δ) ve Kapasitans

Tan δ (kayıp açısı), yalıtım malzemesinde ne kadar enerji kaybolduğunu yansıtır. Kapasitans, yalıtım sisteminin geometrik yapısını yansıtır. Her iki parametre de neme ve yaşlanmaya karşı oldukça hassastır. Yükselen tan δ değeri, yalıtımın nemlenmiş veya karbonlaşmış olabileceğini gösterir.

3. Frekans Yanıtı Analizi (FRA)

Bu parametre, transformatörün empedansının "parmak izini" bir frekans aralığında (tipik olarak 20 Hz ila 2 MHz) kaydeder. FRA, nakliye darbeleri veya kısa devre kuvvetlerinden kaynaklanan sargıların mekanik hareketine karşı son derece hassastır. Fabrika ve saha izleri karşılaştırılarak, eğer izler yüksek düzeyde (%98'in üzerinde) ilişkili kalırsa, sarım yapısının değişmediği kanıtlanır.

4. Sıfır Dizi Empedansı

Bu parametre transformatörün sıfır bileşen akımlara (toprak arıza akımları) karşı direncini ölçer. Sağlam topraklanmış bir nötr sistemdeki tek fazlı toprak arıza akımının büyüklüğünü belirler ve koruma rölesi ayarları için önemli bir giriştir.

Bölüm 4: Yalıtım Yağı Test Parametreleri (Yağlı Tip Transformatörler için Çok Önemli)

Yağ hem yalıtım hem de soğutucu görevi görür, dolayısıyla fiziksel, kimyasal ve elektriksel özellikleri kritik öneme sahiptir.

1. Arıza Gerilimi (BDV)

Bu, yağ için en doğrudan elektriksel güç göstergesidir. İki elektrot arasına belirli bir aralıkta (tipik olarak 2,5 mm) bir yağ numunesi yerleştirilir ve arıza oluşana kadar voltaj yükseltilir. Yeni yağın genellikle en az 60 kV BDV'ye sahip olması gerekir. Düşük BDV, yağın nem veya iletken parçacıklar içerdiğini gösterir.

2. Su İçeriği

Nem, yalıtım yağının en büyük düşmanıdır. Arıza voltajını keskin bir şekilde azaltır ve selüloz yalıtımının eskimesini hızlandırır. Yeni yağ, genellikle milyonda 10 parçanın (ppm) altında, son derece düşük su içeriği gerektirir.

3. Asit Sayısı (Nötralizasyon Değeri)

Bu parametre yağdaki asidik bileşiklerin konsantrasyonunu ölçer. Yağ yaşlandıkça asit sayısı artar. Yüksek asit sayısı metal bileşenleri aşındırabilir ve yalıtımın bozulmasını hızlandırabilir.

4. Çözünmüş Gaz Analizi (DGA)

Bu en güçlü teşhis araçlarından biridir. Mühendisler, temel çözünmüş gazların (hidrojen (H₂), metan (CH₄), etan (C₂H₆), etilen (C₂H₄), asetilen (C₂H₂), karbon monoksit (CO) ve karbondioksit (CO₂) konsantrasyonlarını ve oranlarını ölçerek gizli dahili arızaları tespit edebilir. Örneğin:

Asetilen algılandı → ark deşarjı.

Etilen baskın → yüksek sıcaklıktaki sıcak nokta.

Ani hidrojen yükselişi → kısmi deşarj.

5. Arayüz Gerginliği (IFT)

Bu parametre, yağdaki polar kirleticilerin veya yaşlanan yan ürünlerin varlığını yansıtır. Yeni yağın nispeten yüksek bir arayüzey gerilimi vardır. Yağ yaşlandıkça veya kirlendikçe IFT değeri düşer.

6. Parlama Noktası ve Akma Noktası

Parlama noktası yangın riskini ölçer. Mineral yağın tipik olarak 140°C'nin üzerinde bir parlama noktası vardır.

Akma noktası düşük sıcaklıktaki akışkanlığı ölçer. Soğuk iklimlerde akma noktası düşük olan yağlar kullanılmalıdır.