Тест коефіцієнта трансформації (TTR) — чому він виявляє іншу несправність, ніж аналіз оливи чи реле Бухгольца

Посібник про аналіз трансформаторної оливи (BDV/DGA) та посібник про реле Бухгольца описують способи виявлення проблеми, що розвивається в трансформаторі, який уже перебуває в експлуатації. Ця стаття розглядає інструмент, що застосовується саме до того, як трансформатор буде підключено під напругу та навантаження (при заводському прийманні, після транспортування, після обслуговування або під час періодичної автономної перевірки): тест коефіцієнта трансформації, який зазвичай позначають абревіатурою TTR (Turns Ratio Test).

Що вимірює тест

Випробувальний прилад TTR подає низьку, безпечну змінну випробувальну напругу (зазвичай від кількох до кількох десятків вольт, значно нижче номінальної робочої напруги) на обмотку з найбільшою кількістю витків і вимірює наведену напругу на відповідній обмотці з іншого боку. Співвідношення обох напруг — коефіцієнт трансформації — має відповідати співвідношенню кількості витків між двома обмотками, а отже, коефіцієнту, зазначеному на паспортній табличці для відповідної позиції відгалуження.

Тест виконують:

• Для кожної фази (для трифазного трансформатора — три окремі вимірювання, або спільно за допомогою трифазного випробувального приладу).
• Для кожної позиції відгалуження трансформатора регулювання напруги (див. також посібник про регулювальний трансформатор (РПН)), оскільки кожна позиція відгалуження має давати дещо інший коефіцієнт трансформації, а сам механізм РПН можна за допомогою цього тесту перевірити на коректну роботу в усьому діапазоні регулювання.

Що виявляє відхилення

Виміряний коефіцієнт трансформації, що відхиляється від паспортного значення (за типової межі допуску приблизно 0,5% відхилення, хоча це може відрізнятися залежно від застосовного стандарту чи виробника випробувального приладу), вказує на одну з таких проблем:

• Коротко замкнені витки всередині однієї обмотки — поширений внутрішній вид відмови, що знижує ефективний коефіцієнт трансформації цієї фази й без цього тесту може залишитися непоміченим, поки трансформатор не перегріється чи не згорить під навантаженням.
• Неправильно підключений або несправний перемикач відгалужень — виміряне співвідношення на конкретній позиції відгалуження тоді не відповідає очікуваному значенню для цієї позиції, що вказує на проблему контакту або неправильно встановлений РПН.
• Обрив з'єднання або погане з'єднання всередині обмотки — замість невеликого відхилення це часто дає повністю непридатне або нескінченне показання.

Увага: точна межа допуску коефіцієнта трансформації, а також точна випробувальна напруга та процедура випливають із відповідного стандарту на виріб (наприклад, IEC 60076-1) та рекомендацій виробника трансформатора — ця стаття описує принцип тесту, а не універсальне числове значення.

Чому TTR виявляє дещо інше, ніж аналіз оливи чи реле Бухгольца

Як аналіз оливи (BDV, DGA), так і реле Бухгольца виявляють проблему через побічний продукт несправності, що розвивається, — знижену пробивну напругу оливи, розчинені гази або газові бульбашки, що виділяються. Ці методи працюють лише тоді, коли трансформатор дійсно перебуває під напругою та/або навантаженням, а проблема вже активна протягом певного часу. TTR натомість вимірює електричну властивість самої обмотки, цілком незалежну від оливи чи умов експлуатації, і завдяки цьому може виявити вже наявну, приховану проблему обмотки ще до того, як трансформатор коли-небудь буде підключено під напругу — наприклад, одразу після виготовлення, після транспортування (де механічні удари можуть пошкодити витки) або після ремонту.

Практичне значення

TTR є стандартною частиною заводського приймального випробування (FAT) нового силового трансформатора, тесту, що виконується після транспортування до місця встановлення (щоб виключити транспортні пошкодження), та періодичного автономного обслуговування, коли трансформатор у будь-якому разі вже знеструмлений. У поєднанні з вимірюванням опору обмотки та випробуванням ізоляції за індексом поляризації/DAR тест TTR дає доволі повну автономну картину електричного стану обмотки, що доповнює методи на основі оливи та газу, призначені спеціально для безперервного моніторингу під час експлуатації.

Часті помилки

1. Розгляд TTR як заміни аналізу оливи чи реле Бухгольца — тест виявляє інший тип проблеми (геометрія/цілісність обмотки) і в інший момент (до експлуатації, а не безперервно під час експлуатації).
2. Тестування лише однієї позиції відгалуження замість повного діапазону перемикача відгалужень — проблему контакту на одній конкретній позиції можна таким чином пропустити.
3. Порівняння результатів тесту із загальним очікуваним значенням замість фактичного паспортного коефіцієнта для конкретної позиції відгалуження саме цього трансформатора.
4. Незбереження еталонного вимірювання з першого (заводського або пускового) тесту TTR — без надійного базового значення пізніше відхилення важче однозначно інтерпретувати як реальну зміну.

Пов'язане

• Аналіз трансформаторної оливи (BDV/DGA)
• Реле Бухгольца — двоступенева газова протекція
• Регулювальний трансформатор (РПН) — перемикач відгалужень і регулювання напруги
• Групи з'єднань трансформатора під час паралельної роботи