Uitgebreid testen van middenspanningstransformatoren

Middenspanning (MV) stroomtransformatoren zijn de stille werkpaarden van elektrische distributienetwerken. Ze werken in het 10 kV tot 35 kV bereik en dienen als kritieke schakels tussen hoogspanningstransmissiesystemen en laagspanningsdistributienetten. Hoewel ze zijn ontworpen voor tientallen jaren dienst, is hun betrouwbaarheid afhankelijk van proactieve bewaking, rigoureuze tests en goed vermogensbeheer.

Routine testen is niet alleen een wettelijke vereiste, het is een investering in operationele continuïteit, levensduur van apparatuur en systeemefficiëntie. Een grondig diagnoseprogramma helpt verborgen defecten aan het licht te brengen, prestaties te vergelijken met fabrieksgegevens en een digitaal gezondheidsdossier aan te leggen dat voorspellend onderhoud ondersteunt. Deze gids biedt een stapsgewijs kader voor technici en technici in Noord-Amerika, Europa en daarbuiten, met best practices voor middenspanningstransformator diagnostiek, testmethodologie en gestructureerde gegevensregistratie.

1. De basis leggen: MV transformator testopstelling

Elk succesvol diagnoseprogramma begint met een grondige voorbereiding. Een onjuiste opstelling of onvolledige planning kan zowel de veiligheid als de nauwkeurigheid van de test in gevaar brengen.

Essentiële transformatortypen

• Eenfasig (10-167 kVA): Vaak gebruikt in landelijke distributienetwerken.

• Driefasig (50-1000 kVA): Standaard in industriële en stedelijke distributiesystemen.

Precisie-testinstrumenten

• Digitale multimeter (DMM): Spannings-, continuïteits- en weerstandscontroles.

• Ampèremeter: Real-time stroommetingen zonder het circuit te onderbreken.

• Digitale vermogensanalysator: Spanning, stroom, werkelijk vermogen (kW), schijnbaar vermogen (kVA), vermogensfactor en harmonische vervorming.

• Isolatieweerstandstester (Megger): Gewoonlijk geschikt voor 2,5 kV of 5 kV om de integriteit van de isolatie te controleren.

• Wikkelweerstandsmeter: DC-weerstand van de wikkeling beoordelen.

• Aardingstester: Controleert of aarding en veiligheid in orde zijn.

Gereedschap voor belasting en thermische metingen

• Variabele weerstandsbelasting: Simuleert gecontroleerde belastingsomstandigheden.

• Infraroodthermometer / thermische camera: Detecteert hotspots in wikkelingen, bussen en aansluitingen.

• Thermokoppels: Biedt nauwkeurige bewaking van wikkel- en olietemperaturen.

Veiligheidsuitrusting (PBM)

• Boogkleding, geïsoleerde handschoenen, diëlektrische laarzen, gelaatsschermen en geïsoleerde matten. Test altijd met ten minste twee gekwalificeerde personen erbij.

Meer informatie：Normen voor transformatorefficiëntie en verliesanalyse: Een complete gids (conform IEC & DOE)

2. Test zonder belasting (open circuit) - Kernverliezen meten

De onbelaste test evalueert de ijzerverliezen (kernverliezen) als gevolg van hysteresis en wervelstromen. Aangezien deze verliezen constant zijn wanneer de middenspanningstransformator onder spanning staat, kunnen abnormale waarden wijzen op problemen zoals verslechtering van de laminering of gedeeltelijke kortsluiting in de wikkeling.

Procedure

• Secundaire wikkelingen blijven open.

• De nominale spanning wordt toegepast op de HV-wikkeling.

• Registreer ingangsspanning, stroom en vermogen met een digitale vermogensanalysator.

Voorbeeld gegevenslogboek

Transformator ID	Testdatum	Nominale HV (V)	Nominale LV (V)	Gemeten HV (V)	Stroom (A)	Onbelast vermogen (W)	Opmerkingen
ET-500kVA-13,8kV	2025/8/21	13,800	480	13,800	0.55	150	Stabiele meting, lage PF bevestigt kernmagnetisatie

Analyse:

• Een plotselinge toename van de nullastverliezen in vergelijking met de fabriekstestgegevens duidt op een verslechtering van de kern of op fouten in de isolatie van de wikkeling.

• Een lage vermogensfactor bevestigt de dominantie van magnetisatie.

3. Belastingstest (kortsluiting) - evaluatie van koperverlies en regeling

De belastingstest simuleert echte omstandigheden om koperverlies (I²R) en spanningsregeling te meten.

Procedure

• Sluit de secundaire aan op een resistieve belastingsbank.

• Geleidelijk laden van 25% → 100% capaciteit.

• Registreer bij elke stap de spanning, stroom en ingangs-/uitgangsvermogen.

Gegevenslogboek

Belasting (%)	V_sec (V)	I_sec (A)	Ingangsvermogen (kW)	Uitgangsvermogen (kW)	Efficiëntie (%)	Spanningsregeling (%)
25%	479	240	126	125	99.2	-
50%	477	480	252	250	99.2	-
75%	475	720	378	375	99.2	-
100%	473	960	504	500	99.2	1.46

Analyse:

• Hoge regelwaarden = overmatige impedantie.

• Lage efficiëntie = mogelijk kortgesloten bochten, losse verbindingen of slecht ontwerp.

Lees meer：Hoe transformatoren de spanning regelen: Van onderstations tot uw stroominfrastructuur

4. Isolatieweerstand (IR) en polarisatie-index (PI) testen

Isolatiedegradatie is de belangrijkste oorzaak van defecten aan middenspanningstransformatoren. IR- en PI-testen meten de isolatieweerstand en het vermogen om na verloop van tijd te polariseren.

Procedure

• Maak alle wikkelingen spanningsloos en aard ze.

• Breng een gelijkspanning van 2,5-5 kV aan met een Megger.

• Registreer de weerstand bij 1 min en 10 min.

• Bereken PI = R10min / R1min.

Interpretatie:

• PI > 2.0: In uitstekende staat.

• PI 1.0-2.0: Mogelijke vochtverontreiniging.

• PI < 1,0: Ernstige isolatiezwakte.

5. Test van de transformatoromwentelingsverhouding (TTR)

Bevestigt dat de verhouding van de wikkelingen overeenkomt met de gegevens op het typeplaatje en dat er geen kortsluiting of open wikkelingen zijn.

Formule:

Afwijking >0,5% van typeplaatje = wikkeldefect of onjuiste aansluiting.

6. Test van de wikkelweerstand

Gelijkstroomweerstandstests detecteren gebroken draden, losse verbindingen of plaatselijke verwarmingsproblemen.

Procedure

• Gebruik een ohmmeter met lage weerstand.

• Meet elke fase.

• Vergelijk met fabrieksbenchmarks.

Waarschuwing: Significante afwijking = beschadigde geleider of slecht gesoldeerd.

Meer krijgen：Basistransformatorwaarden uitgelegd kVA, spanning, frequentie & impedantie voor kopers en ingenieurs

7. Temperatuurstijgingstest - thermische gezondheid op lange termijn

Middenspanningstransformatoren gaan voortijdig stuk wanneer koelsystemen onvoldoende presteren. Deze test valideert de naleving van ANSI/IEEE C57.12 en IEC 60076 normen.

Procedure

• Laat de middenspanningstransformator gedurende ≥6 uur op volle belasting werken.

• Bewaak topolie- en wikkelingstemperaturen met thermokoppels en IR-beeldvorming.

• Zorg ervoor dat de stijging boven de omgeving de standaardlimieten niet overschrijdt.

8. Analyse van opgelost gas (DGA) - Geavanceerde conditiebewaking

Hoewel DGA niet altijd deel uitmaakt van routinetests, is het essentieel voor middenspanningstransformatoren in kritieke toepassingen. Het detecteert gassen die ontstaan door olieontleding als gevolg van vonkvorming, oververhitting of isolatiebreuk.

Belangrijkste gassen die worden gecontroleerd:

• Waterstof (H₂): Gedeeltelijke ontladingen.

• Methaan (CH₄), Ethaan (C₂H₆), Ethyleen (C₂H₄): Oververhitting.

• Acetyleen (C₂H₂): Ernstige vlambogen.

Trendanalyse biedt vroegtijdige waarschuwingen voordat er een catastrofale storing optreedt.

9. Datalogging en digitaal activabeheer

Modern testen is niet compleet zonder gestructureerde gegevensregistratie. Testresultaten moeten worden gedigitaliseerd in software voor activabeheer of worden geëxporteerd naar Google Sheets / Excel voor trendanalyse.

Voordelen van datalogging:

• Maakt een digitale vingerafdruk van elke transformator.

• Schakelt in. trendgebaseerde diagnostiek in plaats van geïsoleerde evaluaties.

• Ondersteunt strategieën voor predictief onderhoud.

Conclusie - Van diagnostiek naar proactief activabeheer

Middenspanningstransformatoren zijn waardevolle activa die proactieve zorg vereisen. Door routinetests, geavanceerde diagnostiek en gestructureerde gegevensregistratie te combineren, kunnen organisaties:

• Uitval voorkomen: Fouten opvangen voordat ze optreden.

• Efficiëntie optimaliseren: Behoud een hoge efficiëntie om verliezen te beperken.

• Verlengt de levensduur: Behoud de gezondheid van middenspanningstransformatoren met voorspellend onderhoud.

• Zorg voor naleving: Voldoen aan ANSI/IEEE, IEC en lokale veiligheidsvoorschriften.

Onze energietransformatorproducten zijn ontworpen met deze diagnostische principes in gedachten, en ondergaan strenge fabrieksacceptatietests (FAT) en routinematige conditiebewaking om betrouwbare prestaties te garanderen in diverse netomgevingen in Noord-Amerika, Europa en daarbuiten.