Среднее напряжение (MV) силовые трансформаторы являются бесшумными рабочими лошадками электрических распределительных сетей. Работающие в диапазоне от 10 кВ до 35 кВ, они служат важнейшими связующими звеньями между высоковольтными системами передачи и низковольтными распределительными сетями. Хотя они рассчитаны на десятилетия службы, их надежность зависит от проактивного мониторинга, тщательного тестирования и надлежащего управления активами.
Рутинное тестирование - это не просто нормативное требование, это инвестиции в непрерывность работы, долговечность оборудования и эффективность системы. Программа углубленной диагностики помогает обнаружить скрытые дефекты, сравнить производительность с заводскими данными и создать цифровую карту здоровья, поддерживающую предиктивное обслуживание. Данное руководство представляет собой пошаговую схему действий для инженеров и технических специалистов в Северной Америке, Европе и других странах, предлагая лучшие практики для трансформатор среднего напряжения диагностика, методология тестирования и структурированная регистрация данных.
1. Создание основы: Установка для испытания трансформатора среднего напряжения
Каждая успешная диагностическая программа начинается с тщательной подготовки. Неправильная настройка или неполное планирование могут поставить под угрозу как безопасность, так и точность испытаний.
Основные типы трансформаторов
-
Однофазные (10-167 кВА): Часто используется в сельских распределительных сетях.
-
Трехфазные (50-1000 кВА): Стандарт для промышленных и городских распределительных систем.
Прецизионные испытательные приборы
-
Цифровой мультиметр (DMM): Проверка напряжения, целостности и сопротивления.
-
Зажимной амперметр: Измерение тока в реальном времени без прерывания цепи.
-
Цифровой анализатор мощности: Напряжение, ток, реальная мощность (кВт), кажущаяся мощность (кВА), коэффициент мощности и гармонические искажения.
-
Тестер сопротивления изоляции (Megger): Обычно рассчитаны на напряжение 2,5 кВ или 5 кВ для проверки целостности изоляции.
-
Измеритель сопротивления обмотки: Для оценки сопротивления обмотки постоянному току.
-
Тестер заземления: Проверяет соответствие заземления и безопасность.
Инструменты для измерения нагрузки и температуры
-
Банк переменной резистивной нагрузки: Моделирует условия контролируемой нагрузки.
-
Инфракрасный термометр / тепловизор: Обнаруживает горячие точки в обмотках, втулках и заделках.
-
Термопары: Обеспечивает точный контроль температуры обмотки и масла.
Защитное снаряжение (СИЗ)
-
Одежда с защитой от дуги, изолированные перчатки, диэлектрические ботинки, защитные щитки и изолированные коврики. Всегда проводите испытания в присутствии как минимум двух квалифицированных специалистов.
2. Тест холостого хода (разомкнутой цепи) - измерение потерь в сердечнике
Сайт испытание холостым ходом оценивает потери в железе (сердечнике) из-за гистерезиса и вихревых токов. Поскольку эти потери постоянны, когда трансформатор среднего напряжения находится под напряжением, аномальные значения могут указывать на такие проблемы, как ухудшение ламинирования или частичное замыкание обмоток.
Процедура
-
Вторичные обмотки остаются разомкнутыми.
-
На обмотку высокого напряжения подается номинальное напряжение.
-
Записывайте входное напряжение, ток и мощность с помощью цифрового анализатора мощности.
Пример журнала данных
| Идентификатор трансформатора | Дата испытания | Номинальное напряжение (В) | Номинальное напряжение (В) | Измеренное ВН (В) | Ток (A) | Мощность без нагрузки (Вт) | Примечания |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ET-500kVA-13.8kV | 2025/8/21 | 13,800 | 480 | 13,800 | 0.55 | 150 | Стабильные показания, низкий уровень PF подтверждает намагниченность сердечника |
Анализ:
-
Резкое увеличение потерь холостого хода по сравнению с данными заводских испытаний свидетельствует о деградации сердечника или нарушении изоляции обмотки.
-
Низкий коэффициент мощности подтверждает преобладание намагниченности.
3. Тест на нагрузку (короткое замыкание) - оценка потерь в меди и регулирование
Сайт нагрузочное испытание Моделирует реальные условия для измерения потерь в меди (I²R) и регулирования напряжения.
Процедура
-
Подключите вторичную обмотку к резистивной нагрузке.
-
Постепенная загрузка от 25% → 100% мощности.
-
При каждом приращении записывайте напряжение, ток и входную/выходную мощность.
Журнал регистрации данных образцов
| Нагрузка (%) | V_sec (V) | I_сек (A) | Потребляемая мощность (кВт) | Выходная мощность (кВт) | Эффективность (%) | Регулировка напряжения (%) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 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 |
Анализ:
-
Высокие значения регулирования = чрезмерный импеданс.
-
Низкий КПД = возможное замыкание витков, неплотные соединения или плохая конструкция.
Читать далее：Как трансформаторы регулируют напряжение: От подстанций к вашей энергетической инфраструктуре
4. Испытания на сопротивление изоляции (IR) и индекс поляризации (PI)
Деградация изоляции является основной причиной выхода из строя трансформаторов среднего напряжения. ИК- и ПИ-испытания измеряют сопротивление изоляции и ее способность к поляризации с течением времени.
Процедура
-
Обесточьте и заземлите все обмотки.
-
Подайте постоянное испытательное напряжение 2,5-5 кВ с помощью прибора Megger.
-
Запишите сопротивление через 1 мин и 10 мин.
-
Рассчитайте PI = R10min / R1min.
Интерпретация:
-
PI > 2.0: Отличное состояние.
-
PI 1.0-2.0: Возможно загрязнение влагой.
-
PI < 1,0: Сильная слабость изоляции.
5. Испытание коэффициента трансформации (TTR)
Убедитесь, что соотношение витков соответствует данным заводской таблички и что нет коротких или обрывистых витков.
Формула:
Отклонение >0,5% от заводской таблички = дефект обмотки или неправильное подключение.
6. Испытание на сопротивление обмотки
Тестирование сопротивления постоянным током позволяет обнаружить оборванные жилы, неплотные соединения или проблемы с локальным нагревом.
Процедура
-
Используйте низкоомный омметр.
-
Измерьте каждую фазу.
-
Сравните с заводскими эталонами.
Внимание: Значительное отклонение = повреждение проводника или некачественная пайка.
Получить больше：Основные номиналы трансформаторов с объяснением кВА, напряжения, частоты и импеданса для покупателей и инженеров
7. Тест на повышение температуры - долговременное тепловое здоровье
Трансформаторы среднего напряжения преждевременно выходят из строя, если системы охлаждения не справляются со своей задачей. Это испытание подтверждает соответствие требованиям ANSI/IEEE C57.12 и IEC 60076 стандарты.
Процедура
-
Работайте с трансформатором среднего напряжения при полной нагрузке в течение ≥6 часов.
-
Контролируйте температуру верхнего масла и обмотки с помощью термопар и ИК-изображения.
-
Убедитесь, что подъем температуры над окружающей средой не превышает стандартных пределов.
8. Анализ растворенного газа (DGA) - расширенный мониторинг состояния
Хотя DGA не всегда является частью рутинных испытаний, он необходим для трансформаторов среднего напряжения в критических условиях эксплуатации. Он обнаруживает газы, образующиеся при разложении масла в результате дуги, перегрева или пробоя изоляции.
Основные контролируемые газы:
-
Водород (H₂): Частичные разряды.
-
Метан (CH₄), этан (C₂H₆), этилен (C₂H₄): Перегрев.
-
Ацетилен (C₂H₂): Сильная дуга.
Анализ тенденций обеспечивает раннее предупреждение о катастрофических сбоях.
Читать далее:Что происходит, когда взрывается трансформатор
9. Регистрация данных и управление цифровыми активами
Современное тестирование неполноценно без структурированной записи данных. Результаты испытаний должны быть оцифрованы в программном обеспечении для управления активами или экспортированы в Google Sheets / Excel для анализа тенденций.
Преимущества регистрации данных:
-
Создает цифровой отпечаток пальца каждого трансформатора.
-
Включает диагностика на основе трендов вместо изолированных оценок.
-
Поддерживает стратегии прогнозируемого технического обслуживания.
Заключение - От диагностики к проактивному управлению активами
Трансформаторы среднего напряжения - это ценные активы, требующие проактивного ухода. Сочетая плановые испытания, расширенную диагностику и структурированную регистрацию данных, организации могут:
-
Предотвратите перебои в работе: Вылавливайте сбои до их возникновения.
-
Оптимизируйте эффективность: Поддерживайте высокую эффективность для снижения потерь.
-
Продление срока службы: Сохраните здоровье трансформаторов среднего напряжения с помощью предиктивного обслуживания.
-
Обеспечьте соответствие требованиям: Соответствуют требованиям ANSI/IEEE, IEC и местным нормам безопасности.
Наши энергетические трансформаторы разработаны с учетом этих принципов диагностики, проходят строгие заводские приемочные испытания (FAT) и регулярный контроль состояния, чтобы гарантировать надежную работу в различных сетях в Северной Америке, Европе и за ее пределами.
