Procédure pour l'essai d'impulsion de foudre du transformateur
Test d'impulsion de foudre
L’essai de tension d’impulsion a pour but de garantir que les isolements du transformateur résister aux surtensions de foudre qui peut se produire en service.
Procédure pour l'essai d'impulsion de foudre du transformateur (sur la photo: 385 MVA; transformateur de puissance 400 kV; crédit: electroputere11.wordpress.com)
Test de l'Équipement
Générateur d'impulsions
Figure 1 - Schéma de base du générateur d'impulsions
Où:
La conception du générateur d'impulsions est basée sur le circuit Marx. Le schéma de base est illustré à la figure 1 ci-dessus. Les condensateurs à impulsion Cs (12 condensateurs de 750 nF) sont chargés en parallèle à travers les résistances de charge Rc (45 kΩ) (tension de charge maximale admissible 200 kV).
Lorsque la tension de charge a atteint la valeur requise, rupture de l’éclateur F1 est initié par une impulsion de déclenchement externe. Quand F1 tombe en panne, le potentiel de l'étape suivante (points B et C) augmente. Parce que la résistance en série Rs est de faible valeur ohmique comparée à la résistance de décharge Rb (4,5 kΩ) et le résistance de charge Rc, et depuis la résistance à faible ohmique.
Rune est séparé du circuit par l'éclateur auxiliaire Fa1, la différence de potentiel à travers l'étincelle F2 augmente considérablement et la répartition des F2 c'est initié. Ainsi, les éclateurs sont amenés à se décomposer en séquence.
Les condensateurs sont ensuite déchargés en série. le Résistances à décharge ohmique élevée Rb sont dimensionnés pour les impulsions de commutation et les résistances à faible ohmique Rune pour les impulsions de foudre. Les résistances Rune sont connectés en parallèle avec les résistances Rb, lorsque les éclateurs auxiliaires se brisent, avec un délai de quelques centaines de nanosecondes.</ p>
Cette disposition est nécessaire pour sécuriser le fonctionnement du générateur.
La tension requise est obtenue en sélectionnant unnombre approprié d’étages connectés en série et en ajustant la tension de charge. Pour obtenir l’énergie de dissipation nécessaire, il est possible d’utiliser des connexions en parallèle ou en série-parallèle du générateur. Dans ces cas, certains des condensateurs sont connectés en parallèle pendant la décharge.
Max. Amplitudes de tension d'essai: impulsion de foudre de 2,1 MV. 1,6 impulsion de commutation MV.
Figure 2 - Schéma équivalent du circuit de test d'impulsion
Où:
La forme d'impulsion requise est obtenue en sélectionnant de manière appropriée les résistances en série et en décharge du générateur.</ p>
Le temps avant peut être calculé approximativement à partir de l'équation:
T1 · 2,5 · Rsr · (Cje + C1) (formules 1)
et le temps à la moitié de l'équation:
T2 K · √ (Lje · Cr) (formules 2)
le facteur k dépend des quantités Rsr, Rar, Lje et Cr. En pratique, le circuit de test est dimensionné en fonction de l'expérience.
Circuit de mesure de tension
La forme d'impulsion et la valeur de crête de la tension d'impulsion sont mesurées au moyen d'un oscilloscope et d'un voltmètre de pointe qui sont connectés au diviseur de tension (Figure 3). La plage de mesure peut être modifiée en court-circuitant une partie des condensateurs haute tension ou en modifiant le condensateur basse tension du diviseur.
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Figure 3 - Le circuit de mesure de la tension d’impulsion
Où:
Le circuit de mesure est contrôlé conformémentavec les standards (formules 2) et (formules 3). Si nécessaire, l'étalonnage de la sphère du circuit de mesure peut être effectué en liaison avec le test selon la norme (figure 4 ci-dessous).
Test du transformateur et connexions de détection de défaut
Le test d’impulsion de foudre est normalement appliqué à tous les enroulements. La séquence de test d'impulsion est appliquéesuccessivement à chacune des bornes de ligne de l'enroulement testé. Les autres bornes de ligne et la borne neutre sont mises à la terre (test monoterminal, figures 4a et 4b)
Figure 4 - Connexions de test d'impulsion du transformateur et de détection de défaut
Où:
Lors du test d'enroulements basse tension de forte puissance, le temps nécessaire pour atteindre la moitié de la valeur obtenue est souvent trop court. Cependant, le temps nécessaire pour atteindre la demi-valeur peut être augmenté en connectant des résistances appropriées (Rune sur la figure 4b) entre les bornes adjacentes et la terre.
Selon le standard IEC 76-3 les résistances des résistances doivent être choisies de manière à ce que les tensions aux bornes adjacentes ne dépassent pas 75% de la tension d'essai et la résistance ne dépasse pas 500 Ω.
Un enroulement connecté en triangle (et en étoile)enroulement, sauf si le neutre est disponible) est également testé avec une séquence de test d’impulsion appliquée aux bornes de ligne de l’enroulement testé connectées ensemble, tandis que les autres enroulements sont mis à la terre (test à trois bornes, Figure 4c).
Pour les enroulements connectés en triangle, les tests à une et trois bornes peuvent être combinés en appliquant l'impulsion à deux bornes de ligne à la fois, tandis que les autres bornes de ligne sont mises à la terre (test à deux terminaux, figure 4d). Dans ce cas, deux phases sont testées simultanément dans une connexion à terminal unique et une phase dans une connexion de test correspondant à un test à trois terminaux.
Les tests à deux et à trois terminaux ne sont pas inclus dans la norme, mais ils peuvent être effectués si cela est convenu.
Lorsque le bobinage basse tension ne peut pas être en service,soumis à des surtensions d’éclairage provenant du système basse tension (par exemple, transformateurs élévateurs, enroulements tertiaires), l’enroulement basse tension peut (selon un accord entre le client et le fabricant) être testé simultanément avec les tests d’impulsion sur l’enroulement haute tension avec surtensions transférées haute tension à la basse tension (Figure 4e, test avec tensions transférées).
Selon CEI 76-3, les bornes de ligne de l’enroulement basse tension sont reliées à la terre par le biais de résistances de cette valeur (Résistances Rune sur la figure 4e) que l'amplitude de l'impulsion transféréela tension entre la borne de ligne et la terre, ou entre différentes bornes de ligne ou à travers un enroulement de phase sera aussi élevée que possible mais ne dépassera pas la tension nominale de tenue aux chocs.
La résistance ne doit pas dépasser 5000 Ω. La borne neutre est normalement testée indirectement en connectant une résistance ohmique élevée entre le neutre et la terre (diviseur de tension Ra, Ru) et en appliquant l'impulsion (Figure 4d) aux bornes de ligne connectées ensemble.
Le test d’impulsion d’un terminal neutre est effectué seulement si demandé par le client.
Pour la détection de défaut dans les tests à une ou deux bornes, le neutre des enroulements en étoile est mis à la terre via un résistance ohmique faible (Rvous). Le courant traversant la détectionLa résistance pendant l’essai est enregistrée au moyen d’un oscilloscope. La preuve d'une défaillance d'insultaion résultant du test donnerait des différences importantes entre l'application d'impulsion d'étalonnage et les applications à pleine tension dans les formes d'onde de courant enregistrées.
Certains types de défauts donnent également lieu à des différences dans les formes d'onde de tension enregistrées.
Pour la détection de défauts dans les tests à trois terminaux etLors des tests sur la borne neutre, l’enroulement adjacent est mis à la terre via une résistance à faible résistance ohmique. La détection de défaut est alors basée sur l'enregistrement du courant capacitif qui est transféré à l'enroulement adjacent.
credit: Référence // Essais de transformateurs de puissance - ABB