Transformatoarele de testare de înaltă tensiune (HV) sunt dispozitive dedicate, concepute pentru a genera înaltă tensiune la frecvența industrială, denumite pe scurt transformatoare de testare. Clasificate ca transformatoare ridicătoare de tensiune, funcțiile lor principale includ testarea performanței izolației produselor electrice, testarea tensiunii de rezistență la frecvența industrială și măsurarea descărcărilor parțiale, având o caracteristică de funcționare pe termen scurt.
Intervalul lor de tensiune de funcționare acoperă 0.4 kV–10 kV pe partea primară și poate ajunge la 100–2000 kV sau mai mult pe partea secundară, cu o capacitate cuprinsă între 3 kVA și 9000 kVA. Transformatoarele adoptă o structură cu auto-răcire în ulei sau cu izolație în gaz SF₆.
Înfășurarea de înaltă tensiune adoptă un design cu bobină turn multistrat, de obicei cu un capăt legat la masă, în timp ce înfășurarea de joasă tensiune este montată extern. Modelele cu o capacitate mai mare de 10 kVA sunt echipate cu roți mobile din fontă, având caracteristici precum dimensiuni compacte și greutate redusă. Tensiunea de impedanță a unei singure unități variază de la 4.5% la 10% și poate ajunge la 30% până la 40% atunci când se utilizează mai multe unități în cascadă. Forma de undă a tensiunii de ieșire este aproape sinusoidală. Materialele de izolație ale înfășurării utilizează sârmă emailată cu poliester și materiale compozite rezistente la înaltă tensiune. Corpul transformatorului este supus unui tratament de uscare în vid, iar umplerea cu ulei în vid este necesară pentru produsele cu o tensiune nominală mai mare de 100 kV.
- Clasificarea după tipul structural
- Transformatoare de testare de înaltă tensiune imersate în ulei
Fiind cel mai comun tip, corpul transformatorului este imersat în ulei izolator, care servește atât ca mediu izolator, cât și ca mediu de disipare a căldurii.
Avantaje: Performanță excelentă de izolație, capacitate mare, nivel ridicat de rezistență la tensiune. Potrivit pentru testarea tensiunii de rezistență la frecvența industrială și utilizat pe scară largă în centrale electrice, substații și producătorii de echipamente electrice de înaltă tensiune.
Dezavantaje: Volum mare, greutate mare, relativ incomod pentru transport și instalare.
- Transformatoare de testare de înaltă tensiune de tip uscat
Încapsulate prin turnarea sau înfășurarea unor materiale izolatoare solide, cum ar fi rășina epoxidică, acestea nu conțin ulei izolant.
Avantaje: Dimensiuni compacte, greutate redusă, fără poluare, întreținere ușoară, rezistență mare la umiditate și contaminare. Potrivit pentru teste de laborator, teste în interior sau medii umede.
Dezavantaje: Capacitate și tensiune nominală limitate în comparație cu omologii imersați în ulei; cost puțin mai mare decât produsele imersate în ulei cu aceleași specificații.
- Transformatoare de testare de înaltă tensiune cu izolație gazoasă
Gazele izolante precum hexafluorura de sulf (SF₆) sau azotul sunt utilizate ca medii de izolație și răcire, fiind sigilate într-o incintă metalică.
Avantaje: Rezistență ridicată la izolație, efect bun de disipare a căldurii, structură compactă, fără risc de scurgeri de ulei. Potrivit pentru medii speciale, cum ar fi zonele de mare altitudine și amplasamentele antiexplozie.
Dezavantaje: Cerințe ridicate privind etanșarea gazelor; este necesară monitorizarea regulată a presiunii gazelor în timpul funcționării, ceea ce duce la costuri de întreținere relativ ridicate.
- Transformatoare de testare de înaltă tensiune de tip cascadă
Compus din mai multe transformatoare de testare individuale conectate în serie, tensiunea de ieșire ultra-înaltă este obținută prin amplificarea pas cu pas a tensiunii.
Avantaje: Capabil să genereze tensiuni de ieșire ultra-înalte, de la sute de mii la milioane de volți, îndeplinind cerințele de testare ale echipamentelor de ultra-înaltă tensiune.
Dezavantaje: Structură complexă, dificultăți mari în reglarea și controlul tensiunii și cerințe stricte pentru proiectarea izolației și egalizării tensiunii.
| Înaltă tensiune imersată în ulei Transformator de testare | Transformator de testare de înaltă tensiune de tip uscat | Transformator de testare de înaltă tensiune izolat în gaz | Transformator de testare de înaltă tensiune de tip cascadă |
 |
 |
 |
 |
- Clasificare după modul de reglare a tensiunii
Transformatoare de testare reglate cu autotransformator
Echipate cu un autotransformator încorporat, acestea ajustează tensiunea de intrare prin modificarea numărului de spire din înfășurarea primară, variind astfel tensiunea înaltă de ieșire.
Avantaje: Structură simplă, operare ușoară și cost redus. Potrivit pentru scenarii de testare cu capacitate mică spre medie și niveluri de tensiune scăzute.
Transformatoare de testare reglate separat
Corpul transformatorului este separat de regulatorul de tensiune, care de obicei adoptă un regulator de tensiune electrică sau un regulator de tensiune de inducție.
Avantaje: Precizie ridicată a reglării tensiunii, tensiune de ieșire stabilă și suport pentru telecomandă. Potrivit pentru teste de precizie cu capacitate mare și niveluri ridicate de tensiune.
III. Clasificare după forma de undă/frecvența de testare
Transformatoare de testare a frecvenței industriale
Acestea generează curent alternativ sinusoidal de 50Hz/60Hz și sunt utilizate pentru testele de tensiune de rezistență la frecvența industrială ale echipamentelor electrice. Sunt cel mai elementar tip de transformatoare de testare.
Transformatoare de testare rezonante în serie cu frecvență variabilă
Ca echipamente rezonante de amplificare a tensiunii, acestea constau dintr-un transformator de testare, un transformator de excitație, o reactanță, un divizor de tensiune pentru condensator și alte componente pentru a forma un circuit rezonant.
Avantaje: Dimensiuni compacte, greutate redusă și rată mare de utilizare a capacității. Potrivit pentru teste de tensiune de rezistență ale obiectelor de testare capacitive, cum ar fi cabluri lungi, condensatoare și generatoare, putând reduce eficient cererea de capacitate a echipamentelor de testare.
Transformatoare de testare a impulsurilor
Special concepute pentru a genera tensiune de impuls de trăsnet sau tensiune de impuls de comutație, acestea simulează supratensiuni în sistemele energetice.
Caracteristici: Vârf de tensiune de ieșire instantanee ridicat și durată scurtă. Acestea trebuie utilizate cu un generator de tensiune impulsivă și sunt aplicate în testele de tensiune de ținere la impuls ale echipamentelor precum transformatoarele și descărcătoarele de supratensiune.
- Alte tipuri speciale
Transformatoare portabile de testare de înaltă tensiune: În mare parte de tip uscat sau de mici dimensiuni, imersate în ulei, sunt compacte, ușoare și ușor de deplasat pentru testare la fața locului. Potrivite pentru detectarea la fața locului a liniilor electrice și a echipamentelor de distribuție.
Transformatoare de testare cu dublă utilizare AC-DC: Capabile să furnizeze tensiune înaltă AC sau DC, care poate fi comutată prin intermediul unui dispozitiv redresor. Un singur dispozitiv servește mai multor scopuri, economisind investițiile în echipamente.
Introducere de bază
Echipamentele electrice trebuie supuse unor teste de tensiune de rezistență la curent alternativ după părăsirea fabricii, predare sau întreținere majoră pentru a evalua nivelul de izolație al echipamentului împotriva supratensiunii în practică. Prin urmare, echipamentele de tensiune de rezistență la curent alternativ trebuie instalate în laboratoare de înaltă tensiune sau în locațiile de testare atât în departamentele de producție, cât și în cele de operare.
Transformatoarele de testare de înaltă tensiune sunt denumite pe scurt transformatoare de testare, fiind în general transformatoare elevatoare de tensiune. Aceste transformatoare de testare utilizează tensiunea înaltă de frecvență industrială indusă pe partea lor secundară pentru a efectua teste de performanță a izolației pe diverse produse electrice și materiale izolante.
Transformatoarele de testare sunt echipamente electrice indispensabile pentru testele de tensiune de rezistență în întreținerea și fabricarea motoarelor, transformatoarelor și produselor electrice.
Principalele aplicații ale transformatoarelor de testare includ testele de tensiune de rezistență la frecvența industrială ale produselor electrice, măsurarea descărcărilor parțiale , testele de stabilitate termică a mediilor izolatoare etc. Pentru echipamentele electrice de medie și înaltă frecvență, transformatoarele de testare cu frecvențe speciale pot fi utilizate și pentru testele de tensiune de rezistență și măsurarea parametrilor electrici relevanți.
Transformatoarele de testare au un raport mare de tensiune între înfășurările primare și secundare. Tensiunea primară variază de la 0.4 kV, 3 kV, 6 kV până la 10 kV, în timp ce tensiunea secundară poate fi proiectată la 100–2000 kV sau mai mult, cu o capacitate cuprinsă între 3 kVA și 9000 kVA.
Pentru testele la fața locului ale echipamentelor energetice, se utilizează în general transformatoare de testare ușoare; transformatoarele de testare elevatoare de 50kV sunt utilizate pentru testele de tensiune de rezistență ale echipamentelor energetice, cum ar fi transformatoarele de 6kV și 10kV; pentru testele de tensiune de rezistență ale echipamentelor energetice de înaltă tensiune și ultra-înaltă tensiune cu niveluri de tensiune peste 35kV, se adoptă transformatoare de testare de ultra-înaltă tensiune cu o tensiune mai mare de 5 ori tensiunea nominală primară a echipamentului testat, cum ar fi transformatoarele de testare elevatoare de 500kV, 700kV, 800kV cu niveluri de capacitate specifice.
Principiul de funcționare al transformatoarelor de testare este același cu cel al transformatoarelor de putere. Diferențele constau în faptul că transformatoarele de testare au o tensiune de lucru ridicată, un timp de funcționare scurt și o creștere mică a temperaturii și, în general, nu sunt echipate cu radiatoare. În plus, transformatoarele de testare au sarcini mici, în mare parte sarcini capacitive, iar capacitatea lor este relativ mai mică decât cea a transformatoarelor de putere.
Categorii
Înaltă tensiune: Tensiunea primară a transformatoarelor de testare este de 220V sau 380V, în timp ce tensiunea secundară a unui singur transformator de testare ajunge adesea la câteva mii până la zeci de mii de volți. Transformatoarele de testare cu o tensiune secundară care depășește 750kV adoptă de obicei o structură în cascadă cu mai multe unități.
Curent scăzut: Curentul nominal al transformatoarelor de testare este de fapt curentul capacitiv al obiectului de testare, deci este în general mai mic de 1A. Cu toate acestea, transformatoarele de testare utilizate pentru teste de cabluri și motoare mari, teste de poluare a izolației externe, teste de coroană a liniei și alte proiecte pot avea un curent secundar de câțiva amperi.
Timp de funcționare scurt: Datorită timpului scurt de rezistență la tensiunea produselor testate, transformatoarele de testare adoptă în general un sistem de funcționare pe termen scurt de 0.5 h sau 1 h, cu excepția celor utilizate în testele de poluare a izolației externe, testele de coroană a liniilor și testele de cabluri.
Instalare monofazată și la interior: Transformatoarele de testare sunt în general dispozitive monofazate și de interior (unele sunt proiectate ca dispozitive de exterior). Toate adoptă o structură auto-răcită imersată în ulei, cu straturi groase de izolație a înfășurării, iar înfășurarea de înaltă tensiune este de obicei legată la pământ la un capăt.
Nivel inegal de izolație al înfășurării secundare: Capătul principal al înfășurării secundare are un potențial ridicat, în timp ce capătul posterior este legat direct la masă sau prin intermediul unui ampermetru.
Cerințe înalte de proiectare și fabricație: Datorită tensiunii de lucru ridicate, structura izolației are un impact decisiv asupra dimensiunii totale a transformatorului de testare. Corpul transformatorului necesită, în general, uscare în vid, iar umplerea cu ulei în vid este necesară pentru produsele de peste 100 kV.
Clasificare
După structură: Transformatoare de testare cu înveliș metalic și transformatoare de testare cu carcasă izolată.
După frecvența de putere: Testați transformatoarele cu niveluri de frecvență precum frecvența de putere, multiplicată cu frecvența, frecvența medie și frecvența înaltă.
După nivelul de tensiune: Transformatoare de testare de joasă tensiune, înaltă tensiune și ultra-înaltă tensiune.
Conform formularului de aplicare: Tip mobil ușor și tip fix; transformatoare de testare pentru utilizare cu o singură unitate și pentru utilizare în cascadă a două sau mai multe unități.
Transformatoarele de testare sunt în general dispozitive monofazate, de interior, cu o structură auto-răcită imersată în ulei. Datorită tensiunii lor de lucru ridicate, straturile de izolație ale înfășurărilor sunt relativ groase, iar un capăt al înfășurării de înaltă tensiune este legat la masă.
Tipurile structurale specifice ale transformatoarelor de testare includ, în general, trei tipuri: tipul cu o singură trecere, tipul cu două treceri și tipul cu cilindru izolator.
Cerinte tehnice
Forma de undă a tensiunii de ieșire: Forma de undă a tensiunii de ieșire a transformatoarelor de testare trebuie să fie cât mai apropiată posibil de o undă sinusoidală. Pentru a reduce distorsiunea formei de undă a tensiunii cauzată de tensiunea armonică generată atunci când componentele armonice ale curentului fără sarcină trec prin impedanța regulatorului de tensiune și a transformatorului, densitatea fluxului magnetic trebuie selectată în segmentul liniar al curbei de magnetizare a miezului de fier. Între timp, trebuie adoptate echipamente de reglare a tensiunii cu distorsiuni mici ale formei de undă și, dacă este necesar, se pot adăuga dispozitive de filtrare.
Tensiunea de impedanță: Curentul secundar al transformatoarelor de testare este în general curent capacitiv. Când curentul secundar trece prin impedanța regulatorului de tensiune și a transformatorului de testare, tensiunea de ieșire va depăși valoarea determinată de raportul de tensiune. Prin urmare, tensiunea de impedanță a transformatoarelor de testare nu trebuie să fie prea mare, altfel poate afecta precizia rezultatelor testelor și poate reduce capacitatea de scurtcircuit a echipamentului de testare. Cu toate acestea, dacă tensiunea de impedanță este prea mică, curentul de scurtcircuit poate crește atunci când obiectul testat se defectează sau se supraîncălzește. Tensiunea de impedanță a unui singur transformator de testare este în general de 4.5~10% și poate ajunge la 30~40% atunci când mai multe unități sunt conectate în cascadă.
Dacă aveți nevoie să verificați echipamentele de testare a înaltei tensiuni și transformatoarele de testare a înaltei tensiuni, vă rugăm să ne contactați. Inginerii noștri de vânzări sunt familiarizați cu testele de laborator și de interior, testarea tensiunii joase și medii în medii umede/curate, testarea tensiunii de rezistență la frecvența industrială în centrale electrice, substații și fabrici de echipamente electrice de înaltă tensiune, testarea tensiunii de rezistență a echipamentelor de ultra-înaltă tensiune, cum ar fi transformatoarele și întrerupătoarele de circuit, testarea de precizie pentru aplicații de mare capacitate și înaltă tensiune, testarea tensiunii de rezistență la impuls a echipamentelor, cum ar fi transformatoarele și descărcătoarele de supratensiune, precum și detectarea la fața locului a liniilor electrice și a echipamentelor de distribuție.
