Page 1

Transformatory

Urządzenia Energetyki dla

|www.urzadzeniadlaenergetyki.pl|

dukcja transformatorów mocy

projektowanie, eksploatacja, diagnostyka

Dodatek specjalny do Urządzeń dla Energetyki

2011

Care Poland S.A.

eustalonych, włączony w szereg z obwodami napięciowymi, grona największych producentów transformatorów ibratorem, przyrząd przed skutkami dukowanychzabezpieczający i modernizowanych jednostekpomiarowy moŜna

ciowe, transformatory anałowymautotransformatory miernikiem sygnałów oraz akustycznych wyposażonym w 16 bitowe przetworniki

ający z dzielnikiem napięcia oraz impedancją detekcyjną (model

rciedlające współczesne warunki A/D o zakresie dynamicznym od 82eksploatacji dB i paśmie przenoszenia 10 kHzfirmy – 2 MHz. Program ekologicznych irmy Hipotronics) i większym kalibrujący (model CIC 300/DDX

ceny, wymuszają daleko idącą transformatorów ABB Sygnały emisji akustycznej zbierane są optymalizację przez czujniki piezoelektryczne o zakresie

Kluczowym zatem doświadczenie zęstotliwości 70 – jest 200 kHz. ibrator zewnętrzny Haefely KAL 451 kadry do pośredniej kalibracji

nowość nowość nowość OSZCZĘDNOŚć OSZCZĘDNOŚ

WNĘTRZOWAWNĘTRZOWA STACJA STACJA WNĘTRZOWA STACJA

owymi, wykorzystanie efektywnych narzędzi wanie nowoczesnych ą Haefely AKV 568materiałów [1, 2]. konstrukcyjnych Pomiar wyładowań układu pomiarowego do pomiaru wyładowań niezupełnych ioparku maszynowego.

TRANSFORMATOROWA TRANSFORMATOROWA TRANSFORMATOROWA dla dużych i małych dlaobiektów dużych i małych obiektów

niezupełnych metodą

eNeRGI E EeNeRGII EeNeRGII icz icz icz

kondensatorami i kalibrującym pozwala na akustycznąsprzęgającym jako adumetoda pomiarowego pod napięciem i wykonywanie pomiarów przy wykrywania nejwolno do 300 kV. Pomiar taki jest bardzo rozwijających się korzystny ze względu na niem systemu CAD, w który jest oparty na wjak pełni iarowym zarówno trakcie kalibracji i pomiarów, co wpływa uszkodzeń integrację wszystkich jego etapów, w transformatorach ji.pozwala W na warunkach przemysłowych użycie wspomnianych dla dużych i estenergetycznych możliwe, choćby zeopracowania względu nai duże wymiary kondensatorów modeli koncepcyjnych, obliczeń eni na pole probiercze. W takim wypadku sprawdza się doskonale Rys. 1. Widok zestawu DiSP-80 parametrów urządzenia. aci kalibratora niskonapięciowego impedancji detekcyjnej [2, AE, 7]. ich Oprogramowanie dołączone do systemu i służy do zbierania sygnałów

WNĘTRZOWA STACJA dla dużych i małych obiektów TRANSFORMATOROWA małych obiektów

OSZCZĘDNOŚ

OSZCZĘDNOŚć

rzetwarzania i prezentacji wyników pomiarów. Umożliwia także lokalizację źródeł b)

ników pomiarów

ygnałów.

W czasie wykonywanych pomiarów rejestrowane są następujące parametry:

dzenia pozwala na zobrazowanie wyników uzyskanych pomiarów energia akustyczna; ór sposobu prezentacji dokonuje prowadzący pomiary [1, 2, 7]. Projektowanie liczność; owanych przez DDX 7000 w postaci stosownych wykresów oraz produkcja a rysunkach  trafienia; od 1 do 6. Dotyczą one pomiarów wnz wykonanych transformatorów mocy eneratora o mocy 658,8Poland MVA. Możliwa w TurboCare zdarzenia akustyczne; S.A. jest prezentacji wyników 

amplituda sygnałów akustycznych;

czas trwania sygnału akustycznego.

aorafazowego (rysunekprostownikowego 1) – na wykresie pokazane są trzy serie 160MVA (a) i transformatora 22MVA (b)

W celu przybliżenia tych pojęć poniżej podano podstawowe definicje. i fazy (Pulse Count) – liczba impulsów w zbiorze każdej

fazy we akustyczna (Acoustic Emission) (AE)zespołu – tej Falaserii; sprężysta wygenerowana przez ala Emisja na równoczesną, współbieŜną pracę ach, prawa oś rzędnych określa wartości zybkie uwolnienie ze źródła wewnątrz materiału. echnologów orazenergii analityków. ść wyładowań (Max Discharge) – maksymalna intensywność wszystkich wybranych lewa oś rzędnych określafaliwartości Amplituda (Amplitude) blokach, – największa wartość szczytowa napięcia sygnału AE;

Innowacyjne systemy wyczajowo wyrażana w decybelach w odniesieniu do 1 mikrowolta na wejściu

przyłączeniowe adowań (Average Discharge) – średnia liczba impulsów w zbiorze rzedwzmacniacza (dBae). w technice wybranych blokach, lewa oś rzędnych wykresu określa wartości

Liczność (Counts) – Liczba przekroczeń wartości progowej przez sygnał AE, znana transformatorowej

akże jako „liczność przekroczeń progu” lub „liczność ringdown”. Zdarzenie akustyczne (Event) – lokalna zmiana materiału powodująca wzrost emisji

kustycznej.

Pomiary wyładowań 2 - zmniejszasz koszt budowy systemu o 337 166,40 zł niezupełnych w warunkach przemysłowych metodą - zyskujesz zł obniżając elektryczną z użyciem - zmniejszasz koszt budowy systemu523koszt o 999,20 337budowy 166,40 zł kosztyoeksploatacji - zmniejszasz systemu 337 166,40 zł detektora ddx 7000 - zmniejszasz koszt budowy systemu o 337 166,40 zł

kładowy wykres wartości w funkcji kąta fazowegoELEKTROBUD

- zyskujesz 523 999,20- zyskujesz zł obniżając eksploatacji 523koszty 999,20 zł obniżając koszty eksploatacji Przyczyna 39 - zyskujesz 523Dolna 999,20 zł obniżając koszty eksploatacji ELEKTROBUD

67-400 Wschowa tel. centrala +48 65 540 80 00 fax +48 65 540 80 08 e-mail: wschowa@elektrobud.pl Przyczyna Dolna 39

ELEKTROBUD

Oddział Poznań

ul. Grunwaldzka 104 60-307 Poznań tel./fax +48 61 865 00 92 tel. +48 61 866 40 26 e-mail: poznan@elektrobud.pl ul. Grunwaldzka 104

Oddział Poznań

Odd

ELEKTROBUD Odd Przyczyna Dolna 39 ul. Gr Przyczyna Dolna 39 ul. Gr 67-400 Wschowa 60-307 Poznań 67-400 Wschowa HAEFELY TEST AG 67-400 Wschowa tel. centrala +48 65 540tel.80 00 kwoty +48 61 865 00 tel./fax 92 centrala +48 65 540porównując 80 00 tradycyjne rozwiązanie z nowoczesnym systememtel./fax +48 Uzyskane obliczono wnętrzowych centrala +48 65 65 540 540 80 00przesyłu mocy 1000 kW na łączną długość 200 m linii tel./fax +48 E fax +48 65 540tel. 08transformatorowych tel.kablowych. +48 61 866 40 tel. 26 fax80 +48 08 +48 , dla stacji ICZ80 fax +48 65 540 80 08 tel. +48 e-mail: wschowa@elektrobud.pl e-mail: poznan@elektrobud.pl e-mail: wschowa@elektrobud.pl e-mail: poznan@ e-mail: wschowa@elektrobud.pl e-mail: poznan@ elektrobud A4 01_2011.indd 1

2011-01-10 15:01:57

Uzyskane kwoty obliczono porównując nowoczesnym systemem wnętrzowych systemem wnętrzowych Uzyskane kwotytradycyjne obliczonorozwiązanie porównującz tradycyjne rozwiązanie z nowoczesnym

Bezpieczniki E Uzyskane obliczono porównując rozwiązanie nowoczesnym stacji transformatorowych ICZEtransformatorowych , dlakwoty przesyłu mocyICZ 1000 kWprzesyłu natradycyjne łącznąmocy długość kablowych. , dla 1000200 kWmnazlinii łączną długośćsystemem 200 m liniiwnętrzowych kablowych. stacji wysokonapięciowe prądu stacji transformatorowych ICZE , dla przesyłu mocy 1000 kW na łączną długość 200 m linii kablowych. przemiennego


boCare Poland S.A.

transformatory

do grona największych producentów transformatorów produkowanych i modernizowanych jednostek moŜna sieciowe, autotransformatory oraz transformatory

Spis treści

wierciedlające współczesne warunki eksploatacji ść ceny, wymuszają daleko idącą optymalizację nia. Kluczowym jest zatem doświadczenie kadry aukowymi, wykorzystanie efektywnych narzędzi Program ekologicznych transformatorów ABB...... 6 kanałowym miernikiem sygnałów akustycznych wyposażonym w 16 bitowe przetworniki sowanie nowoczesnych materiałów konstrukcyjnych A/D o zakresie dynamicznym większym od 82 dB i paśmie przenoszenia 10 kHz – 2 MHz. ogii i parkuSygnały maszynowego. emisji akustycznej zbierane są przez czujniki piezoelektryczne o zakresie częstotliwości 70 – 200 kHz.

Pomiar wyładowań niezupełnych metodą

waniem systemu CAD, który jest oparty na w pełni

akustyczną jako metoda wykrywania wolno

1), pozwala na integrację wszystkich jego etapów, rozwijających się uszkodzeń , modeli koncepcyjnych, opracowania i obliczeń

cji parametrów urządzenia.

w transformatorach energetycznych.......................... 8

Rys. 1. Widok zestawu DiSP-80

b)Oprogramowanie

dołączone do systemu służy do zbierania sygnałów AE, ich

przetwarzania i prezentacji wyników pomiarów. Umożliwia także lokalizację źródeł

sygnałów. W czasie wykonywanych pomiarów rejestrowane są następujące parametry: 

energia akustyczna;

liczność;

trafienia;

zdarzenia akustyczne;

Projektowanie oraz produkcja transformatorów mocy w TurboCare Poland S.A............................... 14

filtr nieustalonych, włączony w szereg z obwodami napięciowymi,  przebiegów amplituda sygnałów akustycznych; wzmacniaczem i kalibratorem, zabezpieczający przyrząd pomiarowy przed skutkami przepięć;  czas trwania sygnału akustycznego.  kondensatory: sprzęgający z dzielnikiem napięcia oraz impedancją detekcyjną (model firmy Hipotronics) i kalibrujący (model CIC 300/DDX firmy W PSF celu300/1/DDX-1 przybliżenia tych pojęć poniżej podano podstawowe definicje. Hipotronics);  niskonapięciowy kalibrator zewnętrzny Haefely KAL 451 do pośredniej kalibracji Emisja akustyczna (Acoustic Emission) (AE) – Fala sprężysta wygenerowana przez układu pomiarowego;  impedancję detekcyjną Haefely AKV 568 [1, 2]. szybkie uwolnienieukładu energii ze źródła wewnątrz materiału. Użycie standardowego pomiarowego do pomiaru wyładowań niezupełnych z wymienionymi wyżej kondensatorami sprzęgającym i kalibrującym pozwala na bezpośrednią kalibrację układu pomiarowego pod i wykonywanie pomiarów przy Amplituda (Amplitude) – napięciem największa wartość szczytowa napięcia fali sygnału AE; napięciu o wartości skutecznej do 300 kV. Pomiar taki jest bardzo korzystny ze względu na brak różnic w układzie pomiarowym zarówno w trakcie kalibracji w jak i odniesieniu pomiarów, co wpływa zwyczajowo wyrażana w decybelach do 1 mikrowolta na wejściu na skuteczność kalibracji. W warunkach przemysłowych użycie wspomnianych kondensatorów nie zawsze jest możliwe, choćby ze względu na duże wymiary kondensatorów przedwzmacniacza (dBae). i brak dostatecznej przestrzeni na pole probiercze. W takim wypadku sprawdza się doskonale przenośna aparatura w postaci kalibratora niskonapięciowego i impedancji detekcyjnej [2, 7]. 

rmatora 160MVA (a) i transformatora prostownikowego 22MVA (b)

Innowacyjne systemy przyłączeniowe w technice transformatorowej................................ 18

ozwala na równoczesną, współbieŜną pracę zespołu w, technologów oraz analityków.

Liczność (Counts) – Liczba przekroczeń wartości progowej przez sygnał AE, znana

2.2. Sposób prezentacji wyników pomiarów

także jako „liczność przekroczeń progu” lub „liczność ringdown”.

Oprogramowanie urządzenia pozwala na zobrazowanie wyników uzyskanych pomiarów w wieloraki sposób, a wybór sposobu prezentacji dokonuje prowadzącyzmiana pomiary [1, 2, 7]. Zdarzenie akustyczne (Event) – lokalna materiału Przykłady wyników generowanych przez DDX 7000 w postaci stosownych wykresów pokazane zostały poniżej na rysunkach od 1 do 6. Dotyczą one pomiarów wnz wykonanych dlaakustycznej. uzwojeń stojana turbogeneratora o mocy 658,8 MVA. Możliwa jest prezentacji wyników w postaci: 1) Wartości w funkcji kąta fazowego (rysunek 1) – na wykresie pokazane są trzy serie wyników pomiarów: - liczba impulsów w funkcji fazy (Pulse Count) – liczba impulsów w zbiorze każdej fazy we wszystkich wybranych blokach, prawa oś rzędnych określa wartości tej serii; - maksymalna intensywność wyładowań (Max Discharge) – maksymalna intensywność w zbiorze każdej fazy we wszystkich wybranych blokach, lewa oś rzędnych określa wartości tej serii; - średnia intensywność wyładowań (Average Discharge) – średnia liczba impulsów w zbiorze każdej fazy we wszystkich wybranych blokach, lewa oś rzędnych wykresu określa wartości tej serii.

powodująca wzrost emisji

HAEFELY TEST AG....................................................22 2

Pomiary wyładowań niezupełnych w warunkach przemysłowych metodą elektryczną z użyciem detektora ddx 7000..................................................25 Rys. 1. Przykładowy wykres wartości w funkcji kąta fazowego

Bezpieczniki wysokonapięciowe prądu przemiennego............................................................ 30

4

Dodatek specjalny do Urządzeń dla Energetyki


PFISTERER Sp. z o.o. ul. Poznańska 258 05-850 Ożarów Maz. http://www.pfisterer.pl

u Systemy kompaktowych linii napowietrznych

u Osprzęt liniowy

Tel. +48 22 733 90 80 Tel. +48 22 733 90 70 Fax +48 22 721 27 81 e-mail: info@pfisterer.pl

u Izolatory kompozytowe – odciągowe, wsporcze, osłonowe

u Osprzęt stacyjny – przewodowy, rurowy

Lider innowacji w zakresie linii napowietrznych do 800kV


Transformatory

Program ekologicznych transformatorów ABB Firma ABB, w ramach troski o ochronę środowiska i efektywność energetyczną, uruchamia program ekologicznych transformatorów, skierowany do użytkowników olejowych transformatorów rozdzielczych.

P

rogram obejmuje modułową strategię doboru produktów. Moduły dostępne są dla poszczególnych elementów konstrukcji transformatora: uzwojeń, izolacji uzwojenia, konstrukcji rdzenia, jego materiałów, doboru cieczy izolujących, opcji kadzi i chłodzenia oraz pokryć galwanicznych. Strategię tę jest wspiera potencjał bazy naukowo-badawczej ABB w dziedzinie transformatorów oraz wysoka elastyczność narzędzi projektowych, która ułatwia szybkie dostosowanie wyrobów do wymagań odbiorców. Dzięki temu dobór modułów pozwoli klientom zapewnić rozwiązania nie tylko efektywne, ale też przyjazne dla środowiska.

Oprócz istniejących transformatorów o małej stratności i  wysokiej sprawności, program ekologicznych transformatorów obejmuje kilka nowoopracowanych wyrobów, zapewniających jeszcze większą oszczędność energii, w tym olejowe transformatory z rdzeniem amorficznym (AMDT) wraz z firmowanym przez ABB biodegradowalnym płynem BIOTEMP® o wysokiej temperaturze palenia. W przypadku transformatorów rozdzielczych, które z  reguły poddawane są mniejszemu obciążeniu, wyspecyfikowanie najniższych strat stanu jałowego zapewnia ograniczenie zużycia energii oraz zwiększe-

Tabela 1. Porównanie strat stanu jałowego między standardowymi transformatorami rozdzielczymi z rdzeniem z blachy stalowej zimnowalcowanej (RGO) a transformatorami rozdzielczymi z rdzeniem amorficznym (AM) dla różnych mocy znamionowych. Moc znamionowa (kVA)

Straty stanu jałowego (W) RGO

AM

Redukcja strat

Jednofazowy 15

55

20

64% 54%

25

65

30

50

105

35

67%

75

155

55

65%

100

200

75

63%

167

235

95

60%

300

505

200

60%

500

725

220

70%

750

1125

355

68%

1500

2170

725

67%

2500

2750

745

73%

Trójfazowy

Porównanie ze specyfikacjami o najniższych stratach stanu jałowego (A0) według normy IEC EN50464-1 z kilkoma transformatorami trójfazowymi AM Moc znamionowa (kVA)

6

A0 (W)

Konstrukcja AM (W)

Redukcja strat 48%

100

145

75

250

300

110

63%

400

430

170

60%

800

650

330

49%

nie sprawności urządzeń. Transformatory AMDT z najnowszej oferty ABB cechują ultra niskie straty stanu jałowego, a tym samym najwyższa efektywność energetyczna. Transformatory zostały zaprojektowane z użyciem wyjątkowego stopu, pozbawionego struktury krystalicznej, co bezpośrednio przyczynia się do zmniejszenia strat transformatora o maksymalnie 70%. (tabela 1.) Badania wskazują, że obecność składowych harmonicznych powoduje znacząco niższy wzrost strat w przypadku transformatorów AMDT w porównaniu z tradycyjnymi, a tym samym zapewnia oszczędności eksploatacyjne w odniesieniu do różnych obciążeń rezystancyjnych i  indukcyjnych. Niższe straty przekładają się na większą dochodowość w długim okresie dzięki niższemu całkowitemu kosztowi użytkowania (TOC), a także na niższe zapotrzebowanie na produkcję energii i na poprawę w zakresie całkowitego indeksu emisji dwutlenku węgla (w postaci śladu węglowego). Rozważenie skapitalizowanych strat i wpływu na środowisko wskazuje, że zastosowanie transformatorów AMDT wpisuje się w strategię zrównoważonego rozwoju. Płyn BIOTEMP ® na bazie naturalnych estrów, produkowany z odnawialnego oleju roślinnego, zapewnia kompletne rozwiązanie bazujące na strategii zrównoważonego rozwoju dla branży transformatorów, łączą-

Dodatek specjalny do Urządzeń dla Energetyki


Transformatory

Tabela 2. Bezpośrednie pomiary temperatury w punktach gorących, przy użyciu czujników światłowodowych, w transformatorze o mocy 800 kVA wypełnionym płynem BIOTEMP®. Dzięki różnicy pod względem temperatury punktów gorących wynoszącej 10°C, dopuszczalne jest ciągłe przeciążenie transformatora na poziomie 110%. Ciągłe obciążenie transformatora

Przyrost temp. w  punkcie gorącym uzwojenia GN (°C)

Przyrost temp. w punkcie gorącym uzwojenia DN (°C)

Temperatura Temperatura w punkcie gorącym w punkcie gorącym w uzwojeniu GN (°C) w uzwojeniu DN (°C) przy temperaturze przy temperaturze otoczenia 40°C otoczenia 40°C

100%

81

81,3

121

121

110%

93,2

90,8

133

131

ce w sobie przyjazność dla środowiska (wysoka biodegradowalność), bezpieczeństwo (wysoka ognioodporność) oraz niezawodność (duża zdolność przeciążeniowa). Ze względu na wskaźnik biodegradowalności wynoszący 99% wyciek płynu BIOTEMP® można traktować jako odpad niegroźny dla środowiska. Z  kolei jego temperatura palenia wynosi ponad 300°C, a  wyjątkowa zdolność do wytwarzania mniejszego ciśnienia w kadzi przy zwarciach łukowych o dużej energii ogranicza zagrożenie związane z eksplozją i pożarem transformatora. Ponadto dopuszczalne jest większe nasycenie płynu wodą niż w przypadku oleju mineralnego bez wpływu na wytrzymałość dielektryczną, co z kolei skutkuje znacznie niższym tempem starzenia się papieru impregnowanego. Dzięki temu dopuszczalna jest wyższa temperatura punktów gorących bez szkody dla trwałości wyrobu. œ

Dodatek specjalny do Urządzeń dla Energetyki

7


Transformatory

Pomiar wyładowań niezupełnych metodą akustyczną jako metoda wykrywania wolno rozwijających się uszkodzeń w transformatorach energetycznych W artykule przypomniano teorię podstawowych zjawisk mechanicznych i akustycznych zachodzących podczas uwalniania się ładunku. W skrócie przedstawiono zasady i technikę pomiaru wnz metoda akustyczną. W dalszej części przedstawiono dotychczasowe doświadczenia w wykrywaniu i lokalizacji rozwijających się uszkodzeń w pracujących transformatorach energetycznych. W niektórych przypadkach przedstawiono także diagnozy uzyskane innymi metodami lub opisy uszkodzeń zaobserwowanych w czasie rewizji wewnętrznych.

P

ierwszy objawem rozwijającego się uszkodzenia w transformatorze są zwiększające swoją intensywność wyładowania niezupełne. W praktyce wykrywa je się wykonując analizę DGA. Badanie to daje informację rodzaju i dynamice uszkodzenia, natomiast nie daje żadnych informacji o miejscu uszkodzenia. Inną nieinwazyjną metodą wykrywania i  lokalizacji wnz jest metoda akustyczna. Umożliwia ona przeprowadzenie badania bez wyłączania badanej jednostki z ruchu. W metodzie akustycznej wykorzystuje się zjawisko emisji fali mechanicznej (akustycznej) przez uwalniający się ładunek. W rzeczywistości zjawisko to można porównać do maleńkiej eksplozji, która wzbudza falę mechaniczną przenikającą przez izolację. Taką falę można wykryć przy użyciu sensorów montowanych na zewnętrznej powierzchni kadzi np. głośników zamieniających sygnał mechaniczny na elektryczny, który

można zarejestrować i analizować przy użyciu znanych typowych systemów akwizycji danych. Fala akustyczna wygenerowana przez uwalniający się ładunek wewnątrz transformatora nim dotrze do powierzchni kadzi przenika przez izolację stałą (preszpan, papier), ciecz izolacyjną (np. mineralny olej elektroizolacyjny) oraz przez metale użyte jako materiał nawojowy (miedź, aluminium) oraz stalowe elementy konstrukcyjne. Nim fala akustyczna zostanie zarejestrowana przez czujnik, zamontowany na powierzchni kadzi, ulega wielokrotnie odbiciu i załamaniu, a jej energia zostaje częściowo pochłonięta. Stąd często występujące problemy z lokalizacją i oceną intensywności wnz oraz oszacowaniem ładunku pozornego. W  nasz zakład do pomiarów wnz metodą akustyczną stosuje się urządzenie „DiSP - 80” firmy Physical Accoustic Corp. Urządzenie to jest zin-

tegrowanym z komputerem 12 kanałowym miernikiem sygnałów akustycznych wyposażonym w 16 bitowe przetworniki A/D o  zakresie dynamicznym większym od 82 dB i  paśmie przenoszenia 10 kHz – 2 MHz. Sygnały emisji akustycznej zbierane są przez czujniki piezoelektryczne o zakresie częstotliwości 70 – 200 kHz. Oprogramowanie dołączone do systemu służy do zbierania sygnałów AE, ich przetwarzania i prezentacji wyników pomiarów. Umożliwia także lokalizację źródeł sygnałów. W czasie wykonywanych pomiarów rejestrowane są następujące parametry: · energia akustyczna; · liczność; · trafienia; · zdarzenia akustyczne; · amplituda sygnałów akustycznych; · czas trwania sygnału akustycznego. W celu przybliżenia tych pojęć poniżej podano podstawowe definicje. Emisja akustyczna (Acoustic Emission) (AE) – Fala sprężysta wygenerowana przez szybkie uwolnienie energii ze źródła wewnątrz materiału. Amplituda (Amplitude) – największa wartość szczytowa napięcia fali sygnału AE; zwyczajowo wyrażana w decybelach w odniesieniu do 1 mikrowolta na wejściu przedwzmacniacza (dBae). Liczność (Counts) – Liczba przekroczeń wartości progowej przez sygnał AE, znana także jako „liczność przekroczeń progu” lub „liczność ringdown”.

kanałowym miernikiem sygnałów akustycznych wyposażonym w 16 bitowe przetworniki A/D o zakresie dynamicznym większym od 82 dB i paśmie przenoszenia 10 kHz – 2 MHz. Sygnały emisji akustycznej zbierane są przez czujniki piezoelektryczne o zakresie częstotliwości 70 – 200 kHz.

Rys. 1. Widok zestawu DiSP-80

Rys. 1. Widok zestawu DiSP-80

Oprogramowanie dołączone do systemu służy do zbierania sygnałów AE, ich 8 przetwarzania i prezentacji wyników pomiarów. Umożliwia także lokalizację źródeł Dodatek specjalny do Urządzeń dla Energetyki


wnz) lokalizację; go lub– więcej czujników. Transformatory wnz) – lokalizację; ładunku pozornego. agi przy interpretacji wyników wymaga lokalizacja źródła wnz. wnz) – lokalizację; Zdarzenie akustyczne (Event) – lopozornego. kadunku wyładowań niezupełnych można stwierdzić, czy kalna zmiana materiału powodująca adunku pozornego. wzrost emisji akustycznej. Trafienie (Hit) – Wykrycie i pomiar knsformatora. wyładowań Wystarczy niezupełnych można stwierdzić, czy zaobserwować wzmożoną sygnału AE w danym kanale. k wyładowań niezupełnych można stwierdzić, czy Energia źródła (Source energy) – nsformatora. Wystarczy zaobserwować wzmożoną sumaryczna energia (we wszystw. kich formach) wytaworzona przez nsformatora. Wystarczy zaobserwować wzmożoną źródło. Pomiar wyładowań niezupełnych . yników wymaga lokalizacja źródła wnz. metodą akustyczną umożliwia bez . wyłączania z normalnej eksploatacji ocenę stanu większości urządzeń ników wymaga lokalizacja źródła wnz. energetycznych poprzez: ników wymaga lokalizacja źródła wnz. · stwierdzenie czy wewnątrz urządzenia znajduje się źródło energii akustycznej (wnz) o określonych parametrach; · określenie położenia źródła energii (wnz) – lokalizację; · oszacowanie wielkości uwalnianego ładunku pozornego. Wykorzystując akustyczny miernik wyładowań niezupełnych można

Rys. 2. Zależność czasu trafienia w funkcji kan amplitudy i licznoś

Rys. 2. Zależność czasu trwania w funkcji kanału,trafienia w funkcji kanału, liczności w funkcji amplitudy i liczność w funkcji kanału.

Rys. 2. Zależność czasu trwania w funkcji kanału, trafienia w funkcji kanału, liczności w funkcji amplitudy i liczność w funkcji kanału.

czasu trwania w funkcji kanału, kcji kanału, liczności w funkcji czasu trwania w funkcji kanału, liczność w funkcji kanału. cji kanału, liczności w funkcji czasu trwania w funkcji kanału, liczność w funkcji kanału. cji kanału, liczności w funkcji licznośćRys. w 3.funkcji kanału. Amplituda energia w funkcji kanału.

energia w funkcji kanału.

Rys. 4. Lokalizacja

stwierdzić, czy źródło wnz znajduje się we wnętrzu transformatora. Wystarczy zaobserwować wzmożoną aktywność jednego lub więcej czujników. Nieco więcej uwagi przy interpretacji wyników wymaga lokalizacja źródła wnz. Przykład lokalizacji z rys. 4 został uzyskany w czasie pomiarów przeprowadzonych w 2007 r. na transformatorze 500 MVA, 400kV. Na którym widać rozproszone punkty lokalizacji świadczące o występujących odbiciach fali akustycznej. Następne pomiary zostały wykonane w maju 2008 r. na stanowisku pracy transformatora, po zadziałaniu I  stopnia przekaźnika gazo-

Rys. 3. Amplituda energia w funkcji kanału. Rys. 4. Lokalizacja

Rys. 4. Lokalizacja Rys. 4. Lokalizacja Rys. 4. Lokalizacja

Dodatek specjalny do Urządzeń dla Energetyki

9

Rys 3


maju 2008 r. na stanowisku pracy transformatora, po zadzia Transformatory a) b) azowo-przepływowego. Celem badania była lokalizacja uszko wo-przepływowego. Celem badania była lokalizacja uszkodzenia (źródła dużych wyładowań niezupełnych) oraz próba oszacowania wielkości ładunku pozornego. Pomiary wykonano w stanie jałowym. Wykonano szereg pomiarów przy różnych położeniach czujników (rys. 5 a, b, c) w  wyniku których zarejestrowano następujący obraz lokalizacji. Jak widać na powyższych rysunkach wstępne pomiary jedno znacznie wskazały miejsce występowania wnz. czyli klatki wybieraków ppz. Warunki zasila nia umożliwiały powtórzenia pomiarów na różnych zaczepach ppz. Czynności łączeniowe miały wpływ na intensywność wyładowań niezupełnych. Inne zarejestrowane parametry wskazywały również na zmianę wielkość ładunku pozornego. Pozwoliło to wnioskować, że przyczyną intensywnego gazowania transformatora jest złe ustawianie się wybieraków. Przypuszczenia te potwierdziła rewizja wewnętrzna przeprowadzona na przełomie lipca i sierpnia, w czasie której ustawiono styki wybieraka i zablokowano możliwość przełączania. Pomiar wnz metodą akustyczną, który pracownicy IEn-ZT wykonali w marcu 2008 r. na transformatorze 125 MVA po awarii – łukowym zwarciu wewnętrznym od odpływu do kadzi. Transformator był remontowany na stanowisku pracy. Aby stwierdzić, czy wewnątrz transformatora nie ma innych poważnych a  niewidocznych uszkodzeń, zdecydowano ze względów bezpieczeństwa, że pierwsze załączenie na stan jałowy odbędzie się przy zasilaniu z agregatu prądotwórczego 1 MVA, 0,4 kV poprzez transformator pośredniczący od strony 15 kV. Dokonano 4 prób załączenia transformatora, w czasie których wykonano pomiary wnz metodą akustyczną. Na rys. 6 a, b, c przedstawiono obraz lokalizacji wnz podczas kolejnych prób. W  kwietniu. 2009 r. uczestniczono w  demontażu złomowanego autotransformatora typu RTdxP 125000/200. Transformator został planowo wyłączony z  ruchu i  złomowany po 47 latach bezawaryjnej pracy. Pomiary przeprowadzone w  październiku. 2006 r. wykazały wysoki poziom wyładowań niezupełnych o dużej intensywności i dużej ener-

dowań niezupełnych) oraz próba oszacowania wielkości ła czasie pomiarów przeprowadzonych wykonano w stanie jałowym. Wykonano szereg pomiarów a którym widać rozproszone punkty zujników (rys. 5a,b,c) w wyniku których zarejestrowano nastę fali akustycznej. Następne pomiary a)

racy transformatora, po zadziałaniu I b) badania była lokalizacja uszkodzenia

c)

óba oszacowania wielkościlokalizacje ładunku wnz. na transformato Rys. 5. Uzyskane b)

przeprowadzanych w maju a) i b) część aktywna i odpły

. Wykonano szereg pomiarów przy zarejestrowana duża aktywność czujników umieszczony zaczepów. ku których zarejestrowano następujący

Jak widać na powyższych rysunkach wstępne pomi c) występowania wnz. czyli klatki wybieraków pp

powtórzenia pomiarów na różnych zaczepach ppz. Cz

kalizacje wnz. na transformatorze 500 MVA w czasie po intensywność niezupełnych. aju a) i b) część aktywnawyładowań i odpływy 15kV praktycznie Inne wolne zare od tywność czujników umieszczonych na ścianach kieszeni przeł c)

również na zmianę wielkość ładunku pozornego. Poz

intensywnego gazowania transformatora jest z zych rysunkach wstępne pomiary jednoznacznie wskazały m Przypuszczenia te potwierdziła rewizja wewnętrzna czyli klatki wybieraków ppz. Warunki zasilania umoż i sierpnia, w czasie której ustawiono styki wy w na różnych zaczepach ppz. Czynności łączeniowe miały wp orze 500 MVA w czasie pomiarów przełączania. ywy praktycznie Inne wolne zarejestrowane od wnz, c) wań 15kV niezupełnych. parametry wskaz Pomiar metodą akustyczną, który pracownicy IE ych na ścianachwnz kieszeni przełącznika 10 elkość ładunku pozornego. Pozwoliło to wnioskować, że prz Rys. 5. Uzyskane lokalizacje wnz. na transformatorze 500 MVA w czasie pomiarów przeprowadzanych w maju a) i b) część aktywna i odpływy 15kV praktycznie wolne od wnz, c) zarejestrowana duża aktywność czujników umieszczonych na ścianach kieszeni przełącznika zaczepów.

Dodatek specjalny do Urządzeń dla Energetyki


podczas kolejnych prób.

Transformatory c) a) b) onano 44 prób prób załączenia załączenia transformatora, transformatora, w w czasie czasie których których wykonano wykonano onano

akustyczną. Na Na rys. rys. 66 a, a, b, b, cc przedstawiono przedstawiono obraz obraz lokalizacji lokalizacji wnz wnz akustyczną. formatora, w czasie których wykonano ób. b.

c przedstawiono b) obraz lokalizacji wnz c) c) b) c)

d)

d)

e)

e)

e) e)

f)

f) f)

Rys 6. a) Transformator 125 MVA próbnego przy zasilaniu napięciem ok. załączenia próbnego przy zasilaniu napi Rys 6. a) Transformator 125 MVA b)metodą Obraz lokalizacji w czas niezupełne elektrycznąwnz d) Obraz próbnego przy zasilaniu napięciem 0,66 U przy ok. zasilaniu napięciem UN lokalizacji lokalizacja N c) Obraz załączenia próbnego przy zasilaniu napięcieme)ok. 0,66lokalizacji UN równolegle (znamionowa) Obraz wnz niezupełne metodą elektryczną d)napięciem Obraz lokalizacji wnz30w min czasie pierwsz UN , po ok. pracy zmi przy zasilaniu napięciem UN lokalizacja przedna rozpoczęciem przełączani znamionowy) poz. 1 (najwyższe nap (znamionowa) e) Obraz lokalizacji wnz w czasie pierwszego załączenia pierwszego załączenia próbnego Rys 6. a) Transformator 125 MVA b) Obraz lokalizacji wnz w czasie pierwszego załączenia próbnego przy zasilaniu napięciemprzy za c) Obraz lokalizacji wnz w czasie drugiego załączenia próbnego przy zasilaniu napięciem ok. 0,66 U równoleok. 0,66 U rmator 125 125 MVA b) b)UObraz Obraz lokalizacji wnz w czasie czasie pierwszego załączenia rmator MVA w pierwszego załączenia napięciem , po lokalizacji ok. 30elektryczną minwnz pracy zmieniono przełącznika zac1 pozycję przełącznika gle mierzono wyładowania metodą d) Obraz lokalizacji wnz w czasiepozycję pierwszegozaczepów załączenia próbne-z poz. Nniezupełne go przy zasilaniu napięciem U lokalizacja przed rozpoczęciem przełączania zaczepów ppz. poz 14 (znamionowa) e) Obraz u napięciem ok. 0,66 U c) Obraz lokalizacji wnz w czasie drugiego u napięciem ok.w czasie 0,66 U c) Obraz lokalizacji wnz drugiego ok. min pracy zmieniono pozy-Obraz lo lokalizacji wnz pierwszego załączenia przyznamionowy) zasilaniu napięciem U , pow znamionowy) naNN poz. 1próbnego (najwyższe napięcie – 30czasie 257,5 kV) f) cję przełącznika zaczepów z poz. 14 (zaczep znamionowy) na poz. 1 (najwyższe napięcie – 257,5 kV) f) Obraz lokalizacji wnz zy zasilaniu zasilaniu napięciem ok. 0,66 0,66 UNN napięciem równolegle mierzono wyładowania min. pracy zmieniono pozycję przełącznika w czasie pierwszego załączeniaok. próbnego przy zasilaniu U , po ok. 30mierzono zy napięciem U równolegle wyładowania pierwszego załączenia próbnego przy zasilaniu napięciem UN , po ok. 3 zaczepów z poz. 1 (najwyższe napięcie – 257,5 kV) na poz. 14 (zaczep znamionowy) izacji wnz w czasie pierwszego załączenia tryczną d) Obraz lokalizacji lokalizacji wnz wnz w czasie czasiezpierwszego załączenianapięcie próbnego ryczną d) Obraz w załączenia próbnego pozycję przełącznika zaczepów poz. 1 (najwyższe – 257,5w Wpierwszego kwietniu. 2009 izolacyjnych r. uczestniczono gii. Zarejestrowano nietypowy akudopuszczalną, wartości propanu. elementów wewnątrz Obraz lokalizacji wnz w czasie drugiego m U lokalizacja przed rozpoczęciem przełączania zaczepów ppz. poz 14 m UNN lokalizacja przed rozpoczęciem przełączania zaczepów ppz. poz 14 znamionowy) styczny obraz wyładowań niezupeł- Skład i  koncentracja gazów roz- uzwojeń pokryta była czarnym nych, zlokalizowanych w osi wzdłużpuszczonychzałączenia w  oleju wskazywał osadem (produktami rozkładu ole6lokalizacji UN równolegle wyładowania lokalizacji wnz w wmierzono czasie pierwszego załączenia próbnego przyTransformator zasilaniu wnz czasie pierwszego próbnego przy zasilaniu RTdxP 125000/200. z nej transformatora, z zagęszczeniem na lokalne przegrzanie oraz na ju). Najmocniej „zaczernione” bytrafień w okolicach fazyzałączenia W i odpłytermiczny lub elektryczny rozkład ły elementy zewnętrzne elementy czasie próbnego 30 min pracy zmieniono pozycję przełącznika zaczepów poz. 14w dolnej (zaczep 0wmin pracy zmieniono pozycję przełącznika zaczepów zz poz. 14 (zaczep Wpierwszego kwietniu. 2009 r.celulozy. uczestniczono w demontażu złomowanego au wów uzwojenia dodatkowego. izolacji, pracujące części 47 latach bezawaryjnej przełączania zaczepów ppz. poz Analiza DGA wykazała przekroW  czasie rewizji stwierdzono, że uzwojeń regulacyjnych oraz izolacji 1 (najwyższe (najwyższe napięcie 257,5 kV) Obraz lokalizacji wnz w wpracy. czasie 1ęciem napięcie –– 257,5 kV) f)f)14 Obraz lokalizacji wnz czasie czenie granicznej, przyjętej za wierzchnia warstwa wszystkich w górnej części pozostałych uzwoszego załączenia próbnego przyTransformator zasilaniu próbnego przy zasilaniu zasilaniu napięciem UNN ,, po po ok. ok.Pomiary 30 min. min.planowo pracy zmieniono 30 pracy zmieniono próbnego przy napięciem U RTdxP 125000/200. został wyłączonywz r przeprowadzone przełącznika zaczepów z poz. napięcie 14 (zaczep aczepów poz. (najwyższe napięcie 257,5 kV) kV) na na poz. poz. 14 14 (zaczep (zaczep aczepów zz poz. 11 (najwyższe –– 257,5 47 latach bezawaryjnej pracy. kV) f) Obraz lokalizacji wnz w czasie wyładowań niezupełnych o dużej inten Dodatek specjalny do Urządzeń dla Energetyki 11 30 min. pracy zmieniono w październiku. 2006 r. wyka em UN , po ok.Pomiary przeprowadzone

f)

N

N

N

N

N


Transformatory jeń. Uzwojenia fazy W były nieco mocniej pokryte osadem. Izolacja papierowa przewodów i płaskowników prasujących rdzeń była zaskakująco trudna do rozerwania – wykazywała niski stopień depolimeryzacji. Można zatem powiedzieć, że najprawdopodobniej uzwojenia i  połączenia nie były źródłem intensywnych wyładowań niezupełnych. Obejrzano blachy z rozplecionego górnego jarzma. Na powierzchni niektórych blach zauważono ślady sadzy charakterystyczne dla niezbyt intensywnie iskrzącej krawędzi sąsiedniej blachy. Można zatem przypuszczać, że źródłem wyładowań niezupełnych były blachy rdzenia. Zaobserwowane na elementach złomowanego transformatora, ślady zachodzących w  nim zjawisk fizycznych i chemicznych, wydają się potwierdzać wyniki uzyskane w  czasie wcześniejszych pomiarów i badań. Dotychczasowe doświadczenia dały zadawalające wyniki dla transformatorów w których występowały wnz o poziomie wyższym niż 500 - 600 pC. W przypadku wnz o mniejszej intensywności np. w nowych transformatorach metoda daje możliwość lokalizacji źródła wyładowań lecz dotychczasowe doświadczenie nie dostarczyło wystarczających kryteriów

Wnioski Wydaje się, że metoda akustyczna jest metodą przydatną w diagnostyce transformatorów I i II grupy będących w  eksploatacji. Umożliwia: 1. Ocenę stanu transformatora na stanowisku jego pracy, bez konieczności jego wyłączenia. Przedstawiono dwojakiego rodzaju takie oceny: a). kryterium oparte na bezpośrednich wynikach pomiarów emisji akustycznej. Polega ono na skorelowaniu stanu transformatora z określonymi wcześniej poziomami wyładowań niezupełnych określonymi na podstawie obserwowanych (rejestrowanych) parametrów emisji akustycznej. Kryterium to opracowano w oparciu o porównanie uzyskanych wyników pomiarów akustycznych z wynikami analiz DGA pobranych próbek oleju. Można je przedstawić w następującej tabeli:

12

Poziom emisji Stan transforakustycznej wnz matora Bardzo mały

Normalny

Mały AE do 100

Normalny

Podwyższony AE 100 do 500

Ostrzegawczy (podwyższony poziom wnz)

Wysoki powyżej 500

Zagrożenia (wysoki poziom wnz)

Określone w tabeli poziomy emisji akustycznej określono na podstawie doswiadczeń na przebadanych ponad 50 jednostkach, natomiast wymienione stany transformatora opisać można następująco: – Stan normalny – transformator nie wymaga żadnych dodatkowych zabiegów i może być nadal normalnie eksploatowany. – Stan ostrzegawczy – transformator może być nadal eksploatowany, jednak powinien być podlegać szczególnemu zainteresowaniu służb eksploatacyjnych. Wskazane dodatkowe badania diagnostyczne lub zmniejszenie resursu między kolejnymi badaniami. – stan zagrożenia – transformator powinien być w krótkim czasie poddany kompleksowym badaniom diagnostycznym b). Kryteria powszechnie stosowane przy pomiarze wyładowań niezupełnych metodą elektryczną przy wykorzystaniu korelacji między parametrami akustycznymi a ładunkiem pozornym przedstawione w [] Ta metoda jest przydatna przy wnz o ładunku pozornym większym niż 500pC. 2. Połączona z analizą DGA daje pełny obraz stanu pracującego transformatora. 3. Umożliwia lokalizację wielu wolno rozwijających się uszkodzeń, które mogą spowodować awaryjne wyłączenie transformatora. 4. Może być stosowana jako zastępcza metoda oceny stanu izolacji po poważnych naprawach wykonywanych na stanowisku pracy. 5. Umożliwia lokalizację niewidocznych wolno rozwijających się uszkodzeń wykrytych innymi metodami, a mogących spowodować awaryjne wyłączenie transformatora. Anna Krajewska œ Instytut Energetyki Zakład Transformatorów

Literatura

[1] Instrukcja obsługi system DiSP – 80 – czerwiec 1999. [2] M. Kaźmierski, K. Bugajny, R. Ławski – Ocena akustycznej metody badań stanu izolacji przekładników, Dokumentacja IEnOT Nr 9/2002. [3] R. Ławski – Opracowanie koncepcji diagnostyki transformatorów metodą analizy wyładowań niezupełnych w transformatorach. Etap I – Łódź grudzień 2006. [4] A. Krajewska - Opracowanie koncepcji diagnostyki transformatorów metodą analizy wyładowań niezupełnych w transformatorach. Etap II – Dok. IEnOT Nr 6/2007. [5] A. Krajewska - Pomiar wyładowań niezupełnych metoda akustyczną transformatora RTDxP 125 000/ 220 PN. – Dok. IEnOT Nr 7 / 2008. [6] A. Krajewska - Pomiar wyładowań niezupełnych metoda akustyczną w transformatorze TAQ – 315 R44 D9K-99 nr fabr. 1 647 070 zainstalowanego w SE ROGOWIEC - Dok. IEnOT Nr 12/2008. [7] A. Krajewska - Pomiar wyładowań niezupełnych metoda akustyczną w bateriach kondensatorów – Dok. IEnOT Nr 14 / 2008. [8] R. Grzegorzewski - Pomiar wyładowań niezupełnych metoda akustyczną w bateriach kondensatorów - Dok. IEnOT Nr 19/ 2008. [9] A. Krajewska - Pomiar wyładowań niezupełnych metoda akustyczną w transformatorze TAQ – 315 R44 D9K-99 nr fabr. 1 647 070 zainstalowanego w SE ROGOWIEC po naprawie- Dok. IEnOT Nr 20/2008. [10] A. Golubev, V. Tsvetkov and V. Rusov - ON-LINE VIBRO-ACOUSTIC ALTERNATIVE TO THE FREQUENCY RESPONSE ANALYSIS AND ON-LINE PARTIAL DISCHARGE MEASUREMENTS ON LARGE POWER TRANSFORMERS PART ONE. VIBRO-ACOUSTIC METHOD OF CLAMPING PRESSURE MONITORING AS AN ALTERNATIVE TO THE FREQUENCY RESPONSE METHOD - TechCon’99 Annual Conference of TJ/H2b. [11] A. Nunez, S. J. Ternowchek, R. K. Miller, B. H. Ward – Locating and Assessing Faults In Power Transformers – Transmission and Distribution World, czerwiec 2004. [12] L.E. Lundgaard – Partial Discharge – Part XIII: Acoustic Partial Discharge Detection- Fundamental Considerations, IEEE Electrical Insulation Magazine July/August 1992 – Vol. 8. No.4 [13] L.E. Lundgaard – Partial Discharge – Part XIV: Acoustic Partial Discharge Detection- Practical Application, IEEE Electrical Insulation Magazine September/October 1992 – Vol. 8. No.5 [14] Bugajny K., Grzegorzewski R., Kaźmierski M., Krajewska A.: Diagnostyka transformatorów w eksploatacji na podstawie pomiarów wyładowań niezupełnych metodą akustyczną, Mat. VII Konf. Naukowo - Technicznej „Transformatory Energetyczne i Specjalne, Perspektywy rozwojowe, zastosowania i koncepcje”, Kazimierz Dolny, 1 - 3 października 2008, ss. 165 - 176. [15] A. Krajewska: Opracowanie koncepcji diagnostyki transformatorów metodą analizy wyładowań niezupełnych w transformatorach. Etap III. Dok IEn OT Nr 3/2009 [16] A. Krajewska - Zastosowanie pomiaru wyładowań niezupełnych metodą akustyczną do wykrywania wolno rozwijających się uszkodzeń w transformatorach energetycznych. Mat. Konf. Zarządzanie Eksploatacją Transformatorów, Wisła – Jawornik 27 – 29 kwietnia 2010 r. ss.133 – 142.

Dodatek specjalny do Urządzeń dla Energetyki


INSTYTUT ENERGETYKI INSTYTUT BADAWCZY PION�ELEKTRYCZNY

ZAK£AD TRANSFORMATORÓW 93-208��£ÓD�,�ul.�D¹browskiego�113 Tel.:�42�203�56�30,�Fax:�42�203�56�31 e-mail:�kontakt@ienot.com.pl

PROJEKTOWANIE, DORADZTWO Transformatory i�d³awiki energetyczne oraz specjalne Uk³ady energoelektroniczne Uk³ady izolacyjne niskich i�wysokich�napiêæ Zagadnienia�cieplne i�magnetyczne, w�tym zwi¹z¹ne�z du¿ymi�strumieniami rozproszenia i�ekranowaniem Ha³as i�drgania�urzdze�energoelektrycznych Materia³y elektryczne�i�magnetyczne Zagadnienia�eksploatacyjne�transformatorów: diagnostyka, pomiary okresowe�i�poawaryjne, instrukcje eksploatacji, obci¹¿alnoœci,�remonty Systemy monitoringu Instalacje�do��suszenia i�impregnacji izolacji oraz gospodarki�olejowej

PRODUKCJA JEDNOSTKOWA Agregaty do�uzdatniania oleju�transformatorowego w�tym przewoŸne Gniazda technologiczne do�suszenia i�impregnacji transformatorów olejowych Stacje prób Systemy kompleksowego monitoringu�transformatorów Bazy danych Wyposa¿enie transformatorów: wskaŸniki�poziomu i�przep³ywu�oleju zawory nadciœnieniowe�i�odcinaj¹ce Aparatura�i�urz¹dzenia�specjalne��w�tym: zasilacze�pr¹du�sta³ego i�zmiennego transformatory w.cz.,�impulsowe i�specjalne transformatory i�d³awiki do�uk³adów energoelektronicznych

BADANIA-PRÓBY-US£UGI Nagrzewanie i�ch³odzenie�urz¹dzeñ�i�ich elementów Pola�elektryczne�i�magnetyczne Wytrzyma³oœæ elektryczna Wy³adowania niezupe³ne Badania�fizyko-chemiczne��olejów�elektroizolacyjnych Okrelenie stopnia zanieczyszczenia�olejów izolacyjnych polichlorobifenylami�(PCB)


Transformatory

Projektowanie oraz produkcja transformatorów mocy w TurboCare Poland S.A.

Projektowanie oraz produkcja TurboCare Poland S.A. naleŜy do grona największych producentów transformatorów transformatorów mocy średniej i duŜej mocy w Polsce. Wśród produkowanych i modernizowanych jednostek moŜna w TurboCare Poland S.A.oraz transformatory wyróŜnić transformatory blokowe, sieciowe, autotransformatory specjalne. Wymagania klienta odzwierciedlające współczesne warunki eksploatacji

TurboCare Poland S.A. należy do grona największych producentów transformatorów transformatorów oraz konkurencyjność ceny, wymuszają daleko idącą optymalizację średniej i dużej mocy w Polsce. Wśród produkowanych i modernizowanych jednostek można wyróżnić transformatory blokowe, sieciowe, autotransformatory oraz transformatory konstrukcji i procesu ich wytwarzania. Kluczowym jest zatem doświadczenie kadry specjalne. Wymagania klienta odzwierciedlające współczesne warunki eksploatacji inŜynierskiej wsparte badaniami naukowymi, wykorzystanie transformatorów oraz konkurencyjność ceny, wymuszają daleko idącąefektywnych optymalizacjęnarzędzi konstrukcji i procesu ich wytwarzania. Kluczowym jest zatem doświadczenie kadry obliczeniowych i projektowych, zastosowanie nowoczesnych materiałów konstrukcyjnych inżynierskiej wsparte badaniami naukowymi, wykorzystanie efektywnych narzędzi obliczeniowych i projektowych,technologii zastosowanie nowoczesnych materiałów konstrukcyjnych oraz wysoko specjalistycznych i parku maszynowego. oraz wysoko specjalistycznych technologii i parku maszynowego.

Nowoczesne metody projektowania Nowoczesne metody projektowania

cepcyjnych, opracowania i obliczeń Zastosowanie środowiska paramedo wytworzenia i wery- trycznego, pozwala przeprowadzać Proces projektowania z konstrukcji, zastosowaniem systemu CAD, wielowariantową który jest oparty na w pełni Proces projektowania z zastosowa- fikacji parametrów urządzenia. polioptymalizację niem systemu CAD, który jest oparty 3D Zintegrowany CADna pozwala konstrukcji (CAD/CAM/CAE) wraz parametrycznym środowisku (rys. 1), system pozwala integrację wszystkich jego etapów, na w pełni parametrycznym środowi- na równoczesną, współbieżną pra- z pełną wizualizacją produktu końsku 3D (rys. 1), pozwala na integrację pomiarów, cę zespołu projektowego złożonego cowego (rys. 2). począwszy od wykonania modeli koncepcyjnych, opracowania i obliczeń wszystkich jego etapów, począwszy z konstruktorów, technologów oraz Wykorzystanie współczesnych techkonstrukcji, do wytworzenia od wykonania pomiarów, modeli kon-i weryfikacji analityków. parametrów urządzenia. nik komputerowych dla modelowa-

a) a)

b)

Zastosowanie środowiska parametrycznego, pozwala przeprowadzać wielowariantową polioptymalizację konstrukcji (CAD/CAM/CAE) wraz z pełną wizualizacją produktu końcowego (rys.2). Rys. 1. Parametryczne modele 3D autotransformatora 160MVA (a) i transformatora prostownikowego 22MVA (b)

Rys. 1. Parametryczne modele 3D autotransformatora 160MVA (a) i transformatora prostownikowego 22MVA (b)

a)

b) Zintegrowany system CAD pozwala na równoczesną, współbieŜną pracę zespołu projektowego złoŜonego z konstruktorów, technologów oraz analityków.

Rys. 2. Komputerowa wizualizacja (a) i zdjęcie rzeczywistego transformatora blokowego 305MVA (b)

Rys. 2. Komputerowa wizualizacja (a) i zdjęcie rzeczywistego transformatora blokowego 305MVA (b)

Wykorzystanie współczesnych technik komputerowych dla modelowania zjawisk występujących w transformatorach (m.in. do elektrycznych, cieplnych, Dodatek specjalny Urządzeń dla elektromagnetycznych, Energetyki 14 przepływowych, mechanicznych), pozwala na wykonanie kompleksowych obliczeń oraz


symulację wszystkich warunków pracy transformatorów. Jedną z podstawowych grup obliczeń numerycznych transformatorów stanowią

obliczenia elektromagnetyczne. Pozwalają one na określenie m.in.Transformatory rozkładu indukcji w elementach konstrukcyjnych oraz rozkładu pól elektrycznych (rys. 3).

a) a)

b) b)

Rys. 3. W rozkład wartości chwilowej indukcji (a) oraz linie sił pola elektrycznego w strefie uzwojeń (b)

Rys. 3. W rozkład wartości chwilowej indukcji (a) oraz linie sił pola elektrycznego w strefie uzwojeń (b)

Na podstawie obliczonych wartości sił elektrodynamicznych, temperatury, obciąŜeń mechanicznych statycznych i dynamicznych oraz przyjętych kryteriów optymalizacyjnych, przeprowadzana jest analiza wytrzymałościowa konstrukcji (rys. 4). a)

b)

Rys. 4. Rozkład napręŜeń w belce jarzmowej (a) oraz w kadzi transformatora blokowego 173MVA (b)

b) b)

a) a) KaŜdy wyrób podlega badaniom i próbom końcowym (rys. 4), spośród których wymienić Rys. 4.w belce Rozkładjarzmowej napręŜeń w belce jarzmowej (a) oraz w kadzi blokowego transformatora blokowego Rys.naleŜy 4. Rozkład naprężeń (a) oraz w kadzi transformatora 173MVA (b) 173MVA (b) elektryczne, mechaniczne, cieplne, szczelności. KaŜdy wyrób podlega badaniom i próbom końcowym (rys. 4), spośród których wymienić naleŜy elektryczne, mechaniczne, cieplne, szczelności.

a)

b)

Rys. 4. Próby(a) końcowe transformatora (a) oraz termogram transformatora Rys. 5. Próby końcowe transformatora oraz termogram transformatora 305MVA/420kV (b) 305MVA/420kV

nia zjawisk występujących w trans- peratury, obciążeń mechanicznych PRZYKŁADOWE wszystkich wcześniej kryteriów wyrobu, kończy proces formatorachSpełnienie (m.in. elektrycznych, statycznychzałoŜonych i  dynamicznych oraz oceny PRODUKTY elektromagnetycznych, cieplnych, przyjętych kryteriów Rys. 4. Próby końcowe transformatora (a) oraz optymalizatermogram transformatora 305MVA/420kV projektowania oraz wytwarzania. przepływowych, mechanicznych), cyjnych, przeprowadzana jest ana- Transformatory oraz pozwala na wykonanie komplek- liza wytrzymałościowa konstrukcji autotransformatory sieciowe sowych obliczeń oraz symulację (rys. 4). Transformatory sieciowe i autotransSpełnienie wszystkich wcześniej załoŜonych kryteriów oceny wyrobu, kończy proces wszystkich warunków pracy transformatory produkowane przez TurPRZYKŁADOWE PRODUKTY formatorów. Każdy wyrób podlega badaniom boCare Poland S.A. (rys. 6) odzwierprojektowania oraz wytwarzania. Jedną z podstawowych grup obli- i próbom końcowym (rys. 5), spo- ciedlają tendencje do optymalizacji czeńTransformatory numerycznych transformatośród których wymienić należy elek- konstrukcji urządzeń elektroenergeoraz autotransformatory sieciowe rów stanowią obliczenia elektroma- tryczne, mechaniczne, cieplne, tycznych i zmniejszenia negatywnePRZYKŁADOWE PRODUKTY gnetyczne. Pozwalają one na okre- szczelności. go wpływu na środowisko naturalne Transformatory sieciowe i autotransformatory produkowane przezich TurboCare Poland ślenie m.in. rozkładu indukcji w elew miejscu zainstalowania. Dotymentach konstrukcyjnych oraz roz- Spełnienie wszystkich wcześniej za- czy to obniżenia poziomu emitowaTransformatory oraz autotransformatory sieciowe S.A. (rys.5) odzwierciedlają tendencje do optymalizacji konstrukcji urządzeń kładu pól elektrycznych (rys. 3). łożonych kryteriów oceny wyrobu, nego hałasu, wydzielanych strat moNa podstawie obliczonych wartokończy proces projektowania oraz na cy jak również oraznaturalne sposobu podłąelektroenergetycznych i zmniejszenia negatywnego wpływu środowisko w ści sił elektrodynamicznych, tem- wytwarzania. czenia do sieci. Transformatory sieciowe i autotransformatory produkowane przez TurboCare Poland

miejscu ich zainstalowania. Dotyczy to obniŜenia poziomu emitowanego hałasu, S.A. (rys.5) odzwierciedlają tendencje do optymalizacji konstrukcji urządzeń wydzielanych strat mocy jak równieŜ oraz sposobu podłączenia do sieci. elektroenergetycznych i zmniejszenia negatywnego wpływu na środowisko naturalne w miejscu ich zainstalowania. Dotyczy dotoUrządzeń obniŜenia Dodatek specjalny dla poziomu Energetykiemitowanego hałasu, 15 wydzielanych strat mocy jak równieŜ oraz sposobu podłączenia do sieci.


Transformatory Rys. 5. Transformator sieciowy 25MVA/110kV (a) i autotransformator 160MVA/220kV (b)

a) Transformatory blokowe

b)

TurboCare Poland S.A. posiada wieloletnie doświadczenie w modernizacjach i remontach krajowych jednostek o najwyŜszych mocach. Bazując na zdobytych doświadczeniach zostały zaprojektowane i wyprodukowane nowoczesne transformatory blokowe 305MVA/420kV oraz 173MVA/220kV (rys.6). Rys. 6. Transformator sieciowy 25MVA/110kV (a) i autotransformator 160MVA/220kV (b)

Rys. 5. Transformator sieciowy 25MVA/110kV (a) i autotransformator 160MVA/220kV (b)

a) b) Rys. 5. Transformator sieciowy 25MVA/110kV (a) i autotransformator 160MVA/220kV (b) Transformatory blokowe

Transformatory blokowe TurboCare Poland S.A. posiada wieloletnie doświadczenie w modernizacjach i remontach krajowych jednostek o najwyŜszych mocach. Bazując na zdobytych

TurboCare Poland S.A. posiada wieloletnie doświadczenie w moderniza

doświadczeniach zostały zaprojektowane i wyprodukowane nowoczesne transformatory

i remontach krajowych oraz jednostek o najwyŜszych mocach. Bazując na zdob blokowe 305MVA/420kV 173MVA/220kV (rys.6). Rys. 7. Transformator blokowy 305MVA/420kV (a) i 173MVA/220kV (b)

6 Transformator blokowy 305MVA/420kV (a) i 173MVA/220kV (b)nowoczesne transform doświadczeniach zostałyRys.zaprojektowane i wyprodukowane

b) blokowea)305MVA/420kV oraz 173MVA/220kV (rys.6). Transformatory specjalne TurboCare Poland S.A. jest równieŜ uznanym producentem transformatorów specjalnych, m.in. transformatorów przekształtnikowych i piecowych (rys.7). Oferowane transformatory specjalne przeznaczone są do zasilania układów przemysłowych w hutach i zakładach chemicznych. Rys. 8. Transformator prostownikowy 22MVA/110 kV (a) i transformator piecowy 15MVA/33kV (b)

Rys. 6 Transformator blokowy 305MVA/420kV (a)Literatura i 173MVA/220kV (b) Transformatory Rys. blokowe układów przemysłowych 7 Transformator prostownikowy 22MVA/110 kVw hutach (a) i transformator piecowy 15MVA/33kV (b) Rys. 7 Transformator prostownikowy 22MVA/110 kV (a) i transformator 15MVA/33kV (b) ProjekTurboCare Poland S.A. posiada wiei zakładach chemicznych. [1]piecowy S. Sieradzki, D. Kardas: loletnie doświadczenie w  modertowanie i wytwarzanie maszyn elekPodsumowanie nizacjach i  remontach krajowych Podsumowanie trycznych i transformatorów - noPodsumowanie jednostek o  najwyższych mocach. Połączenie zaawansowanych technik we obszary prac badawczych, SME Bazując na zdobytych doświadcze- projektowania, nowoczesnego par- 2009, Zeszyty Problemowe – MaszyTransformatory specjalne Połączenie zaawansowanych technik projektowania, nowoczesnego parku niach zostały zaprojektowane i wy- ku maszynowego oraz wiedzy i do- ny Elektryczne Nr 83/2009 Połączenie zaawansowanych technik projektowania, produkowane nowoczesne trans- świadczenia kadry inżynieryjno-tech[2] S. nowoczesnego Sieradzki, A. Kulik, A. parku Kozamaszynowego oraz wiedzy doświadczenia kadry inŜynieryjno-technicznej, pozwala na Rys. 6iTransformator blokowy 305MVA/420kV (a) i Charakterystyka 173MVA/220kV (b) formatory blokowe 305MVA/420kV nicznej, pozwala na optymalizację kiewicz: rozwiązań TurboCare Poland S.A. jest równieŜ uznanym producentem transformatorów maszynowego oraz wiedzy kadry inŜynieryjno-technicznej, pozwala na oraz 173MVA/220kV (rys. 7). i doświadczenia parametrów technicznych produkkonstrukcyjnych transformatorów optymalizację parametrów technicznych produktu, spełnienie wysokich wymagań tu, spełnienie wysokich wymagań mocy produkowanych przez Enerspecjalnych, m.in. transformatorów przekształtnikowych i goserwis piecowych (rys.7). Oferowane optymalizację parametrów spełnienie wysokich wymagań Transformatory specjalne jakościowych, produktu, środowiska i bezpieLubliniec. Konferencja „Za- są jakościowych, środowiskatechnicznych i bezpieczeństwa eksploatacji. Efektem prowadzonych prac TurboCare Poland S.A. jest rówczeństwa eksploatacji. Efektem prorządzanie Eksploatacją Transformatransformatory specjalne przeznaczone sąeksploatacji. do zasilaniaEfektem układówprowadzonych przemysłowychprac w hutach jakościowych, środowiska i transbezpieczeństwa są wyprodukowane transformatory, dopasowane ściśle do potrzebtorów” i wymagań klientów. nież uznanym producentem wadzonych prac są wyprodukowaWisła Jawornik 2006 specjalnych, m.in. ne transformatory, dopasowane ści- [3] A. Kulik, A. Kozakiewicz: Roziformatorów zakładach transformatory, chemicznych. wyprodukowane dopasowane ściśle do potrzeb i wymagań klientów. Transformatory transformatorów specjalne przekształtni- śle do potrzeb i wymagań klientów. wój produkcji transformatorów kowych i  piecowych (rys. 8). Oferowane transformatory specjalLiteratura ne przeznaczone są do zasilania

Paweł Berger, Damian Kardas TurboCare Poland S.A.

mocy w TurboCare Poland S.A.XVI Konferencja Energetyki, Wojanów 2009

TurboCare Poland S.A. jest równieŜ uznanym producentem transformat specjalnych, m.in.D. transformatorów przekształtnikowych i piecowych [1] S. Sieradzki, Kardas: Projektowanie i wytwarzanie maszyn elektrycznych i transformatorów - nowe(rys.7). obszary prac Ofero badawczych, SME 2009, Zeszyty Problemowe – Maszyny Elektryczne Nr 83/2009 [1] S. Sieradzki, D. specjalne Kardas: Projektowanie i wytwarzanie maszyn i transformatorów - nowe obszary prac transformatory przeznaczone są doelektrycznych zasilania układów przemysłowych w h Dodatek specjalny do Urządzeńrozwiązań dla Energetyki A. Kulik, A.Problemowe Kozakiewicz: Charakterystyka konstrukcyjnych transformatorów mocy 16[2] S. Sieradzki, badawczych, SME 2009, Zeszyty – Maszyny Elektryczne Nr 83/2009 produkowanych przez Energoserwis Lubliniec. Konferencja „Zarządzanie Eksploatacją Transformatorów” Wisła i zakładach chemicznych. [2] S. Sieradzki, A.2006 Kulik, A. Kozakiewicz: Charakterystyka rozwiązań konstrukcyjnych transformatorów mocy Jawornik

Literatura


Transformatory

Innowacyjne systemy przyłączeniowe w technice transformatorowej W niniejszym artykule zaprezentujemy nowoczesne systemy połączeń proponowanych przez firmę Pfisterer, produkowane na potrzeby techniki transformatorowej. Przedstawione rozwiązania stanowią kompleksową propozycję na potrzeby projektowania i budowy tzw. „nowoczesnych GPZ’ów”. Zaciski transformatorowe nn

łatwe w obróbce a sama technologia wytwarzania finalnego produktu jest znacznie mniej energochłonna, w połączeniu z niższą rezystywnością materiału (mniejszymi stratami) daje prawo do nazwania tej technologii „ekologiczną”.

Pierwsze zaciski transformatorowe produkowane przez firmę Pfisterer, na rynek polski wykonane jako mosiężna odkuwka trafiały już w latach 90tych. Na bazie wieloletnich doświadczeń w różnych regionach świata, oraz badań w zakresie zacisków transformatorowych, kilka lat temu firma opracowała nową rodzinę zacisków 2Direct ®. Obecnie w ofercie firmy, obok zacisków wykonanych z mosiądzu można znaleźć nowoczesne zaciski 2Direct®.

2. Odejście kablowe pionowe i poziome w zacisku 2Direct

1. Rodzina zacisków transformatorowych nn – 2Direct

2Direct® to opatentowane przez firmę Pfisterer uniwersalne zaciski wykonane z utwardzonego plastycznie i pocynowanego duraluminium. Sam materiał, dotychczas wykorzystywany na potrzeby wojska i lotnictwa, ze względu na swoje parametry mechaniczne i elektryczne, coraz częściej znajduje zastosowanie w energetyce. W odniesieniu do kutego mosiądzu posiada około trzy razy mniejszą rezystywność przy niegorszej wytrzymałości mechanicznej. Co więcej duraluminium jest

18

Dodatkową innowacją, dającą zaciskom większą uniwersalność, jest możliwość podłączenia do tego samego zacisku kabli w pozycji pionowej lub poziomej. Realizowane jest to poprzez zastosowanie specjalnej śruby dociskowej wkręcanej odpowiednio w gniazdo. Sama śruba dociskowa została opracowana na bazie doświadczeń z zakresu produkcji i eksploatacji złączek i końcówek kablowych wykorzystujących technikę śrubową (SICON). Innowacją w samej śrubie dociskowej jest zastosowanie specjalnego talerza, który posiada 3 główne zalety. Podczas instalowania kabla w gnieździe zacisku zabezpiecza żyły przed deformacją czy przecięciem przez śruby, pozwala na zainstalowanie przewodów wielodrutowych (także H07V-

K;LgY) bez konieczności stosowania tzw. skuwek, oraz zapewnia utrzymanie właściwej siły docisku żyły w zależności od temperatury. Zaciski 2Direct® umożliwiają podłączenie kabli i  przewodów wykonanych z Cu i Al., oraz zainstalowanie w  jednym zacisku nawet do 6 przewodów 400mm2. Pełen zakres gwintów, od M12 do M48x3 pozwala na zastosowanie tych zacisków na wszystkich typach transformatorów. Na rynek Polski firma Pfisterer opracowała zaciski 2Direct® umożliwiające podłączenie innych urządzeń takich jak, kondensator, ogranicznik przepięć czy bednarka. Dodatkowym ułatwieniem jest fakt, iż wszystkie te funkcje mogą być zrealizowane w jednym zacisku. Uniwersalność ta pozwala zredukować liczbę odmian zacisków i ułatwia gospodarkę magazynową w tym zakresie. Do zacisków 2Direct® zostały opracowane także różne typy osłon zabezpieczających. Osłony zostały wykonane z  tzw. samogasnącego materiału, nie wydzielającego toksycznych substancji jak w przypadku PCV– szczególnie ważne w stacjach transformatorowych!

3. Osłony dla zacisków 2Direct

Cały system 2Direct® (zacisk + osłona) przeszedł pozytywnie pró-

Dodatek specjalny do Urządzeń dla Energetyki


Transformatory bę typu, pełną próbę mechaniczną i prądową, próbę palności dla osłon, oraz uzyskał dopuszczenie do stosowania w Krajowych Sieciach Energetycznych wydane przez Instytut Energetyki w Warszawie. Na życzenie Klienta zaciski transformatorowe 2Direct mogą być wykonane lub wyposażone według indywidualnych wymagań.

Parametry techniczne: • Możliwość pionowego i poziomego podłączenia przewodów • Możliwość instalacji przewodów Al i Cu (RE, RM, SE, SM, RMv, RMC) • Przewody główne: 2 x 35 do 240mm2(RMC do 300mm2) • Przewody pomocnicze: 2 x 2,5 do 50 mm2 • Prąd maksymalny dla zacisku (Imax): do 3150A • Gwint przepustu: M12-M48x3 • Możliwość zainstalowania palca uziemiacza 5. 2Direct® opracowany na rynek Polski

System połączeń kablowych Connex SN 4. Inne akcesoria dla zacisków 2Direct

Zaciski produkowane przez firmę Pfisterer zyskały uznanie wśród wiodących światowych producentów transformatorów i operatorów systemów dystrybucyjnych.

Opracowany przez firmę Pfisterer system przyłączeniowy Connex SN to idealne rozwiązanie dla połączeń: wyłączników SN, rozdzielni SN, silników zasilanych SN, baterii kondensatorów, rezystorów uziemiających jak i transformatorów. Connex SN został zaprojektowany zgodnie z  normami PN EN 50180, PN EN 50181 oraz

DIN47637. Połączenie za pomocą Connex SN wykonane w tzw. technologii suchej, z możliwością wielokrotnego rozłączania, jest w pełni bezpieczne dotykowo, zapewnia uzyskanie szczelności na poziomie IP68,do 11kV posiada wykonanie Ex, istnieje także możliwość wykonania w tzw. „wersji morskiej” wymaganej na platformach wiertniczych i morskich farmach wiatrowych.

6. Przekrój poprzeczny Connex SN

7. Podstawowe parametry techniczne Connex SN

Dodatek specjalny do Urządzeń dla Energetyki

19


Transformatory Szeroka gama akcesoriów dodatkowych takich jak: ograniczniki przepięć, uziemiacze, wskaźniki obecności napięcia, adaptery, skrzynki rozgałęźne, itp. sprawiają iż system, Connex to idealne rozwiązanie dla realizacji tzw. bezpiecznych stacji SN. W zależności od potrzeb Connex SN może być instalowany na transformatorach dystrybucyjnych SN/ nn jak i  na transformatorach mocy WN/SN. Wtyki (głowice konektorowe) mogą być dostarczone w 5 wariantach, w zależności od wymaganego napięcia (Um52kV), prądu-(max 1250A) i przekroju kabla SN (800mm2). W przypadku transformatorów dystrybucyjnych SN/ nn po stronie górnej z reguły montowany jest system z  jednym kablem na fazę. Zdjęcie 8 przedstawia transformator wyposażony po stronie SN w system połączeniowy typu Connex.

8. Transformator dystrybucyjny SN/nn

wych Connex SN. Obecnie w ofercie firmy Pfisterer dla transformatorów mocy proponowane są 2 warianty gniazd(przepustów); 2-wtykowy i  4-wtykowy. Maksymalna obciążalność przepustu 4-gniazdowego to 3150A a  napięcie Um do 52kV. 9. Transformator mocy WN/SN

Connex SN to także doskonałe rozwiązanie transformatorów mocy WN/SN. Na zdjęciu 9 zaprezentowany został sposób podłączenia kablowego transformatora mocy. W tym przypadku aby wyprowadzić pełną moc z  transformatora należy zastosować wielogniazdowy przepust dla głowic konektoro-

Także w tym przypadku, system jest w pełni bezpieczny dotykowo i stanowi doskonałe rozwiązanie tzw. wyizolowania transformatorów mocy po stronie SN. Przewagą systemu Connex nad innymi sposobami wyizolowania (np. stosowanie osłon izolacyjnych) jest przede wszystkim wyższy poziom bezpieczeństwa, niezawodność, odporność na warunki atmosferyczne, dostępne akcesoria, itp.

10. Akcesoria Connex SN

11. Przekrój poprzeczny Connex WN

20

Dodatek specjalny do Urządzeń dla Energetyki


Transformatory

Tab. 12. Podstawowe parametry techniczne Connex WN

Dodatkowym atutem jest możliwość zainstalowania ograniczników przepięć w gniazdach przepustów, możliwość instalacji adaptera do podłączenia tradycyjnego (napowietrznego), zaślepek dla niewykorzystanych gniazd, itp. Rysunek 10 przedstawia modelowy przepust z zainstalowaną zaślepka gniazda, wtykiem (głowica konektorowa), adapterem napowietrznym, ogranicznikiem przepięć i wskaźnikiem obecności napięcia.

rozwiązań dla SN, jest on w pełni bezpieczny dotykowo, zapewnia szczelność na poziomie IP66, na życzenie może być wyposażony w szereg akcesoriów pomocniczych. Connex WN znajduje zastosowanie w rozdzielniach GIS oraz transformatorach wielu renomowanych

Podsumowanie Zaprezentowane rozwiązania połączeń w technice transformatorowej firmy Pfisterer, umożliwiają realizacje tzw. „bezpiecznych GPZ”. Opisane rozwiązania techniczne znalazły zastosowanie w sieciach przesyłowych, dystrybucyjnych i wielu zakładach przemysłowych w Polsce. Funkcjonalność systemu oraz innowacyjna konstrukcja pozwala w pełni zunifikować rodzaj przyłączy konektorowych po stronie SN i  WN a w przypadku zacisków transformatorowych nn 2Direkt mamy pełną swobodę w  realizacji różnych wariantów dla poszczególnych odpływów nn.

System połączeń kablowych Connex WN Na bazie doświadczeń zdobytych podczas rozwoju systemu Connex SN, firma Pfisterer opracowała propozycję dla napięć powyżej 52kV. Zastosowanie technologii połączeniowej jak w przypadku Connex SN, oraz wprowadzenie innowacji technicznych zaczerpniętych z osprzętu kablowego WN pozwoliło zbudować system typu Connex WN dla napięć od 72kV do 245kV. Connex WN może być instalowany na kablach polietylenowych WN, umożliwia tzw. suche wielokrotne rozłączanie systemu i ma zastosowanie zarówno w rozdzielniach GIS WN jak i w transformatorach mocy po górnej stronie (Um do 245kV). Oczywiście, tak jak w  przypadku

światowych producentów. Zastosowanie wtykowego systemu Connex WN sprawia, iż pracochłonne czynności podczas instalacji i uruchomienia transformatorów oraz izolowanych gazem rozdzielnic odchodzą do historii.

13. Transformatory mocy połączony systemem Connex WN

Dodatek specjalny do Urządzeń dla Energetyki

œ PFISTERER Sp. z o.o. ul. Poznańska 258 05-850 Ożarów Maz. http://www.pfisterer.pl Tel. +48 22 733 90 80 Tel. +48 22 733 90 70 Fax +48 22 721 27 81 e-mail: info@pfisterer.pl

21


Transformatory

HAEFELY TEST AG Członek koncernu HUBBELL (USA), firma HAEFELY TEST AG (CH), licząca sobie 107 lat nieprzerwanej produkcji urządzeń wysokonapięciowych jest od roku 1934 obecna na polskim rynku energetycznym. Najstarszym w Polsce obiektem produkcji firmy HAEFELY, pracującym po dziś dzień (!!!) jest generator udarowy 1MV, pochodzący z 1936r., a znajdujący się w Instytucie Elektrotechniki w Międzylesiu.

Firma HAEFELY TEST AG, po połączeniu się przed 16tu laty z firmą TETTEX stała się najpoważniejszym w Europie dostawcą aparatury probierczej i  pomiarowej do badania transformatorów, przepustów, przekładników, kondensatorów, wirujących maszyn elektrycznych i kabli wysokiego napięcia. Po połączeniu się przed 10ciu laty z firmami HIPOTRONICS (USA) i ROBINSON (UK) stanowi największego dostawcę elektrycznej aparatury badawczej WN na świecie. W dobie znacznego zwiększenia intensywności badań transformatorów w procesie produkcyjnym i w eksploatacji firma HAEFELY TEST AG, światowy lider w produkcji generatorów udarowych i prądowych, dostarcza też nowe, co raz doskonalsze urządzenia do kontroli stanu izolacji. Słynna rodzina mostków mierzących rzeczywisty kąt pomiędzy składową pojemnościową, a rezystancyjną w izolacji doczekała się następców: do pomiarów w miejscu zainstalowania oferujemy mostek MIDAS288x w trzech wersjach – T dla transformatorów, G dla maszyn i generatorów, obydwa w wersji z wbudowanym komputerem (2880), bądź z zewnętrznym laptopem (2881) . Mostek MIDAS288x może mieć wbudowane dwie dalsze nowości firmy: miernik przekładni transformatorów i błędu uchybu TTR2796 i miernik zmian w  uzwojeniach transformatorów FRA5310. To duże ułatwienie pracy dla służb pomiarowych. Mostki laboratoryjne też mają następców: do badania płynów izolacyjnych i materiałów stałych jest nowy mostek

22

GU HAEFELY typ SGVA do 4 MV i 600kJ.

Dodatek specjalny do Urządzeń dla Energetyki


Transformatory typu 2820, a do pomiarów z wymaganą bardzo wysoką dokładnością mostek 2840 – dokładność 1x10exp-5, rozdzielczość 1x 10exp-6! Mostek 2840 zakupują głównie instytucje uprawnione do wzorcowania (np. PTB Braunschweig), laboratoria badawcze i fabryki kabli. W  dziedzinie wyładowań niezupełnych (wnz) legendarny miernik TE571-1 (dla kabli typ 571-4) ma następców: DDX7000/8000 z oprogramowaniem analizującym DDXDA3 z funkcją „finger print”, następnie DDX9101 do procesów produkcyjnych i specjalnie skonstruowany do badań transformatorów jedno, trzy, sześcio i dziewięciokanałowy DDX9121. Ważną innowacją jest możliwość współpracy między mostkami MIDAS i miernikami wnz. MIDAS 288x wykonuje pomiary RCL i tangensa delta, a następnie używany jest jako źródło napięcia (wersja T do 12kV, wersja G do 15kV) do badania wnz. Sam mostek MIDAS może być obciążany pojemnością obiektu do 88 nF, z miniaturowym transformatorem rezonansowym typu 5288A do 1uF, a z transformatorem 5289 do 1.65uF (dane dla napięć znamionowych). To rozwiązanie niezwykle ułatwia prace pomiarowe, zwłaszcza w  miejscu zainstalowania dużych obiektów. Oprócz pomiarów „klasycznych” można szybko uzyskać histerezę q-V obrazującą przebieg ładunku wnz w funkcji napięcia wraz z napięciem zapłonu i napięciem gaśnięcia wnz z obrazem histerezy. Taki nowoczesny system został uruchomiony w 2010r. we wrocławskiej DFME do badania silników dużej mocy i generatorów. Dalszą nowością w dziedzinie badania transformatorów jest kolejna wersja miernika przekładni, błędu uchybu i prądu wzbudzenia – typ 2796. Jest to przyrząd niezwykle dokładny (0.03%) i szybki w realizacji pomiaru. Tak wysoką dokładność uzyskano przez zastosowanie napięcia wzbudzenia 250VAC. Miernik wykrywa też automatycznie układ połączeń i grupy uzwojeń (AWCI) w transformatorze. Sprawdza prawidłowość przełączeń przełącznika zaczepów (opcja). Sprawdza też prawidłowość połączeń przed włączeniem napięcia probierczego. Dostarczane jest oprogramowanie do zdalnego sterowania do operowania przyrządem z laptopa lub z PC i dla łatwego zbierania danych i analizowania pomiarów.

Mostek tandelta TETTEX typ MIDAS 288x w akcji.

Błyskawiczną karierę zrobił w Europie miernik przesunięć i uszkodzeń uzwojeń typu FRA. Przyrząd bazujący na odwrotnej funkcji Fouriera dokładnie odwzorcowuje stan rezonansów układu RLC uzwojeń w funkcji całego spektrum częstotliwości – od 10Hz do 10MHz. Optymalnym rozwiązaniem jest zdjęcie charakterystyki częstotliwościowej dla nowego transformatora, następnie po transporcie w miejscu zainstalowania, dalej w określonych odstępach czasu i porównywanie wyników, co przyrząd sam czyni. Zaleca się też stosowanie pomiaru po zwarciach i przepływie dużych prądów udarowych. Miernik FRA5310 firmy HAEFELY ma opatentowane unikalne roz-

wiązanie sposobu transmisji sygnału odpowiedzi transformatora do układu pomiarowego – zastosowano sondy wtórnikowe o dużej rezystancji wejściowej nie obciążającej uzwojenia transformatora i małej wyjściowej pozwalającej na stosowanie długich kabli łączących. Uniknięto dzięki temu konieczności kompensacji wpływu pojemności kabli pomiarowych, co pozytywnie odróżnia to rozwiązanie od stosowanych przez innych producentów. Ponadto z sond umieszczonych na zaciskach transformatora można sterować miernikiem FRA5310 – oszczędza się czas i wysiłek na wędrówki na transformator i z transformatora.

Ż.F.T. Miernik TETTEX typ 2795 przy pomiarze przekładni transformatorów rozdzielczych.

Dodatek specjalny do Urządzeń dla Energetyki

23


Transformatory Potężne mocowo mierniki rezystancji uzwojeń serii 2291/92 (odpowiednio 1kW i 2.5kW DC) zapewniają dokładny pomiar rezystancji w każdych warunkach. Przyrządy są zdolne do pomiaru rezystancji do trzech uzwojeń jednocześnie. Temperatura badanego obiektu jest mierzona a wyniki pomiaru rezystancji są automatycznie przeliczane dla uzwojeń miedzianych lub aluminiowych

wątpliwości co do realności wyników pomiarów często jest jednak stosowany jako dostawca informacji uzupełniającej wiedzę o stanie izolacji zwłaszcza w transformatorach w podeszłym wieku. Unowocześnione oprogramowanie znacznie zbliża wyniki pomiarów do stanu rzeczywistego. W fabrykach transformatorów często znajdują zastosowanie w pełni

ABB. Po lewej: GU HAEFELY typ SGVA 2.4MV, 240kJ, w głębi po środku: TETTEX TMS.

jest miernikiem i analizatorem strat w transformatorach. W Polce obydwa te systemy pracują w  Stacji Prób ABB w Łodzi. Firma HAEFELY TEST AG podejmuje też działania modernizacyjne w  laboratoriach WN o  wysłużonej aparaturze sterującej i  pomiarowej. Doskonałymi przykładami takich działań były przenosiny i  modernizacja aparatury Stacji Prób WN transformatorów mocy, a  następnie modernizacja generatora udarowego 300kV do badania transformatorów rozdzielczych w  ABB. Działania w  Stacji Prób transformatorów mocy były przedsięwzięciem mocno skomplikowanym, trzeba było zapewnić ciągłość prób transformatorów w okresie przejściowym organizując prowizoryczne pole probiercze, zmodernizować generator udarowy typu V 2400kV/240kJ, wyposażyć go w system rejestracji i analizy przebiegów udarowych typu HiAS 743, dostarczyć, zainstalować i uruchomić systemy TTS i TMS. Zadanie zostało wykonane. Nowy, uniwersalny i programowalny układ sterujący OT248 może sterować próbami w połączeniu z nowymi transformatorami, z transformatorami starej daty i z transformatorami rezonansowymi. Możliwe są próby sekwencyjne, programowalny jest czas narastania, trwania i opadania napięcia. Pierwszy taki sterownik w Polsce uruchomiony został na polu probierczym 100kV w lutym br. w bydgoskiej firmie TYCO Electronics. Jeśli dodamy do przedstawionego wyżej obrazu potężne inwestycje w  przemyśle kablowym, dostawy generatorów udarowych dla instytutów i uczelni, w tym generatora 5MV dla IEN na Morach, wyposażenie fabryk przekładników w układy pomiarowe, wyposażenie GUM w  pomiarowe systemy wzorcowe to można stwierdzić, że firma HAEFELY TEST AG dobrze zapisała się w historii polskiej nauki i energetyki. Jerzy Wierzbicki

ABB. System 300kV do badania przekładników. HIPOTRONICS. Klatka Faraday’a polskiej produkcji. Firma TELAB.

stosując standardowe lub ustawione przez użytkownika temperatury odniesienia. Miernik zawilgocenia izolacji papierowej RVM5462 mimo wznoszonych www.haefely.com

24

zautomatyzowane i programowalne systemy TTS 2285 i TMS. Pierwszy z  nich to miernik i  analizator rezystancji 3-fazowych uzwojeń na zimno i w próbie grzania, drugi

HAEFELY SERVICE CONSULTING wył. przedstawiciel HAEFELY TEST AG (Szwajcaria) ul. Czerwonego Krzyża 6 m. 10 00-377 WARSZAWA tel. +48 601 24 86 22 e-mail: hsc@hscons.com.pl

www.tettax.com

Dodatek specjalny do Urządzeń dla Energetyki

www.hipotronics.com


Transformatory

Pomiary wyładowań niezupełnych w warunkach przemysłowych metodą elektryczną z użyciem detektora ddx 7000 1. WSTĘP Postęp w konstrukcji układów izolacyjnych wysokonapięciowych urządzeń elektroenergetycznych wiąże się ze stosowaniem coraz wyższych naprężeń roboczych i wprowadzeniem materiałów syntetycznych, które są szczególnie wrażliwe na ich działanie. Jednym z podstawowych narażeń takich układów, na co wskazują doświadczenia eksploatacyjne, są wyładowania niezupełne (wnz), które są tym groźniejsze im wyższe jest napięcie znamionowe urządzenia. Wyładowania niezupełne mogą spowodować poważną degradację izolacji wykonanej z dielektryków organicznych, a w konsekwencji przedwczesne jej zniszczenie skutkujące po upływie krótszego bądź dłuższego czasu przebiciem układu izolacyjnego. Do wyładowań niezupełnych zalicza się następujące rodzaje wyładowań [4, 7]: 8 wyładowania w szczelinach gazowych, 8 wyładowania ślizgowe (powierzchniowe), 8 wyładowania drzewiaste. Pierwsze z nich mogą występować już nowym układzie izolacyjnym świadcząc np. o nieprawidłowo prowadzonym procesie nasycania (kondensatory czy kable z izolacją papierowo-olejową), ale także w układach już eksploatowanych, w wyniku powstawania szczelin, pęcherzyków wypełnionych gazem. Wyładowania ślizgowe są najczęściej związane z lokalnymi zaburzeniami rozkładu pola elektrycznego i wystąpić mogą np. w izolacji jarzmowej transformatora, przy krawędziach okładek kondensatorów i izolatorów przepustowych typu kondensatorowego itp. Wyładowania drzewiaste stanowią natomiast największe narażenie kabli z izolacją z dielektryków syntetycznych (np. polietylenu) [7]. Pomiar intensywności wyładowań niezupełnych stanowi zatem ważny wskaźnik mówiący o jakości układu izolacyjnego danego urządzenia elek-

troenergetycznego, a w przypadku nowych urządzeń również o jakości produkcji. Pomiar wnz może być wykonany jako próba wyrobu bądź typu lub jako próba specjalna. Można go zrealizować jako wyodrębniony, ale również w ramach próby napięciem przemiennym wytrzymywanym [3, 6]. Do pomiaru wnz stosuje się metodę akustyczną, ultrasonograficzną czy też najbardziej klasycznie – metodę elektryczną, która pozwala na ilościową ocenę poziomu wyładowań niezupełnych. Ta ostatnia jest stosowana w nowoczesnych urządzeniach (cyfrowe detektory wyposażone w stosowne oprogramowanie) umożliwiających wykorzystanie zaawansowanej analizy zebranych w czasie pomiaru danych do określenia miejsca występowania wyładowań niezupełnych [7]. Pomiar wnz przy użyciu takich detektorów wymaga jednak odpowiedniej wiedzy oraz staranności przy przygotowaniu próby tj. przy wykonywaniu połączeń czy prowadzeniu i łączeniu uziemień. W przypadku wykonywania pomiarów w warunkach przemysłowych, należy zwrócić także uwagę na szereg zakłóceń obcych, jakie mogą wpływać na jakość pomiaru (napędy suwnic, spawarki itp.); ważnym aspektem, który wiąże się z powyższym, jest też prawidłowa kalibracja układu pomiarowego [2, 7]. W takich warunkach zostało gruntownie sprawdzone nowoczesne urządzenie pomiarowe, jakim jest cyfrowy detektor wyładowań niezupełnych Hipotronics DDX 7000, stanowiący własność Zakładu Wysokich Napięć Instytutu Elektroenergetyki Politechniki Łódzkiej. Na terenie hali produkcyjnej wykonano pomiary wyładowań niezupełnych 8 olejowych transformatorów energetycznych o mocach 25 MVA (4 sztuki) i 40 MVA (4 sztuki) zaś na terenie remontowanego bloku elektrowni pomiary wnz uzwojeń stojana turbogeneratora o mocy 658,8 MVA. W obu przypadkach w czasie pomiaru zmienia-

ły się w sposób dynamiczny zakłócenia generowane przez pracujące urządzenia zakładu. W  przypadku transformatorów pomiary wnz wykonywano w czasie próby napięciem przemiennym wytrzymywanym.

2. OPIS PRZYRZĄDU

2.1. Informacje ogólne Hipotronics DDX 7000 to sterowany komputerowo przyrząd pomiarowy, który dzięki zainstalowanym w nim kartom pomiarowym odbiera sygnały wyładowań niezupełnych generowane w izolacji badanego urządzenia i przetwarza je tak, aby mogły być one mierzone i  wyświetlane. Urządzenie zawiera także układy do pomiaru wysokiego napięcia probierczego, a opcjonalnie także do generowania sygnałów kalibrujących. Wyposażone jest w ekran LCD, na którym w postaci graficznej wyświetlane są informacje o rejestrowanych procesach. Do operatora należy zaś wybór poszczególnych opcji dotyczących pomiaru oraz sposobu sterowania szeregiem operacji. Większość funkcji sterujących i związanych z odczytem informacji jest zaimplementowana w autorskim oprogramowaniu firmy Hipotronics [2]. Kompletny zestaw pomiarowy, obok wymienionego wyżej zestawu komputerowego zawiera następujące elementy: 8 filtr sieciowy eliminujący zakłócenia zewnętrzne przychodzące z sieci; 8 filtr przebiegów nieustalonych, włączony w szereg z obwodami napięciowymi, wzmacniaczem i kalibratorem, zabezpieczający przyrząd pomiarowy przed skutkami przepięć; 8 kondensatory: sprzęgający z dzielnikiem napięcia oraz impedancją detekcyjną (model PSF 300/1/DDX-1 firmy Hipotronics) i kalibrujący (model CIC 300/ DDX firmy Hipotronics);

Dodatek specjalny do Urządzeń dla Energetyki

25


w zbiorze każdej fazy we wszystkich wybranych blokach, lewa oś rzędnych określa wartości tej serii; Diagramu intensywności(rysunek (rysunek2) 2)–- średnia –diagram diagram intensywności, pokazywany 16K agramu intensywności intensywności, pokazywany 16K intensywność wyładowań (Average Discharge)w– w średnia liczba impulsów w zbiorze Transformatory każdej fazy we wszystkich wybranych blokach, lewa oś rzędnych rach,obrazuje obrazujewzględną względnąintensywność intensywnośćimpulsów impulsówwyładowania wyładowaniaw wposzczególnych poszczególnychwykresu określa wartości ch, agramu intensywności –– serii. diagram iagramu intensywności (rysunek (rysunek 2) 2) tej diagram intensywności, intensywności, pokazywany pokazywany w w 16K 16K

ycjach fazowych. Niebieski oznacza intensywność najniższą, czerwony najwyższą. Seria ach fazowych. Niebieski oznacza intensywność najniższą, czerwony najwyższą. Seria ach, obrazuje względną intensywność impulsów wyładowania w poszczególnych ach, obrazuje względną intensywność impulsów wyładowania w poszczególnych 8 niskonapięciowy kalibrator zeików nanoszona diagram postaci małych kropek; odległość każdej z nich ów jestjest nanoszona nana diagram ww postaci małych kropek; odległość każdej z nich odod osiosi jach fazowych. Niebieski oznacza najniższą, najwyższą. Seria cjach fazowych. Niebieski oznacza intensywność najniższą, czerwony czerwony najwyższą. Seria wnętrzny Haefely KAL 451 dointensywność ętych reprezentuje największą zarejestrowaną intensywność podzieloną na 100 zbiorów ych reprezentuje największą zarejestrowaną intensywność podzieloną na 100 zbiorów kalibracji układu po- (rysunek 2)pośredniej Diagramu intensywności 2) – diagram intensywności, pokazywany w 16K ków na diagram w małych odległość każdej ków jest jest nanoszona nanoszona na diagram w postaci postaci małych kropek; kropek; odległość każdej zz nich nich od od osi osi zerokości 1/1024 zbioru fazowego. rokości 1/1024 zbioru fazowego. miarowego; kolorach,największą obrazuje względną intensywność impulsów wyładowania w poszczególnych tych zarejestrowaną intensywność podzieloną na tych reprezentuje reprezentuje największą zarejestrowaną intensywność podzieloną na 100 100 zbiorów zbiorów 8 impedancję detekcyjną Haefely 2) Diagramu intensywności (rysunek 2) – diagram intensywności, pokazywany w 16K pozycjach fazowych. Niebieski oznacza intensywność najniższą, czerwony najwyższą. Seria erokości zbioru AKV 568 [1, 2].fazowego. erokości 1/1024 1/1024 zbioru fazowego. kolorach, obrazuje względną intensywność impulsów wyładowania w poszczególnych wyników jest nanoszona na diagram w postaci małych kropek; odległość każdej z nich od osi pozycjach fazowych.układu Niebieski intensywność najniższą, czerwony najwyższą. Diagramu intensywności (rysunek 2) – diagram intensywności, pokazywanySeria w 16K Użycie standardowego po- 2) oznacza odciętych reprezentuje największą zarejestrowaną intensywność podzieloną na 100 zbiorów kolorach, obrazuje względną intensywność impulsów wyładowania poszczególnych miarowego do pomiaru wyładowań wyników jest nanoszona na diagram w postaci małych kropek; odległość każdej zwnich od osi pozycjach fazowych. Niebieski oznacza intensywność najniższą, czerwony najwyższą. Seria i o szerokości 1/1024 zbioru niezupełnych z wymienionymi wyżejfazowego. odciętych reprezentuje największą zarejestrowaną intensywność podzieloną na 100 jest nanoszona na diagram w postaci małych kropek; odległość każdejzbiorów z nich od osi kondensatorami sprzęgającym i kali- wyników odciętych reprezentuje największą zarejestrowaną intensywność podzieloną na 100 zbiorów i o szerokości zbioru fazowego. brującym pozwala1/1024 na bezpośrednią Rys. 1. Przykładowy wykres wartości w funkcji kąta fazowego Rys. 1. Przykładowy wykres wartości w funkcji kąta fazowego

kalibrację układu pomiarowego pod i o szerokości 1/1024 zbioru fazowego. napięciem i wykonywanie pomiarów przy napięciu o wartości skutecznej do 300 kV. Pomiar taki jest bardzo korzystny ze względu na brak różnic w układzie pomiarowym zarówno w trakcie kalibracji jak i pomiarów, co wpływa na skuteczność kalibracji. W warunkach przemysłowych użycie wspomnianych kondensatorów Rys. 2. Przykładowy wykres intensywności wyładowań Rys. 2.jest Przykładowy wykres nie zawsze możliwe, choćby ze intensywności wyładowań względu na duże wymiary kondensaRys. 2. Przykładowy wykres intensywności Rys. 2. Przykładowy wyładowań wykres intensywności wyładowań Rys. 2. Przykładowy wykres intensywności wyładowań torów i brak dostatecznej przestrzeni Wartości funkcji czasu (rysunek – ten diagram przedstawia wyniki całej próby, przy rtości w w funkcji czasu (rysunek 3) 3) – ten diagram przedstawia wyniki całej próby, przy Rys. 2. Przykładowy wykres intensywności wyładowań na pole probiercze. W takim wypadmkażdy każdyz kuzpunktów punktów reprezentuje cały blok danych. W przypadku jednego bloku reprezentuje cały blok danych. W przypadku jednego bloku pokazane są trzy serie wyników 2) Dpróby, iagramuprzy intensywności (rysunek sprawdza się doskonale przenośna artości funkcji czasu (rysunek 3) –– ten przedstawia wyniki całej artości w w aparatura funkcji czasu (rysunek 3)niskoten diagram przedstawia wyniki całej próby, przy 3) diagram Wartości w funkcji czasu (rysunek 3) – ten diagram przedstawia wyniki całej próby, przy pomiarów: 2) – diagram intensywności, pokaw postaci kalibratora ymujemy wykresie jeden punkt reprezentujący ten blok. W tym przypadku można mujemy nanawykresie jeden punkt reprezentujący ten blok. W tym przypadku można czym każdy zwykres punktów reprezentuje cały wyładowań blok danych. bloku W przypadku jednego bloku Rys. 2.cały Przykładowy intensywności każdy znapięciowego punktów reprezentuje blok danych. W przypadku każdy z punktów reprezentuje cały blok danych. W przypadku jednego 8 liczba impulsów w funkcji fazy jednego zywany bloku w 16K kolorach, obrazuje i impedancji detekcyjtoczyć: nej [2, 7]. otrzymujemy na wykresie jeden punkt reprezentujący ten blok. W tym przypadku można czyć: (Pulse ten Count) – liczba impulwzględną intensywność impulsów mujemy na wykresie jeden punkt reprezentujący W można mujemy na wykresie jeden punkt reprezentujący ten blok. blok. W tym tym przypadku przypadku można przytoczyć: Rys. 2. Przykładowy wykres ensywność maksymalną ifunkcji średnią (PD Max, average) -intensywności maksymalna iwyładowań średnia wartość sywność maksymalną iwśrednią (PD Max, PDPD average) - maksymalna i średnia wartość sów w zbiorze każdej fazy we wyładowania w poszczególnych 3) Wartości czasu (rysunek 3) – ten diagram przedstawia wyniki całej próby, intensywność maksymalną i średnią (PD Max, PD average) maksymalna i średniaprzy wartość oczyć: oczyć: 2.2. Sposób prezentacji wszystkich wybranych blopozycjach fazowych. Niebieski nku funkcji czasu; u ww funkcji czasu; ładunku w funkcji czasu;blok danych. W przypadku jednego czym każdy z punktów reprezentuje cały bloku nsywność maksymalną (PD PD average) -oś maksymalna wartość nsywność maksymalną średnią (PD Max, Max, PD -diagram maksymalna średnia wartość wyników pomiarów kach, prawa rzędnych okre-iiלrednia intensywność najniższą, -× prąd suma ładunku pozornego 1/t -oznacza prąd w każdym blokupróby, danych wprzy funkcji 3) Wartości wii średnią funkcji czasu 3)odczytów –w ten przedstawia całej ąd - suma odczytów ładunku pozornego 1/t -average) prąd w każdym bloku danych w funkcji - suma odczytów ładunku pozornego ×(rysunek 1/t -- śla prąd każdym bloku danych wwyniki funkcji Oprogramowanie urządzenia pozwawartości tej serii; czerwony najwyższą. Seria wyniotrzymujemy na wykresie jeden punkt reprezentujący ten blok. W tym przypadku można ku w funkcji czasu; czasu; ku w funkcji czasu; czym każdy z punktów reprezentuje cały blok danych. W przypadku jednego bloku u; la na zobrazowanie wyników uzyska- - wskaźnik 8 maksymalna nanoszona na diagram kwadratowyintensywność - suma kwadratów ładunkuków × 1/tjest - wskaźnik kwadratowy w funkcji przytoczyć: dd -- suma odczytów ładunku pozornego ×czasu. -wyładowań w bloku danych w funkcji sumakwadratowy odczytów ładunku pozornego × 1/t 1/tpunkt - prąd prąd w-każdym każdym bloku danych wwtym funkcji nych pomiarów w wieloraki sposób, (Max Discharge) – w postaci małych kropek; odleotrzymujemy na wykresie jeden reprezentujący ten blok. W przypadku można kaźnik suma kwadratów ładunku × 1/t wskaźnik kwadratowy funkcji źnik kwadratowy suma kwadratów ładunku × 1/t wskaźnik kwadratowy w funkcji - intensywność maksymalną (PD Max, PD average) - maksymalna średnia wartość ;; a wybór sposobu prezentacji doko-i -średnią maksymalna intensywność każdej iz nich odwosi odcięczęstość repetycji - całkowita liczba impulsów ×głość 1/t - częstość repetycji każdym bloku przytoczyć: u. nuje prowadzący pomiary [1, 2, 7]. w zbiorze każdej fazy we tych reprezentuje największą zadanych w funkcji czasu; ładunku w funkcji czasu; aźnik kwadratowy -- suma kwadratów ×× 1/t -- wskaźnik kwadratowy w kaźnik kwadratowy suma generowanych kwadratów ładunku 1/t wskaźnik kwadratowy w funkcji funkcji - intensywność iładunku średnią PD average) maksymalna iintensywność średnia wartość Przykłady wynikówmaksymalną wszystkich wybranych blo- w-w rejestrowaną poęstość repetycji -- całkowita liczba impulsów × 1/t - Max, częstość repetycji każdym bloku ość repetycji - całkowita liczba impulsów ×pozornego 1/t(PD - częstość repetycji każdym bloku prąd suma odczytów ładunku × 1/t prąd w każdym bloku danych w funkcji .. przez DDX w 7000 w postaci stosowkach, lewa oś rzędnych okredzieloną na 100 zbiorów i o szeroładunku funkcji czasu; ych funkcji czasu; h ww funkcji czasu; czasu; nych wykresów pokazane wartości tej serii; kości 1/1024 zbioru fazowego. stość -- całkowita liczba impulsów ×לla1/t -- częstość w bloku stość repetycji repetycji liczbazostały impulsów 1/t częstość repetycji w każdym każdym bloku prąd -całkowita suma odczytów ładunku 8 pozornego × 1/t -repetycji prąd w każdym bloku danych w funkcji poniżej na rysunkach od 1 do 6. Dotyśrednia intensywność wywskaźnik kwadratowy suma kwadratów ładunku × 1/t wskaźnik kwadratowy w funkcji hw czasu; ch w funkcji funkcji czasu; czasu; czą one pomiarów wnz wykonanych ładowań (Average Dischar3) Wartości w funkcji czaczasu. dla uzwojeń stojana turbogeneratora ge) – średnia liczba impulsu (rysunek 3) – ten diagram - wskaźnik kwadratowy - suma kwadratów ładunku × 1/t - wskaźnik kwadratowy w funkcji a) b) o mocy 658,8 repetycji MVA. Możliwa jest presów impulsów w zbiorze każdej we przedstawia wyniki całej pró- częstość - całkowita liczba × 1/tfazy - częstość repetycji w każdym bloku czasu. zentacji wyników w postaci: wszystkich wybranych bloby, przy czym każdy z punktów danych w funkcji kąta czasu; 1) Wartości kach,impulsów lewa oś rzędnych blok danych. - częstośćw funkcji repetycji - fazocałkowita liczba × 1/t -wyczęstośćreprezentuje repetycji wcały każdym bloku wego (rysunek 1) – na wykresie kresu określa wartości tej serii. W przypadku jednego bloku

danych w funkcji czasu; a) a) a) a) a) c) c)

a)

c)

b)b)

d)

b) b)

Rys. 3. Przykładowy wykres wartości w funkcji czasu: a) intensywność maksymalna i średnia; b) prąd wyładowania; c) wskaźnik kwadratowy; d) częstość repetycji

b)

d)d)

b)

d) c) d) c) wykres wartości w funkcji czasu: a) intensywność Rys. Przykładowy maksymalna s. 3. 3. Przykładowy wykres wartości w funkcji czasu: a) intensywność maksymalna i i średnia; średnia; ys. 3. wykres w czasu: maksymalna Rys. 3. Przykładowy Przykładowy wykres wartości wartości w funkcji funkcji czasu: a) a) intensywność intensywność maksymalna ii prąd wyładowania; wskaźnik kwadratowy; częstość repetycji b) b) prąd wyładowania; c) c) wskaźnik kwadratowy; d) d) częstość repetycji c) średnia; Rys. 3. Przykładowy wykres wartości w funkcji średnia;czasu: a) intensywność maksymalna i średnia; d) b) prąd wyładowania; c) wskaźnik kwadratowy; d) częstość repetycji b) wskaźnik b) prąd prąd wyładowania; wyładowania; c) c) c) wskaźnik kwadratowy; kwadratowy; d) d) częstość częstość repetycji repetycji d) Rys. 3. Przykładowy wykres wartości w funkcji czasu: a) intensywność maksymalna i średnia; Rys. 3. Przykładowy wykres wartości w funkcji czasu: a) intensywność maksymalna i b) prąd wyładowania; c) wskaźnik kwadratowy; d) częstość repetycji średnia; Dodatek specjalny do Urządzeń dla Energetyki 26 b) prąd wyładowania; c) wskaźnik kwadratowy; d) częstość repetycji


4) Finger print (rysunek 5) – tzw. odcisk palca wyładowań, czyli zestaw 29 operatorów statystycznych obliczonych na podstawie danych zebranych przez DDX.

Transformatory stracji wyników nie jest możliwy jednocześnie z wykresami opisanymi w punktach 1-5.

3. UKŁADY POMIAROwE Pomiary wyładowań niezupełnych w warunkach przemysłowych z użyciem miernika DDX 7000 można zrealizować w  konfiguracji przedstawionej na rysunku 7. Jest to klasyczny układ, w  którym jako impedancji detekcyjnej użyRys. 4. Przykładowy wykres „odcisku palca” wyładowania 4) Finger print (rysunek 5) – tzw. odcisk palca wyładowań, czyli zestaw 29 operatorów wa się zewnętrznego czwórnika poRys. 4. Przykładowy wykres „odcisku palca” wyładowania statystycznych obliczonych na podstawie danych4) zebranych przez DDX. 5) – tzw. odotrzymujemy na wykresie jeden Finger print (rysunek miarowego Haefely AKV 568, a  kapunkt reprezentujący ten blok. cisk palca wyładowań, czyli zestaw libracji pośredniej dokonuje się 5) Wykres fraktalowy – wykres ten przedstawia alternatywny widok tych samych danych, W tym przypadku można przystatystycznych z  użyciem kalibratora Haefely KAL które pokazane są na diagramie intensywności. 29 Ośoperatorów „z” przedstawia tutaj intensywność toczyć: obliczonych na podstawie danych 451, który umożliwia wstrzyknięwyładowania, oś „x” fazę, a oś „y” liczbę wyładowań. 8 intensywność maksymalną zebranych przez DDX. cie w  procesie kalibracji ładunku i średnią (PD Max, PD average) 5) Wykres fraktalowy – wykres ten o wartości do 2000 pC. Ważnym za- maksymalna i średnia warprzedstawia alternatywny widok znaczenia jest fakt, że w tym układzie tość ładunku w funkcji czasu; tych samych danych, które pokamiernik DDX nie mierzy napięcia pro8 prąd - suma odczytów łazane są na diagramie intensywnobierczego. Nie wszystkie, więc funkcje dunku pozornego × 1/t - prąd ści. Oś „z” przedstawia tutaj intenzaawansowanej analizy zaaplikowane w każdym bloku danych sywność wyładowania, oś „x” fazę, w oprogramowaniu mogą zostać przy w funkcji czasu; a oś „y” liczbę wyładowań. takiej konfiguracji pomiarowej wyko8 wskaźnik kwadratowy - su6) Wykres poziomu wyładowań rzystane. Napięcie próby musi w takiej ma kwadratów ładunku × 1/t od czasu/napięcia (rysunek 6) – sytuacji być odczytywane z zewnętrzwskaźnik kwadratowy w funkprzedstawia on zależność pozionych urządzeń pomiarowych. W przyRys. 4. Przykładowy wykres „odcisku palca” wyładowania cji czasu. mu wyładowań (w pC) od czapadku pomiarów wykonywanych na 8 częstość repetycji całkowita wykres su lub napięcia. Wybór sposobu transformatorze kondensator sprzęRys. 5.- Przykładowy fraktalowy 5) Wykres liczba fraktalowy – wykres przedstawia rejestracji alternatywny tych samych danych, impulsów × 1/tten - częjestwidok możliwy z poziomu gający przedstawiony na rysunku staktóre pokazane na diagramie intensywności. Oś „z” przedstawia tutaj intensywność stośćsą repetycji w każdym bloużytkownika przed rozpoczęnowi izolator przepustowy transforma6) Wykres poziomu wyładowań od czasu/napięcia (rysunek 6) – przedstawia on zależność wyładowania, „x” fazę, a oś „y”czasu; liczbę wyładowań. ku oś danych w funkcji ciem rejestracji. Taki sposób rejetora, co jest dopuszczone przez normę poziomu wyładowań (w pC) od czasu lub napięcia. Wybór sposobu rejestracji jest możliwy i powszechnie stosowane [5, 7]. z poziomu użytkownika przed rozpoczęciem rejestracji. Taki sposób rejestracji wyników nie Alternatywnym sposobem pomiajest możliwy jednocześnie z wykresami opisanymi w punktach 1-5. ru wyładowań niezupełnych z użyciem przenośnej aparatury pomiarowej jest sposób przedstawiony na rysunku 8. W obu przypadkach należy pamiętać, o czym wspomniano we wstępie, o  odpowiednim prowadzeniu przewodów pomiarowych, o prawidłowym wykonaniu połączeń uzieRys. 5. Przykładowy wykres fraktalowy miających i zastosowaniu filtrów – Rys. 5. Przykładowy wykres fraktalowy szczególnie tych, które tłumią zakłócenia sieciowe. Jest to ważne, 6) Wykres poziomu wyładowań od czasu/napięcia (rysunek 6) – przedstawia on zależność gdyż mierzone wartości intensywpoziomu wyładowań (w pC) od czasu lub napięcia. Wybór sposobu rejestracji jest możliwy ności wyładowań niezupełnych są z poziomu użytkownika przed rozpoczęciem rejestracji. Taki sposób rejestracji wyników rzędu nie pojedynczych pC przy stosowanym napięciu od kilkunastu do jest możliwy jednocześnie z wykresami opisanymi w punktach 1-5. kilkuset kV [1, 7].

4. WYNIKI POMIARów wnz transformatorów

Rys. 6. Przykładowy wykres poziomu wyładowań od napięcia (charakterystyka q-V)

Wspomniane we wstępie badania wnz transformatorów zostały przeprowadzone w trakcie próby napięciem wytrzymywanym na zaciskach pomiarowych izolatorów przepustowych, oddzielnie dla każdej fazy, przy zasileniu transformatora od strony dolnego napięcia (DN). W związku

Rys. 6. Przykładowy wykres poziomu wyładowań od napięcia (charakterystyka q-V)

UKŁADY POMIAROWE

Dodatek specjalny do Urządzeń z dla Energetyki Pomiary wyładowań niezupełnych w warunkach przemysłowych użyciem miernika DX 7000 można zrealizować w konfiguracji przedstawionej na rysunku 7.

27


Rys. 6. Przykładowy wykres poziomu wyładowań od napięcia (charakterystyka q-V)

Transformatory 3. UKŁADY POMIAROWE

Pomiary wyładowań niezupełnych w warunkach przemysłowych z użyciem miernika DDX 7000 można zrealizować w konfiguracji przedstawionej na rysunku 7.

Rys. 7. Układ do pomiaru wyładowań niezupełnych wykoRys. 8. Układ do pomiaru wyładowań niezupełnych wykoRys. 7. Układ do pomiaru wyładowań niezupełnych wykorzystujący zewnętrzny kalibrator Rys.rzystujący 8. Układ do pomiaru wyładowań niezupełnych wykorzystujący zewnętrzny kalibrator rzystujący zewnętrzny niskonapięciowy KAL 451 zewnętrzny kalibrator niskonapięciowy KAL 451 niskonapięciowy KAL 451kalibrator i przenośną impedancję detekcyjną AKV 568. niskonapięciowy KAL 451 iod moduł pomiarowy od kondensatora PSF 300/1/DDX-1 i przenośną impedancję detekcyjną AKV 568. i moduł pomiarowy kondensatora PSF 300/1/DDX-1 Jest to klasyczny układ, w którym jako impedancji detekcyjnej używa się zewnętrznego czwórnika pomiarowego Haefely AKV 568, a kalibracji pośredniej dokonuje się z użyciem W obu przypadkach należy pamiętać, o czym wspomniano we wstępie, o odpowiednim prowadzeniuodczytując przewodów pomiarowych, o prawidłowym wykonaniu połączeń uziemiających kalibratora KAL 451, który poddane umożliwia wstrzyknięcie procesie kalibracji ładunku z tym,Haefely że badaniom były wku pozornego w czasie, i zastosowaniu filtrów – szczególnie tych, które tłumią zakłócenia sieciowe. Jest to ważne, o wartości do 2000 pC. Ważnym zaznaczenia jest fakt, że w tym układzie miernik DDX nie jednostki nowowyprodukowane, ich maksymalną ich gdyż wartość mierzonezmierzoną wartości intensywności wyładowań niezupełnych są rzędu pojedynczych pC mierzy napięcia probierczego. Nie wszystkie, więc funkcje zaawansowanej analizy przy stosowanym napięciu od kilkunastu do kilkuset kV [1, celem było tylko określenie maksy1. Bocheński B.:7].Pomiary wyładotrakcie przeprowadzania próby. zaaplikowane w oprogramowaniu mogą zostać przy takiejw konfiguracji pomiarowej wykorzystane. próbywyładowań musi w takiej sytuacji być odczytywane z zewnętrznych malnegoNapięcie poziomu niezuNa rysunku 9 pokazane zostały takie wań niezupełnych w transformatourządzeń pomiarowych. W przypadku pomiarów wykonywanych na transformatorze pełnychsprzęgający (w pC). Pomiary probierczym metodą elektryczprzykładowe przebiegi dla dwóch 4. WYNIKI POMIARÓW WNZ rze TRANSFORMATORÓW kondensator przedstawionyzrealizowana rysunku stanowi izolator przepustowy transformatora, co jest dopuszczone przez normę i powszechnie stosowane [5, 7]. ne zostały w konfiguracji przedstaną przy użyciu zestawu pomiaroróżnych transformatorów. Alternatywnym sposobem pomiaru wyładowań niezupełnych z użyciem przenośnej Wspomniane we wstępie badania wnz transformatorów zostały przeprowadzone wionej na rysunku 7, a próba polegała przypadkach uzy- wego DDX 7000. VII Konferencja aparatury pomiarowej jest sposób przedstawiony na rysunku 8. We wszystkich w trakcie próby napięciem wytrzymywanym na zaciskach pomiarowych izolatorów na podniesieniu napięcia od poziomu skano zadowalający Naukowo-Techniczna Transformapoziom wyłaprzepustowych, oddzielnie dla każdej fazy, przy zasileniu transformatora od strony dolnego napięcia (DN). W związku z tym, że badaniom poddane były jednostki nowowyprodukowane, 0 do wartości 1,5 Un, i po czasie 60 dowań niezupełnych, tory Energetyczne i Specjalne, Kaktóre w żadich celem było tylko określenie maksymalnego poziomu wyładowań niezupełnych (w pC). sekund obniżeniu go do 0. Wyłado- nym z przypadków zimierz przedstawionej Dolny 1-3 października 2008, niezrealizowane przekroczyły Pomiary zostały w konfiguracji na rysunku 7, a próba polegała wartości 1,5 Un, i po czasie 60 sekund obniżeniu wania niezupełne mierzono przy na- wartości 300 pC.na podniesieniu napięcia od poziomu pp.0 do 157-164 go do 0. Wyładowania niezupełne mierzono następujących stępujących wartościach napięcia: 2. DDXprzy 7000 User’swartościach Guide,napięcia: Hipotro pomiar wnz przy 1,1 Un (podczas podnoszenia napięcia); 8 pomiar wnz przy 1,1 Un (podczas nics Inc.  pomiar wnz przy 1,3 Un (podczas podnoszenia napięcia); podnoszenia napięcia); 3. IEEE Std. C57.113-1991 (R2002) IE pomiar wnz przy 1,3 Un (podczas obniżania napięcia);  pomiar wnz przy 1,1 Un (podczas obniżania for napięcia). zaprezento8 pomiar wnz przy 1,3 Un (podczas Aparatura pomiarowa EE Guide Partial Discharge MeW tabeli 1 pokazano podstawowe znamiona przebadanych transformatorów.

6. literatura

5. WNIOSKI

podnoszenia napięcia); 8 pomiar wnz przy 1,3 Un (podczas obniżania napięcia); 8 pomiar wnz przy 1,1 Un (podczas obniżania napięcia). W tabeli 1 pokazano podstawowe znamiona przebadanych transformatorów. Tabela 1. Transformatory przeznaczone do badań Liczba [szt.]

Przekładnia napięciowa Moc [MVA] [kV]

4

115 / 16,5

25

4

115 / 22 / 6,6

40

Podczas wykonywania pomiarów rejestrowano przebiegi zmian ładun-

wania w artykule pracowała bez za- asurement in Liquid-Filled Power kłóceń w środowisku Transformers and Shunt Reactors Tabela przemysłowym 1. Transformatory przeznaczone do badań Liczba [szt.] napięciowa [kV] Moc [MVA] wyprzy dynamicznie zmieniających się Przekładnia 4. Mosiński F.: Podstawy techniki 4 115 / 16,5 25 podczas badań warunkach.4 Potwier- sokich napięć. Politechnika 115 / 22 / 6,6 40Łódzka, dziło to wysoką jej jakość i możliwo- Łódź 1994 Podczas wykonywania pomiarów rejestrowano przebiegi zmianTransformaładunku pozornego ści pracy nie tylko w stacjonarnym 5. PN-E-04070-15:1986 w czasie, odczytując maksymalną ich wartość zmierzoną w trakcie przeprowadzania próby. laboratorium, aleNatakże apara-zostały tory – Metody badań – Pomiar intenrysunkujako 9 pokazane takie przykładowe przebiegi dla dwóch różnych tury przenośnej do pomiarów inten- sywności wyładowań niezupełnych transformatorów. Weniezupełnych wszystkich przypadkach przy uzyskano zadowalający poziom wyładowań niezupełnych, sywności wyładowań napięciu przemiennym które w żadnym z przypadków nie przekroczyły wartości 300 pC. w różnorodnych urządzeniach elek- 6. PN-EN 60270:2003 Wysokonatroenergetycznych. pięciowa technika probiercza – PoNowoczesne narzędzie pomiarowo- miary wyładowań niezupełnych diagnostyczne, jakim jest cyfrowy 7. Wodziński J.: Wysokonapięciowa miernik wyładowań niezupełnych Hi- technika prób i pomiarów. Wydawpotronics DDX 7000, w połączeniu nictwa Naukowe PWN, Warszawa z doświadczeniem wykwalifikowa- 1997 nej kadry naukowej, stwarza realne szanse na uzyskanie wiarygodnych Dr inż., Paweł Rózga wyników pomiarów oraz profesjoInstytut Elektroenergetyki nalną ich analizę. Politechniki Łódzkiej

a)

b)

Rys. 9. Wykres zależności ładunku pozornego wnz w czasie: a) dla fazy B transformatora 40 MVA przy U = 1,1Un; b) dla fazy B transformatora 25 MVA przy U =zależności 1,3Un Rys. 9. Wykres ładunku pozornego wnz w czasie: a) dla fazy B transformatora

40 MVA przy U = 1,1Un; b) dla fazy B transformatora 25 MVA przy U = 1,3Un

28

5. WNIOSKI Aparatura

Dodatek specjalny do Urządzeń dla Energetyki

pomiarowa

zaprezentowania

w

artykule

pracowała

bez

zakłóceń


Rozdzielnice gazowe pierwotnego i wtórnego rozdziału energii, transformatory olejowe

do 36 kV

Ormazabal Polska Sp z o.o. 95-100 Zgierz ul. Dąbrowskiego 6/8 tel./fax: +48 42 659 36 13 www.ormazabal.com

Posiadamy certyfikaty Instytutu Energetyki i Energopomiaru


Transformatory

Bezpieczniki wysokonapięciowe prądu przemiennego Bezpieczniki wysokonapięciowe ograniczające ogólnego stosowania najczęściej wykorzystywane są do zabezpieczania sieci energetycznych średniego napięcia i transformatorów energetycznych przed skutkami zwarć na zaciskach i w uzwojeniach transformatorów. W przypadku zwarcia w  uzwojeniach transformatora niezabezpieczonego bezpiecznikami lub wyłącznikiem może dojść do rozerwania kadzi transformatora, rozlania oleju i pożaru. Bezpiecznikami tego typu zabezpiecza się również baterie kondensatorów. Bezpieczniki wysokonapięciowe o specjalnych charakterystykach służą do zabezpieczania obwodów z  silnikami wysokonapięciowymi. Inna grupa bezpieczników wysokonapięciowych, na prądy znamionowe zazwyczaj mniejsze niż 1 A, przeznaczona jest do zabezpieczania sieci średniego napięcia przed zwarciami w przekładnikach napięciowych. Zastosowanie bezpieczników pozwala ograniczyć prądy zwarciowe w sieciach średnich napięć i  zmniejszyć uszkodzenia spowodowane zwarciami. Istnieje kilka systemów bezpiecznikowych wysokonapięciowych, jednak w  Polsce obecnie powszechnie stosowany jest, opracowany w Niemczech, system bezpieczników z wkładkami topikowymi o stykach średnicy 45  mm. Zależnie od napięcia znamionowego i  prądu znamionowego wkładki mają różne znormalizowane długości i średnice. Bezpieczniki wysokonapięciowe ograniczające ogólnego stosowania produkowane są w oparciu o wymagania normy EN 60282-1 a bezpieczniki do zabezpieczania obwodów z silnikami wysokonapięciowymi dodatkowo powinny spełniać wymagania normy EN 60644. Firma SIBA będąca jednym z największych europejskich producentów bezpieczników wysokonapięciowych produkuje bezpieczniki wysokonapięciowe w systemach niemieckim (DIN), brytyjskim, francuskim, amerykańskim i wiele specjalnych wykonań do nietypowych zastosowań np. wkładki topikowe przeznaczone do instalowania w kadziach transformatorów olejowych. Innym rodzajem bezpieczników wysokonapięciowych są bezpieczniki gazowydmuchowe, które jednakże nie mają zdolności ograniczania prądów zwarciowych.

30

Wyzwalacz termiczny – nowa funkcja wybijaka Wkładki topikowe wysokonapięciowe, za wyjątkiem wkładek do zabezpieczania przekładników napięciowych, wyposażone są we wskaźniki zadziałania lub wybijaki. Badania przeprowadzone w Niemczech wykazały, że przy dopuszczalnym dla transformatora przeciążeniu prądami o wartości od 1,5 do 2,5 prądu znamionowego wkładki topikowej może dojść do nadmiernego nagrzania wkładki topikowej i elementów rozdzielnicy, szczególnie wtedy gdy wkładka topikowa umieszczona jest w rozdzielnicy z SF6 lub w kapsule bezpiecznikowej. W takich przypadkach dochodzi do przekroczenia temperatur dopuszczalnych dla otaczających elementów izolacyjnych z  tworzyw sztucznych co prowadzi do ich przyspieszonego starzenia oraz do pogorszenia zestyków w podstawach bezpiecznikowych i rozłącznikach. Biorąc to pod uwagę firma SIBA opracowała nową konstrukcję wybijaka zawierającego wyzwalacz termiczny. Zadziałanie wyzwalacza termicznego wybijaka następuje w przypadku gdy temperatura z jakiejkolwiek przyczyny przekroczy wartość dopuszczalną. W przypadku innych producentów może to być uzależnione od wystąpienia prądu przeciążeniowego. Stosowany przez firmę SIBA ogranicznik temperatury działa dopiero wtedy gdy czas przeciążenia przekroczy 10 minut. Zapobiega to niepotrzebnemu zadziałaniu ogranicznika temperatury przy krótkotrwałych przeciążeniach. Zadziałanie wybijaka w wyniku przetopienia topika lub przekroczenia dopuszczalnej temperatury uruchamia proces otwierania skojarzonego z bezpiecznikami rozłącznika. Tak więc zestawy rozłącznika z bezpiecznikami wyposażonymi w ograniczniki temperatury mogą wyłączać prądy mniejsze niż prąd wyłączalny najmniejszy bezpiecznika i zabezpieczają rozdzielnicę przed przekroczeniem dopuszczalnych temperatur.

Zdolność wyłączania i charakterystyki t-I Wkładki topikowe wysokonapięciowe ogólnego stosowania są zazwyczaj wkładkami o niepełnej zdolności wyłączania co oznacza, że są one w stanie

wyłączać prądy począwszy od pewnej krotności prądu znamionowego aż do prądu znamionowej zdolności wyłączania. Prąd wyłączalny najmniejszy produkowanych w firmie SIBA bezpieczników wysokonapięciowych ogólnego stosowania jest zazwyczaj mniejszy od trzykrotnej wartości prądu znamionowego. Obszar, w którym wkładki nie zapewniają zdolności wyłączania, na charakterystykach czasowo-prądowych wkładek rysowany jest linią przerywaną. Charakterystyki czasowo-prądowe według normy EN 60282-1 nie powinny mieć tolerancji większej niż ±10% wartości prądu. Firma SIBA deklaruje, że charakterystyki jej wkładek topikowych wysokonapięciowych mieszczą się w granicach ±7%.

Jakość i trwałość niezbędną cechą Wkładki topikowe wysokonapięciowe montowane są zazwyczaj w ważnych instalacjach, w których praca nie powinna być przerywana z powodu niesprawności zainstalowanej aparatury. Dlatego wkładki topikowe wysokonapięciowe powinny być przystosowane do wieloletniego niezawodnego działania. Produkowane w firmie SIBA bezpieczniki wysokonapięciowe przewidziane są na 30 lat pracy w obwodzie. Osiągnięto to poprzez zapewnienie pełnej szczelności produkowanych wkładek wysokonapięciowych, niezależnie od rodzaju wykonania. W procesie produkcji, na specjalnym stanowisku, sprawdzana jest szczelność każdej wyprodukowanej wkładki wysokonapięciowej. Więcej informacji o  bezpiecznikach wysokonapięciowych i  innych bezpiecznikach firmy SIBA na www.sibabezpieczniki.pl

Dodatek specjalny do Urządzeń dla Energetyki

SIBA Polska sp. z o.o. œ


Producent bezpieczników topikowych dla elektroniki, energetyki i automatyki oferuje: • • • • • • • • • •

bezpieczniki do ochrony półprzewodników (ultraszybkie) bezpieczniki przemysłowe bezpieczniki trakcyjne, stałoprądowe bezpieczniki w wykonaniu morskim i górniczym bezpieczniki wysokonapięciowe zgodnie z PN-EN60282-1 bezpieczniki w standardach: brytyjskim, amerykańskim, francuskim bezpieczniki miniaturowe bezpieczniki subminiaturowe SMD bezpieczniki PTC gniazda i podstawy bezpiecznikowe

SIBA Polska sp. z o.o. 05-092 Łomianki, ul. Grzybowa 5G tel.022 8321477, fax.022 8339118 GSM 0601241236 E-mail: siba@sibafuses.pl www.sibafuses.pl


TRANSFORMATORY  

Program ekologicznych transformatorów ABB, Pomiar wyładowań niezupełnych metodą akustyczną jako metoda wykrywania wolno rozwijających się us...

Read more
Read more
Similar to
Popular now
Just for you