8. СОВЕТУВАЊЕ Охрид, 22 24 септември Љубомир Николоски Крсте Најденкоски Михаил Дигаловски Факултет за електротехника и информациски технологии, Скопје Зоран Трипуноски Раде Кончар - Скопје ПОДОБРУВАЊЕ НА КАРАКТЕРИСТИКИТЕ НА ИСПИТНА СТАНИЦА ЗА ТЕСТИРАЊЕ НА ЕНЕРГЕТСКИ ТРАНСФОРМАТОРИ КУСА СОДРЖИНА Во испитната станица на сервисот Раде Кончар во Скопје се наоѓа постројка за испитување на изолациониот систем на трансформатори со доведен напон. Постројката се состои од следните елементи: високонапонски испитен трансформатор, регулационен трансформатор, мерно сферно искриште со заштитен отпорник, волтметар и амперметар на нисконапонската страна, вклопни, заштитни и сигнализациски уреди според потребата. Со инсталираната опрема во постројката, можат да се вршат испитување на трансформатори кај кои испитуваниот капацитет се наоѓа под одредена максимална вредност дефинирана со номиналната моќност на трансформаторот (во случајот тоа е околу 00 (pf) заедно со паразитните капацитети, или околу 7000 до 8000 (pf) сметано само од испитниот објект). Проблемот се јавува во некои случаи кога се испитуваат трансформатори со специјална конструкција на своите намотки кои имаат испитен капацитет кој достигнува и до 25000 (pf). Тогаш се јавува многу голема струја на оптоварување кај испитниот трансформатор која ја надминува номиналната, со што се јавуваат проблеми во нисконапонското коло и тоа: преголем пад на напон, реагирање на прекуструјната заштита, преоптовареност на напојните водови и неможност да се постигне саканиот испитен напон. Во трудот е направена анализа на испитната станица и е предложено решение за проблемот. Клучни зборови: Испитна станица, Изолационен систем, Капацитет, Енергетски трансформатор, Високонапонски испитен трансформатор, Мерно сферно искриште. 1 ВОВЕД Бидејќи високиот напон се мери со волтметар приклучен на нисконапонската страна, кој е калибриран при празен од, односно (без поврзан трансформатор кој се испитува), при испитување, заради капацитивното оптоварување на високонапонскиот трансформатор се јавува разлика во мерењето на високиот напон со мерното сферно искриште и со волтметарот од нисконапонска страна (односно волтметарот покажува помала вредност од вистинската). Во трудот е презентирано решение за целосна или делумна компензација на струјата која ја повлекува испитниот објект (струјата има капацитивен карактер) со употреба на надворешно приклучена пригушница на нисконапонска страна. Со примената на опишаната пригушница би се растоварило напојното коло кон испитниот трансформатор, додека самиот тој не би се растоварил од зголемената струја. Сепак, тоа преоптоварување не е опасно за A2-135R 1/6
MAKO CIGRE 13 A2-135R 4/6 тоа нема да биде опасно за испитниот трансформатор, бидејќи тој работи во краткотраен режим кој обично трае само 1 минута. 4 СИМУЛАЦИОНЕН МОДЕЛ ВО MATLAB/SIMULINK На сликата 4 е прикажан симулационен модел на целата испитна станица во програмскиот пакет MATLAB/SIMULINK. Целта на изработката на симулациониот модел е да се потврди корекциониот фактор за калибрација на волтметарот на нисконапонската страна. Регулациониот трансформатор е претставен со реален напонски генератор Пригушницата за компензација е приклучена паралелно на неговите излезни краеви, односно на нисконапонската страна на високонапонскиот трансформатор. Високонапонскиот трансформатор е претставен со Т еквивалентна шема. Искриштето е претставено како сериска врска на отпорник за ограничување на струјата и кондензатор и заедно со испитуваниот трансформатор (паралелна врска на отпорник и кондензатор) се приклучени на високонапонската страна на висконапонскиот трансформатор. Вредностите на сите параметри во симулациониот модел се определени со мерења направени во испитната станица и истите се подесени во моделот. Значи моделот претставува реална слика на испитната станица. Во случајот што е прикажана на сликата вредноста на кондензаторот со кој е претставен изолациониот систем на испитуваниот трансформатор е 25000 pf (како максимална вредност), а вредноста на пригушницата изнесува 1,235 mh, со цел да се направи целосна компензација на нисконапонската страна. Поставени се и мерни елементи за мерење на напоните и струите во одреденеи карактеристични делови од колото. Исто така се поставени елементи за мерење на активна и реактивна моќност за да може да се определи cosφ. Слика 4. Симулационен модел на испитната станица во MATLAB/SIMULINK 5 КАЛИБРАЦИЈА НА ВОЛТМЕТАРОТ ВО НИСКОНАПОНСКОТО КОЛО Како што беше споменато во горниот текст, волтметарот во нисконапонското коло и мерното сферно искриште, при оптоварување (приклучен испитуван трансформатор), од голема важност е за секое поединечно мерење (за различен испитуван трансформатор) волтметарот да се калибрира, односно да се одреди коефициент со кој ќе се корегира неговата отчитана вредност и таа же претставува точната вредност на напонот на високонапонската страна.
MAKO CIGRE 13 A2-135R 5/6 Корекциониот фактор KF ќе биде изведен преку равенката за релативна промена на напонот на високонапонската страна од испитниот трансформатор. Δu = β (u cos φ + u sin φ) = β u sin φ = β 7, 52 sin( 90 ) = 7. 52 β (1) % ka kσ kσ, каде што: Δu % - релативна промена на напонот β коефициент на оптоварување u ka = 1,23 (%) активен напон на куса врска u kσ =7,52 (%) реактивен напон на куса врска φ=90 агол помеѓу напонот и струјата на испитуваниот трансформатор (активната компонента се занемарува) Од друга страна релативната промена на напонот е дадена со следната равенка: (U U 2 ) Δ u % = (%) (2) U, додека апсолутната промена на напонот е: Δ 2 U = U U (V) (3), каде што: U =342 (V) напон на празен од на нисконапонска страна, за на високонапонска страна се добие 180 (kv) U 2 напон на нисконапонска страна при оптоварување Корекциониот фактор е даден со равенката: U + ΔU U 2 KF = = (4) U U Ако се направи преуредување на равенката (2) за Δu % се добива следната релација за U 2 : Δu % U U 2 Δu % U Δu % U = = U U 2 U2 = U U I2 7, 52 Δu % 7, 52 β I2n = U ( 1 ) = U ( 1+ ) = U ( 1+ ) = I2 7, 52 6 = U ( 1+ 329 ) = U ( 1+ 228, 6 10 I2 ) На тој начин за корекциониот фактор се добива: U KF = ( 1+ 228, 6 10 U 6 I 2 ) = 1+ 228, 6 10 I 2n =329 (А) номинална струја на високонапонскиот трансформатор на нисконапонска страна I 2 струја на оптоварување на високонапонскиот трансформатор на нисконапонска страна Значи при испитување на одреден трансформатор, операторот ја отчитува вредноста на струјата I 2 од амперметарот кој е поставен после пригушницата за компензација и со горната равенка го одредува корекциониот фактор. Исто така ја отчитува вредноста на волтметарот на нисконапонската страна. Вистинската вредност на напонот од високонапонската страна ќе биде: 6 I 2 = (5) (6)
MAKO CIGRE 13 A2-135R 6/6 U1 VN U KF k12, каде што: = (7) k 12 =526,4 коефициент на трансформација на високонапонскиот трансформатор 6 ЗАКЛУЧОК Со реализација на ова решение во испитната станица, ќе се постигне растоварување на регулациониот трансформатор преку кој се напојува целата постројка. Ќе се овозможи стабилност во одржување на високиот едноминутен напон и ќе се овозможи прецизно мерење на високиот напон преку отчитување на напонот во нисконапонското коло. Ова е потврдено преку симулациониот модел. За да се направи целосна компензација за широк дијапазон на капацитивности на изолациониот систем на испитуваните трансформатори (3000-25000 pf), пригушницата треба да биде во опсег на регулација (1-18 mh). Во табелата 1 е дадена една споредба помеѓу одредени величини со компензација и без компензација, во случај кога C isp =25000 (pf) и L pr =1,235 (mh). Табела 1. Споредбени вредности I 1 (A) U VN (kv) KF presm KF sim Со L pr 37 217 1,21 1,23 Без L pr 808 2 7 ЛИТЕРАТУРА [1] Transformer Tests BEST, Turkye [2] Evaluation of Power Transformer Insulation Through Measurement of Dielectric Characteristics, Victor V. Sokolov, Boris V. Vanin, ZTZ Service Company