Почему проводят испытание трансформаторов на выдерживание напряжения при последовательном резонансе
Во-первых, возрастают требования к мощности испытательного оборудования, необходимого для резонансных испытаний высоковольтного и крупногабаритного оборудования. Традиционные методы испытания на выдерживание напряжения промышленной частоты зачастую не могут удовлетворить потребности в полевых испытаниях, поэтому метод испытания на выдерживание напряжения при последовательном резонансе широко применяется при проведении полевых испытаний трансформаторов.
Тест на выдерживание напряжения при последовательном резонансе является важным видом испытания для оценки электрической прочности оборудования, такого как трансформаторы, реакторы и измерительные трансформаторы напряжения. В качестве примера рассмотрим трансформаторы: испытание на выдерживание переменного напряжения промышленной частоты проверяет лишь электрическую прочность изоляции обмоток, то есть изоляции между обмотками высокого, среднего и низкого напряжения и заземлёнными частями, такими как масляный бак и магнитопровод. Однако продольная изоляция — то есть изоляция между витками, слоями и секциями обмотки — при этом не проверяется. При испытании на выдерживание напряжения при последовательном резонансе к обмотке низкого напряжения трансформатора прикладывается напряжение, превышающее номинальное значение в определённое число раз, а требуемое испытательное напряжение на обмотке высокого напряжения достигается за счёт электромагнитной индукции самого трансформатора, что позволяет проверить как главную, так и продольную изоляцию трансформатора. Особенно для трансформаторов с изолированным нейтральным выводом по ступенчатой схеме, поскольку применение внешнего высокого напряжения для испытания на выдерживание переменного напряжения промышленной частоты невозможно, их главная и продольная изоляция оцениваются методом индукционного испытания на выдерживание напряжения. Чтобы повысить испытательное напряжение без насыщения магнитопровода, часто применяется метод увеличения частоты промышленного тока, что можно понять из уравнения потенциала трансформатора.
E=KfB
В формуле E обозначает наведённый потенциал;
K — константа;
F — частота;
B — Плотность магнитного потока.
Из этого следует, что при испытании на выдерживаемое напряжение в режиме последовательного резонанса, если плотность магнитного потока должна оставаться постоянной, то при удвоении напряжения частота также должна быть соответственно удвоена. Следовательно, частота источника питания для испытания на выдерживаемое индукционное напряжение должна превышать удвоенную номинальную частоту; обычно используются частоты питания 100 Гц, 150 Гц и 200 Гц.
Существует несколько методов получения источника высокочастотного питания:
1. Комплект высокочастотного генератора. Он состоит из электродвигателя, приводящего в действие высокочастотный генератор. Регулирование напряжения комплекта генератора осуществляется путём изменения переменного резистора возбуждения возбудителя для регулировки возбуждения ротора генератора, что позволяет плавно и регулируемо изменять выходное напряжение статора генератора. Этот метод широко применяется на производственных предприятиях.
2. Источник испытательного питания для обмоточного асинхронного двигателя с двойной частотой получается путем реверсивного тягового режима. Этот метод называется методом противодействующего вращения. Фактически он представляет собой пример использования обмоточных асинхронных двигателей в качестве асинхронных частотных преобразователей.
3. Соедините три обмотки в разомкнутый треугольник, чтобы получить источник испытательного питания с утроенной частотой. Это относительно простой метод проведения индукционных испытаний на выдерживание напряжения на месте. Они могут состоять из трёх одиночных трансформаторов или же некоторые используют пятистолбцовые трансформаторы в качестве специализированных источников питания с утроенной частотой.
4. Регулируемый инверторный источник питания с переменной частотой на основе кремниевых элементов. Применение технологии тиристорных инверторов для генерации высокочастотного напряжения и его использования в качестве источника питания для индукционных испытаний на выдерживаемое напряжение обладает существенными преимуществами: устройство отличается малым весом и может работать от однофазного сетевого напряжения 380 В; кроме того, оно оснащено функцией регулирования выходного напряжения, что позволяет значительно сократить количество необходимого оборудования и т. д. Таким образом, данный источник питания представляет собой перспективное решение для проведения индукционных испытаний на выдерживаемое напряжение при удвоенной частоте.