Transformadores de potência e transformadores de distribuição (coletivamente chamados de "transformadores" abaixo) são equipamentos críticos em sistemas de energia, e testes de rotina são obrigatórios antes da entrega na fábrica ou no{0}}comissionamento no local para verificar a conformidade com padrões de projeto, requisitos de segurança e confiabilidade operacional. Os itens de teste são padronizados por padrões internacionais (por exemplo, série IEC 60076) e padrões nacionais (por exemplo, série GB/T 1094), com pequenas diferenças entre transformadores de potência (maior tensão/capacidade, usados em redes de transmissão) e transformadores de distribuição (menor tensão/capacidade, usados em redes de distribuição). Abaixo está um resumo estruturado dos principais itens de testes de rotina, categorizados por objetivos funcionais:
Teste de desempenho elétrico (itens principais de rotina)
1. Teste de resistência de isolamento (teste IR)
Objetivo: Avaliar a integridade do sistema de isolamento do transformador (enrolamentos, núcleo, buchas, etc.) e detectar defeitos como umidade, contaminação ou degradação do isolamento.
Princípio: Use um megôhmetro (500V/1000V/2500V, dependendo da tensão nominal) para medir a resistência entre os enrolamentos, os enrolamentos à terra (núcleo/tanque) e entre as diferentes fases do enrolamento.
Padrões:
Nenhuma queda significativa em comparação com os dados de linha de base de fábrica (normalmente maior ou igual a 100 MΩ para transformadores de distribuição, maior ou igual a 500 MΩ para transformadores de potência).
A proporção da resistência de isolamento de 60 a 20 graus deve estar entre 1,5 e 2,5 (é necessária correção de temperatura).
Aplicabilidade: Obrigatória para todos os transformadores; testes no-local geralmente incluem comparações pré- e pós{2}}instalação.
2. Medição da resistência do enrolamento
Objetivo: Verificar a qualidade de fabricação do enrolamento (por exemplo, aperto das voltas, bitola correta do fio), detectar conexões ruins (por exemplo, terminais soltos) e calcular a perda de cobre.
Princípio: Use o método da ponte CC (ponte Kelvin para baixa resistência, ponte Wheatstone para resistência média) para medir a resistência CC de cada enrolamento (alta-tensão, baixa-tensão, enrolamentos de derivação) à temperatura ambiente.
Padrões:
Para transformadores-trifásicos: A taxa de desequilíbrio da resistência de fase menor ou igual a 2%; taxa de desequilíbrio da resistência da linha Menor ou igual a 1%.
Para transformadores-monofásicos: os valores de resistência devem estar dentro de ±3% do valor do projeto.
Nota: Os resultados devem ser corrigidos para uma temperatura de referência (por exemplo, 75 graus para enrolamentos de cobre) usando a fórmula: Rt=R20×235+20235+t (235 é o coeficiente de temperatura do cobre).
3. Relação de tensão e verificação da posição do tap
Objetivo: Garantir que a relação de tensão do transformador (alta-tensão/baixa-tensão) corresponda ao valor do projeto e que os comutadores de derivação (com-carga ou sem{3}}carga) operem corretamente.
Princípio: Aplique uma tensão CA baixa (normalmente 10–20% da tensão nominal) a um enrolamento (por exemplo, lado de alta-tensão), meça a tensão induzida no outro enrolamento e calcule a relação de tensão real: kreal=U2U1.
Padrões:
O desvio entre a relação de tensão real e a relação nominal Menor ou igual a ±0,5% (para transformadores de distribuição) ou ±0,2% (para transformadores de potência).
Para transformadores com comutadores: Teste todas as posições de derivação para confirmar se não há derivações ausentes ou incorretas.
Método: Use um testador de relação de tensão dedicado (com detecção automática de posição de tap para comutadores de derivação em-carga, OLTC).
4. Verificação de polaridade e sequência de fases
Objetivo: Evitar a conexão reversa dos enrolamentos (o que causaria curtos-circuitos ou fluxo de energia incorreto) e garantir a consistência da sequência de fases com o sistema de energia.
Teste de polaridade:
Princípio: Use o método de "marcação de pontos"-aplique uma tensão CC ao enrolamento primário e observe a direção da corrente induzida no enrolamento secundário usando um galvanômetro. Se o galvanômetro desviar positivamente, os terminais conectados têm a mesma polaridade (marcados com pontos).
Teste de sequência de fases:
Princípio: aplique tensão CA trifásica ao enrolamento primário e meça a relação de fase entre as tensões primária e secundária usando um osciloscópio ou medidor de sequência de fase. Certifique-se de que a sequência de fases (por exemplo, ABC) seja consistente com o projeto.
Padrão: A polaridade e a sequência de fases devem corresponder à placa de identificação e aos desenhos de projeto (crítico para operação paralela de transformadores).
5. Medição-de impedância de circuito curto (teste Zk)
Objetivo: avaliar a capacidade do transformador de suportar correntes de-curto-circuito, calcular a perda-de curto-circuito e verificar a resistência mecânica do enrolamento.
Princípio: Curto-circuite-um enrolamento (por exemplo, lado-de baixa tensão), aplique uma tensão CA baixa ao outro enrolamento (por exemplo, lado-de alta tensão) e ajuste a corrente para o valor nominal. Meça a tensão aplicada (Uk) e a potência de entrada (Pk). A impedância de curto-circuito é calculada como: Zk=UratedUk×100%, e a perda-de curto-circuito Pk é a potência consumida na corrente nominal.
Padrões:
Desvio de impedância-de curto-circuito Menor ou igual a ±5% do valor do projeto (crítico para operação paralela, pois a incompatibilidade de impedância causa desequilíbrio de carga).
Perda-de curto-circuito Menor ou igual a ±10% do valor de projeto (para transformadores de distribuição) ou ±5% (para transformadores de potência).
Nota: Os testes são realizados na frequência nominal (50/60 Hz) e os resultados são corrigidos para a temperatura de referência.
6. Sem-perda de carga e medição de corrente de excitação (teste de perda de ferro)
Objetivo: avaliar o desempenho magnético do núcleo (por exemplo, perda por histerese, perda por correntes parasitas) e detectar defeitos no núcleo (por exemplo, laminações soltas, parafusos do núcleo-em curto-circuito).
Princípio: Abra-o circuito de um enrolamento (por exemplo, lado-de alta tensão), aplique a tensão nominal (e frequência nominal) ao outro enrolamento (por exemplo, lado-de baixa tensão), meça a potência de entrada (P0, sem-perda de carga) e a corrente de excitação (I0).
Padrões:
Sem-perda de carga Menor ou igual a ±10% do valor de projeto (transformadores de distribuição) ou ±5% (transformadores de potência).
Corrente de excitação Menor ou igual a 5% da corrente nominal (transformadores de distribuição) ou Menor ou igual a 3% (transformadores de potência, para unidades de grande capacidade).
Insight principal: nenhuma{0}}perda de carga é causada principalmente pela qualidade do material do núcleo-perda excessiva indica laminações de núcleo ruins ou danos no isolamento entre as laminações.
7. Teste de resistência dielétrica (teste de alta-potência)
Objetivo: Verificar a capacidade do sistema de isolamento de suportar sobretensões transitórias (por exemplo, relâmpagos, surtos de comutação) sem quebra.
Tipos:
Teste dielétrico CA: Aplique uma tensão CA senoidal (1,5–2,5 vezes a tensão nominal) aos enrolamentos por 1 minuto (por exemplo, 3kV para transformadores de distribuição de 10kV, 20kV para transformadores de potência de 110kV).
Teste Dielétrico DC: Utilizado para grandes transformadores de potência (para evitar sobrecarga de corrente capacitiva); aplique uma tensão CC (2,5–3 vezes a tensão CA nominal) por 1 minuto.
Padrão: Nenhuma quebra de isolamento (arco, descarga elétrica) ou aumento significativo de corrente de fuga durante o teste.
Observação: execute após o teste de resistência de isolamento (se o IR estiver muito baixo, o teste de alta-potência poderá causar danos ao isolamento).
Testes específicos de-transformadores cheios de óleo-(a maioria dos transformadores de potência/distribuição são imersos em óleo-)
1. Teste de qualidade do óleo do transformador
Objetivo: Garantir a rigidez dielétrica, o teor de umidade e a pureza do óleo isolante (o óleo atua como isolante e refrigerante).
Itens principais:
Teste de tensão de ruptura: meça a tensão na qual o óleo quebra (folga maior ou igual a 35 kV/2,5 mm para óleo novo, maior ou igual a 25 kV para óleo-em serviço).
Conteúdo de umidade: Menor ou igual a 10 ppm (partes por milhão) para óleo novo, Menor ou igual a 30 ppm para óleo em-serviço (a umidade reduz o desempenho do isolamento).
Acidez: Menor ou igual a 0,03 mg KOH/g (a acidez acelera o envelhecimento do isolamento).
Análise de gases dissolvidos (DGA): para transformadores de potência,-detecta gases (por exemplo, H₂, CH₄, C₂H₂) gerados pela degradação ou superaquecimento do isolamento (opcional para testes de rotina, mas obrigatório para unidades grandes).
2. Teste de vazamento de óleo
Objetivo: Evitar vazamento de óleo (que causa falha no isolamento e poluição ambiental).
Métodos:
Teste de pressão: Vede o tanque do transformador, encha-o com ar seco ou nitrogênio até 0,03–0,05 MPa e mantenha por 24 horas-sem queda de pressão ou vazamento visível.
Teste de Imersão em Óleo: Mergulhe o tanque (ou juntas principais) em água; nenhuma bolha de ar indica nenhum vazamento.
Padrão: Sem vazamento de óleo nas juntas (flanges, buchas, comutadores) ou soldas.
Testes de Sistemas Mecânicos e Auxiliares
1. Teste de operação do comutador (para transformadores com comutadores)
Objetivo: verificar a confiabilidade dos comutadores em-carga (OLTC) ou fora{1}}de carga (OLTC).
Unid:
Operação mecânica: opere o comutador manual ou eletricamente em todas as posições-sem travamento e o indicador de posição do comutador seja preciso.
Continuidade Elétrica: Verifique se o circuito do enrolamento é contínuo em cada posição de tap (sem circuitos abertos).
Específico do OLTC: Teste a resistência de transição (para evitar arco durante a mudança de tap) e resistência mecânica (maior ou igual a 10.000 operações para OLTC).
2. Teste de aterramento central
Objetivo: Evitar potencial flutuante no núcleo (que causa danos ao isolamento), evitando curtos-circuitos no núcleo.
Princípio: Meça a resistência do condutor de aterramento (normalmente 1–100 Ω). Uma resistência de 0 Ω indica um núcleo-em curto-circuito (perigoso), enquanto uma resistência infinita indica um aterramento deficiente.
Padrão: o núcleo deve ser aterrado em um ponto (aterramento de{0}ponto único) com resistência dentro da faixa especificada.
3. Indicador de temperatura e teste do sistema de resfriamento
Indicador de temperatura: Calibre a temperatura do óleo e os indicadores de temperatura do enrolamento para garantir a precisão (desvio menor ou igual a ± 2 graus).
Sistema de resfriamento:
Para resfriamento natural (ONAN): Verifique se não há obstruções à dissipação de calor.
Para resfriamento forçado (ONAF/OFAF): teste ventiladores/bombas-iniciando/parando automaticamente com base na temperatura e sem ruído ou vibração anormal.