În final sunt enumerate concluziile, contribuțiile și aspectele privind domeniul prezentat. [311545]

Cuprins

Rezumat

În prezent a crescut interesul comunității naționale și internaționale a specialiștilor în extinderea determinării gradului de umezire a izolației solide ca metodă de evaluare a stării echipamentelor electrice. [anonimizat], la determinarea gradului de umezire în izolația complexă a transformatoarelor de măsură de înaltă tensiune.

În prima parte a lucrării prezint o sinteză a [anonimizat], precum și efectele acesteia în transformatoarelor de măsură de tensiune și extinderea determinării conținutului de umezeală ca metodă de evaluare a stării izolației echipamentelor. [anonimizat], revizii, reparații cât și pentru siguranța instalațiilor aflate în apropiere.

În cea de a doua parte a lucrării detaliez metodele de determinare a [anonimizat], a echipamentelor electrice.

În a treia parte a [anonimizat].

În a patra parte a lucrării prezint descrierea trusei utilizată pentru determinarea gradului de umezire în izolația complexă a transformatoarelor de măsură de tensiune. În cadrul etapei de măsurare a umidității în izolația complexă a transformatoarelor de măsură capacitive de tensiune de tip TECU am ales schemele de măsură am prezentat rezultatele obținute.

În a cincea parte a [anonimizat] a acesteia, înainte și după utilizare în activitatea de mentenanță din instalațiile electrice.

[anonimizat].

Summary

Currently it increased the interest of the national and international community of specialists for the expansion of determining the moisture degree of the solid isolation as a method of assessing the condition of electrical equipment. In this work I wanted to contribute with determining the degree of moisture of the complex isolation of the high voltage measuring transformers.

[anonimizat], also its effects on voltage measuring transformers and the extension of determining the moisture content as a method of evaluation of the isolation of the equipment. [anonimizat], [anonimizat], maintenance, repair and safety facilities nearby.

In the second part of the paper I [anonimizat].

In the third part of the book I describe the methods that I have chosen to determine the degree of wetting to study the voltage measuring transformers.

In the fourth part of the paper I present the description of the kit used for determining the degree of wetting in complex isolation of the voltage measuring transformers. In the phase of measuring of moisture in the complex isolation of the capacitive voltage measuring transformers type TECU I chose the measuring schemes and I presented the results.

In the fifth part of the paper I presented the accessory made by me for the Dirana kit, in order to verify its correct operation before and after use in maintenance work for electrical installations.

Finally are presented the conclusions, the contributions and the issues for the presented domain.

Introducere

Lucrarea își propune analiza metodelor cunoscute pentru determinarea gradului de umezire a izolației solide, utilizate pe scară largă la transformatoarele de mare putere, și stabilirea/adaptarea în pionerat a unei metode utilzabile pentru transformatoarele de măsură de înaltă tensiune.

În practică s-a identificat un număr mare de transformatoare de măsură cu rezultate necorespunzătoare la testele clasice (rigiditate dielectrică a uleiului electroizolant). Cauza identificată pentru neconformitatea echipamentelor a fost contaminarea cu umezeală a probei sau a cuvei transformatorului.

Sursele apei în transformator sunt: neetanșări, lucrări de mentenanță necorespunzătoare, degradare izolație.

Măsuri pentru eliminarea neconformităților:

repetarea probelor de ulei;

verificarea etanșărilor;

înlocuirea echipamentelor neconforme.

Menținerea în exploatare a unui echipament neconform implică riscuri majore atât pentru personalul de exploatare și revizii reparații cât și pentru siguranța instalațiilor aflate în apropiere. Efectele unei posibile explozii a echipamentului sunt costisitoare și din punct de vedere al asigurării continuității alimentării consumatorilor și al neutralizării contaminării mediului.

Stocul de echipamente de rezervă este limitat iar durata de aprovizionare a unui echipament nou este de ordinul lunilor. Repararea în atelier a unui echipament defect durează cel puțin 3÷4 săptămâni. Recondiționarea unui echipament contaminat cu umezeală presupune în principiu uscarea izolației solide și filtrarea, uscarea și degazarea uleiului electroizolant. Echipamentele cu grad foarte mare de umezeală (mai ales dacă au și izolația solidă îmbătrânită) supuse uscării devin improprii utilizării datorită reducerii volumului hârtiei și apariției jocurilor simultan cu pierderea elasticității sistemului de izolație. Aceste echipamente nu trec ulterior testele cu înaltă tensiune. Înlocuirea uleiului electroizolant, fără tratarea izolației, are în general efect numai pe termen scurt. Pe termen lung, apa din izolația solidă difuzeză în ulei fără ca gradul de umezeală a izolației solide să se îmbunătățească.

În aceste condiții este importantă detectarea precoce a prezenței apei în echipament, luarea măsurilor necesare pentru reducerea vitezei de degradare și programarea lucrărilor de reparație sau înlocuire a echipamentelor. Identificarea echipamentelor care sunt grav contaminate și nu se mai pot recondiționa reduce costurile de mentenanță cu transportul, constatarea și eventual tratarea izolației în atelier.

1. Prezentarea importanței apei în izolație

Materialele celulozice constituie elemetele de baza ale sistemelor de izolare pentru trasformatoarele de putere, dar au o largă utilizare și în sistemele de izolație ale transformatoarelor de măsură, trecerilor izolate, cablurilor de înaltă tensiune. Sistemele de izolare constau nu numai în barierele de izolare dar și din diferite elemente prefabricate: structuri de sprijin, tuburi, distanțiere și elemente de fixare sau ghidare.

Aceste materiale celulozice, sub formă de hârtie, carton, carton presat, bare, etc. sunt în mare parte realizate din pastă de lemn prelucrată special pentru asigurarea caracteristicilor necesare utilizării atât din punct de vedere electric (rezistivitate și rigiditate dielectrică mare), mecanic (duritate, flexibilitate, rezistență la vibrații) cât și chimic (rezistență și stabilitate la temperaturi înalte, câmp electromagnetic intens).

Celuloza, este un polimer de molecule de glucoză legate între ele într-un mod special, așa cum se vede în figura 1.1. Acesta poate fi reprezentat simplu ca [C5H10O5]n, ignorând atomii suplimentari de la sfârșitul grupului, unde n este gradul de polimerizare (DP). Valorile gradului de polimerizare pentru eșantioanele de hartie utilizate în electrotehnică ating valori de la 1100 la 1200, dar fibrele de celuloză pot avea gradul de polimerizare mult mai mare 1400-1600 [26].

Figura 1.1: Structura chimică ale polimerilor de celuloză

Cel mai mare dezavantaj ale materialelor celulozice pentru utilizare electrică este că sunt higroscopice și trebuie să fie prelucrate și menținute uscate. La temperatura camerei ( 20-250C), celuloza poate menține de la 4% pana la 8% umezeală în intervalul de umiditate relativă ambiantă de 30-70%, tipic în condiții de iarnă și vară. Nivelul de umiditate în izolația unui transformator nou construit ar trebui să fie aproximativ 0.5%. Într-o izolație umedă, descărcările parțiale devin semnificative la aproximativ 3% nivel de umiditate (se pot produce bule și eliberare de hidrogen), factorul de putere al izolației poate fi peste limitele acceptate, degradarea hârtiei și îmbătrânirea se pot accelera.

Pentru hârtia Kraft, durata de viață poate fi mai mică de jumatate pentru fiecare dublare a conținutului de umiditate, deși pentru hârtia modernă pierderea duratei de viață nu este așa de drastică.

Degradarea produselor bazate pe celuloză, prezentată simplificat, este efectul următoarelor reacții chimice importante: piroliza (rezultând lanțuri polimerice mai mici, CO, CO2, H2O și furani), oxidarea ( rezultând CO, CO2, H2O și acizi) și hidroliza (rezultând lanțuri polimerice mai mici). Îmbătrânirea celulozei ar scădea gradul de polimerizare prin depolimerizare, care implică ruperea legăturii de hidroliză și destrămarea structurii de inel care va elibera CO, CO2, și apa ca produs final. Produsele intermediare de descompunere includ componente heterocyclice cunoscute ca compuși furanici din care 2-furfural este cel mai important. Prezența grupurilor –OH și -CH2OH fac celuloza nu numai higroscopică dar și vulnerabilă la degradarea prin oxidare. Deoarece apa din izolația celulozică contribuie la degradarea acesteia, detectarea și eliminarea apei din izolația solidă a transformatoarelor are o importanță mare pentru funcționarea lor [12].

Prezența apei în izolația complexă hârtie-ulei cauzează trei efecte distructive:

micșorează rezistența de izolație a dielectricului;

accelerează descompunerea celulozei;

cauzează emiterea de bule gazoase la temperaturi înalte.

1.1 Oportunitatea extinderii utilizării determinării conținutului de

apă ca metodă de evaluare a stării izolației echipamentelor

Există trei motive care au crescut interesul comunității internationale a specialiștilor în extinderea determinării gradului de umezire a izolației complexe ca metodă de evaluare a stării echipamentelor:

numărul mare și în continuă creștere a echipamentelor învechite (și probabil umezite) aflate în exploatare;

schimbarea politicii de mentenanță a deținătorilor de echipamente cu accentuarea importanței evaluării stării acestora;

dezvoltarea tehnologică în domeniul aparatelor de măsură [16].

Majoritatea stațiilor de transformare aflate în exploatare erau deja construite la sfârșitul anilor ’80. Stațiile nou construite după această perioadă au fost în general pentru conectarea de noi facilități de producție, pentru creșterea eficienței rețelelor de transport și distribuție a energiei, pentru interconectarea rețelelor naționale și mai puțin pentru alimentarea de noi consumatori.

În condițiile reducerii consumului tehnologic de energie datorită implementării de tehnologii noi, eforturile s-au concentrat pe creșterea calității energiei, siguranței alimentării consumatorilor, eficienței utilizării resurselor existente și mai puțin pe creșterea volumului de energie. Din acest motiv modernizarea a vizat în special sistemele de comandă, control, măsură și protecție. Înlocuirea și modermizarea echipamentelor primare s-a făcut în ritm mai puțin alert și din acest motiv există în prezent în exploatare multe echipamente primare cu vechime mai mare de 25 de ani.

Noile condiții de pe piața de energiei prin liberalizarea pieței și prin reglementările tehnice și de calitate impuse crează presiuni asupra producătorilor, transportatorilor și distribuitorilor de energie, obligându-i să ia măsuri de eficientizare a activității. În aceste condiții este necesară extinderea duratei de viață a echipamentelor existente cu asigurarea calității și siguranței funcționării acestora. Mentenanța neprogramată (intervenția numai în cazul defectării) sau cea programată periodic cu alocarea acelorași resurse pentru toate echipamentele se dovedesc ineficiente. Soluția agreată este alocarea resurselor privind mentenanța individualizată pentru fiecare echipament sau grupă de echipamente. Decizia privind volumul de resurse alocat se ia funcție de mai multe criterii a căror importanță este stabilită de fiecare proprietar de echipamente. Criteriile principale utilizate sunt: starea fiecărui echipament, evoluția stării acestuia, importanța echipamentului și consecințele defectării acestuia, date statistice privind probabilitatea de defectare și riscul de apariție a unor situații periculoase pentru personal, instalații, mediu. Determinarea corectă a stării echipamentelor devine astfel mult mai importantă, în lipsa acesteia rezultatele fiind contrare obiectivului propus (cheltuieli cu mentenanța predictivă a echipamentelor care nu au nevoie și cheltuieli cu mentenanța corectivă a echipamentelor insuficient investigate). Din acest motiv este favorizată dezvoltarea de metode noi de investigare și extinderea celor existente la o gamă mai largă de echipamente.

Dezvoltarea tehnologică în domeniul aparatelor și metodelor de măsură permite în prezent realizararea de aparate relativ ieftine, cu portabilitate ridicată, cu imunitate mărită la perturbații electromagnetice, la șocuri și la variația factorilor de mediu (temperatură, umiditate) și care măsoară cu precizie ridicată în domenii largi și/sau extreme de frecvență, curent, tensiune.

2. Metode de determinare a conținutului de apă a izolației solide

2.1 Metode de determinare prin titrare Karl Fischer pentru hârtie

Titrarea Karl-Fischer este o metodă în chimia analitică care determină urme de apă într-o mostră folosind dozarea volumetrică sau coulometrică. Titrarea de fapt înseamnă să adaugi un reactiv de concentrație cunoscută la o substanță necunoscută până când concentrațiile sunt echilibrate.

Pentru a evalua conținutul de umiditate în izolatoarele lichide și solide, titrarea după metoda Karl-Fischer, nu este doar cea mai utilizată, dar servește și ca referință pentru alte metode.

Totuși este necesară menționarea unor surse de eroare:

nu poate fi eliminată total influența umidității atmosferice din timpul prelevării probelor și a pregătirii mostrelor;

celuloza leagă apa cu legături chimice de puteri diferite. Nu este cert dacă energia termică eliberează toată apa, ca urmare temperatura de încălzire și durata pot modifica cantitatea de apă măsurată. Diferite laboratoare tratează în mod diferit aspecte care nu sunt clasificate de standard, cum ar fi dizolvantul pentru extracția de ulei.

Testele de comparabilitate interlaboratoare au arătat o comparabilitate nesatisfăcătoare dintre diferite laboratoare [15]. În conluzie ori de câte ori se folosește titrarea Karl-Fischer inacuratețea inerentă trebuie luată în considerare.

2.1.1 Determinarea directă a gradului de umezeală al izolației solide

Metoda constă în prelevarea de mostre din diferite zone ale izolației solide și analiza acestora în laborator. Metoda este în esență distructivă, în practică utilizându-se pe scară redusă. Se pot preleva probe numai de la exteriorul izolației din zone unde aceasta poate fi refăcută sau se pot preleva probe din toată masa izolației cu ocazia demontărilor în vederea casării sau refacerii complete a înfășurărilor și a sistemului de izolație. Izolația solidă prezintă o higroscopicitate mai mare la temperaturi scăzute și mai mică la temperaturi ridicate. În esență, apa migrează din zonele calde spre zonele mai reci. Migrația este relativ lentă, și este definită de coeficienți de difuzie. Coeficienții de difuzie sunt dependenți de tipul de hârtie, de temperatură și de grosimea hărtiei. Distribuția temperaturii în interiorul unui transformator de putere determină distribuția umidității. În structurile de izolație reci (ecrane și elemente de rigidizare) se acumulează apă și structurile calde (în special izolația conductoarelor bobinajului) sunt uscate [18].

Figura 2.1: Exemplu de distribuție a temperaturii într-un transformator de putere mare, cu ONAN răcire în conformitate cu IEC 60354 [18].

Metoda are avantajele că este o determinare directă, are acuratețe relativ mare (comparativ cu celelalte metode), permite evaluarea distribuției umidității în masa de izolație și furnizeză suplimentar informații privind solicitările termice neuniforme. Principalul dezavantaj al metodei este că este distructivă și poate fi utilizată numai pentru analiza de caz, după constatarea unui defect major.

2.1.2 Determinare indirectă a gradului de umezeală al izolației solide

Metoda constă în pregătirea din fabricație a echipamentului prin plasarea în zone accesibile ulterior a unor mostre de izolație solidă identice cu cele utilizate pentru fabricare. Mostrele se pot plasa în interiorul cuvei echipamentului în zone expuse la temperatură și câmp electric și atunci vor fi accesibile numai la decuvare. Mai frecvent mostrele sunt plasate în exteriorul cuvei și sunt în contact direct cu uleiul din cuvă. În acest caz accesul este mai ușor dar mostra va fi în stare mai bună decât majoritatea restului izolației. Mostrele se pot preleva și analiza fără afectarea izolației echipamentului și vor reflecta starea acesteia fiind supuse influenței aceluiași ulei, aceleiași durate de timp și relativ acelorași variații de temperatură.

Metoda are avantajele că este nedistructivă, utilizeză același tip de izolație solidă, imersată în același ulei și cu aceeași vechime. Solicitările termice ale probei sunt relativ similare dar nu reflectă solicitările neuniforme și nici expunerea la câmpul electromagnetic. Un principal dezavantaj al metodei este că necesită implementarea din faza de fabricație și nu este practicată pe scară suficient de mare. Este utilizată numai la transformatoare de putere mare (>200MVA) și se implementează numai la solicitarea explicită a beneficiarului.

2.2 Metode de determinare prin titrare Karl Fischer pentru ulei și utilizarea curbelor de echilibru

Metoda constă în prelevarea de probe de ulei la o temperatură cunoscută, din echipamentul aflat în relativ echilibru termic, determinarea conținutului de apă din ulei prin titrare coulometrică Karl Fischer și estimarea gradului de umezire a izolației solide pe baza curbelor de echilibru.

Figura 2.2: Curbele de echilibru de umiditate pe baza conținutului de umiditate în ulei în ppm (redesenat în conformitate cu sursa originală [25]).

Utilizând conținutul de apă în ulei (ppm) măsurat și temperatura de prelevare (°C), din diagramele de echilibru poate fi estimat conținutul de umiditate din hârtie.

Deși relativ simplă și neinvazivă aplicabilitatea practică a metodei este limitată de prezența multiplelor surse de eroare:

erori în determinarea conținutului de apă în ulei datorată condițiilor de prelevare a probei, transport la laborator care se adaugă la erorile de determinare prin titrarea Karl-Fischer;

conținutul mic de apă în ulei amplifică foarte mult erorile de estimare a conținutului de apă în izolația solidă. Pentru exemplificare pentru un transformator de 150MVA care conține 7t de hârtie și 70t de ulei, aflat la echilibru la temperatura de 40șC și care are un grad de umezeală de 3%, în ulei conținutul de apă este de 16ppm. Cantitățile de apă exprimate în kg sunt 210kg în hârtie și 1,1kg în ulei [10].

imposibilitatea practică de realizare a echilibrului datorită variațiilor de temperatură și vitezei mici de difuzie a apei. Se acceptă practic condițiile în care echipamentul are relativ aceeași temperatură pentru o perioadă de minim 24 de ore și variații mici de temperatură pe o perioadă de minim 6 zile.

erori în determinarea temperaturii de prelevare;

incertitudinea mare în zona de umiditate scăzută;

echilibrul umidității între ulei și izolația solidă se realizeză la egalizarea saturațiilor celor două componente. Solubilitatea apei în ulei și în hârtie depind de gradul de îmbătrânire a uleiului și hârtiei iar curbele sunt disponibile pentru anumite tipuri de izolație (fabricant, grad de îmbătrânire, grad de contaminare cu alți compuși) și nu pentru izolația analizată;

În general, această metodă supraestimează conținutul de umiditate în hârtie. Acest lucru este valabil mai ales în cazul în care aciditatea și / sau conductivitatea uleiului sunt mari [15].

Aceasta este arătată în figura 2.3 (stânga), unde pe lângă graficele de echilibru a umidității hârtiei Kraft, nouă și uzată sunt prezentate graficele de echilibru pentru preșpan, nou și uzat. Presupunând că conținutul de umiditate în ulei este de 20 ppm, aceste curbe conduc la un conținut de umiditate în hârtie nouă de 2,9 % și pentru preșpan uzat și ulei vechi de 1,5 %. Ca urmare diagramele de echilibru care nu sunt adaptate la material și la starea de uzură, nu sunt aplicabile pentru estimarea umidității în hârtie utilizând umiditatea măsurată a uleiului.

Figura 2.3: Stânga: Diagrama de echilibru pentru umiditate în hârtie Kraft (KP) și ulei, cu grafice suplimentare pentru preșpan nou (PB) și hârtia Kraft degradată termic și preșpan uzat.

Dreapta: Diagrama de echilibru rezultată din saturația relativă în ulei cu limite de IEC 60422.

O nouă abordare a diagramelor de echilibru folosește saturația relativă în ulei, în locul conținutului de umiditate (figura 2.3 dreapta). Ca avantaj major, vechimea uleiului devine acum neglijabilă obținându-se rezultate mult mai exacte [16].

2.3 Metode de determinare prin masurători ale caracterisicilor dielectrice

2.3.1 Măsurarea indicelui de polarizare (Ip)

Metoda este o măsurare de parametri în domeniul timp și constă în măsurarea rezistenței de izolație la 60s și la 600s (tipic prin aplicare 2500Vc.c.). Indicele de polarizare este definit ca raportul:

(2.1)

Valoarea indicelui de polarizare se consideră că este corelată cu gradul de umezire al izolației. O valoare mare (>1,5) indică o izolație uscată. O valoare apropiată de 1 indică o izolație umedă iar o valoare subunitară indică o izolație extrem de umedă.

Metoda are avantajele că este foarte simplă și nu necesită aparatură specializată ci numai extinderea timpului de măsurare a rezistenței de izolație.

Indicele de polarizare este influențat de conținutul global de particulele polare și nu numai de conținutul de apă. Valoarea acestuia permite o apreciere calitativă și nu este o măsură cantitativă a conținutului de apă. Materialele noi (în special uleiul) sunt tratate cu aditivi antipolarizanți care măresc considerabil valorile rezistențelor de izolație dar determină și micșorarea corespunzătoare a indicelui de polarizare. Din acest motiv, în prezent, indicele de polarizare nu are valori limită normate și are o relevanță mică privind gradul de umezeală.

2.3.2 Măsurarea pierderilor dielectrice la frecvența industrială (tgδ)

Metoda este o măsurare de parametri în curent alternativ, la o frecvență fixă (50Hz) și constă în măsurarea tangentei unghiului de pierderi dielectrice (tipic prin aplicare 10kV). Tangenta unghiului de pierderi dielectrice este definit ca raportul:

(2.2)

a) b)

Figura 2.4: Diagrame vectoriale pentru un condensator real (a) și circuitul echivalent corespunzător (b).

Valoarea tgδ este corelată cu gradul de contaminare/ îmbătrânire al izolației și este influențată și de gradul de umezire al izolației. O valoare mare indică o izolație contaminată. O valoare mică indică o izolație în stare bună. Modificarea valorii în timp furnizeză informații privind evoluția stării izolației. Parametrul are valori limită stabilite pentru fiecare tip de echipament. Valorile limită sunt stabilite prin standarde, prescripții naționale și norme interne ale deținătorilor de echipamente, acestea fiind foarte diferite.

Metoda are avantajele că este foarte simplă și nu necesită aparatură specializată (măsurarea tgδ este o măsurătoare uzuală pentru toți prestatorii de servicii de mentenanță).

Valoarea tgδ este influențată de toți contaminanții izolației și nu numai de conținutul de apă. Menținerea unei valori în timp indică inclusiv menținerea nivelului de umezire dar creșterea valorii nu poate fi automat corelată cu creșterea conținutului de apă. Sunt necesare investigații suplimentare și corelarea rezultatelor acestora (în special conținutul de apă în ulei).

Atât indicele de polarizare cât și tgδ au fost utilizate pentru indicarea conținutului de apă din izolație începând din anii 1920 când nu erau disponibile metode și aparataj de măsură corespunzătoare.

Tehnica de măsurare a cablurilor de înaltă tensiune care au capacități foarte mari a dus la dezvoltarea de aparate care măsoară tgδ la frecvențe mici (0,1 ÷ 2Hz). Tehnica VLF (Very Low Frequency) a permis reducerea puterii necesare pentru sursa de înaltă tensiune și construirea de instalații mobile de diagnosticare.

O metodă care presupune determinarea tgδ la frecvență industrială într-o plajă largă de temperaturi, determinarea unui minim și corelarea acestuia cu conținutul de apă din izolația solidă a costituit practic trecerea spre domeniul spectroscopiei în domeniul frecvență.

2.3.3 Masurarea capacității la 2 frecvețe diferite (coeficientul de absorbție al capacității)

Metoda este o măsurare de parametri în curent alternativ și constă în măsurarea capacițății dielectricului la două frecvențe fixe (tipic la 2Hz și la 50Hz).

Capacitatea C0 reprezintă practic capacitatea geometrică adică capacitatea obținută dacă dielectricul dintre armăturile izolației este îndepărtat, valoarea acesteia fiind independentă de gradul de contaminare al izolației. Circuitul echivalent serie care cuprinde rezistența R1 în serie cu capacitatea C1 modelează fenomenele de polarizare care au loc în izolație. Valoarea capacității C1 depinde de nivelul de contaminare al izolației. Cu cât este mai mare conținutul de apă al izolației sau cu cât sunt mai murdare suprafețele izolante cu atât este mai mare capacitatea C1.

Figura 2.5: Circuit echivalent simplificat

Capacitatea dielectricului măsurată la frecvența f, pentru schema echivalentă prezentată în figura 2.5 este dată de relația:

(2.3)

Calitatea izolației se poate aprecia comparând valorile capacității Cf la două frecvențe diferite.

Raportul C2/C50 este denumit coeficient de absorbție al capacității [9] . Valoarea coeficientului de absorbție al capacității indică o stare bună a izolației dacă este apropiat de 1. În general se consideră că starea izolației este corespunzătoare dacă valoarea acestuia este <1,3 pentru o gamă de temperaturi de 10÷30șC, dar valorile sunt stabilite numai prin norme interne.

Figura 2.6: Variația capacității izolației de hârtie impregnată

în funcție de temperatura de regim (a și b), în funcție de frecvența tensiunii de încercare (c):

1 – izolație nouă; 2 – izolație îmbătrânită; 3 — izolație uscată; 4 – izolație umezită [9].

Coeficientul variază cu temperatura, cu gradul de îmbătrânire și cu gradul de umezeală. Metoda nu diferențiază influența umezelii de restul influențelor și nu poate furniza o valoare estimată a gradului de umezeală al izolației solide. Aparatura necesară pentru execuția măsurătorii nu este una uzuală dar este relativ accesibilă.

Pentru îmbunătățirea acurateții metodei se menționează și utilizarea altor perechi de frecvențe pentru măsura capacitătii. Una din metode, utilizată în România este măsurarea la 1mHz și 50Hz [11].

2.3.4 Măsurarea tensiunii de revenire (RVM)

Metoda este o măsurare de parametri în curent continuu și constă în executarea unei serii de măsurători cu următorii pași:

Pasul 1 – polarizarea dielectricului pentru o durată stabilită tc. Se realizează prin aplicare a unei tensiuni continue cu forma cât mai aproape de treapta unitate. Tensiunea aplicată este de 100÷500V funcție de tipul de aparat și de decizia operatorului dar fixă pentru toată seria de măsurători. La apariția metodei tensiunea era de 2000÷2500V pentru a compensa posibilitățile tehnice limitate ale instrumentelor de măsură.

Pasul 2 – depolarizarea dielectricului pentru o durată stabilită td. Se realizează prin îndepărtarea sursei și scurtcircuitarea terminalelor dielectricului. Raportul tc / td este fix pentru toată seria de măsurători, în general se utilizează perioada td = 0,5 tc .

Pasul 3 – lăsarea liberă a terminalelor și măsurarea variației tensiunii de revenire. Tensiunea de revenire este parametrul utilizat pentru interpretare de această metodă.

Pasul 4 – perioada de relaxare. Pauza între două măsurători succesive necesară pentru depolarizarea completă a dielectricului (prin scurtcircuitarea terminalelor pe durata suficient de lungă).

Pașii se repetă pentru valori crescătoare ale duratei de polarizare.

Figura 2.7: Circuit de testare pentru metoda RVM [34].

Figura 2.8: Principiul de măsurare al tensiunii de revenire.

În figura 2.8 sunt prezentate încărcarea cu tensiunea U în timpul 0 ≤ t ≤ tc, perioada de depolarizare de la tc < t ≤ tc+ td la t > tc+ td, tensiunea de revenire este masurată în condiții de circuit deschis [34].

Schema echivalentă a dielectricului utilizată pentru explicarea metodei este o schemă RC paralel și serie.

Figura 2.9: Circuitul echivalent pentru orice dielectric liniar.

În pasul 1 aplicarea tensiunii U determină încărcarea instantanee a C∞ și încărcarea fiecărei capacități C1 ÷ Cn la o tensiune Ui conform relației:

(2.4)

La sfârșitul pasului 1 (la t= tc) fiecare capacitate Ci va fi încărcată la o tensiune Ui

(2.5)

În pasul 2, scurtcircuitarea terminalelor dielectricului determină descărcarea instantanee a C∞ și descărcarea fiecărei capacități Ci cu constanta proprie. La sfârșitul pasului 2 (la t= tc+ td ) capacitățile Ci vor fi încărcate la o tensiune Ui conform relației:

(2.6)

În pasul 3 se produc simultan 2 fenomene. Prezența mai multor capacități încărcate diferit conectate în paralel prin rezistențe serie Ri determină circulații de curenți care tind să egalizeze potențialul tuturor capacităților. Prezența rezistențelor Ri întârzie realizarea echilibrului. În lipsa rezistenței R0 s-ar atinge o stare de echilibru în care toate capacitățile ar fi încărcate la aceeași tensiune Ue. Prezența rezistenței R0 determină descărcarea continuă a capacității C∞ astfel încât tensiunea de revenire măsurată la borne va crește până la un maxim Umax (Umax < Ue ) după care va scădea spre 0. Amplitudinea tensiunii de revenire este proporțională cu tensiunea aplicată pentru polarizare U.

În pasul 4 se realizează depolarizarea completă a dielectricului pentru ca polarizările anterioare să nu influențeze măsurătorile la tc mai mari [34].

În cadrul unei serii de măsurători se rețin valorile Umax pentru fiecare tc . Variația Umax funcție de tc este numită „spectru de polarizare”. Curba reprezentată grafic prezintă un maxim pentru o valoare a timpului de polarizare care se numește constanta de timp dominantă.

Figura 2.10: Spectru de polarizare pentru un transformator de 16 MVA 110/20kV

S-a stabilit experimental că valoarea constantei de timp dominante este în legătură directă cu gradul de umezire al izolației solide. Relația de legătură între gradul de umezeală h și valoarea constantei de timp dominante Tcdom este în general de forma:

(2.7)

Unde k0 reprezintă un coeficient de compensare a efectului temperaturii iar kf modelează amplificarea procesului de polarizare pentru un conținut dat de umiditate funcție de variația temperaturii.

Din punct de vedere al aparatajului utilizat este necesară o sursă de tensiune continuă cu stabilitate foarte bună pe durată mare și un voltmetru cu precizie ridicată cu impedanță foarte mare de intrare. Impedanța mare a voltmetrului utilizat este necesară pentru a nu afecata rezultatele prin descărcarea suplimentară de sarcină prin rezistența voltmetrului.

Metoda RVM este prima metodă specifică pentru determinarea conținutului global de umiditate în izolația solidă care a fost aplicată. Motivele pentru care este prima metodă cu aplicabilitate practică (funcțională de la mijlocul secolului XX și cu largă extindere în teren după 1991) a fost posibilitatea măsurării precise a tensiunii cu voltmetre electrostatice cu impedanță foarte mare și dificultățile practice de măsurare a curenților foarte mici (curenții de polarizare / depolarizare).

Metoda a fost contestată din 1996 și după dezvoltarea metodelor PDC și FDS, CIGRE TF D1.01.09 a concluzionat în 2004 : Pentru procedeul RVM, vechea interpretare bazată pe simpla relație dintre constanta timpului dominant a spectrului de polarizare și conținutul de apă în celuloză, nu este corect [21]. Principiul metodei de măsurare s-a menținut neschimbat, s-au îmbunătățit performanțele instrumentelor de măsură și se perfecționează continuu metodele de interpretare. Aparatele de măsură comercializate în prezent măsoară și curenții de polarizare, depolarizare (în timpul realizării pașilor 1 și 2), beneficiarul având la dispoziție două metode de analiză. Metodele de interpretare dezvoltate în prezent utilizeză inclusiv informațiile privind curenții de polarizare și depolarizare, panta variației tensiunii de revenire, sau alți parametri utilizați care prin utilizarea de algoritmi corespunzători să permită creșterea sensibilității și a preciziei . Metoda este utilizată și în prezent mai ales de operatorii care au deja o bază de date creată privind evoluția echipamentelor proprii.

Metoda de interpretare RVM se poate utiliza atât pentru interpretarea caracteristicilor măsurate direct cât și pentru interpretarea celor calculate în urma prelucrării rezultatelor măsurate prin metoda PDC. Pentru rezultatele interpretarea caracteristicilor măsurate prin metoda RVM, până în prezent, nu s-a publicat o procedură de evaluare privind caracteristicile geometriei sistemului de izolare și proprietățile uleiului electroizolant [7,5].

2.3.5 Măsurarea curenților de polarizare și de depolarizare (PDC)

Metoda este o măsurare de parametri în curent continuu și constă în executarea unei măsurători cu înregistrarea curenților de polarizare și depolarizare în doi pași:

Pasul 1 – polarizarea dielectricului pentru o durată stabilită tp. Se realizează prin aplicare a unei tensiuni continue cu forma cât mai aproape de treapta unitate. Tensiunea aplicată este de 100÷200V în funcție de tipul de aparat și de decizia operatorului. Variația curentului de polarizare nu este liniară cu variația tensiunii de polarizare. La tensiuni mari se constată o creștere a curenților de conducție prin alte mecanisme și din acest punct de vedere este preferată măsurarea la tensiuni cât mai mici. Execuția măsurătorii în teren, în prezența perturbațiilor electromagnetice impune creșterea tensiunii pentru obținerea unui raport semnal/ zgomot cât mai bun. La măsurarea unor dielectrici cu capacitate mare și eventual conductivitate mare, caracteristicile aparatului de măsură pot limita tensiunea maximă aplicabilă. Pe durata tp se măsoară curentul de polarizare Ip.

Pasul 2 – depolarizarea dielectricului pentru o durată stabilită td. Se realizează prin îndepărtarea sursei și scurtcircuitarea terminalelor dielectricului. În general se utilizează perioada td = 0,5 tp sau perioada td= tp . Pe durata td se măsoară curentul de depolarizare Id.

Schema circuitului de măsură este cea din figura 2.11.

Figura 2.11: Schema de principiu pentru testare utilizând metoda “PDC” [34].

Variația curenților de polarizare și depolarizare reprezentată grafic și modul de interpretare a curbelor înregistrate este prezentată în figura 2.12.

Figura 2.12: Interpretarea curenților de polarizare și depolarizare

Se poate utiliza pentru explicarea metodei o schema echivalentă simplificată ca cea din figura 2.9 dar aceasta nu reflectă în suficientă măsură influențele geometriei izolației care sunt sesizate în forma curenților. Ținând cont de forma fizică reală a izolației, se poate dezvolta o schemă echivalentă mai complicată dar care reflectă mai bine comportarea dielectricului (figura 2.13).

Figura 2.13: Model de sistem de izolare a transformatoarelor (Weidmann TBS AG) și descrierea circuitului echivalent.

Calculul componentelor schemei echivalente este mult prea laborios și pentru estimarea parametrilor uleiului, hârtiei și a geometriei, metodele de interpretare utilizeză pentru interfața cu utilizatorul modelul simplificat X-Y pentru caracterizarea geometriei izolației.

Figura 2.14: Model simplificat X-Y

Curenții de polarizare și depolarizare au următoarele formule de calcul:

(2.8)

(2.9)

Unde:

– C0 este capacitatea geometrică sau capacitatea obiectului testat dacă dielectricul său este vidul;

– U tensiunea aplicată pentru polarizare;

– σ0 conductivitatea în c.c. care reprezintă mișcarea sarcinilor libere în dielectric și care nu este implicat în polarizare;

– ε0 permitivitatea vidului

– ε∞ permitivitatea relativă instantanee a dielectricului

– δ(t) funcția impuls unitar cu durată = 0 și arie = 1 (provenind de la tensiunea aplicată la t = t0);

– f(t) funcția de răspuns a dielectricului în domeniul timp

– tp durata polarizării [34].

Pentru a estima funcția de răspuns f(t) dintr-o măsurare a curentului de depolarizare, se ia în considerare faptul că funcția este continuu descrescătoare în timp și dacă perioada polarizării este suficient de lungă, încât f(t + tp) 0, atunci funcția f(t) poate fi aproximată de relația:

(2.10)

Este acceptat în literatura de specialitate [3-29] că pentru sistemele de izolare ulei/celuloză, funcția de răspuns a dielectricului în domeniul timp poate fi exprimată în formă parametrică astfel:

(2.11)

cu A, t0 > 0, m > n >0 și m > 1.

Determinarea suficient de precisă a funcției f(t) permite extrapolarea rezultatelor pentru durate de timp t mai mari decât timpul efectiv măsurat tp și td. Estimarea preciziei de determinare se face uzual prin compararea curenților măsurați cu cei calculați.

Din măsurătorile curenților de polarizare și de depolarizare, este posibil să estimăm conductivitatea în c.c. a dielectricului testat. Dacă obiectul test este încărcat (alimentat) pentru o perioadă suficient de lungă, încât f(t + tp) 0, (2) și (3) poate fi combinat, ca să exprime conductivitatea în c.c. a dielectricului compus, ca fiind:

(2.12)

Conductivitatea pentru un anumit sistem de izolații, s-a constatat a fi dependent de diferența dintre valorile absolute ale curenților de polarizare și de depolarizare. Conductivitatea va depinde de cantitățile relative de ulei și hârtie, și de geometria aranjamentului acestora înăuntrul transformatorului [3].

Pentru o geometrie a dielectricului cunoscută (estimată pentru tipuri de echipamente) și ținând cont că la t ≈ 0 și t→∞ este predominantă conductivitatea uleiului și respectiv a hârtiei se pot determina: conductivitatea uleiului și conductivitatea hârtiei.

Metoda clasică de interpretare a gradului de umezeală h măsurat prin metoda PDC este o relație parametrică care ține cont de conductivitatea hârtiei noi și de conductivitatea măsurată pentru echipamentul supus testării.

(2.13)

unde: [32]

S-au dezvoltat și metode noi de interpretare care permit estimarea îmbătrânirii izolației și a prezenței contaminării cu produși de descompunere.

Curenții de polarizare și de depolarizare conțin informații despre conductivitatea uleiului în primele secunde după aplicarea tensiunii de polarizare și informații despre conductivitatea izolației solide după o durată de măsură suficient de lungă. Spre deosebire de metoda RVM, metoda de măsură PDC permite obținerea tuturor informațiilor necesare interpretării cu o singură măsurătoare [31,30, 13, 27, 4 , 24].

Pentru interpretarea rezultatelor obținute prin metoda PDC, geometria izolației se presupune cunoscută, valorile x și y din modelul simplificat X – Y prezentat în figura 2.14 fiind parametri de calcul.

2.3.6 Spectroscopie în domeniul frecvență (FDS)

Metoda este o măsurare de parametri în curent alternativ la amplitudine constantă a tensiunii și cu frecvența variabilă într-un domeniu larg, de la câțiva kHz până la zeci de µHz. Se măsoară și se înregistrează cel puțin parametri tgδ și C la fiecare frecvență.

Figura 2.15: Curba tipică în formă de S a tgδ funcție de frecvență și modul de interpretare a acesteia.

Spectroscopia domeniului de frecvență FDS permite distingerea comportării diferitelor materiale componente ale izolației în domenii diferite de frecvențe [28].

Dacă măsurarea parametrilor este principial simplă modul de interpretare al curbei rezultate și transformarea curbei grafice în valoare h a gradului de umezire este destul de complicat și în principiu constitue secret de fabricație al producătorilor de aparate de măsură.

Cea mai simplă metodă de interpretare stabilește o relație empirică între minimul valorii tgδ și valoarea h a gradului de umezeală. Este metoda care are și cea mai mare eroare și se poate folosi doar pentru estimarea unei evoluții în timp.

Metodele de interpretare care au un grad ridicat de precizie sunt metodele care utilizează suprapunerea caracteristicilor de ulei cu cele de izolație solidă existente într-o bază de date și, utilizând algoritmi de iterare, obținerea unei curbe cât mai apropiate de curba măsurată. Schema echivalentă pentru suprapunerea caracteristicilor cu luarea în considerare a geometriei izoalției este modelul simplificat X-Y.

În figura 2.16 este prezentată variația tgδ pentru izolația solidă cu conținut de umiditate de 1, 2 și 3 %, măsurată la 20șC [18].

Figura 2.16 : Tgδ pentru probă de hârtie având grad de umezeală de 1, 2 și 3 %.

În figura 2.17 este prezentată variația tgδ pentru ulei electroizolant cu o conductivitate de 1pS/m măsurată la 20șC. De notat că pierderile sunt mult mai mari decât cele ale izolației solide și curba este de fapt o dreaptă cu o pantă de -20dB/decadă [18].

Figura 2.17 : Tgδ pentru probă de ulei având conductivitatea de 1 pS/m la 20șC.

Proprietățile dielectrice ale izolației solide și uleiului sunt suprapuse ținându-se cont și de polarizarea interfacială. În figura 2.18 avem suprapuse caracteristici ale unei izolații cu umiditate de 1% imersată în ulei cu conductivitate de 1pS/m cu luarea în calcul a polarizării interfaciale (a geometriei izolației) [18].

Figura 2.18: Tgδ a izolației complexe cu evidențierea efectului polarizării interfaciale

În domeniul de frecvență 100Hz ÷ 1kHz este dominantă influența izolației solide. Conductivitatea uleiului determină apariția unei drepte în domeniul 0,01 ÷ 1Hz. Geometria izolației (polarizarea interfacială) determină apariția unui minim local la frecvența de 0,03Hz. Proprietățile dielectrice ale izolației solide devin din nou dominante la frecvențe sub 0.0005Hz [18].

Spectroscopia în domeniul frecvență FDS permite furnizarea de informații disticte privind caracteristicile dielectrice ale hârtiei și uleiului precum și a geometriei sistemului de izolație.

Măsurarea caracteristicilor dielectrice prin metoda FDS prezintă imunitate mărită la perturbațiile electromagnetice comparativ cu metodele RVM și PDC.

2.3.7 Tehnica combinată PDC & FDS

Aceasta nu este o metodă nouă de măsură ci numai o tehnică de obținere a curbei de variație a parametrului tgδ funcție de frecvență prin combinarea metodelor PDC și FDS.

Răspunsul dielectricului în timp și în frecvență reflectă aceeiași parametri ai dielectricului.

Procesele de polarizare fiind instantanee, densitatea de curent funcție de timp are expresia:

(2.14)

Densitatea de curent funcție de frecvență are expresia:

(2.15)

Unde F(ω) este transformata Fourier a functie de raspuns dielectric f(t) sau susceptabilitatea complex (ω):

(2.16)

Permitivitatea dielectrică complexă

[34] (2.17)

Determinarea funcției de transfer a dielectricului în domeniul timp f(t) face posibilă calcularea unei funcții de transfer a dielectricului în domeniul frecvență F(ω) și calcularea răspunsului dielectricului în domeniul frecvență.

(2.18)

Tehnica de combinare a metodelor de măsurare reduce durata măsurării cu până la 50-75% comparat cu măsurătorile exclusiv în domeniului de frecvență menținând avantaje oferite de cele două metode. Măsurătorile în domeniul timp pot fi realizate într-un timp scurt, dar sunt limitate de frecvențe înalte (rezultate mai puțin precise pentru tp<1s). Măsurătorile în domeniul frecvență sunt precise pentru frecvențe înalte, dar iau un timp foarte lung la frecvențe joase. Combinarea ambelor metode reduce durata măsurării cu până la 50-75% comparat cu măsurătorile exclusiv domeniului de frecvență. Figura 2.19 compară durata de timp necesar pentru măsurătoare și domeniul de măsură a frecvenței pentru metodele de măsurare în domeniile frecvență și timp și a combinației acestora [14].

Figura 2.19: Durata de timp și intervalul de frecvență în domeniu de frecvență și timp și combinarea lor (FDS, PDC, FDS & PDC).

Metoda de interpretare este identică cu cea prezentată la metoda FDS.

3. Alegerea metodei de investigare și justificarea comparativă

Pentru alegerea metodei de măsură care va fi utilizată în studierea transformatoarelor de măsură, în figura 3.1 se prezintă grafic domeniul de frecvență acoperit de fiecare metodă.

Figura 3.1 : Domeniul de frecvență acoperit de fiecare metodă de măsurare.

În mod evident, metoda FDS asigură studierea proprietăților dielectrice în spectrul cel mai larg. Utilizarea tehnicii combinate PDC & FDS permite atât extinderea spectrului acoperit spre frecvențe joase cât și reducerea timpului necesar efectuării măsurătorilor.

O privire comparativă de ansamblu privind rezultatul metodelor de măsurare și interpretare este prezentată în figura 3.2.

Echipamentul supus analizei este un transformator cu izolația îmbătrânită:

număr de polimerizare DP:

593 pentru probă prelevată la nivel superior

718 pentru probă prelevată la nivel inferior

237 din analiza compușilor furanici din ulei

aciditate a uleiului 0,5mgKOH/g

Figura 3.2: Umiditatea în izolația solidă obținută la titrarea Karl Fischer pentru eșantioane de hârtie (KFT), analiza răspunsului dielectric (DA1 – PDC necompensat, DA2 – FDS necompensat, DA3 PDC & FDS compensat) și diagrame de echilibru pentru conținutul de umiditate în ulei (PPM) și de saturație relativă (RS).

Pe baza rezultatelor se pot face următoarele considerații:

măsurarea directă a gradului de umezeală din hârtie, considerată măsurătoare de referință, necesită prelevarea de probe din izolație și cunoașterea gradului de uniformitate al contaminării;

determinarea conținutului de apă în ulei (ppm) și utilizarea metodei curbelor de echilibru poate genera supraestimări semnificative ale gradului de umezire a izolației. Pentru creșterea preciziei metodei este necesară cunoașterea suplimentară a solubilității apei în uleiul și în izolația solidă analizată;

metoda de măsurare este importantă privind informațiile rezultate dar este la fel de importantă metoda de interpretare utilizată.

Pentru determinările practice, metoda de analiză a gradului de umezeală aleasă este măsurarea utilizând tehnica combinată PDC & FDS și interpretarea răspunsului dielectricului în domeniul frecvență cu ajutorul unei alicații sofware care include compensarea efectelor contaminării uleiului și a izolației solide cu compuși de descompunere.

4. Prezentarea mijloacelor de măsurare

Aparatul utilizat pentru execuția măsurătorilor este de tip DIRANA, fabricat de OMICRON Austria.

4.1 Caracteristici tehnice

Tabel 4.1: Caracteristici tehnice ale aparatului DIRANA [25].

4.2 Descriere trusă

Figura 4.1: Panou frontal DIRANA

Dirana oferă următoarele conectări, control și operare.

Pe panoul frontal:

Conector de ieșire (semnal de ieșire sursă)

CH 1 conector (canalul 1 de intrare)

CH 2 conector (canalul 2 de intrare)

LED-ul vere indică faptul că butonul de pornire/oprire este pornit.

Două LED-uri galbene indică activitatea canalului 1 și canalului 2:

Dacă măsurăm cu un singur canal, LED-ul galben luminează intermitent lângă canalul activ, iar rezultatele măsurătorilor sunt disponibile în DIRANA. Dacă masurăm cu două canale, LED-urile galbene sunt luminează intermitent, iar rezultatele măsurătorilor sunt disponibile în DIRANA.

LED-urile galbene luminează alternativ atunci când există o eroare în timpul unei măsurători.

LED-ul roșu indică prezența tensiunii pe conectorul de ieșire:

LED-ul roșu se aprinde intermitent în timpul unei măsurători.

Figura 4.2: Panou spate DIRANA.

Mufa pentru alimentare

Conector pentru legătura de împământare echipotențială

Conector USB

Sursa de alimentare utilizată pentru repetor USB în cazul în care se folosește o conexiune mai lungă de la DIRANA la laptop.

Figura 4.3: Realizarea legăturii de împământare

Pentru a avea același potențial de referință, se conectează cablul de împământare de la terminalul de pe panoul din spate al aparatului DIRANA la legătura de împământare a cuvei transformatorului.

b)

Figura 4.4: Clești conexiuni ( a) Clește de conexiune, b) Clești de măsură cu conexiune triaxială și guard)

4.3 Opțiuni sofware

Varianta de sofware utilizat pentru comandă – control a măsurătorilor și pentru afișarea și interpretarea rezultatelor este DIRANA versiunea 1.60.201 din 2010, produs de OMICRON Austria.

Fișierele native ale programului sunt în format special, cu extensie .drax. Este posibil exportul în format CSV care permite conversia ușoară în format uzual .xls dar cu pierderea unor date care țin de prelucrare.

Un fișier poate să conțină a singură măsurătoare sau mai multe seturi de măsurători pentru echipamente independente și orice configurație a schemei de măsură sau a parametrilor.

O măsurătoare se identifică conform figurii 4.5 prin nume, data și oră începere măsurătoare, nume operator, mod de măsură, seria echipamentului măsurat, temperatura izolației măsurate. Pot fi introduse informații suplimentare privind condițiile atmosferice sau alte date privind măsurătoarea.

Figura 4.5: Date de identificare a măsurătorii

Datele privind timpul se completează automat și nu pot fi modificate. Datele privind modul de măsură se completează automat după configurare dar pot fi modificate conform unei liste implicite. Numele fișierului din figură este numele implicit Dirana1 care poate fi modificat la libera alegere a operatorului. Tabloul principal are bară cu aspectul asemănător documentelor office, cu butoane care permit vizualizarea de liste de acțiuni uzuale de tip open, save, save as, print, sau care permit acțiuni specifice programului start/ stop măsurătoare, configurație parametri, import/ export fișiere, import date din trusa dupa întrerupere conexiune, export configurație măsurătoare către trusa dupa întrerupere conexiune.

Pentru începerea unei măsurători este necesară stabilirea configurației de măsură și a parametrilor măsurătorii. Se utilizează bara Measurement configuration sau butonul din bara de comenzi care are acceași reprezentare grafică. Se alege conform figurii 4.6 tipul obiectului măsurat din lista implicită: trafo de putere cu 2 înfășurări, trafo de putere cu 3 înfășurări, autotransformator fără înfășurare terțiară, autotransformator cu înfășurare terțiară, trecere izolată, cablu, transformator de curent, transformator de tensiune, dielectric general, mașină rotativă.

Figura 4.6: Alegerea obiectului măsurat și a configurației

Alegerea configurației de măsură din lista celor posibile duce la sugerarea schemei de conexiuni a trusei la obiectul testat și la evidențierea pe desen a zonei de izolație analizate.

Privind modul de măsură se disting două situații specifice. Obiectul testat are ambele armături libere, neconectate la masă și se folosește modul UST (ungrounded specimen test). Schema de conexiuni este prezentată în figura 4.7. În acest caz există posibilitatea utilizării funcției guard pentru toate componentele conectate la masă. Dacă obiectul are una din armături legată la masă se poate folosi numai modul GST (grounded specimen test). Schema de conexiuni este prezentată în figura 4.8. În acest caz există posibilitatea utilizării funcției guard pentru alte componente neconectate la masă, în acest caz denumirea modului putând fi GSTg. Denumirile UST și GST au fost introduse de producătorii de truse de măsură a pierderilor dielectrice și în prezent acronimele sunt utilizate pe scară largă. Funcția guard presupune un mod de realizare al conexiunilor la instrumentele de măsură prin care curenții care se închid prin componenta conectată la terminalul guard nu parcurge instrumentul de măsură și nu influențează măsurătoarea. Cleștii de măsură au prevăzută o bornă specială pentru conectarea terminalului guard.

Pentru modul UST terminalul guard se conectează la masă (conexiunea de culoare verde din figura 4.7. Pentru modul GST terminalul guard se conectează la componentele neconectate la masă care se doresc a fi eliminate din schema de măsură (conexiunea de culoare verde din figura 4.8. Specific pentru aparatul de măsură DIRANA, care are două canale de măsură și o singură sursă de excitație este că la măsurătoarea în mod GST terminalul output (sursa de excitație) se conectează la masă.

Figura 4.7: Mod de măsură UST

Figura 4.8: Mod de măsură GST

Figura 4.9: Setarea parametrilor măsurătorii

Într-un ecran distinct se setează parametrii măsurătorii. Se setează domeniul de frecvență prin stabilirea frecvenței de începere a măsurătorii (cea mai mare) și a frecvenței de oprire a măsurătorii (cea mai mică). Domeniul maxim de frecvență acoperit practic este 5kHz ÷50µHz. Este posibilă alegerea frecvenței minime și în intervalul 10÷50µHz dar în acest domeniu trusa nu mai măsoară ci extrapolează rezultatele măsurate până la 50µHz.

Se setează tensiunea aplicată pentru măsură prin metoda FDS (maxim 100Vc.a.) și pentru măsură prin metoda PDC (maxim 200Vc.c.). Funcție de impedanța obiectului măsurat și de limitările trusei privind puterea de ieșire este posibil să fie necesară reducerea tensiunilor prescrise.

Se alege una din metodele de măsură: PDC, FDS sau PDC&FDS și se stabilește frecvența de la care se trece în de la măsurătoare FDS la conversia din domeniul timp în domeniul frecvență a măsurătorii PDC (implicit 100mHz). Există și opțiuni, relativ limitate, privind realizarea conversiei. Măsurătoarea PDC presupune măsurarea continuă a curentului și conversia din domeniul timp în domeniul frecvență pentru obținerea curbei tgδ(f). Măsurătoarea FDS presupune măsurători multiple la diferite frecvențe. Este prestabilită o listă de frecvențe care acoperă întreg domeniul măsurabil care se poate completa cu valori noi sau se poate renunța la unele din valorile prestabilite. Conversia din domeniul timp în domeniul frecvență și măsurători în curent alternativ se vor face numai la frecvențele din listă.

Există posibilitatea alegerii între două moduri de măsură a parametrilor prin metoda FDS: un mod standard (mai rapid) și un mod cu rejecție suplimentară a perturbațiilor (mai lent).

Privind depolarizarea la măsurătorea prin metoda PDC se poate alege durata depolarizării (implicit 10s) și a curentul de depolarizare se înregistrează sau nu.

Se poate testa prezența eventualelor probleme de contact sau prezența perturbațiilor. Cu funcție similară este un buton în bara de comandă prin care se poate monitoriza pe fiecare canal de măsură curentul de polarizare și de depolarizare la metoda PDC și tgδ sau C la diferite frecvențe la metoda FDS.

Este disponibilă și o zonă de opțiuni privind întârzierea startului măsurătorii. Este posibilă stabilirea unui timp de întârziere sau stabilirea unui prag al curentului de depolarizare la care se consideră depolarizarea terminată și poate începe automat secvența de măsură configurată.

După setarea tuturor parametrilor necesari, la comanda start măsurătoare sunt transmiși parametrii trusei conectate prin port USB și măsurătoarea urmează secvența automată stabilită. Pe măsura achiziției datelor acestea sunt transmise din trusă la laptop și pot fi vizualizate diferite curbe. În figura 4.10 este vizibilă evoluția curenților de polarizare și depolarizare (opțiunea selectată fiind PDC Data).

Figura 4.10: Alegerea curbelor vizualizate

Sunt disponibile pentru vizualizare următoarele curbe: tgδ(f), cosφ(f), tgδ(f) și C’(f), ε’(f) și ε”(f), C’(f) și C”(f), R(f) și X(f) sau Ipol(t) și Idpol(t). C’ și C”, ε’ și ε” reprezintă componentele reală și imaginară a mărimii complexe capacitate și respectiv permitivitate.

Se poate alege reprezentarea cu scală liniară sau logaritmică atât pe axa x cât și pe axa y.

Este disponibil un cursor care la activarea opțiunii de afișare tabeleră conform figurii 4.11 permite afișarea valorilor parametrilor măsurați la frecvența sau timpul selectat. La vizualizarea unei curbe funcție de frecvență sunt afișate în tabel pentru fiecare curbă vizibilă: f, tgδ, C, R, Z, ε’, ε” și cosφ. La vizualizarea unei curbe funcție de timp sunt afișate în tabel pentru fiecare curbă vizibilă: t, Ipol, Idepol, indicele de polarizare Ip și coeficientul de absorbție Kabs.

După încheierea măsurătorii sau pe parcursul acesteia dacă sunt date suficiente se poate estima gradul de umezeală al izolației solide prin utilizarea barei Assessement sau a butonului din bara de comenzi cu aceeași reprezentare grafică. Ecranul deschis pentru inițierea evaluării este prezentat în figura 4.12. Sunt prezentate curba măsurată (de culoare albastră) și curba model (de culoare roșie) care aproximează curba măsurată. In această fază curba model este cea implicită pentru umiditate 1%, conductivitate ulei 0pS/m, la valorile implicite x și y ale modelului de izolație, la temperatura setată.

Figura 4.11: Afișarea tabelară a parametrilor măsurați la 50Hz

Figura 4.12: Inițierea evaluării gradului de umezeală

Temperatura implicită este cea setată la datele de identificare a măsurătorii. Această valoare poate fi modificată și este un parametru de calcul obligatoriu a fi introdus.

Dacă sunt cunoscute din proiect sau din alte măsurători ale echipamentului sau a unor echipamente similare datele privind geometria modelului X-Y al izolației se pot introduce valoric în %. Dacă este cunoscută valoarea conductivității uleiului măsurată la joasă tensiune, la temperatura analizată se pot introduce valoric. Valorile cunoscute pot fi fixate reducând aria de căutare a unei curbe model corespunzătoare. Prin utilizarea butonului Start Assessment se caută în mod automat curba model care este cea mai apropiată de curba măsurată. După căutarea automată se poate ajusta curba model obținută în mod manual prin modificarea parametrilor X, Y, conductivitate ulei și grad de umezeală. Ajustarea este necesară mai ales pentru curbele măsurate care prezintă discontinuități sau care nu au forma tipică de S.

Figura 4.13: Identificarea curbei model care aproximează cel mai bine curba măsurată

Sunt disponibile setări avansate pentru stabilirea modului de căutare automată a curbei model. Acestea sunt prezentate în figura 4.13.

Funcție de tipul de obiect măsurat și de configurația de măsură sunt stabilite implicit limite de variație a parametrilor X, Y și a gradului de umezeală. Funcție de cunoștințele privind particularitățile constructive, funcție de experiență și de cunoștințele privind starea echipamentului testat, operatorul poate modifica aceste limite. Software-ul permite evaluarea gradului de umezire pentru un echipament nou, pentru un echipament fără ulei sau pentru un echipament uzual dispunând de algoritmi de evaluare diferiți.

Figura 4.14: Setări avansate pentru identificarea curbei model

În evaluare se poate afișa valoarea gradului de umezeală claculată direct sau corectată prin algoritmi specifici cu gradul de îmbătrânire și contaminare al izolației.

Este posibilă modificarea permitivității relative a uleiului electroizolant dacă din măsurători specifice se cunoaște că aceasta are altă valoare.

Umiditatea curbei model care aproximează cel mai bine curba măsurată este gradul de umezeală al izolației solide măsurate.

5. Măsurarea transformatoarelor de măsură capacitive de tensiune de tip TECU

5.1 Experiența similară

Transformatoarele tip TECU sunt transformatoare de măsură a tensiunii, de tip capacitiv, cu izolația în ulei, destinate funcționării în exterior. Fabricantul ELECTROPUTERE Craiova a produs acest tip de transformator pentru gama de tensiuni de 110kV, 220kV și 400kV. Transformatoarele au aceeași concepție pentru toate nivelurile de tensiune, la tensiunile superioare adăugându-se unul și respectiv două elemente capacitive pe partea de înaltă tensiune a divizorului capacitiv. Acest tip de transformator echipează majoritatea celulelor de înaltă tensiune din România. Din acest motiv, există în țară o experiență solidă privind exploatarea și mentenanța acestui tip de transformator. Nu este cunoscută nicio lucrare în România și cu atât mai puțin în străinătate care să trateze aspectul determinării gradului de umezeală a izolației solide din cuva transformatorului de tip TECU prin determinarea parametrilor dielectrici. Nu s-a reușit identificarea nici unei lucrări care să trateze aspectul determinării gradului de umezeală a izolației solide din cuva transformatoarelor de tip capacitiv în general.

Există preocupări privind extinderea aplicării determinării prin metodele PDC și FDA a caracteristicilor dielectricului în general și a gradului de umezeală al izolației solide în mod particular și pentru diagnoza stării altor echipamente.

Sunt studii privind analiza stării trecerilor izolate de înaltă tensiune prevăzute cu borne de măsură a tgδ. Studiul Universității Tehnice din Graz analizează aplicabilitatea metodelor PDC și FDS pentru treceri cu izolație rășină epoxidică sau hârtie-ulei și propune scheme de măsură pentru reducerea perturbațiilor. Rezultatele permit o apreciere calitativă a gradului de umezeală și aplicabilitatea comparării cu echipamente similare sau cu măsurători anterioare [22].

Producătorul de aparate de diagnoză OMICRON Austria comunică în 2011 procuparea privind extinderea aplicării metodelor PDC și FDS pentru diagnoza transformatoarelor de măsură și a trecerilor izolate [10].

Figura 5.1: Variație tgδ(f) pentru transformatoare și trecere izolată

În anul 2012 OMICRON prezintă un studiu privind analiza stării transformatoarelor de măsură de curent, pentru care a fost studiată inclusiv aplicabilitatea algoritmilor de compensare a îmbătrânirii/contaminării izoalției în metoda de interpretare. Ultima versiune software a aparatului de măsură DIRANA (V1.60.201) a fost lansată în septembrie 2010 are incluse scheme de măsură recomandate pentru: treceri izolate, transformatoare de măsură curent și tensiune, cabluri, motoare și generatoare dar la acel moment, în manualul de utilizare, valorile estimate pentru aceste echipamente erau considerate orientative [23].

Figura 5.2: Variația tgδ(f) pentru diferite stări ale transformatorului

5.2 Considerente teoretice inițiale

Metodele de răspuns a dielectricului în domeniul timp și frecvență au fost dezvoltate pentru diagnoza transformatoarelor de putere având în vedere valoarea și importanța acestora. Pentru acest tip de echipamente există deja o bogată experiență și este posibilă corelarea datelor din multiple măsurători, din monitorizare on-line sau off-line și din studii ale echipamentelor în exploatare sau demontate după defectare.

Transformatoarele de măsură beneficiază de o experiență mult mai redusă, nu se practică monitorizarea, nu se fac analize suficient de detaliate ale dielectricului după defect.

Construcția de tip compact, lipsa canalelor de răcire și lipsa de obicei a distanțierilor pun sub semnul întrebării aplicabilitatea modelului simplificat X – Y pentru caracterizarea izolației.

Modelul transformatorului de măsură va avea un conținut de celuloză foarte mare și ulei foarte puțin. Din acest motiv curba FDS rezultată va fi asemănătoare cu curba măsurată pentru celuloză (figura 2.16) fiind de așteptat lipsa maximului local la frecvențe mici al tgδ.

Cantitatea mult mai mică de ulei și izolație solidă (comparativ cu un transformator de putere) poate ridica probleme asupra ipotezei de omogenitate a dielectricului. Utilizarea de materiale izolante diferite pentru izolație, rigidizare, suporți face ca pentru o izolație solidă de câteva kg sau zeci de kg să conțină proporții foarte diferite de hârtie electroizolantă, carton presat, material textil sau rășină. În aceste condiții, este greu de realizat o metodă de interpretare general valabilă pentru o gamă largă de echipamente prin extinderea rezultatelor confirmate pe câteva tipuri constructive.

Este previzibilă aplicarea preponderent a metodei calitative de comparare a rezultatelor între echipamente de același tip și cu aceeași vechime sau a studiului evoluției unui anumit echipament.

În fapt, acest lucru corespunde și scopului declarat al lucrării.

5.3 Aspecte specifice privind măsurarea transformatoarelor capacitive de tensiune de tip TECU

În figura 5.3 este prezentat simplificat un transformator de măsură de tip TECU 400kV fabricat de ELECTROPUTERE Craiova [1].

Figura 5.3: Schema simplificată a unui transformator de măsură de tip TECU 400kV fabricat de ELECTROPUTERE Craiova.

Din punct de vedere constructiv, transformatorul este format dintr-un divizor capacitiv de înaltă tensiune (compus din C1, C01, C02 și C03) urmat de un transformator inductiv de medie tensiune, conectat cu înfășurarea primară XaUa1 în paralel cu condensatorul C1. Sunt disponibile 3 secundare din care două sunt secundare de măsură și unul auxiliar. La echipamentele cu tensiune nominală de 220/kV divizorul nu este echipat și cu C03, iar la echipamentele cu tensiune nominală de 110/kV divizorul nu este format numai din C1, C01. Transformatorul este prevăzut cu un circuit de protecție antiferorezonant format din inductanțele L1 și L2 și capacitatea C, situate în interiorul cuvei, conectate la priza Ua2 a înfășurării primare a transformatorului inductiv. Circuitul antiferorezonant se închide prin rezistența de silit R1 situată în cutia de borne. S-a constatat practic că, deși în schema transmisă de producător borna Xa1 a înfășurării primare se conectează la masă numai în cutia de borne, există o conexiune la cuvă și în interiorul acesteia.

Cealaltă bornă (Ua1) a înfășurării primare a transformatorului inductiv este conectată la divizorul capacitiv prin intermediul unei inductanțe L0, probabil pentru reducerea suplimentară a componentelor de înaltă frecvență. Pentru protecția componentelor situate în cuvă, este prevăzut un eclator între borna de medie tensiune a condensatorului C1 și cuvă. Eclatorul este accesibil prin demontarea unui capac situat pe cuvă. Demontarea capacului permite scoaterea eclatorului pentru verificare/ înlocuire, completarea cu ulei a cuvei și accesul la borna de medie tensiune a condensatorului C1. Borna de joasă tensiune este accesibilă la borna TIF și este prevăzută cu un descărcător cu rezistență variabilă pentru protecție. In cazul în care transformatorul este utilizat într-o rețea de telecomunicații/ teleconducere borna TIF se pune la masă prin echipamentul de comunicații. In cazul în care nu se utilizează această funcție, borna TIF este legată ferm la masă printr-o eclisă.

Înfășurările Xa1Ua1, Xb1Ub, Xc1Uc, Xd1Ud sunt conectate în circuit la etalonarea transformatorului în fabrică. Infășurările neutilizate sunt potențializate printr-o legătură la masă.

Figura 5.4: Mod de realizare a conexiunilor interne

Din descrierea constructivă prezentată se disting următoarele aspecte specifice:

Bornele înfășurării de medie tensiune ale transformatorului inductiv nu sunt direct accesibile.

Nu este cunoscut modul de conectare al înfășurărilor XaUa1, Xb1Ub, Xc1Uc, Xd1Ud și nici poziționarea relativă a înfășurării conectate la divizorul capacitiv față de miez (masă) și față de celelalte înfășurări.

Infășurarea de medie tensiune are un capăt legat la masă și unul legat la un condensator (C1 // C01) .

Sunt prezente în circuitul înfășurării de medie tensiune componente reactive cu certă influență perturbatoare (L0 ,L1 , L2 și C).

Cantitatea cea mai mare de hârtie impregnată cu ulei este în izolația dintre înfășurările Xa1Ua1, Xb1Ub, Xc1Uc, Xd1Ud , în izolația dintre acestea și miez și în izolația dintre acestea și secundare.

5.4 Alegerea schemei de măsură

În general, chiar dacă configurația echipamentului permite acest lucru, nu se determină gradul de umezeală pentru toate componentele sistemului de izolație. În ipoteza că sistemul este într-un echilibru relativ, zonele de izolație într-un echipament au un grad de umezeală relativ apropiat, diferențele fiind doar cele datorate diferențelor locale de temperatură. Măsurătoarea parametrilor durează relativ mult, mai ales pentru un echipament uscat, și în general timpul alocat pentru măsurători nu permite executarea de determinări multiple. Din aceste motive, gradul de umezeală al echipamentului se determină în practică printr-o singură măsurătoare.

Schema de măsură recomandată de producătorul OMICRON și cea mai des utilizată în practică este măsurătoarea în mod UST între înfășurările primare și secundare. Această schemă are avantajele că implică cea mai mare parte a izolației solide și permite eliminarea curenților de fugă pe suprafața bornelor de măsură.

Pentru transformatorul de măsură de tip TECU, fabricat de ELECTROPUTERE Craiova, această schemă nu este aplicabilă din următoarele motive:

borna Xa1 a înfășurării primare este legată la masă;

nu sunt accesibile toate capetele înfășurărilor primare.

În general, schema de măsură pentru determinarea gradului de umezeală este similară uneia din schemele de măsură pentru determinarea rezistenței de izolație sau a pierderilor dielectrice [1, 2, 19]. În cazul transformatorul de măsură de tip TECU măsurătorile de pierderi dielectrice se execută numai asupra condensatoarelor din divizorul capacitiv iar rezistența de izolație se determină numai pentru înfășurările secundare.

Pentru identificarea unei scheme de măsură aplicabile la transformatorul de măsură de tip TECU 110kV s-au evaluat teoretic schemele de măsură posibile și s-a procedat la executarea unei verificări practice a schemelor propuse. Pentru verificarea practică s-a dispus de un transformator de tip TECU 110kV, seria 978488, fabricat în anul 1999 de ELECTROPUTERE Craiova. Transformatorul a fost demontat din celulă datorită valorilor necorespunzătoare ale rigidității dielectrice a uleiului electroizolant și pe durata măsurătorilor a fost amplasat pe o platformă de depozitare la o distanță de minim 50m de instalațiile aflate sub tensiune.

Înfășurarea de medie tensiune a transformatorului inductiv are capătul Xa1 legat la masă în interior și sunt accesibile următoarele contacte:

borna a de conectare a rezistenței de silit situată în cutia de borne, care este conectată prin circuitul de protecție antiferorezonant format din inductanțele L1 și L2 și capacitatea C la priza Ua2 a înfășurării primare;

bolțul de înaltă tensiune al transformatorului conectat prin capacitatea C01 a divizorului capacitiv și prin inductanța L0 la capătul Ua a înfășurării primare;

borna de TIF situată pe capacul cuvei transformatorului conectată prin capacitatea C1 a divizorului capacitiv și prin inductanța L0 la capătul Ua a înfășurării primare;

priza divizorului capacitiv (capătul L0a al inductanței L0 ) conectată prin inductanța L0 la capătul Ua a înfășurării primare. Contactul este accesibil numai după demontarea eclatorului.

Înfășurările secundare au toate capetele accesibile în cutia de borne.

Schemele de măsură bolț – priza divizorului capacitiv și priza divizorului capacitiv – borna de TIF sunt utilizate pentru determinarea capacității și pierderilor dielectrice a elementelor divizorului capacitiv C1 și C01 .

Similitudinea situației cu schema de măsură tg δ la transformatoarele de tensiune inductive cu izolație degresivă a determinat încercarea următoarelor scheme de măsură:

excitarea înfășurării primare prin aplicarea tensiunii la priza divizorului capacitiv și măsura la capetele înfășurărilor secundare;

excitarea înfășurării primare prin aplicarea tensiunii la borna a de conectare a rezistenței de silit și măsura la capetele înfășurărilor secundare.

Rezultatele obținute sunt prezentate în figura 5.5 și respectiv în figura 5.6.

Figura 5.5: Curba tgδ funcție de frecvență schema priza-secundare

Figura 5.6: Curba tgδ funcție de frecvență schema borna a-secundare

Accesul indirect la bornele înfășurării primare și prezența în circuitul de excitație a unor componente reactive determină discontinuități mari ale curbelor și chiar valori negative ale parametrului tgδ. Valorile capacității măsurate la 50Hz sunt de 1,03pF și respectiv 0,288pF. Valoarea mică a capacității pe de o parte indică o cantitate mică de izolație supusă analizei și pe de altă parte nu va permite o bună reproductibilitate a măsurătorilor. Legătura permanentă la masă a bornei Xa1 a înfășurării primare nu permite utilizarea metodei PDC (excitare în cc) și din acest motiv măsurătorile executate numai prin metoda FDS au o durată relativ mare. In cazul aplicării tensiunii la priza divizorului capacitiv, modul de realizare a contactului fizic prin introducerea unei tije electroizolante în cuva cu ulei nu asigură o bună repetabilitate a determinărilor. Durata relativ mare de dezetanșare a cuvei pentru execuția măsurătorilor este încă un element care restricționează utilizarea acestei scheme de măsură.

Pentru reducerea influenței capacităților din divizorul capacitiv (C1 și C01) s-a utilizat și schema de măsură cu excitarea înfășurării primare prin aplicarea tensiunii la bolț + priza divizorului capacitiv + borna TIF și măsura la capetele înfășurărilor secundare. Rezultatele obținute sunt prezentate în figura 5.7.

Figura 5.7: Curba tgδ funcție de frecvență schema bolț+priza+borna TIF – secundare

După cum era de așteptat curba de culoare albastră prezintă discontinuități mult reduse. Privind aceasată schemă de măsură se evidențiază următoarele aspecte:

Valoarea capacității măsurate la 50Hz este relativ mică (1,02pF);

Legăturile exterioare pentru realizarea scurtcircuitului între bolț, priza divizorului capacitiv și borna TIF sunt relativ lungi, greu de realizat în mod identic în mod repetat și sunt expuse influeței perturbațiilor exterioare;

Conexiunea la priza divizorului capacitiv nu se poate realiza practic în mod identic în mod repetat și este dificil de realizat un contact electric corespunzător.

Toate aceste aspecte indică posibile probleme privind reproductibilitatea măsurătorilor. Măsurătoarea a fost refăcută după demontarea și remontarea schemei de măsură, în aceleași condiții de temperatură a echipamentului și de mediu, pe aceeași poziție a echipamentului, cu perturbații electromagnetice reduse, la interval de o jumătate de oră. Rezultatele sunt prezentate în curba de culoare verde din figura 5.7. Măsurătorile la 222,22Hz și la 466,68Hz indică valori negative ale tgδ. Valoarea capacității măsurate la 50Hz este de 0,923pF. Curba tgδ nu se reproduce corect pe întreg domeniul de frecvență analizat.

Concluzia generală este că nu se poate utiliza o schemă de măsură cu aplicarea de tensiune pe înfășurarea primară a transformatorului inductiv. Următoarele scheme scheme de măsură analizate vor presupune legarea bolțului și a bornei TIF la masă, etanșarea cuvei (eclator și capac montate) și implicarea secundarelor accesibile în cutia de borne.

În figurile nr. 5.8 și nr. 5.9 se prezintă rezultatele obținute la utializarea unei scheme de măsură înfășurări secundare în scurtcircuit față de masă.

Figura 5.8: Curba tgδ funcție de frecvență schema secundare-masa

Figura 5.9: Curba Ipol funcție de timp schema secundare-masa

Curba tgδ măsurată nu prezintă discontinuități dar forma la frecvențe înalte nu prezintă minimul specific iar la frecvențe joase panta de creștere este foarte mare. Curba de variație a curentului de polarizare funcție de timp arată o creștere continuă. Creșterea în timp a curentului de polarizare explică panta mare de creștere a tgδ la frecvențe mici dar este un răspuns necaracteristic polarizării unui dielectric. Din acest motiv schema de măsură nu va putea fi utilizată.

Se analizează în continuare izolația între secundarele s1, s2 și s3. Necunoscând dispunerea secundarelor pe miez s-au executat măsurători în mod UST pentru cele trei combinații posibile: s1-s2, s1-s3 și s2-s3. În figurile nr. 5.10 și nr. 5.11 se prezintă rezultatele obținute pentru analiza tgδ(f) și Ipol (t).

Figura 5.10: Curba tgδ funcție de frecvență schemele s1-s2, s1-s3 și s2-s3

Figura 5.11: Curba Ipol funcție de timp schemele s1-s2, s1-s3 și s2-s3

Valorile măsurate la 50Hz pentru tgδ și C pentru cele trei configurații sunt conform tabel nr. 5.1.

Tabelul nr. 5.1

Valorile măsurate ale capacităților arată că secundarul nr. 1 este amplasat fizic între celelalte două secundare. Din acest motiv schema de măsură s2-s3 nu poate fi utilizată în analiza izolației. Curba de variație a curentului de polarizare funcție de timp arată o creștere continuă pentru configurația s1-s3. Din aceleași considerente expuse la schema secundare față de masă nici schema de măsură în cofigurația s1-s3 nu poate fi utilizată în analiză.

Din analiza curbelor de variație tgδ(f) și Ipol(t) pentru schema de măsură în cofigurația s1-s2 se constată aplicabilitatea acesteia pentru analiza izolației complexe hârtie-ulei a transformatorului inductiv. Schema prezintă avantajul că este realizată măsurătoarea în mod UST dar prezintă dezavantajul că analizează doar o parte mică din întreg volumul de izolație.

Pentru a mări volumul de izolație analizat, ținând cont de dispunerea secundarelor se va analiza aplicabilitatea schemei de măsură secundar 1 față de masă cu legarea secundar 2 și secundar 3 în scurtcircuit și la masă. În figurile nr. 5.12 și nr. 5.13 se prezintă rezultatele obținute pentru analiza tgδ(f) și Ipol (t).

Figura 5.12: Curba tgδ funcție de frecvență schema secundar1-masa

Figura 5.13: Curbele Ipol și Idpol funcție de timp schema secundar1-masa

Din analiza curbelor de variație tgδ(f) și Ipol(t) pentru schema de măsură în cofigurația s1-masă se constată aplicabilitatea acesteia pentru analiza izolației complexe hârtie-ulei a transformatorului inductiv. Comparativ cu de măsură în cofigurația s1-s2 schema prezintă dezavantajul că este realizată măsurătoarea în mod GST dar prezintă avantajele că analizează o parte mai mare din întreg volumul de izolație și curentul de măsură este sensibil mai mare. Valoarea mai mare a curentului de măsură reduce mult influența perturbațiilor, compensând parțial efectele modului de măsură GST.

În urma analizei schemelor de măsură care pot fi realizate pentru măsurarea gradului de umezeală a izolației complexe hârtie-ulei au fost identificate două scheme de măsură aplicabile pentru transformatorul de măsură tip TECU: cofigurația s1-s2 și cofigurația s1-masă. Ambele scheme permit măsurarea fără dezetanșarea cuvei transformatorului și nu presupun o pregătire laborioasă a schemei. Din acest punct de vedere schemele au aplicabilitate bună atât pentru echipamente aflate în depozit cât și pentru echipamente aflate în exploatare.

Schema de măsură în cofigurația s1-s2 are ca singur avantaj utilizarea modului UST. Pentru schema de măsură în cofigurația s1-masă se constată următoarele avantaje:

volum de izolație analizat mai mare (cel puțin dublu);

curent de măsură sensibil mai mare, asigurându-se un raport semnal/ zgomot mai bun la măsurători în condiții de perturbații electromagnetice;

realizare practică a conexiunii la borne mai bună. Cleștii de conexiune la borne pentru trusa de măsură sunt concepuți pentru realizarea legăturilor la bolțul trecerilor de înaltă tensiune. Realizarea conexiunilor la cutia de borne cu utilizarea a doi clești simultan cu conexiunile necesare pentru realizarea schemei de măsură (terminale în scurt sau terminale la masă) ridică probleme privind păstrarea distanțelor și asigurarea izolației necesare între cleștii de măsură. În figura nr. 5.14 este prezentat modul practic de realizare a conexiunii la bornele transformatorului pentru schema de măsură în cofigurația s1-masă.

Figura 5.14: Conexiunea la borne pentru configurația secundar1-masa

Având în vedere considerentele menționate a fost aleasă schema de măsură în configurația secundar1-masă pentru analiza gradului de umezeală din izolația complexă hârtie-ulei la transformatoarele de măsură tensiune de tip TECU.

5.5 Verificarea practică a metodei propuse

Pentru verificarea practică a metodei s-a dispus de trei transformatoare de tip TECU 110kV fabricate de ELECTROPUTERE Craiova, amplasate pe o platformă de depozitare la o distanță de minim 50m de instalațiile aflate sub tensiune. Cele trei transformatoare au următoarele date:

seria 978488, fabricat în anul 1999. Transformatorul a fost demontat din celulă datorită valorilor necorespunzătoare ale rigidității dielectrice a uleiului electroizolant;

seria 978859, fabricat în anul 1999. Transformatorul a fost demontat din celulă datorită valorilor necorespunzătoare ale rigidității dielectrice a uleiului electroizolant și datorită valorii mari a pierderilor dielectrice a condensatorului C01;

seria 980864, fabricat în anul 2003. Transformatorul a fost demontat din celulă datorită valorilor necorespunzătoare ale rigidității dielectrice a uleiului electroizolant, a fost supus unei intervenții de uscare a izolației și a fost înlocuit uleiul electroizolant. În prezent este echipament de rezervă;

Figura 5.15: Transformatoarele asupra cărora s-au efectuat măsurători

În figurile nr. 5.16 și nr. 5.17 se prezintă rezultatele obținute pentru analiza tgδ(f), Ipol(t) și Idpeol(t).

Figura 5.16: Curbele tgδ funcție de frecvență schema secundar1-masa

Figura 5.17: Curbele Ipol și Idpol funcție de timp schema secundar1-masa

Curbele obținute pentru tgδ(f), Ipol(t) și Idpol(t) permit evaluarea gradului de umezeală. Aspectul general indică un grad mai mare de umiditate pentru transformatoarele cu seriile 978488 și 978859 și un grad mai mic de umezeală pentru transformatorul cu seria 980864. Curentul de polarizare măsurat pentru transformatorul cu seria 980864 este influențat de perturbații, acesta fiind la t=600s de 15 ori mai mic (5,54nA) decât curentul pentru transformatorul cu seria 978488. Curba tgδ(f) pentru transformatorul cu seria 978859 prezintă o variație necaracteristică în zona frecvențelor înalte. Curentul de polarizare pentru acest transformator este cel mai mare, masurându-se 624,046nA la t=600s. Valorile parametrilor tgδ și C măsurate la frecvența de 50Hz și valoarea evaluată a gradului de umezeală al izolației solide pentru cele trei transformatoare analizate sunt prezentate în tabelul nr. 5.2.

Tabel nr. 5.2: Valori tgδ și C măsurate la f=50Hz, evaluare grad de umezeală

Conform valorilor din tabelul nr. 5.2 se constată valori apropiate ale capacitățiilor măsurate pentru pentru transformatoarele cu seriile 978488 și 980864. Valorile măsurate pentru parametrul tgδ și valorile evaluate ale gradului de umiditate indică o stare foarte umedă pentru primul și o stare uscată pentru cel de-al doilea. Starea celor două transformatoare este confirmată de datele cunoscute privind echipamentele și de aspectul general al uleiului din cuva transformatoarelor conform figurii 5.18.

a) 978488 / 1999 b) 980864/2003

Figura 5.18: Vizor nivel de ulei

Pentru transformatorul cu seria 978859 se constată o valoare foarte mare a parametrului tgδ și o valoare dublă a capacității. Valoarea estimată a gradului de umezeală este apropiată de cea a transformatorului cu seria 978488.

Defectul transformatorului cu seria 978859 fiind în zona divizorului capacitiv, care din motive metrologice nu se remediază prin înlocuirea de părți componente, a permis decuvarea în vederea constatării stării și întocmirii documentelor necesare casării. Cu acest prilej s-a constatat că în urma unui defect intern în zona divizorului capacitiv s-a produs expandarea uleiului din izolator și prin pierderea etanșării dintre izolator și cuvă o parte din uleiul contaminat de condensator s-a scurs în cuva părții inductive. Cu același prilej s-a constatat prezența de apă în stare liberă la fundul cuvei.

Figura 5.19: Izolator neetanș

Figura 5.20: Acumulare reziduri în cuva transformatorului

Conform informațiilor suplimentare oferite de constatarea după decuvare a transformatorului cu seria 978859 se poate concluziona că:

metoda utilizată a determinat corect gradul de umezeală chiar și în condițiile prezenței unui defect;

valoarea estimată a gradului de umiditate de 5,5% corespunde unei saturații a izolației solide;

metoda utilizată permite și detectarea altor defecte, poate în stare mai puțin avansată.

Pentru testarea reproductibilității metodei, asupra transformatorului cu seria 978859 s-au efectuat două teste consecutive cu demontarea și remontarea schemei de măsură, în aceleași condiții de temperatură a echipamentului și de mediu, pe aceeași poziție a echipamentului, cu perturbații electromagnetice reduse, la interval de o jumătate de oră. La testul al doilea s-a început măsurătoarea de la 5kHz. Rezultatele sunt prezentate în curba de culoare verde și respectiv albastru în figura 5.21.

Figura 5.21: Teste succesive asupra transformatorului cu seria 978859

Se observă suprapunerea curbelor constatându-se reproductibilitatea măsurătorii privind realizarea fizică a schemei de măsură.

Pentru transformatorul cu seria 978488 s-a dispus de măsurătoarea executată pentru alegerea schemei de măsură la temperatura de 21 șC . Măsurătoarea a fost repetată la temperatura de 17 șC cu ocazia efectuării măsurătorilor comparative asupra celor trei transformatoare. Rezultatele celor două măsurători sunt prezentate în figura 5.22.

Figura 5.22: Teste la temperaturi diferite asupra transformatorului cu seria 978488

Se constată acceași formă a curbei iar la estimarea gradului de umezeală se constată obținerea de valori similare, 5,1% la primul test și respectiv 5,0% la cel de-al doilea test. Diferența valorilor este mică și se poate explica prin rezoluția valorii estimate de 0,1% și prin extinderea domeniului de frecvență mărind frecvența inițială de la 1kHz la 5kHz.

Reproductibilitatea evaluării gradului de umezeală în aceste condiții dovedește aplicabilitatea metodei pentru studiul evoluției în timp a caracteristicilor unui echipament.

Pentru realizarea studiului s-a dispus de echipamente aflate în condiții extreme, unul uscat după tratarea izolației și două foarte umezite. Valorile măsurate confirmă în principiu aceste grade de umezeală. Conform datelor existente pentru transformatoare de putere, pentru transformatorul uscat, erau de așteptat valori ceva mai mici (0,9÷1,2%). Pentru transformatorul de măsură nu sunt cunoscute valorile la ieșirea din fabrică și cu atât mai puțin date privind comportarea în exploatare, după reparație sau limite de bună funcționare privind gradul de umezeală al izolației solide. Din aceste motive se poate concluziona că valoarea evaluată de 1,6% pentru acest transformator poate fi corectă sau ușor supraevaluată.

Valorile de 5 și respectiv 5,5% ale gradului de umezeală pentru cele două transformatoare umede corespund valorilor limită pentru transformatoare de putere cu grad de umezeală foarte ridicat. Prezența apei în stare liberă la transformatorul cu seria 978859 indică saturația izolației de celuloză. Funcție de tipul de hârtie utilizat și funcție de temperatură saturația izolației solide la transformatoare de putere se produce la un conținut de 5,5÷7%. Nu se cunosc caracteristicile hârtiei utilizate dar este probabilă subevaluarea gradului de umezeală determinat pentru aceste transformatoare.

Pentru a se aprecia precizia de evaluare a gradului de umezeală se pot executa măsurători comparative, prin metoda directă de determinare al conținului de apă prin titrare Karl Fischer pentru hârtie. Acest mod de abordare presupune un volum mare de măsurători, existența unui număr mare de echipamente din care se pot preleva mostre de hârtie și cheltuieli relativ mari. Din aceste motive determinarea precisă a gradului de umezeală depășește cadrul prezentului studiu.

Pentru evaluarea preciziei de măsură s-a preferat o soluție mai simplă care permite o apreciere calitativă.

Transformatorul cu seria 978488 care a constiuit obiectul de studiu pentru alegerea schemei de măsură a fost depozitat pe platformă cu circa 1 an înainte de executarea măsurătorilor. Volumul de izolație lichidă și solidă din cuva transformatorului este de maxim 100l. Din acest motiv este rezonabilă ipoteza că diversele părți ale izolației au ajuns la un echilibru relativ și au aproximativ același grad de umezeală. Din cauza variațiilor temperaturii ambiante pot exista mici diferențe între zonele izolației solide sau poate exista o diferența semnificativă între saturația izolației solide și saturația uleiului. Migrația apei între ulei și izolația solidă datorită variației temperaturii ambiante poate afecta semnificativ conținutul de apă în ulei dar nu afectează conținutul de apă din hârtie.

Ipoteza relativei uniformități a gradului de umezeală a izoalției solide este deci corectă și ea a fost verificată prin evaluarea măsurătorilor executate pentru fiecare schemă de măsură analizată la cap. 5.4.

Valorile estimate pentru toate schemele de măsură sunt prezentate în tabelul nr. 5.3.

Tabel nr. 5.3: Evaluare grad de umezeală pentru transformatorul cu seria 978488

Valorile evaluate trebuie privite critic, cu rezervă că cel puțin măsurătorile 1÷3 și 7 nu măsoară practic o porțiune de izolație iar măsurătorile 4 și 6 au fost excluse motivat din schemele aplicabile cu ocazia analizei de la cap. 5.4. Se constată o dispersie foarte mare a valorilor. Pentru schemele 5 și 8 care s-a constatat că sunt aplicabile se regăsesc valorile minimă și respectiv maximă. Diferența mare a gradului de umiditate evaluat pentru măsurătorile 5 și 8 poate fi explicată numai în două moduri:

diferență mare reală între cele două zone de izolație analizate;

neadaptarea software-ului de interpretare și a modelului simplificat X-Y la măsurarea izolației compacte, realizate fără canale de răcire, fără distanțieri, pene, etc.

Ipoteza unei diferențe reale considerabile între cele două zone ale izolației este infirmată de considerentele expuse anterior. De alfel izolația între secundar 1 și restul circuitelor la masă (măsurătoarea 8) include în principal izolația între secundar 1 și secundar 2 (măsurătoarea 5) și izolația între secundar 1 și secundar 3 (măsurătoarea 6). Din acest punct de vedere, ținând cont de particularitățile constructive, valoarea estimată ar trebui să fie în jurul unei valori medii de 4%, și nu egală cu valoarea maximă de 5,1%.

Producătorul software-ului de măsură și interpretare atenționează că în cazul trecerilor izolate sau al altor dielectrici decât izolația trafo de putere, valorile estimate sunt orientative.

Din aceste motive valorile pentru gradul de umezeală estimat prin software vor fi utilizate numai ca o măsură calitativă a stării de umezeală a izolației transformatorului de măsură tip TECU. Valorile estimate pot fi utilizate pentru studiul evoluției stării unui echipament pe durata exploatării sau pe durata tratării izolației sau pentru compararea stării a două echipamente.

În cadrul studiului s-a încercat acoperirea unui domeniu cât mai larg de frecvență executându-se după caz măsurători în domeniul 5kHz÷400µHz. Având în vedere forma curbelor tgδ(f) măsurate pentru schemele aplicabile și abaterea acestora de la forma caracteristică de S obținută în cazul transformatoarelor de putere se constată că nu este necesară extinderea măsurării într-un domeniu foarte larg de frecvență în domeniul frecvențelor mici. Se constată că este utilă măsurarea într-un domeniu mai larg al frecvențelor înalte.

Domeniul optim de măsură pentru obținerea tuturor informațiilor necesare considerăm că este 5kHz ÷10mHz. Execuția unei măsurători în acest domeniu de frecvență sunt necesare 23 de minute la măsurarea numai prin metoda FDS. Utilizarea metodei combinate PDC&FDS durează cca 9 minute fără depolarizarea dielectricului și fără măsurarea curenților de depolarizare și circa 11 minute cu depolarizarea dielectricului și măsurarea curenților de depolarizare. Nu este recomandată utilizarea numai a metodei PDC pentru că se reduce domeniul de frecvență analizat la 1Hz÷10mHz. Economia de timp realizată prin utilizarea metodei combinate PDC&FDS considerăm că nu justifică renunțarea la avantajele privind influența perturbațiilor și lipsa erorilor de conversie din domeniul timp în domeniul frecvență oferite de utilizarea exclusivă a metodei FDS.

5.6 Realizare practică accesoriu aparat tip DIRANA

5.6.1 Necesitate și oportunitate

Proprietarul aparatului DIRANA, SMART – Sibiu, în scopul extinderii procedurilor de bună practică aplicabile pentru măsurătorile executate în regim de acreditare RENAR și asupra măsurătorilor de grad de umezeală executate cu aparatul DIRANA, a propus perfectarea unei metode de verificare a funcționalității aparatului. Conform reglementărilor RENAR, pentru orice aparat de măsură care a părăsit laboratorul, la fiecare revenire în laborator sau ori de câte ori se consideră necesar se va executa un test pentru verificarea funcționalității. Particularitățile constructive ale aparatului nu permit testarea în gol sau în scurtcircuit și este necesară testarea unui obiect care să prezinte o impedanță și o dependență a impedanței de frecvență similară unui echipament real. Producătorul OMICRON are în prezent în lista de produse un astfel de obiect de test care are o stabiltate foarte bună a caracteristicilor dar și un preț relativ mare. Provocarea privind realizarea unui obiect de test s-a concretizat în urma stabilirii următoarelor cerințe:

dimensiuni și greutate mici ușor de transportat, manipulat și depozitat;

impedanță și o dependență a impedanței de frecvență similară unui echipament real. Dat fiind domeniul abordat în cadrul prezentului studiu se va încerca simularea comportării unui transformator de tip TECU;

stabilitate bună a parametrilor care să asigure nemodificarea acestora pe durata execuției unei măsurători;

stabilitate a parametrilor care să asigure o bună reproductibilitatea în timp a măsurătorilor;

realizarea unui obiect de test care să permită evaluarea stării contactelor, a integrității cablurilor de conexiune și a funcționării aparatului de măsură;

nu se stabilesc valori țintă pentru valori de parametri și pentru abaterile acestor valori la variații de temperatură sau în timp. Se va verifica aplicabilitatea practică și se va urmări obținerea unor caracteristici cât mai bune ale obiectului testat, dar nu se intenționează utilizarea acestuia pentru calibrare, etalonare sau verificare metrologică.

Verificările funcționale se vor executa în principiu în laboratorul SMART – Sibiu pentru care temperatura este controlată. În consecință, nu se solicită termostatarea suplimentară a obiectului de test.

Curenții de polarizare măsurați pentru cele trei transformatoare studiate, a căror variație grafică a fost prezentată în figura 5.17 au valorile la diferite momente de timp conform tabelului 5.4.

Tabel nr. 5.4: Valori măsurate ale curentului de polarizare

Având în vedere că valoarea tensiunii de excitație este de 200V se constată că valorile impendanțelor la t=1000s pentru cele trei cazuri studiate sunt de 2,35GΩ, 324MΩ și respectiv de 35GΩ. Valorile sunt relativ mari. Pentru analiza posibilității realizării unui circuit echivalent cu componente discrete care să permită simularea unei variații corespunzătoare a impedanței cu frecvența se va utiliza o schemă echivalentă conform figurii …… cu particularizarea pentru i=3.

Pentru simplificarea calculelor se va calcula un circuit care să simuleze numai variația curentului în intervalul 20s ÷ 2000s, respectiv variația parametrilor în domeniul 50mHz ÷ 500µHz. Capacitatea paralel C∞ nu mai apare în schemă deoarece la t=20s capacitatea este deja încărcată la tensiunea U și nu mai influențează curentul de polarizare.

Schema echivalentă simplificată a circuitului care se va calcula este prezentată în figura 5.23.

Figura 5.23: Schema de calcul a circuitului echivalent

La aplicarea unei tensiuni continue U circuitului echivalent din figura 5.23 curentul poate fi calculat cu relația (5.1).

(5.1)

Unde τi constatnta de timp a grupului Ri Ci are valoarea:

(5.2)

Se va calcula circuitul echivalent pentru transformatorul cu seria 978488.

Se aleg constantele de timp: τ1 = 9000s, τ2 = 300s și τ3 = 32s;

Se scriu ecuațiile pentru curenți la momentele t1=2000s, t2=1000s, t3=100s, t4=20s;

(5.3)

(5.4)

(5.5)

(5.6)

Inlocuind valoric Ipol(t) din tabelul nr. 5.4 , U=200V și τi conform alegerii făcute rezultă un sistem de 4 ecuații liniare cu 4 necunoscute: R0, R1, R2 și R3 .

După rezolvarea sistemului de ecuații și aflarea valorii rezistențelor Ri , se calculează valorile capacităților Ci cunoscând valorile constantelor de timp τi .

Valorile calculate sunt prezentate în tabelul 5.5.

Tabel nr. 5.5: Valori calculate ale circuitului echivalent simplificat

Valoarea lui C0 nu a fost calculată dat fiind modul simplificat de calcul. Această valoare se poate calcula de exemplu făcând o transformare a circuitelor serie Ri Ci pentru i>0 în circuite echivalente paralel și punând condiția ca la 50Hz capacitatea echivalentă a circuitului să fie de 5226,3pF (conform tabel nr. 5.2 )

Pentru circuitul echivalent calculat conform tabelului nr. 5.6 s-a reprezentat în figura nr 5.28 variația a curentului de polarizare calculat (culoare roșie) comparativ cu variația curentului de polarizare măsurat (culoare albastră). Se observă o reproducere bună a comportării circuitului real pentru timpi mai mari de 50s.

Din punct de vedere teoretic, circuitul real poate fi simulat cu ajutorul componentelor discrete de tip RC.

Valorile rezistențelor și capacităților care se produc au valori standardizate conform Electronic Industries Association (EIA) și domeniul valorilor este totuși limitat. Din punct de vedere practic, valorile calculate ale capacităților C1 și C2 (19 și 7,7nF) pot realizate din combinații de valori standardizate uzuale. Capacitatea C3 de 10-18F nu este produsă. Având în vedere valoarea extrem de mică a componentei C3 și valoarea extrem de mare a componentei R3, eliminarea grupului R3 C3 probabil nu va afecta semnificativ comportarea circuitului. Realizarea componentelor rezistive R0 ÷ R3 este în schimb mult mai dificilă. Nu sunt disponibile practic componente discrete cu valori mai mari de 108 Ω . Este necesară luarea în considerare a faptului că la aceste valori mari ale rezistențelor devine semnificativă rezistența proprie a condensatoarelor reale. Dificultățile vor fi mai mari dacă se va extinde simularea circuitului echivalent în domeniul frecvențelor mari.

Figura 5.24: Curentul de polarizare măsurat și calculat

În concluzie nu este realizabil practic un circuit echivalent construit cu componente discrete care să simuleze comportarea izolației complexe hârtie-ulei.

5.6.2 Configurația accesoriului

Pentru construcția obiectului de test s-a încercat simularea fizică a izolației complexe hărtie-ulei. S-a utilizat un transformator de mică putere cu trei înfășurări secundare 220V/22V, 15V, 10V cu izolație de hârtie între primar și secundar. Acesta are construcția similară cu transformatorul inductiv din cuva transformatorului de tip TECU. Pentru a evita modificarea curbelor de răspuns datorită modificărilor de natură mecanică, transformatorul a fost introdus și fixat într-o cutie și s-au rigidizat legăturile la bornele de măsură. Pentru simularea condițiilor constructive și pentru obținerea unei stabilități mai mari a parametrilor, transformatorul a fost inundat cu ulei electroizolant.

Figura 5.25: Obiect de test cu transformator

Figura 5.26: Obiect de test cu transformatorul imersat în ulei

Figura 5.27: Măsurarea obiectului de test

Specificația de aparate

Tabelul nr 5.6. Aparate și piese incluse în accesoriul de test DIRANA

5.6.3 Schema electrică a standului experimental

Figura 5.28: Schema electrică a standului experimental

După impregnarea hărtiei s-au executat măsurători pentru verificarea caracteristicilor obiectului de test creat și pentru verificarea îndeplinirii de către acesta a cerințelor inițial formulate.

Figura 5.29: Curbe de variație tgδ pentru obiectul de test construit

În figura 5.29 sunt prezentate curbele obținute pentru variația parametrului tgδ măsurate în mod UST între înfășurarea primară și cea secundară. Măsurătorile 1, 2 și 3 s-au executat, utilizând instalația de climatizare a laboratorului, la temperatură stabilizată pentru circa 2 ore de 22șC, 20șC și respectiv 18șC.

Concluzia testelor a fost că obiectul de test construit corspunde cerințelor inițiale la momentul efectuării testelor. Se va urmări în timp dacă componentele constructive sunt sau nu afectate de inundarea cu ulei și dacă eventuala lor descompunere afectează curba de răspuns în frecvență.

Concluzii

Din puținele informații din lieratura de specialitate publicată internațional ca sursă de documentare am realizat sinteza metodelor de măsurare a umidității în izolația solidă a transformatoarelor de tensiune de măsură.

În urma studiului efectuat în colaborare cu SC.SMART Sibiu am dovedit că spectroscopia în domeniul frecvență (FDS) este metoda care permite cea mai bună apreciere calitativă a gradului de umezeală din izolația solidă a transformatorului de tensiune de tip TECU produs de ELECTROPUTERE Craiova. Împreună cu echipa de colaboratori am identificat schema de măsură care permite obținerea celui mai mare volum de date: schema de măsură a izolației între secundarul 1 și masă, cu conectarea tuturor bornelor accesibile ale transformatorului la masă. S-a identificat domeniul de măsură 5kHz ÷10mHz ca fiind domeniul optim necesar pentru achiziția datelor necesare interpretării.

Metoda de apreciere calitativă a gradului de umezeală din izolația solidă propusă are o bună aplicabilitate practică atât pentru echipamentele din exploatare cât și pentru cele noi sau reparate din următoarele motive:

este neinvazivă. Nu este necesară decuvarea transformatorului, nu se prelevează probe de hârtie sau ulei.

este ușor de aplicat. Nu este necesară demontarea, mutarea, realizarea de conexiuni laborioase sau condiționarea specială a transformatorului înainte sau după execuția măsurătorilor.

are durată redusă. Măsurătoarea propriuzisă durează 23 de minute, pregătirea trusei de măsură și setarea parametrilor măsurătorii durează circa 10 minute. Pregătirea transformatorului pentru măsurătoare este identică cu cea necesară la măsurătorile uzuale de rezistență ohmică și rezistență de izolație a secundarelor.

permite obținerea rapidă a rezultatelor, la locul măsurătorii fără a interveni timpi de recoltare, transport, condiționare și analiză ca în cazul probelor de ulei electroizolant.

În urma măsurătorilor efectuate și a rezultatelor analizate am concluzionat că, gradul de umezeală estimat prin software reflectă gradul de umezeală real dar valoarea poate fi utilizată numai pentru aprecierea calitativă a evoluției stării unui echipament sau pentru compararea a două echipamente.

În această fază a studiului, nu se pot stabili limite privind starea corespunzătoare sau necorespunzătoare a echipamentului.

Rezultatele obținute permit dezvoltarea ulterioară a studiului cel puțin în următoarele direcții în urma extinderii măsurătorilor la un număr mai mare și o varietate mai mare de tipuri de transformatoare:

analiza extinderii metodei pentru alte tipuri constructive de transformatoare de măsură;

stabilirea de curbe tipice pentru transformatorul în stare bună și eventual pentru identificarea de defecte specifice. În cadrul studiului s-a observat o curbă de răspuns tgδ(f) atipică în cazul unui transformator care prezenta alte defecte.

analiza corelării între gradul de umezeală estimat și rigiditatea dielectrică a uleiului electroizolant și a posibilității de predicție a evoluției acestora.

analiza posibilității de stabilire a unor limite privind starea corespunzătoare sau necorespunzătoare a echipamentului.

analiza posibilității de stabilire a unei relații, tabel de corecție între gradul de umezeală estimat și gradul de umezeală real

Accesoriul a rezultat ca necesitate a utilizării trusei DIRANA în activitatea de mentenanță a echipei SMART Sibiu și în urma testelor pe care le-am efectuat am determinat curbele obținute pentru variația parametrului tgδ măsurate în mod UST între înfășurarea primară și cea secundară. În viitor acest accesoriu va identifica funcționarea corectă a trusei înainte și după utilizarea ei în instalații.

Bibliografie

[1] 3.1. E – I 66 – 91: Instrucțiuni Tehnologice de Verificare Preventivă a Transformatoarelor de Măsură din Stații și Rețele, ICEMENERG, București, 1993.

[2] 3.1. RE – I 53 – 91: Instrucțiuni Tehnologice de Verificare Profilactică a Transformatoarelot de putere, ICEMENERG, București, 1993.

[3] A. K. Jonscher. Dielectric Relaxation in Solids. Chelsea Dielectric Press, 1983.

[4] A. Küchler, B. Breitenbauch, T. Leibfried, W.S. Zaengl; PDC-Diagnose an Leistungstransformatoren; Sympos.„Transf. Life Management“, Nürnberg 2002.

[5] A.J. Kachler, R. Baehr, W.S. Zaengl, B. Breitenbauch, U. Sundermann; Kritische Anmerkung zur Feuchtigkeitsbestimmung von Transformatoren mit der “Recovery- Voltage- Methode”; Elektriztaetswirtschaft, Jg. 95 (1996).

[6] Bogdan Mihai. “Notițe Curs Măsurări electrice”, ULBS, 2012.

[7] Bognár, G. Csépes, L. Kalocsai, I. Kispál; Spectrum of Polarization Phenomena of Long Time-Constant as a Diagnostic Method of Oil-Paper Insulating Systems; 3rd ICPADM, Tokyo 1991.

[8] CIOC I., VLAD I., CALOTA G. “ Transformatorul electric”, Ed. Scrisul Romanesc, Craiova, 1989.

[9] Crețu Nicu Cătălin, Laborator – Lucrarea 5 «Încercarea Echipamentelor Electrice»“ Aprecierea izolației complexe a înfășurărilor transformatoarelor prin măsurarea raportului C2/C50 ”.

[10] Dr. Maik Koch “Advanced Insulation Diagnostic by Dielectric Spectroscopy”, OMICRON, 2011.

[11]https://www.google.ro/webhp?sourceid=chrome-instant&ion=1&espv=2&ie=UTF-8#q=OSE+Buzau+octombrie+2008).- PDC C50-Lucrare 1 OSE Buzau octombrie 2008_6ro.

[12] J. Fabre, A. Pichon, “Deteriorating processes and products of paper in oil-application to transformers”, CIGRE, Paris, France, Report No. 137, 1960.

[13] J.J.Alff, V. Der Houhanessian, W.S Zaengl, A.J.Kachler; A Novel, Compact Instrument for the Measurement and Evaluation of Relaxation Currents Conceived for On-Site Diagnosis on Electric Power App.; IEEE Symposium on Electrical Insulation, Anaheim, USA, 2000.

[14] M. Koch, M. Krüger: “A Fast and Reliable Dielectric Diagnostic Method to Determine Moisture in Power Transformers”, CMD 2008 International Conference on Condition Monitoring and Diagnosis, Beijing, China, 2008.

[15] M. Koch, S. Tenbohlen, J. Blennow, I. Hoehlein: “Reliability and Improvements of Water Titration by the Karl Fischer Technique” Proceedings of the XVth International Symposium on High Voltage Engineering, ISH, Ljubljana, Slovenia, 2007.

[16] M. Koch: "Reliable Moisture Determination in Power Transformers”, PhD thesis, Institute of Energy Transmission and High Voltage Engineering, University of Stuttgart, Sierke Verlag Göttingen, Germany, 2008.

[17] Panu Mihai . “ Notițe Curs Mașini Electrice”, ULBS, 2013.

[18] OMICRON electronics GmbH: DIRANA Application Guide – Measuring and Analyzing Power Transformer, June 2008.

[19] PE 116/94: NORMATIV de Încercări și Măsurători la Echipamente și Instalații Electrice, ICEMENERG, București, 1995.

[20] Popescu Lizeta. “ Notițe Curs Echipamente Electrice”, ULBS, 2014.

[21] S. M. Gubanski et al.: “Dielectric Response Methods for Diagnostics of Power Transformers” CIGRÉ Task Force 15.01.09, Technical Brochure 254, Paris, 2004.

[22] S.C ELECTROPUTERE S.A. “CARTE TEHNICĂ : Transformatoare de tensiune capacitive tip TECU 110-400 kV”.

[23] STEPHANIE RAETZKE, MAIK KOCH, MICHAEL KRUEGER, AIZAM TALIB

OMICRON electronics TNB Research Sdn. Bhd. Malaysia, “ Condition assessment of instrument transformers using Dielectric Response Analysis”, CIGRE 2012.

[24] T. Leibfried, A.J. Kachler, W.S.Zaengl, V. Der Houhanessian, A. Küchler, B. Breitenbauch; Ageing and Moisture Analysis of Power Transformer Insulation Systems; CIGRÉ 2002, Paper 12-101, Paris, August 2002.

[25] T. V. Oommen: “Moisture Equilibrium Charts for Transformer Insulation Drying Practice” IEEE Transaction on Power Apparatus and Systems, Vol. PAS-103, No. 10, Oct. 1984, pp. 3063-3067.

[26] T.A. Prevost, T.V. Oommen, “Cellulose insulation in oil- filled power transformers: Part I – History and development”, IEEE Electrical Insulation Magazine, vol 22, 1, pp. 28 – 35.

[27] T. Leibfried; Zustandsdiagnosedes Öl – Papier – Isolationssystemsvon Leistungstransformatoren mit Hilfe der Relaxationsstromanalyse; ETG-Fachtagung „Diagnostik elektrischer Betriebsmittel“, Berlin 2002.

[28] U. Gaefvert, L. Adeen, M. Tapper, P Ghasemi, B Joensson; Dielectric Spectroscopy in Time and Frequency Domain Applied to Diagnostics of Power Transformers; 6th ICPADM Xi’an 2000, China.

[29] U. Gafvert and E. Ildstad. Modelling Return Voltage Measurement of Multi-Layer Insulation System. Proc. 4th International Conference on Properties and Aplication of Dielectric Materials, AUS, Paper 4234, pp. 123-126, 1994.

[30] V. Der Houhanessian; Measurement and Analysis of Dielectric Response in Oil-Paper Ins. Syst.;PhD Thesis, ETH Zuerich 1998.

[31] V.Der Houhanessian, W.S. Zaengl; Application of relaxation current measurements to on-site diagnosis of power transformer; CEIDP, Minneapolis, USA, 1997.

[32] Victor V. Sokolov and Boris V. Vanin ZTZ-Service Company “ evaluation of power transformer insulation through measurement of dielectric characteristics”.

[33] Vințan Maria. “Notițe Curs Producerea, Transportul, Distribuția și Utilizarea Energiei Electrice”, ULBS, 2013.

[34] Walter S. Zaengl, Prof. em. Dr.-Ing. Swiss Federal Institute of Technology (ETH), Zurich, SwitzerlandDIELECTRIC SPECTROSCOPY IN TIME AND FREQUENCY DOMAIN FOR HV POWER EQUIPMENT (TRANSFORMERS, CABLES ETC.) Symposium on High Voltage Engineering – ISH 2001, Bangalore, India, 20 – 24 August 2001.

ANEXE

Anexa 1

DESCRIERE, SCHEMĂ DE CONEXIUNI ȘI ETICHETĂ CU DATE TEHNICE

1.1 Date constructive

Transformatoarele de tensiune capacitive tip TECU (fig.1) se compun dintr-un divizor de tensiune capacitiv și dintr-un circuit magnetic de medie tensiune. Elementele inductive sunt introduse într-o cuvă metalică închisă ermetic. Ele sunt impregnate cu ulei mineral și stau cufundate în acesta. Pe această cuvă sunt montate rigid una până la 3 unități de conductoare. Aceste unități formează divizorul capacitiv. Capacitățile sunt de tip hârtie impegnată în ulei mineral și închise ermetic. Dilatarea uleiului este posibilă datorită unei perne de aer.

Unitatea de condensatoare interioare și cuva conținând circuitul magnetic formează o singură unitate de transport. Capacul cuvei servește în același timp șe de fanșă interioară de închidere a unității de condensatoare.

Conexiunile electrice sunt asigurate de două treceri izolante fixate pe capacul cuvei.

1.2. Schema de conexiuni a transformatorelor de tip TECU este în principiu aceeași pentru toate tensiunile. Această schemă se poate vedea pe o etichetă plasată pe partea interioară a capacului cutiei de borne.

1.3. Eticheta conține toate caracteristicile nominale ale transformatorului și este fixată pe partea exterioară a capacului cutiei de borne.

1.4. În tabelul 1.1 sunt prezentate valorile nominale de gabarit și elementele componenete ale transformatorului:

Tabelul nr. 1.1

Notă:

Um = Valoarea maximă permanent admisibilă a tensiunii de lucru.

H = Înălțimea fără racord de înaltă tensiune ( ±2%).

P = Greutatea netă.

Fs = Tracțiunea admisibilă a cablului la un vânt de 100 km/h.

Greutatea cuvei conținând circuitul magnetic: 235 kg din care 74 kg ulei.

Fiecare transformator de tip TECU – 110 kV se compune dintr-o unitate de bază. Transformatorul de tip TECU – 220 kV are în plus o unitate de condensare superioară și un set complet de piese pentru racordul celor două unități. Transformatorul de tip TECU – 400 kV se compune din două unități de condensator superioare și din două seturi complete de piese pentru racordul unităților. Un set complet de piese pentru racordul a două unități (fig.5) se compune din:

4 șuruburi hexagonale M 16×55 STAS 4272 – 89

4 piulițe M 16 STAS 4071 – 89

4 șaibe elastice 17/34 Norma Internă 3114 – 66

4 șaibe plate 17/30 STAS 5200 – 80

2 jumătăți de ecran și:

8 șuruburi M 5×6 STAS 3955 – 07

8 șaibe plate 5,3 STAS 5200 – 80 pentru asamblarea acestor două jumătăți.

Fiecare transformator este dotat cu un racord de înaltă tensiune (fig.3).

În cazul că racordul nu este montat deja pe unitatea de bază (la 110 kV) sau superioară la 220 – 400 kV, în scopul de a ușura montajul (prinderea inelelor de ridicare la unitatea superioară), aceasta se compune din :

racord de tip A sau C

bară având la una sau ambele extremități o lungime liberă ca contact de 80MM

două bride

două șuruburi hexagonale M 16×30 STAS 4848 – 89

două șaibe elastice 17/34 Norma Internă 3114 – 66

două șaibe plate 17/30 STAS 5200 – 80

dacord tip B

dn racord B având lungimea liberă de contact 140 mm

două șuruburi hexagonale M 16×40 STAS 4845 – 89

două piulițe M 16

două șaibe elastice 17/34 Norma Internă 3114 – 66

patru șaibe plate 17/30 STAS 5200 – 80

2. AMBALAJ ȘI TRANSPORT

2.1 Unitățile transformatoarelor de tensiune capacitive sunt ambulate în stelaje din lemn. Dacă se livrează un singur aparat, stelajul conține unitatea de bază (compusă din cuvă și unitatea de condensatoare inferioară) și în funcție de tensiunea nominal a transformatorului, una sau două unități de condensatoare superioară și de asemenea piesele ce permit modelajul , record II, ecrane, șuruburi, piulițe, etc.) conform indicațiilor de la 1.4. În cazul în care mai multe aparate sunt livrate aceluiași beneficiar, este mai avantajos de a se ambala elementele componente ale transformatoarelor în stelaje diferite.

Inelele de ridicare tip SGD – M 16 STAS 3186 – 77 sunt livrate pentru transportul unitaților de condensatoare superioare. Ele pot fi deja monate pe unități la livrare.

Stelajul se va deschide pe cât posibil numai în două părți (capac și o parte laterală) pentru a permite scoaterea comodă a transformatorului.

2.2 Se vor evita vibrațiile și șocurile la transportul aparatelor. În acest scop se vor utiliza cărucioarele având o bună suspensie, iar la macaraua de ridicare să se facă pornire lentă. Poziția de transport a stelajelor este indicată prin prescripția “Sus” – “Nu răsturnați”. Toate deplasările unităților de condensatoare trebuie effectuate menținându-le în poziție verticală. Se vor utiliza întotdeauna patru cârlige de ridicare atunci când se ridică unitatea de bază cu o macara. Este inadmisibil de a se suspenda de armătura superioară a unității de bază la transportul acesteia, pentru a se evita orice pericol de spargere a izolatorului. Dimpotrivă, unitățile de condensatoare singure pot fi suspendate de inele de ridicare fixate pe armăturile lor superioare. Aceste inele nu servesc decât la transport și trebuie demontate îndată ce transformatorul este instalat la locul său de serviciu(vezi fig.4).

Unitățile de condensatoare trebuie să fie scurt circuitate până ce toate lucrările de montaj și de racord ale transformatoarelor sunt terminate. În acest scop este prins un conductor de cupru între armătura inferioară ți superioară a fiecărei unități.

3. MONTARE ȘI RACORD ELECTRIC

3.1. Controlul preliminar înainte de montajul transformatorului.

3.1.1. Controlul niveluli de ulei din cuvă. Marcajul roșu al vizorului plasat lîngă cutia de borne indică nivelul normal al uleiului la 20 ° C.

3.1.2. Etanșeitatea cuvei și a unităților de condensatoare. Să se verifice ca toate îmbinările (indicatorul nivelului de ulei cu vizor, capac cuvă, bușon de golire a uleiului, armături) să nu prezinte nici un indicui al scurgerii de ulei continue sau sub formă de picături.

3.1.3. Scurgerile de ulei la armăturile corpului de porțelan provin în general datorită transportului defectuos. Să nu se monteze un astfel de transformator decât după reverificarea unitășii defecte.

3.1.4. Alte defecte: La orice defect constat să se încunoștințeze Uzina Electroputere dând indicații cât mai detaliate pe cât posibil

3.2. Montaj la locul de așezare

Să se țină seama de observații în transport (vezi pct. 2)

3.2.1 Unitatea de bază: Să se fixeze aceasta pe fundația sau pe un soclu cu patru șuruburi S 14 sau 5/B”. Distanțele dintre axele găurilor de fixare este de 520 mmm, iar grosimea picioarelor de fixare sudate pe cuva de bază de 10mm.

3.2.2 Unitatea(ățile) de condensatori superioară (e) [ nu există decât pentru transformatoarele la care tensiunea de lucru maximă admisibilă în serviciu permanent este superioară lui 145/ kV]: un set de butoane permite fixarea unității superioare de condensatoare de armătură de cap a unității de condensatoare inferioare. Pentru transformatorul de tip TECU setul de șuruburi se compune din patru șuruburi hexagonale M 16.

Să se aducă cu ajutorul unui dispozitiv de ridicare unitatea de condensatoare superioară exact deasupra unității inferioare, să se introducă șuruburile în găurile celor două armături prevăzute în acest scop.

Se coboară încet până la așezarea totală a uneia pe cealaltă, să se pună la locul lor rondelele și piulițele și să stngă.

3.2.3 Unități făcând parte din același transformator.

ATENȚIUNE! Este absolut necesar de a a se monta una deasupra celeilalte unități dinainte prevăzute [ unitatea de bază unitatea (ățile) de condensatoare superioară (e) ] pentru ca precizia garantată să fie păstrată de către transformatoarele de tensiune capacitive compuse din mai multe unități. Să se observe în consecință indicațiile (nr. de fabricație) de pe eticheta ce se găsește pe capacul cutiei cu borne și acela indicat pe etichetele plasate pe armăturile unităților de condensatoare superioare.

3.2.4. Dacă transformatorul nu este deja montat să se fixeze racordul de înaltă tensiune pe armătura de capa aunității superioare utilizând șuruburi livrate în acest scop (fig.6).

ATENȚIE! Tracțiunea liniei la care se adaugă presiunea vântului asupra corpului de porțelan trebuie să fie astfel încât momentul de încovoiere la baza corpului de porțelan să nu depășească pe acela care ar fi produs de sarcina indicată în tabelul 1.4. aplicată câmpului transformatorului în cauză.

3.2.5. Să se așeze fiecare semiblindaj pe armăturile transformatorului, apoi să se fixeze împreună cele două jumătăți cu ajutorul a opt sau zece șuruburi livrate cu aceste blindaje. Montajul blindajelor este precedat de racordul de înaltă tensiune. Din motive estetice, să se facă îmbinările vertical dintre blindajele aceluiași aparat, să se găsească în același plan vertical.

3.3. Racorduri electrice și măsuri de protecția muncii

3.3.1. A se scurtcircuita fiecare unitate de condensatori cu un fir de cupru neizolat legat la masă în tot timpul montării sau demontării.

3.3.2 A se lega șurubul de punere la masă al cuvei de bază cu conductorul de masă din postul de cuplaj.

3.3.3. În momentul livrării transformatorul și borna de IF este pusă la masă printr-o clemă legată de capacul cuvei de bază.

Punerea la masă a bornei de înaltă tensiune se efectuează înainte de începerea lucrului la borna de înaltă frecvență.

3.3.4. Atunci când transformatorul de tensiune capacitive este utilizat ca și condensator de cuplaj, într-o bornă de înaltă frecvență și masă este conectat un drosel de punere la pământ de 10 ÷ 15mH. Acest drosel se găsește în tubulatura de umplere cu ulei de la cuva de bază. Să se protejeze droselul de punere la pământ printr-un descărcător.

Să nu se scoată clema de punere la pământ a bornei de înaltă frecvență decât atunci când transformatorul este utilizat pentru legături de unde purtătoare.

În timpul demontării acestei cleme să se mențină piulița inferioară a bornei de înaltă frecvență cu o cheie în scopul de a împiedica deșurubarea sa: a se vedea fig. 7 și 8.

3.3.5. După cum am indicat mai sus droselul de punere la pământ trebuie protejat printr-un descărcător, care este montat pe capac.

3.3.6. Să nu se efectueze nici o conexiune în cutia de borne fără a pune la pământ borna de înaltă tensiune.

Cablurile de legătură la bornele secunadre se vor allege de secțiunea corespuzătoare în scopul mișcării erorilor de măsurare și se vor introduce la cutia de borne prin partea inferioară a acesteia.

Să se racordeze cablurile conform indicațiilor schemei fixate pe spatele capacului cutiei de borne (vezi fig.2).

Punerea la masă a înfășurărilor secunadre să se efectueze la unele din extremitățile cablurilor fie la începutul acestora în cutia de borne, fie la locul de fixare în substație.

Să se pună la pământ bornele “n” și “n” indifferent dacă înfășurările sunt sau nu utilizate.

Este posibilă o eventuală conectare în series au parallel a înfășurărilor secundare de tensiune nominal egală. A se vedea în acest scop indicațiile schemei de conexiuni.

Se interzice măsurarea curentului de mers în gol prin alimentarea înfășurării secundare cu tensiunea de frecvență industrial (50 ÷ 300 Hz).

Transformatoarele de tensiune capacitive nu se pot încerca la tensiunea de ținere prin inducție (excitarea înfășurării secundare).

Pozițiile clemelor de conexiune permițând efectuarea acestor legături în serie sau paralel sunt de asemenea indicate pe această schemă fixată pe spatele capacului de la cutia de borne.

Să se protejeze înfășurările secundare prin siguranțe externe cu funcționare rapidă de 15 A.

3.3.7. Tipul bornei de înaltă tensiune depinde de construcția stației de înaltă tensiune. Borna de variant A este prevăzută pentru un current de lucru de 1000 A.

4. CARACTERISTICI DE EXPLOATARE

4.1. Condiții atmosferice

Temperatura mediului ambient, maxim +40 ° C

Media zilnică nedepășind + 30 ° C

Media anuală nedepășind +20 ° C

Temperatura minimă – 30 ° C

Altitudine până la 1000 m.

4.2. Caracteristici electrice

Valorile nominale sunt indicate pe eticheta fixată pe capacul cutiei de borne.

Scoatrea sarcinei secundare nominale sub tensiunea primară nominal poate fi efectuată fără întreruptor special sau releele de supracurent. Se recomandă să se compenseze pe cât posibil mai bine component reactivă a asarcinii secundare pentru obținerea unei sarcini pur chimice astfel ca valoarea totală să nu depășească 200 VA. Putrea maximă totală este de 1500 VA.

În cazul în care transformatorul a lucrat timp îndelungat sub sarcină totală maximă, este necesară reverificarea sa din punct de vedere metrologic atunci cînd se revine la sarcina nominală corespunzătoare clasei de precizie.

5. REPARAȚII

5.1. Simple reparații de felul unor retușări ale suprafețelor exterioare pot fi efectuate la fața locului.

Dimpotrivă defecte de etanșeitate sau spărturi în corpul de porțelan din timpul transportului, ca și defectele de etașeitate sau alte avarii survenite în timpul serviciului să fie communicate la UEPC.

Rugăm a se indica numărul de comandă și de fabricație, durata de funcționare și genul avariei constatate.

Să nu se efectueze reparații sau deschiderea transformatorului de măsură aflat în termen de garanție fără autorizație UEPC.

Completare la cap.3

3.3.0. Verificarea circuitului antiferorezonant .

Aplicând o tensiune de 30 kV pe borna de ÎT a transformatorului TECU – 110 kV sau pe unitatea de condensatori inferioară a transformatoarelor TECU 220 – 400 kV, curentul măsurat prin circuit trebuie să se încadreze în limitele 20 ÷ 40 mA, iar tensiunea măsurată la bornele rezistenței neliniare să se ăncadreze îm limitele 12 ÷ 25 v.