Μετρητής συντελεστή απωλειών (tan δ) λαδιού μετασχηματιστών στην Ελλάδα

Ο μετρητής συντελεστή απωλειών (tan δ) λαδιού μετασχηματιστών χρησιμοποιείται για την αξιολόγηση της κατάστασης της μόνωσης των μετασχηματιστών. Κατά τη δοκιμή του μονωτικού ελαίου μετρώνται οι απώλειες ρεύματος (ενεργό συνιστώσα) και το άεργο ρεύμα που εμφανίζονται όταν το έλαιο τοποθετείται μεταξύ ηλεκτροδίων υπό συγκεκριμένη εφαρμοζόμενη τάση.

Οι απώλειες ρεύματος και το άεργο ρεύμα αναπαρίστανται ως δύο συνιστώσες που σχηματίζουν γωνία σχεδόν 90°, όπου η ενεργός συνιστώσα είναι παράλληλη προς την τάση και η άεργος κάθετη σε αυτήν. Η μεταξύ τους σχέση εκφράζεται μέσω της εφαπτομένης της γωνίας αυτής (tan δ), η οποία χρησιμοποιείται για την αξιολόγηση της κατάστασης της μόνωσης.

Η παρουσία ακαθαρσιών ή ρύπων στο μονωτικό έλαιο μπορεί να οδηγήσει σε μείωση της ηλεκτρικής αντίστασης και αύξηση του άεργου ρεύματος. Αυτό προκαλεί μεταβολή της γωνίας μεταξύ της ενεργού και της άεργου συνιστώσας του ρεύματος. Η μεταβολή της γωνίας αποτελεί ένδειξη μόλυνσης ή υποβάθμισης της μόνωσης, γεγονός που μπορεί να επηρεάσει την αξιοπιστία του μετασχηματιστή.

Όρια του συντελεστή διηλεκτρικών απωλειών σύμφωνα με τα διεθνή πρότυπα

Ο συντελεστής διηλεκτρικών απωλειών (tan δ) επιτρέπει τον εντοπισμό ελαττωμάτων της μόνωσης, όπως παρουσία υγρασίας και φυσαλίδων αερίου, αποκόλληση των μονωτικών στρώσεων, εμφάνιση ρύπων στο μονωτικό έλαιο, καθώς και γενική υποβάθμιση και γήρανση του ελαίου.

Τα πρότυπα IEC και IEEE χρησιμοποιούνται διεθνώς για την αξιολόγηση του συντελεστή διηλεκτρικών απωλειών και εφαρμόζονται σε διαφορετικές κατηγορίες μονωτικών ελαίων:

• νέο έλαιο (IEC 60296, IEEE C57.106)·
• έλαιο σε λειτουργία (IEC 60422, IEEE C57.106)·
• αναγεννημένο έλαιο (IEEE C57.637).

Κάθε πρότυπο καθορίζει τον τρόπο ερμηνείας των αποτελεσμάτων, συγκρίνοντας τις μετρούμενες τιμές με τα συνιστώμενα όρια που ισχύουν για κάθε τύπο μετασχηματιστή.

Ενδεικτικές τιμές είναι οι εξής:

• νέο έλαιο (βιομηχανικής ποιότητας): 0,05-0,1 pS/m·
• έλαιο σε λειτουργία σε καλή κατάσταση: 0,1-1,0 pS/m·
• έλαιο σε λειτουργία σε ικανοποιητική κατάσταση: 1,0-5,0 pS/m·
• έλαιο σε λειτουργία σε κακή κατάσταση: >5,0 pS/m.

Ωστόσο, οι τιμές αυτές ενδέχεται να διαφέρουν ανάλογα με το πρότυπο, τον κατασκευαστή και τον τύπο του μετασχηματιστή. Για τον λόγο αυτό, η συνεχής παρακολούθηση των μετρήσεων είναι ιδιαίτερα σημαντική, ώστε να εντοπίζονται έγκαιρα πιθανές μεταβολές.

Γενική αρχή μέτρησης του συντελεστή διηλεκτρικών απωλειών του μονωτικού ελαίου

Το πρότυπο IEC 60247 περιγράφει τη γενική μέθοδο προσδιορισμού του συντελεστή διηλεκτρικών απωλειών (tan δ) του μονωτικού ελαίου σύμφωνα με την ακόλουθη διαδικασία.

Ο δείκτης μέτρησης επηρεάζεται σημαντικά από τη θερμοκρασία. Για τον λόγο αυτό, αρχικά το δείγμα ελαίου θερμαίνεται στην απαιτούμενη θερμοκρασία μέσα στην κυψέλη μέτρησης. Εάν η θέρμανση πραγματοποιείται χειροκίνητα, συνιστάται η έναρξη της μέτρησης μόνο αφού η θερμοκρασία σταθεροποιηθεί για τουλάχιστον 10 λεπτά εντός του εύρους ±1 °C.

Η τάση εφαρμόζεται μόνο κατά τη διάρκεια της μέτρησης. Η εφαρμοζόμενη τάση πρέπει να δημιουργεί ένταση ηλεκτρικού πεδίου 0,03-1 kV/mm μέσα στο έλαιο και να έχει ημιτονοειδή μορφή με συχνότητα 40-62 Hz.

Μετά την ολοκλήρωση της πρώτης μέτρησης, το έλαιο απομακρύνεται από την κυψέλη μέτρησης. Οι επαναληπτικές μετρήσεις πραγματοποιούνται με τις ίδιες ρυθμίσεις και τις ίδιες συνθήκες ασφαλείας. Οι τιμές του tan δ δεν πρέπει να διαφέρουν μεταξύ τους περισσότερο από 0,0001 συν το 25% της μεγαλύτερης από τις δύο μετρήσεις.

Εάν η παραπάνω προϋπόθεση ικανοποιείται, η δοκιμή θεωρείται ολοκληρωμένη. Διαφορετικά, οι μετρήσεις συνεχίζονται μέχρι να ληφθούν δύο διαδοχικές τιμές που πληρούν την απαίτηση αυτή. Οι δύο αυτές τιμές θεωρούνται το τελικό αποτέλεσμα της δοκιμής.

Εκτός από τον συντελεστή διηλεκτρικών απωλειών, το πρότυπο IEC 60247 καθορίζει επίσης τη μέτρηση της ειδικής αντίστασης και της σχετικής διηλεκτρικής σταθεράς του μονωτικού ελαίου. Οι παράμετροι αυτοί, τόσο μεμονωμένα όσο και σε συνδυασμό, παρέχουν πολύτιμες πληροφορίες σχετικά με την ποιότητα και τον βαθμό μόλυνσης του ελαίου.

Μετρητής συντελεστή απωλειών (tan δ) λαδιού μετασχηματιστών TOR-3

Για την απλοποίηση των διαδικασιών συντήρησης, η GlobeCore ανέπτυξε τον μετρητή συντελεστή απωλειών (tan δ) λαδιού μετασχηματιστών TOR-3. Η συσκευή έχει σχεδιαστεί για την ανάλυση υγρών διηλεκτρικών σύμφωνα με το πρότυπο IEC 60247 και επιτρέπει την αυτόματη μέτρηση του συντελεστή διηλεκτρικών απωλειών (tan δ), της σχετικής διηλεκτρικής σταθεράς και της ειδικής ηλεκτρικής αντίστασης.

Ο TOR-3 αυτοματοποιεί τη θέρμανση, τον έλεγχο της θερμοκρασίας, τη συλλογή δεδομένων υψηλής ταχύτητας, τους υπολογισμούς, την απεικόνιση και την αποθήκευση των αποτελεσμάτων, καθιστώντας τη διαδικασία δοκιμών ταχύτερη, απλούστερη και πιο αξιόπιστη.

Η αρχή λειτουργίας του TOR-3 είναι ιδιαίτερα απλή. Ο έλεγχος πραγματοποιείται μέσω υπολογιστή. Αφού τοποθετηθεί και πληρωθεί η κυψέλη μέτρησης με δείγμα μονωτικού ελαίου, ξεκινά αυτόματα η διαδικασία δοκιμής. Ο μετρητής συντελεστή απωλειών (tan δ) λαδιού μετασχηματιστών TOR-3 εκτελεί αυτόματα όλες τις επιλεγμένες μετρήσεις και εμφανίζει τα αποτελέσματα στην οθόνη του υπολογιστή. Εφόσον απαιτείται, τα αποτελέσματα μπορούν να εκτυπωθούν, να προβληθούν σε πραγματικό χρόνο ή να αποθηκευτούν σε γραφική ή ψηφιακή μορφή.

Πλεονεκτήματα του μετρητή συντελεστή απωλειών (tan δ) λαδιού μετασχηματιστών TOR-3

Ο μετρητής συντελεστή απωλειών (tan δ) λαδιού μετασχηματιστών TOR-3 προσφέρει τα ακόλουθα πλεονεκτήματα:

• ενσωματωμένο σύστημα θέρμανσης, το οποίο επιταχύνει τη θέρμανση και τη σταθεροποίηση της θερμοκρασίας, επιτρέποντας την έναρξη των μετρήσεων μέσα σε λίγα λεπτά·
• υψηλή ακρίβεια μέτρησης, με σφάλμα που δεν υπερβαίνει το ±1% + 0,00008 για το tan δ και ±2% για τη σχετική διηλεκτρική σταθερά, χάρη στον ειδικό σχεδιασμό του πυκνωτή αναφοράς και στην αυτόματη βαθμονόμηση της κενής κυψέλης μέτρησης·
• συμπαγής και ελαφριά κατασκευή, που διευκολύνει τη μεταφορά της συσκευής μέσα στο εργαστήριο·
• δυνατότητα λειτουργίας σε ευρύ φάσμα τάσεων δοκιμής, καλύπτοντας διαφορετικές απαιτήσεις εφαρμογών και προτύπων.

Χάρη στα χαρακτηριστικά αυτά, ο μετρητής συντελεστή απωλειών (tan δ) λαδιού μετασχηματιστών TOR-3 χρησιμοποιείται ευρέως σε ηλεκτροτεχνικά εργαστήρια, παρέχοντας γρήγορα, αξιόπιστα και υψηλής ακρίβειας αποτελέσματα σύμφωνα με τα διεθνή πρότυπα μέτρησης.