Geräte zur Prüfung des dielektrischen Verlusts von Transformatoröl wird sowohl bei der Prüfung der Ölqualität vor der Einspeisung in den Transformator als auch bei der Verwendung von Öl eingesetzt. In diesem Artikel besprechen wir, was mit dem Tangens des dielektrischen Verlusts gemeint ist, von welchen Parametern er abhängt, welcher Algorithmus zur Bestimmung angewendet wird und welche Art von Ausrüstung zu diesem Zweck verwendet wird.
Was versteht man unter dem dielektrischen Verlustfaktor?
Wenn elektrisch isolierendes Material in das elektrische Feld gebracht wird, wird darin eine Energiedissipation beobachtet. Diese Energie wird als dielektrischer Verlust bezeichnet. Die Menge der dissipierten Energie wird in ausgedrückt der dielektrische Verlustfaktor.
Die physikalische Bedeutung von der dielektrische Verlustfaktor ist wie folgt.
Stellen Sie sich ein Dielektrikum als Dielektrikum zwischen den Platten eines Kondensators vor, der in einen kapazitiven Stromkreis gebracht wird.
Wenn Sie den Verschiebungswinkel zwischen Strom und Spannung dieses Stromkreises messen, beträgt dieser weniger als 90°. Der Winkel, den Sie benötigen, um den Phasenverschiebungswinkel bis zu 90° zu ergänzen, wird als δ-Winkel oder dielektrischer Verlustwinkel bezeichnet.
Der Energieverlust im Kondensator charakterisiert den dielektrischen Verlustfaktor, der numerisch dem Verhältnis zwischen Wirk- und Blindleistung bei der Sinusspannung einer bestimmten Frequenz entspricht.
Warum ist es wichtig, den dielektrischen Verlustfaktor von Transformatorenöl zu bestimmen und was ist der Unterschied in der Aussagekraft der Messung dieses Parameters und der Durchbruchspannung? Die Durchbruchspannung ist die maximale Spannung, die an das Transformatoröl angelegt werden muss, um einen sofortigen Durchschlag zu verursachen. Im engeren Sinne ist die Durchschlagsspannung eine Eigenschaft von Öl vor Ort. Der Tangens des dielektrischen Verlusts ist ein flexiblerer Parameter, da er Folgendes ermöglicht:
- Bewertung des Reinigungsgrades neuer Öle in einer Erdölraffinerie während der Produktion und deren Bereitschaft zur Einspeisung in Hochspannungsanlagen;
- Bei verwendeten Ölen ermöglicht der Tangens des dielektrischen Verlusts eine Schätzung, wie lange sie vor einem Wechsel oder einer Regeneration noch in Hochspannungsgeräten verwendet werden können.
Daher, zur Prüfung des dielektrischen Verlusts sollten in den Laboren sowohl von Erdölunternehmen, die Elektroisolieröle herstellen, als auch von Unternehmen, die sich mit der Wartung und Reparatur von Transformatoren befassen, vorhanden sein.
Wovon hängt der dielektrische Verlustfaktor ab?
Der Wert des dielektrischen Verlustfaktors hängt von den folgenden Faktoren ab:
- Art des Dielektrikums;
- Qualität des Dielektrikums;
- Umgebungstemperatur (bei Raumtemperatur ist der dielektrische Verlustfaktor normalerweise minimal);
- Wechselstromfrequenz, bei der die Messung durchgeführt wird (mit steigender Frequenz steigt der Tangens des dielektrischen Verlusts).
Die Qualität des Transformatorenöls als Dielektrikum verschlechtert sich, was auf die Langzeitlagerung und den Langzeitgebrauch zurückzuführen ist. Zu den Betriebsfaktoren, die zu einem erhöhten dielektrischen Verlustfaktor von Transformatorenöl führen, zählen Feuchtigkeit und das Vorhandensein von Lufteinschlüssen. Steigt die Tangente mit zunehmender angelegter Spannung, bedeutet dies, dass das Öl eingeschlossene Luft enthält. Unter dem Einfluss betrieblicher Faktoren kann sich der dielektrische Verlustfaktor im Vergleich zum gleichen Indikator für Frischöl um ein Vielfaches erhöhen. Solche Erhöhungen müssen rechtzeitig verfolgt werden, die Ausrüstung zur Prüfung des dielektrischen Verlusts.
Wie wird der dielektrische Verlustfaktor von Transformatorenöl gemessen?
Lassen Sie uns das Funktionsprinzip von besprechen Geräte zur Prüfung des dielektrischen Verlusts. Es basiert auf der Messung der Differenz zwischen Amplituden und Phasen von Signalen, die erhalten werden, wenn die Prüfsinusspannung mit einem Effektivwert von bis zu 2 kV gleichzeitig an einen Referenzkondensator und ein Messobjekt, dargestellt durch eine Messzelle, angelegt wird.
Eine Messzelle ist ein Metallgefäß, das aus zwei elektrisch isolierten Teilen (Innen- und Außenelektroden) besteht, zwischen die Transformatoröl gegossen wird.
Tatsächlich handelt es sich bei einer Messzelle um einen elektrischen Kondensator, dessen Platten innere und äußere Elektroden bilden. An die Außenelektrode wird eine Prüfspannung angelegt und an der Innenelektrode wird ein gewünschtes Signal abgegriffen.
Amplitude und Phase des vom Referenzkondensator kommenden Signals liegen im Bereich der zulässigen Toleranzen und gelten als konstant.
Die Amplitudendifferenz der vom Referenzkondensator und der Innenelektrode der Messzelle aufgenommenen Signale ist proportional zur dielektrischen Permittivität der untersuchten Flüssigkeit.
Charakteristisch ist die Phasendifferenz zwischen den vom Referenzkondensator und der Innenelektrode der Messzelle aufgenommenen Signalen, der dielektrische Verlustfaktor Wert.
TOR-3 Öl-Tangens-Delta-Tester
GlobeCore hat sich entwickelt ein dielektrischer Verlusttester bekannt als TOR-3 Dazu gehört auch die Messung der dielektrischen Permittivität von Isolierölen. Die Hauptvorteile des Instruments sind automatische Messungen, Präzision, Vielseitigkeit, Komfort, Betriebssicherheit und Zuverlässigkeit.
Der Betrieb des TOR-3-Instruments wird mithilfe eines Computers gesteuert, indem Befehle zur Ausführung bestimmter Aktionen erteilt werden. Nach dem Einfüllen des Öls in die Messzelle und dem Anschließen des Geräts an das Stromnetz wird der Befehl zum Starten der Messungen gegeben. Das Instrument erreicht die angegebenen Eigenschaften und beginnt danach mit der Messung der ersten Werte des dielektrischen Verlustfaktors und der dielektrischen Permittivität.
Die Messtoleranz des dielektrischen Verlustfaktors beträgt höchstens ein Prozent plus achthundert tausendstel und die der dielektrischen Permittivität höchstens zwei Prozent. Durch neue Verfahren wird eine hohe Messgenauigkeit erreicht, GlobeCore Technologien zur Entwicklung des Aufbaus eines Referenzkondensators sowie vorgegebene Kalibrierung einer leeren Messzelle mithilfe eines speziellen Softwareprogramms.
Es ist nicht erforderlich, die Zelle zu entfernen, wenn mit dem Testen der nächsten Probe fortgefahren wird. Es reicht aus, einen Befehl vom Computer zu erteilen, um das Ölablassventil in eine spezielle Wanne zu öffnen. Das Schalenöl wird in einen separaten Behälter entnommen und die nächste Probe in die Zelle eingespeist.
Alle elektronischen Module und Teile sind kompakt in einem einzigen Gehäuse untergebracht; Somit übersteigt keines der Gesamtabmessungen des Instruments 45 Zentimeter und das Gewicht beträgt nicht mehr als fünfeinhalb Kilogramm. Aufgrund seiner Kompaktheit und seines geringen Gewichts sowie der im Gehäuse integrierten Griffe lässt sich das TOR-3-Instrument problemlos auf dem Schreibtisch bewegen oder im Labor transportieren.
Ein im Gerät enthaltener Mikroprozessor, ein Digital-Analog-Wandler und ein Hochspannungsverstärker ermöglichen die Erzeugung eines Testsignals beliebiger Form und Betrieb in einem weiten Amplitudenbereich. Daher ist TOR-3 vielseitig einsetzbar und kann zur Messung des dielektrischen Verlustfaktors gemäß Standards mit unterschiedlichen Prüfspannungsanforderungen verwendet werden.
Die Betriebssicherheit von der Öl-Tangens-Delta-Tester wird dadurch erreicht, dass das Gehäuse und die obere Schicht der Messzellenabdeckung aus langlebigem Isoliermaterial gefertigt sind. Es schützt das Laborpersonal vor Stromschlägen.
Mit dem Messgerät für den dielektrischen Verlust TOR-3 in Ihrem Labor können Sie zwei Probleme gleichzeitig lösen: die Eignung von neuem Öl für die Einspeisung in den Transformator bestimmen und herausfinden, wie lange das Öl ohne Wechsel oder Regeneration verwendet werden kann. Es erhöht die Betriebszuverlässigkeit von Transformatoren und eliminiert Notfälle, die mit Fehlfunktionen des Isolations systems einhergehen. Wenn Sie die Betriebsregeln befolgen, können Sie sicher sein, dass diese Probleme mit einem Gerät für mindestens zehn Jahre erfolgreich gelöst werden.