Испытание на превышение температуры для сухого трансформатора типа SCB12 считается приемлемым только в том случае, если измеренное превышение температуры обмотки можно соотнести с заданной номинальной мощностью, способом охлаждения, методом испытания и пределом системы изоляции. Одно лишь итоговое значение температуры не подтверждает соответствие требованиям. В отчёте необходимо связать электрическую нагрузку и температуру окружающего воздуха с температурой обмотки, рассчитанной по завершении действительного испытания с установившимся тепловым режимом.

Начните со спецификации трансформатора и согласованных критериев приёмки. Обозначение SCB12 указывает на серию изделия, но не устанавливает допустимое превышение температуры обмотки, материал проводника или номинальные параметры охлаждения. Эти сведения должны быть указаны на паспортной табличке и в утверждённой технической документации, а также соответствовать применимому стандарту для сухих трансформаторов.

Определите основу для предельного значения приёмки

В отчёте следует указать применимый стандарт и его редакцию, а также любые договорные требования, изменяющие условия испытаний или пределы приёмки. Ссылка на общий стандарт для трансформаторов без указания соответствующих требований к тепловым характеристикам сухих трансформаторов не даёт полной основы для приёмки. Ссылки на устаревшие стандарты в каталоге также не определяют, какая редакция применяется к конкретному заказу.

Разграничивайте класс нагревостойкости системы изоляции и допустимое среднее превышение температуры обмотки. Класс нагревостойкости характеризует температурную стойкость системы изоляции; предел приёмки для испытания методом сопротивления касается среднего превышения температуры обмотки в заданных условиях. Использование температуры класса нагревостойкости в качестве допустимого превышения приводит к установлению неверного предела приёмки.

В документации следует отдельно указать:

• Номинальный режим работы: номинальную мощность, частоту, положение ответвления и режим охлаждения, к которым относится испытание.
• Тепловые требования: заявленную систему изоляции и применимый предел превышения температуры обмотки, включая разные пределы для обмоток с различными системами изоляции.
• Условия эксплуатации: заданную температуру окружающей среды и высоту над уровнем моря. Для нестандартных условий требуется учитывать положения, установленные применимыми документами.

Превышение температуры представляет собой разность температур и обычно выражается в кельвинах. Его численное значение равно соответствующей разности в градусах Цельсия, однако его необходимо отличать от абсолютной температуры обмотки.

Убедитесь, что испытанная конфигурация соответствует заявленным номинальным параметрам

Рейтинги для естественного воздушного и принудительного воздушного охлаждения соответствуют разным условиям охлаждения. Испытание при работающих вентиляторах подтверждает рейтинг для соответствующей конфигурации вентиляторов. Оно не подтверждает соответствие рейтингу для естественного воздушного охлаждения, если эта конфигурация отдельно не проверена в соответствии с установленной процедурой.

В ходе испытания фиксируйте состояние вентиляторов, условия электропитания, направление воздушного потока и работу систем управления. Автоматическое переключение вентиляторов изменяет отвод тепла, поэтому незафиксированное переключение затрудняет интерпретацию температурной динамики. Временные лабораторные вентиляторы и направленный на обмотки воздушный поток также изменяют условия охлаждения.

Корпус влияет на движение воздуха. Сопоставьте корпус, вентиляционные отверстия и зазоры при испытании с конфигурацией, указанной в отчёте. Испытание трансформатора без корпуса само по себе не подтверждает тепловые характеристики установки в корпусе. Близко расположенные стены, ограниченные нижние воздухозаборные отверстия и перекрытые верхние выпускные отверстия могут повышать температуру обмотки даже при неизменной электрической нагрузке.

Это различие важно и при сравнении конструкции с эпоксидной смолой сухого трансформатора типа SCB14 с конструкцией SCB12. Снижение потерь холостого хода уменьшает часть выделяемого тепла, однако приёмка по температурным характеристикам по-прежнему зависит от потерь под нагрузкой, геометрии обмоток, вентиляции и испытанного номинального режима. Обозначение серии или заявление об эффективности не могут заменить результаты испытаний на превышение температуры.

Убедитесь, что способ нагрева соответствует требуемым потерям

Укажите, применялось ли при испытании непосредственное нагружение, схема «спина к спине» или другой метод, разрешённый применимым стандартом. Разные методы по-разному создают необходимые условия нагрева. В отчёте должно быть показано, как выбранная процедура воспроизводит нагрев, обусловленный потерями в обмотках и потерями в сердечнике, включая предусмотренное сочетание этапов испытания.

Одного лишь номинального тока недостаточно. При нагреве в режиме короткого замыкания возникают потери в обмотках, тогда как приложенное напряжение значительно ниже номинального, поэтому нагрев сердечника отличается от нормального режима работы. Если этот режим является частью принятого метода, необходимо задокументировать предусмотренные этим методом дополнительные измерения и расчёты.

Проверьте зарегистрированные значения тока, напряжения, частоты и мощности на соответствие заданным условиям. Несимметрия токов приводит к неравномерному нагреву фаз. Неверная частота или условия возбуждения изменяют потери в сердечнике. Положение ответвления также влияет на электрические условия; в отчёте необходимо обосновать выбранное положение с учётом требований к испытанию.

Любые поправки на отклонение тока или потерь от целевых значений должны выполняться в соответствии с применимой процедурой. Необъяснённая корректировка, превращающая неудовлетворительный измеренный результат в удовлетворительный результат в отчёте, требует проверки исходных показаний и основания для внесения поправки.

Используйте измерения температуры окружающей среды, отражающие температуру поступающего охлаждающего воздуха

Датчики температуры окружающей среды должны измерять температуру воздуха вокруг трансформатора и на входе в его тракт охлаждения, располагаясь в местах и будучи защищёнными так, как требует процедура испытания. Датчик, подвергающийся воздействию горячего выходящего воздуха, завышает температуру окружающей среды и занижает расчётное превышение температуры обмотки. Датчик рядом с холодной струёй приточного воздуха вызывает обратное искажение.

Сохраняйте отдельные показания температуры окружающей среды и описание метода определения опорной температуры. Одного комнатного термометра недостаточно, чтобы подтвердить однородность воздуха вокруг трансформатора. Расположение датчиков, сведения об их калибровке и защита от лучистого тепла должны быть внесены в протокол испытания.

Отображайте на графике температуру окружающей среды, показания датчиков обмоток и электрическую нагрузку. Если температура обмотки почти не меняется, а температура в помещении снижается, растущее превышение температуры может остаться незамеченным. Аналогично плато температуры, возникшее из-за снижения тока, не свидетельствует об установлении теплового режима при требуемой нагрузке.

Тепловая стабилизация должна соответствовать критерию применимого стандарта с учётом заданного интервала наблюдения и динамики температуры. Одной лишь продолжительности испытания недостаточно. Обмотки с литой изоляцией сохраняют тепло, а датчики на поверхности могут реагировать иначе, чем средняя температура проводника, определяемая по сопротивлению.

Рассчитайте температуру обмотки по результатам измерения сопротивления

Метод сопротивления связывает сопротивление проводника со средней температурой обмотки. Его надёжность зависит от точного определения исходной температуры, оперативного проведения горячих измерений после отключения и правильного учёта охлаждения во время измерений.

Перед нагревом необходимо определить исходную температуру обмотки в условиях, требуемых процедурой. Если в обмотке ещё не установилось тепловое равновесие, принятие комнатной температуры за температуру при измерении холодного сопротивления приведёт к ошибке во всех последующих расчётах.

Общий вид зависимости сопротивления от температуры:

θ_hot = (R_hot / R_cold) × (K + θ_cold) − K

Здесь R_cold и R_hot — сопротивления одной и той же измеряемой цепи обмотки; θ_cold — её исходная температура; K — постоянная материала проводника, указанная для этого материала. Для меди и алюминия применяются разные постоянные. В отчёте необходимо указать материал проводника, а не определять его по обозначению модели.

После отключения температура обмотки начинает снижаться. Фиксируйте время отключения, время измерений, показания сопротивления и последовательность измерений. Если этого требует процедура, рассчитайте сопротивление на момент отключения с помощью установленного метода экстраполяции. Использование показания, полученного с задержкой, без предусмотренной корректировки приводит к занижению температуры на конец испытания.

Рассчитайте превышение температуры, вычитая установленную опорную температуру окружающей среды из рассчитанной температуры обмотки. Повторите оценку для каждой требуемой обмотки и фазы. Сохраняйте наибольшее из применимых значений: усреднение по фазам может скрыть превышение предела в отдельной фазе.

Интерпретируйте показания датчиков и оформите обоснованный результат

Встроенный датчик температуры измеряет температуру в месте установки. Метод сопротивления определяет среднюю температуру проводника по всей измеряемой цепи. Эти значения могут различаться, и ни одно из них само по себе не определяет температуру в наиболее горячей точке без принятой зависимости или подтверждающего метода.

Поэтому низкое показание датчика не может служить основанием для отклонения результата измерения сопротивления, показывающего превышение предела. И наоборот, необычно высокое показание датчика требует проверки его расположения, контакта, проводки и местных условий охлаждения. Инфракрасные измерения поверхности полезны для выявления неравномерного нагрева, однако из-за коэффициента излучения и особенностей температуры поверхности они не заменяют установленное измерение для приёмки.

В итоговом отчёте следует сохранить идентификационные данные оборудования, сведения о конфигурации, данные о калибровке приборов, историю нагрузки, динамику температуры окружающей среды, подтверждение тепловой стабилизации, данные измерений сопротивления, расчёты и применимые пределы. Использование результатов ранее проведённых типовых испытаний конструкции необходимо обосновать документально, подтвердив, что испытанная конструкция представляет оцениваемый трансформатор, в том числе с учётом существенных с тепловой точки зрения различий.

Зафиксируйте результат отдельно для каждого требуемого номинального режима и способа охлаждения. Превышение предела при действительных условиях испытания означает неудовлетворительный результат; отсутствие подтверждения стабилизации или непригодные измерения после отключения не позволяют доказать соответствие требованиям. Повторное испытание должно устранять конкретный пробел, чтобы его результат позволял принять однозначное решение о соответствии.