1. JUGOSLAVENSКI КОМIТЕТ MEDUNARODNE KONFERENCIJE ZA VELIJ{_E ELEKTRICNE MREZE - CIGRE
zА G R Е В, Bcrislaviccva 6
XIX. SAVJEТOVANJE ELEKTROENERGEТICARA JUGOSLAVIJE
В LE D, 8 do 13. m3j. 989.
Mr Јuзо Ikanovic,dipl.ing. Referat broj 12.19
Energoinveзt - Tvornica tranзformatorjev - LjuЬljana
Dragutin Petkovic,dipl.ing.
Srecko Nuic,dipl.ing.
Mladen Bacic,dipl.ing.
Energoinveзt - Inзtitut za elektroenergetiku-Sarajevo
EKSPEBIMENTALNI REZULTATI MJERENJA ODZIVA NAMOTAJA TRANSFORMATORA
PRI OSCILATORNOM I APERIODICNOM POBUDJIVANJU
SADR2AJ
U ovom radu ukratko је dat koncept konзtruktivnog rjesenja a~totranз­
formatora tip ART бо/2о/4о MVA 22о/132 ~ 8х1,25% 1 ЗЗ~8х1,25% kV proizvodnje
Energoinveзt - Cгnuce. U toku pгoizvodnje i na zavrsenim tranзformatorima
izvгseno је niz mjeгenja, а розеЬnа paznja poзvecena је гaзpodjeli napona ро
namotajima tгanзfoгmatora. Ovdje зu dati neki od rezultata mjerenja pri oзci­
latornom i apeгiodicnom niзkonaponзkom pobudivanju na izvodima tranзformato_
ra.
UVOD
Pгistup ispitivanju odvijao se u dva ргаvса. Jedan pravac predзtavljao
је pгovodenje svih rutinskih i pгedvidenih tipskih ispitivanja, izmedu озtа~
log i tipsko ispitivanje udaгnim talasom prema pгepoгukama IEC [L.9] tacka
12 . 3 . 1, koja se odnose na ispitivanje autotгansfoгmatoгa .
Dгugi ргаvас Ьiо је pгovodenje ispitivanja i mjeгenja· koja niзu regulisana
pгepoгukama а imaju za svrhu kompleksnije odгedivanje kaгakteгistika tгаnзfог
matoгa u ispitnim i eksploatacionim uslovima. U гadu зu prezentirani neki od
гezultata ovih mjeгenja.
165

2. R 12,19
2 OPIS TRANSFORMATORA I KONSTRUKCIONOG RJE~ENJA
Pгedmetni tгansfoгmatoг obгazuje cvoгiste za inteгkonekciju tгi mгeze
гazlicitog naponskog nivoa; 22о kV; 132 kV i 33 kV. ~гenos eneгgije sa 22о kV
na 132 kV ostvaгen је u auto spoju, а pгenos eneгgije na 33 kV ostvaгen је
tгecim galvanski odvojenim namotajem spojenim u tгokut. Zvjezdiste namotaja u
autospoju bice u pogonu diгektno uzemljeno ра је njegova izolacija гeduciгana
na najnizi dozvoljeni зtepen.
Smatгalo se da је 22о kV mгeza staЫlan naponзki izvoг, dok зu pгomjene
napona na 132 kV i 33 kV medusobno nezavisne ра ih је Ыlо potгebno pгilago­
davati гegulacijom napona pod teгetom.
Za гazliku od tгanзfoгmatoгa за odvojenim namotajima ovakvi zahtjevi
nозе за зоЬоm nesto siгi зреktаг ргоЫеmа. U pгvom гedu uzгoke tгеЬа tгaziti
u galvanskoj vezi pгimaгnog i sekundaгnog namota, гegulaciji napona i poveca-
nim dielektгicnim napгezanjima izolacije i гegulacijзke оргеmе koja iz toga
slijedi.
Izboг optimalnog koncepta гegulacije, u zadanim uslovima, сезtо је
ogгanicen i konзtгukciono-tehnoloskim mogucnoзtima ~гoizvodaca. Svako konacno
гjesenje oзlikava vise cinilaca. U pгvom гedu to зu zahtjevi koгiзnika, орзеg
i nacin гegulacije, cijena гegulacijske оргеmе, ogгanicenja u gгadnji гegula­
cijskih pгekidaca а time i cijene konacnog pгoizvoda.
Bez obziгa, kakvo је konacno гjesenje, гegulacijski namot i njegov ~зa­
зtavni dio, гegulacijski pгekidac, mjeзta su ispolj~na uticaju opaзnih pгena­
pona koj i mogu ozЫljno ugгozi ti izolaciju, L. [ 2Ј , [З Ј , [4 Ј •
Izabгan је koncept гegulacije izmedu 22о i 132 kV зtгаnе kao гegula­
cijski namot galvanзki povezan izmedu paгalelnog i загiјзkоg namotaja tгans­
foгmatoгa, bez slobodnih kгajeva. Medutim takva pгednoзt ujedno је i nedoзta­
tak јег zahtjeva гegulacijski pгekidac sa dvostгuko vecim Ьгојеm kontakata ро
obodu sto је za vise naponзke nivoe tehnolosko ogгanicenje u pгimjeni ovog
гj~senja. K~ncept гegulacije napona na 132 kV i 33 kV stгani dat је na з1.1,
а geo.metгija namotaja na з1.2.
Sl.1. Koncepcija гegulacije napona u tгansfoгmatoгu ART бо/2о/4о MVA
166

3. R 12.19
Na sl.2. је:
АВС - izvodi 22о kV
mA, mB, mC - izvodi 132 kV
а, Ь, с - izvodi kV.
HV LV
Sl.2. Geometгija namotaja tгansfoгmatoгa ART бо/2о/4о MVA
Na sl.2. је:
Ј - jezgгo
RLV - teгcijeгni гegulacijski namot
HV - visokonaponski (seгijski) namot
LV - niskonaponski namot
MV - paгalelni namot
RMV - гegulacijski namot
З. RASPODJELA NAPONA NA NAMOTAJIMA TRANSFORMATORA
U svom гadu tгansfoгmatoг је izlozen pobudivanju sa naponima cije su
fгekvencije, oЫik i amplituda Ыtno гazliciti od nazivnog (5oHz). Uzгok ovih
napona lezi u pгelaznim pгocesima pгi.pгomjeni uklopnih stanja, nastanku i
eliminaciji kvaгova i atmosfeгskih pгaznjenja u mгezu pгikljucenu na tгansf­
oгmatoг ili sam tгansfoгmatoг.
Pгedmet ovog гаdа nije Ыо analiza uslova nastanka ovih napona koji,
svojim oЬlikom i amplitudom, mogu Ыti opasni ро tгansfoгmatoг, nego ispiti-
vanje гaspodjele napona za najnepovoljnije oЬlike. U tom cilju pгistupilo зе
ispitivanju sa niskim naponom da зе odгede гaspodjele napona ро namotajima
ргi sinusoidalnom naponu povisene fгekvencije, ujedno odгedivanje гezonantne
167

4. R 12.19
frekvencije izmedu namotaja, kao i raзpodje1e napona primjenom aperiodзkog
talaзa oЬlika а/Ь u зеk (а - trajanje ёеlа talaзa, Ь - trajanje zaёelja ta-
laзa).
3.1. Rezultati iзpitivanja raзpodjele napona
primjenom з1nuзoida1nog napona povisene frekvencije
Izvrsena зu iзpitivanja na dvije jedinice. Na jednoj зu izvrsena iзpi­
tivanja na aktivnom dijelu (bez kazana) i na kompletiranom tranзformatoru, а
na drugoj заmо na kompletiranom tranзformatoru (u kazanu за uljem). Na obadvi-
je jedinice poзmatrani зu namotaji faze В (mB, Ь) koji зе nalaze na зrednjem
зtupu jezgra tranзformatora. Rezultati mjerenja i mjerni diзpozitiv za tranз­
formator 1. dati зu na з1.3.
'u
(Р.и)
з
2
bez kazana
- - - sa kazanom
1
Ј 1
~BI-N Ј 1
Uв-N
1
50 IK
1 1
1 1
в
HV
ln (1-lr)
9
17
~}~
51.3. Raзpodjela napona na namotima tranзformatora 1. u oviзno&i
od frekvencije
I.Js-N
ВI-N
Iz diagrama за з1 . 3. је vid1jivo da је rezonantna frekvencija izmedu namotaja
22о 1 132 kV za tranзformator bez kazana ~ 9,8 kHz, а izmedu namotaja za
komplet~ran tranзformator (u kazanu i ulju) -- 8 kHz. Na ovim frekvencijama .
odziv (napon) tranзformatora na зtrani 132 kV nekoliko puta је veci od napona
ulaznog зignala na 22о kV зtrani.
Rezultati mjerenja i mjerni diзpoz i tiv za tranзformator 2 dati зu na з1ik ama
4~ ~ i · б. Analizom diagrama raspodjele napona na namotajima (sl.4, 5, б)
uзtanovljeno је da u oviзnosti о зtrani napa j anja postoji niz rezonantnih
frekvencija izmedu namotaja. Najnepovoljnije frekvencije зu za namotaje pri-
mar-зekundar б,8 kHz kada зе na зekundar preneзe б,15 puta veci napon od ra-
ёunзkog za 5о Hz. Za namotaj primar-tercijer izrazene зu tri rezonantne frek-
vencije, 2,б kHz, б,3 kHz i 12 kHz od kojih је najnepovoljnija 12 kHz kada зе
na tercijer prenese 5,3б puta veci napon od napona raёunatog za 5о Hz.
Za namota je зekundar-pr i mar розtоје tri rezonant ne frekvencije 2 , б kHz,б,9 kHz
i 12 kHz od kojih је najnepovoljnija б,9kHz kada зе na ~rimar preneзe 5,51
168

5. IQ
s 10
Ua-N
--uы-с
Sl.S 15
R 12.19
(kHl)
169

6. R 12.19
puta nepovoljnija raspodjela od racunate za 5о Hz. Za namotaje tercijer-pri-
mar i te~cijer-sekundar postoje dvije rezonantne frekvencije 2,7 kHz i 12kHz.
Najnepovoljnija је 2,7 kHz kod koje se na primar prenese 9,58 (za sekundar
12,77) puta veci napon od racunskog za 5о Hz.
3.2. Raspodjela napona primjenom aperiodicnog talasa oЬlika а/Ь psek
Rezultati predhodnih ispitivanja dali su povoda za ispitivanje за aperi-
odickim talasom oЬlika а/Ь. Za ispitivanje је koriiten repeticioni udarni ge-
nerator (Hefelli) koji ima mogucnost podeienja vremena cela (а) i zacelja (Ь)
aperiodskog talasa. Ispitivanja su provedena u svrhu odredivanja kriticnih
vremena trajanja cela talasa za koju је raspodjela napona na namotajima naj-
nepovoljnija. Od brojnih izvrsenih ispitivanja dati su oscilogrami radi upo-
redbe raspodjele napona izmedu namotaja primar-sekundar (sl.7 i 8) i sekundar
primar (sl.9 i lo) ~а talas standardnog oЬlika 1,2/5о psek i talas oЬlika
5о/1ооо psek.
в fi)It- osc .
mB
/17
osc
1- Uв 5/!S/r:J
2·Umв 51fS 1а
З-UmB 50f!SIO
Sl.7 . Raspodjela napona i mjerni dispozitiv za talas oЬlika 1,2 /5о psek
1-u8 tOOffs/rJ
2-umвюot!s/o
Sl.8. Raspodjela napona za talas oЬlika 5о/1ооо psek
170

7. 1-Ume S~S/0
2-tЈв S~S/O ..:IJ]
З·Uв SOfS/0 тВ
/17
osc
R 12,19
osc
. S1.9 . Raspodjela napona i mjeгni dispozitiv za talas oЬlika 1,2/5о psek
1-UmB
2-uв
З-Uв
Sl.1o. Raspodjela napona za talas oЬlika 5о/1ооо
10 ,.us/0
tOOpsJO
IOOJlS/0
psek
Analizom osciloskopskih snimaka, obavljenih ispitivanja, konstatovano је da se
sa pгomjenom duzine tгajanja cela talasa mijenja i гaspodjela napona na namo-
tajima. Ispitivanja su pokazala da za svaki od namotaja postoji odгedena gгa­
nica duzine tгajanja celatalasa z~ koji је гaspodjela napona nepovoljnija ne-
go za talas oЬlika 1,2/5о psek. U pгilozenirn primjerima za talas oЬlika
5о/1ооо psek pгeneseni napon na ргimаг (sekundaг) је za 74% (32%) visi nego
u slucaju pгirnjene talasa oЬlika 1,2/5о psek .
171

8. R 12.19
4. ZAKLJUCAK
Provedena su opsirna ispitivanja niskim naponom sinusoidalnog i aperi-
odskog oЫika na auto tranзformatorima ART бо/2о/4о MVA 22о/132/ЗЗ kV u fazi
izrade i na zavrsenim jedinicama.
Ova iзpitivanja prvenзtveno imaju za cilj da daju kompleksnu зliku о mo-
gucem ponasanju tranзformatora u ispitnim i ekзploatacionim uslovima.
Rezultati ispitivanja pokazuju da standardni udarni talas оЬ11kа 1,2/5о
psek nije uvijek najзtroziji uslov za naprezanje izolacije . Nepovoljnija ra-
зpodjela napona moze nastupiti za odredene talase за duzim trajanjem cela.
Rezultati ispitivanja takode pokazuju, da za transformator mogu Ьiti
opasne 1 prelazne pojave na frekvencijama Ьliзkim rezonantnim frekvencijama
1zmedu pojedinih namotaja.
Smatramo da Ьi ovi rezultati mog11 Ьiti kor1зn1 konstruktorima transfor-
matora, projektantima postrojenja i samim koriзnicima u uslovima ekзploatac1j~
5. LITERATURA
1. F. Coppadoro: Criter1 di scelta dello зchema deg11 autotransformatori
di interconnesзione. L energ1a electr1ca - N.5, 197б.
2. R.P. Doljuk i drugi autor1: Impuljsn1je naprjazenjija na regulirovocnih
obmotkah avtotransformatorov na 22о kV. Elektrotehn1ka N.1,19б9.
З. V.M. Pogostin i А.К. Lohanin: Model1rovenjie impuljsnih perenaprjaze-
njija v avtotransformatore. Elektrotehn1ka
4. M.Wellaner: Das Verhalten von Reguliers partransformatoren gegenuber
Stosspanungen. Bull. schweiz. elektrotechn. Uer. Bd .4б, Nr. б, 1955.
5. R. E. Pretorius i P.V. Goosen. Practical invest1gation into repeated
failures of 4оо/22о kV autotransformers in the ESCOM network - results
and solutions. CIGRE (12-1о), Paris 1984.
б. A.Schei, K.Alstad, J.B.Sund, M.Rian, E.Nordrik i J.Hopperstad: Resonant
overvoltages 1n power station transformers initiated Ьу switching
transients 1n the connected саЫе network. CIGRE (12-о7), Paris 1984.
7. R.J.Musil, G.Preininger, E.Schopper 1 S. Wenger : The resona nce effect
of oscillating system overvoltages on foxusformer windings.
IEEE, vol. PAS-1o1, No.1o, 1982.
8. R.C. Degeneff, W.J.McNutt, W.Nengebauer, J.Panek, М.Е. Мс Callum in
C.C.Honey: Transformer response to system switching voltages.
IEEE, vol PAS-1o1, Nо.б.1982.
9. IEC. Insulation levels and dielectric t ests, рuЬ.7б-З, 198о .
172