Analizatory częstotliwości z przemiataniem serii FRAX
Informacje o produkcie
Analizatory charakterystyki częstotliwościowej z przemiataniem (SFRA) FRAX99, FRAX101 i FRAX150 to najmniejsze i najbardziej wytrzymałe przyrządy tego typu oraz potężne narzędzia do ujawniania potencjalnych problemów elektrycznych i mechanicznych w transformatorach mocy, z których wiele jest trudnych lub niemożliwych do wykrycia przy użyciu innych metod.
Te innowacyjne przyrządy, spełniające wszystkie międzynarodowe standardy pomiarów SFRA, charakteryzują się większym zakresem dynamiki i większą dokładnością niż inne porównywalne zestawy testowe dostępne obecnie na rynku. Ponadto do połączeń testowych z transformatorem zastosowano specjalną technologię okablowania, która zapewnia powtarzalność wyników.
Seria FRAX działa poprzez podanie do transformatora sygnału testowego z przemiataniem częstotliwości i monitorowanie jego reakcji. W rezultacie otrzymujemy unikalne parametry początkowe, które ujawniają szeroki zakres uszkodzeń w porównaniu z parametrami referencyjnymi dla tego samego transformatora. Obejmują one odkształcenia i przemieszczenia uzwojeń, zwarcia i przerwy w uzwojeniach, poluzowane i uszkodzone struktury zaciskowe, problemy z połączeniem rdzenia, ruchy rdzenia oraz wyboczenie obręczy.
Seria FRAX firmy Megger zawiera zaawansowane oprogramowanie do analizy i obsługi. Oprócz tradycyjnego wyświetlania wielkości w zależności od częstotliwości/fazy, oprogramowanie umożliwia prezentację danych w widoku impedancji lub admitancji w funkcji częstotliwości, co stanowi potężne narzędzie analityczne dla wielu typów transformatorów.
Zakres częstotliwości testowych dostępny w przyrządach FRAX wynosi od 0,1 Hz do 25 MHz z możliwością ustawienia zakresu odpowiedniego dla poszczególnych testów w celu dostosowania do konkretnych potrzeb. Domyślnie liczba punktów testowych używanych dla każdego przemiatania częstotliwości wynosi 1046, ale można ją zwiększyć do maksymalnie 32 000 punktów. Typowy czas pomiaru wynosi 64 sekundy, ale dostępny jest także tryb szybki, który umożliwia uzyskanie wyników w zaledwie 37 sekund.
Małe i łatwe w przenoszeniu analizatory charakterystyki częstotliwościowej z przemiataniem FRAX o zakresie temperatur pracy od -20°C do +50°C idealnie nadają się do pracy w terenie. Są one dostarczane z przewodem uziemiającym, czterema zestawami plecionek 3 m, dwoma zaciskami C, przewodami połączeniowymi 9 m lub 18 m, podręcznikiem użytkownika i oprogramowaniem dla systemu Windows.
Seria FRAX obejmuje trzy modele:
- FRAX099: opcjonalny akumulator, podłączany do zewnętrznego laptopa w celu sterowania i analizy danych przy użyciu standardowego przewodu USB
- FRAX101: opcjonalny akumulator, obsługa połączenia Bluetooth i standardowego złącza USB do sterowania i wymiany danych z zewnętrznym laptopem, zawiera wbudowany detektor pętli uziemienia
- FRAX150: zasilanie sieciowe ze zintegrowanym komputerem PC wyposażonym w kolorowy ekran o wysokiej rozdzielczości z wydajnym podświetleniem, które ułatwia odczyt nawet w bezpośrednim świetle słonecznym, zawiera wbudowany detektor pętli uziemienia
Produkty powiązane
Używając swojego produktu
Rozwiązywanie problemów
Odłącz przewód USB od urządzenia FRAX i komputera, sprawdź, czy w przewodach lub portach połączeniowych nie ma żadnych obcych przedmiotów, a następnie podłącz je ponownie. Uruchom oprogramowanie FRAX. Połącz się z przyrządem, wybierając opcję „Connect” (Połącz) w menu „File” (Plik), klikając przycisk „Connect” (Połącz) po prawej stronie okna lub naciskając klawisz F7. Jeśli połączenia są skonfigurowane prawidłowo, nazwa okna zmieni się z „FRAX (Disconnected)” (Odłączony) na „FRAX (Connected)” (Podłączony). Jeśli nie można nawiązać połączenia, pojawi się komunikat o błędzie sugerujący dalsze działania. Wybranie zalecanego numeru portu z zielonym symbolem obok niego zazwyczaj rozwiązuje problemy z połączeniem.
Model FRAX 101 jest wyposażony we wbudowaną antenę Bluetooth klasy 1 oraz adapter USB Bluetooth klasy 1 do komputera. Zaleca się, aby zawsze używać tego adaptera, ponieważ większość komputerów jest wyposażona tylko w moduł Bluetooth klasy 2, który ma ograniczony zasięg i nie nadaje się do środowisk podstacji. Aby zainstalować adapter Bluetooth, przed podłączeniem go do komputera zainstaluj dołączone do niego oprogramowanie. W przypadku podłączenia adaptera przed zainstalowaniem oprogramowania może być konieczne odinstalowanie i ponowne zainstalowanie oprogramowania Bluetooth i/lub sterownika. Przed pierwszym połączeniem z urządzeniem FRAX należy włączyć urządzenie FRAX 101 i dodać nowe urządzenie Bluetooth w menu Windows. Urządzenie powinno pojawić się jako Megger FRAX 101, a kod parowania to „0000”. Po zakończeniu parowania można połączyć się z przyrządem FRAX 101 w oprogramowaniu FRAX.
Zalecamy korzystanie z adaptera Bluetooth dołączonego do urządzenia FRAX 101, ponieważ wbudowany moduł Bluetooth w komputerze ma ograniczone możliwości i nie nadaje się do pracy w środowiskach podstacji. W podstacjach o silnych zakłóceniach korzystne jest również nawiązanie połączenia z FRAX, gdy przyrząd znajduje się w pobliżu komputera. Następnie w zależności od potrzeb można przenieść go na górę transformatora lub dalej. Łatwiej jest utrzymać nawiązane połączenie niż łączyć się po raz pierwszy na większe odległości. Ponadto jeśli antena USB Bluetooth zostanie podłączona do innego portu USB w komputerze, może to spowodować przełączenie portu COM używanego przez Bluetooth do połączenia. Przed podłączeniem należy sprawdzić port COM.
Niskie napięcie wyjściowe występuje zazwyczaj w przypadku zwarcia pomiędzy zaciskiem generatora sygnału a zaciskiem pomiarowym. Sprawdź wszystkie połączenia i styki, aby upewnić się, że nie występują niepożądane uziemienia lub zwarcia.
Przed użyciem należy sprawdzić ciągłość i integralność przewodów pomiarowych. Najlepszym sposobem sprawdzenia integralności przewodów i prawidłowego działania sprzętu jest przeprowadzenie samokontroli FRA przy użyciu standardowego obiektu testowego. Kontrola ta jest szczególnie przydatna w przypadku kontroli sprzętu testowego FRA, ponieważ na ogół nie istnieje intuicyjny sposób sprawdzenia, czy podczas pomiarów w terenie sprzęt testowy daje prawidłowe wyniki. Do weryfikacji pola służy urządzenie FTB 101 dołączone do zestawu testowego FRAX. Oprócz samokontroli z wykorzystaniem FTB 101 można przeprowadzić autotest zwarcia (połączone ze sobą duże zaciski typu C oraz połączone ze sobą małe zaciski uziemienia), a także autotest przerwy w obwodzie (zaciski odizolowane i niepodłączone do niczego), aby zidentyfikować ewentualne problemy. Poniższy wykres przedstawia typową reakcję na autotesty zwarcia, FTB 101 i przerwy w obwodzie.
Uwaga: podczas przeprowadzania autotestu zwarcia w oprogramowaniu FRAX zostanie wyświetlone okno podręczne z informacją o niskim napięciu wyjściowym. Wystarczy kliknąć przycisk „OK” i przejść do testu.
Interpretacja wyników pomiarów
Przed wykonaniem tych pomiarów przydatne jest zrozumienie, jak powinna wyglądać każda reakcja SFRA. Dzięki temu można rozpoznać, kiedy zmierzona reakcja różni się od oczekiwanej. W takich przypadkach istnieje możliwość, że przyczyną jest błąd podczas przygotowań do testu, np. słabe uziemienie lub nieprawidłowe połączenia testowe. Jeśli problem zostanie rozpoznany jeszcze w terenie, test można powtórzyć po dwukrotnym sprawdzeniu połączeń / przygotowania do testu. Jeśli istnieją jakiekolwiek wątpliwości dotyczące ważności pomiarów, należy przeprowadzić szybką weryfikację zestawu testowego (patrz test weryfikacji przyrządu w sekcji dotyczącej rozwiązywania problemów). Należy również przeprowadzić test pętli uziemienia przy użyciu przyrządu FRAX, naciskając przycisk „GLD” na przyrządzie FRAX przed rozpoczęciem każdego testu na transformatorze. Ma to na celu sprawdzenie, czy połączenia z uziemieniem są prawidłowe.
Ustawienia sygnału wyjściowego podczas analizy SFRA zwykle obejmują zakres od 20 Hz do 2 MHz, włącznie, w celu sprawdzenia integralności całego transformatora. Można wykonać cztery główne typy testów SFRA:
- Samoczynna admitancja przerwy w obwodzie: sygnał jest podawany na jednym końcu uzwojenia, a na drugim końcu jest mierzona reakcja. Wszystkie pozostałe połączenia pozostają swobodne (jeśli występuje uzwojenie stabilizujące DELTA, powinny pozostać zwarte, ale nie uziemione). Na transformatorze z dwoma uzwojeniami wykonuje się sześć testów — trzy po stronie wysokiej oraz trzy po stronie niskiej. Test przerwy w obwodzie analizuje zarówno charakterystykę uzwojenia, jak i rdzenia transformatora, a także odczepy i połączenia.
- Samoczynna admitancja zwarcia: sygnał jest podawany na jednym końcu uzwojenia, a na drugim końcu jest mierzona reakcja. Wykonywane są trzy testy, po jednym na każdym uzwojeniu po stronie wysokiej, podczas gdy trzy uzwojenia po stronie niskiej są zwarte razem. Ten test koncentruje się na uzwojeniach. Zwarcie uzwojeń po stronie niskiej powoduje ograniczenie efektu rdzenia podczas testu. Ocena testów zwarcia i testów przerwy w obwodzie pozwala określić, czy zmiana krzywej jest spowodowana uszkodzeniami rdzenia lub uzwojeń.
- Pośrednie uzwojenie pojemnościowe: sygnał jest podawany do jednego zacisku uzwojenia po stronie wysokiej, a reakcja jest mierzona na odpowiednim zacisku uzwojenia po stronie niskiej. Przeprowadzane są trzy takie testy, po jednym dla każdej fazy / każdego uzwojenia. Ten test koncentruje się na pojemności pomiędzy uzwojeniami i pomaga wykryć odkształcenia promieniowe.
- Indukcyjne uzwojenie pośrednie: jest podobne do pojemnościowego uzwojenia pośredniego, z tym wyjątkiem, że przeciwległe końce każdego uzwojenia, do którego przykładany i mierzony jest sygnał, są uziemione. Ten test koncentruje się na induktancji obu uzwojeń.
Ponieważ transformator może być modelowany jako złożony obwód RLC, każde przejście będzie powodowało unikalną reakcję. Mimo to, na podstawie konstrukcji transformatora będą występować pewne wspólne cechy. Nie ma tutaj ustawionego zakresu częstotliwości, który odpowiada elementom transformatora, jednak istnieją pewne ogólne zakresy. Najczęściej dla testu przerwy w obwodzie spotykane są następujące charakterystyki częstotliwościowe:
- Reakcja w najniższych częstotliwościach — około 20 Hz do 10 kHz — jest zdominowana przez rdzeń transformatora. Jednakże uzwojenia będą także miały pewien wpływ na tę część reakcji.
- Podczas przechodzenia do częstotliwości średnich od 2 kHz do 500 kHz największy wpływ na reakcję będą miały uzwojenia.
- Przy najwyższych częstotliwościach, od kilkuset tysięcy Hz do 1 do 10 MHz i powyżej, większość reakcji generują odczepy i połączenia transformatora. Jednakże w związku z tym, że częstotliwość przemiatania przekracza 1 MHz dla transformatorów powyżej 72,5 kV oraz 2 MHz dla transformatorów 72,5 kV i poniżej, największy wpływ na reakcję ma konfiguracja i połączenia przyrządu. Są to ogólne wytyczne, a wpływ podzespołów może i będzie się różnić poza tymi częstotliwościami.
Wyniki testu SFRA są oceniane z wykorzystaniem analizy porównawczej. Referencyjne wyniki testu SFRA mogą mieć postać dowolnego lub wszystkich z poniższych (wymienionych w kolejności najcenniejszej).
Jest to najbardziej niezawodne podejście do interpretacji wyników testu SFRA. Odchylenia pomiędzy krzywymi SFRA są łatwe do wykrycia i często wskazują na problem. Z tego powodu pożądane jest uzyskanie wyników testu porównawczego SFRA transformatora, gdy wiadomo, że znajduje się on w dobrym stanie, np. podczas przekazania do eksploatacji, aby mieć wiarygodne odniesienie na potrzeby porównań w przyszłości. Aby zapewnić prawidłową interpretację, warunki testu, np. pozycja przełączników odczepów, typ testu SFRA oraz wszelkie szczególne przygotowania, powinny być takie same dla odniesienia i powtarzanych pomiarów.
Przy takim podejściu należy zachować ostrożność, ponieważ niewielkie odchylenia pomiędzy zapisami nie muszą oznaczać problemu. Takie podejście wymaga również wiedzy na temat testowanego transformatora.
Oceniając lub porównując wyniki transformatorów o tej samej konstrukcji, należy upewnić się, że są one jak najbardziej zbliżone. Porównanie transformatorów o dokładnie takich samych specyfikacjach, ale wyprodukowanych przez różne firmy lub nawet przez tę samą firmę w różnych latach, może wykazywać znacząco różne zapisy. Należy również pamiętać, że sam fakt, że ten sam producent buduje dwa transformatory o tych samych parametrach znamionowych, które różnią się nawet tylko jednym numerem seryjnym (np. jednofazowe transformatory generatora lub wiele transformatorów trójfazowych dostarczanych w tym samym zamówieniu), nie gwarantuje, że ich konstrukcja jest identyczna. Przy stosowaniu takiego podejścia ta ostatnia jest idealną grupą transformatorów do celów porównawczych.
Jeśli zapisy są bardzo zbliżone, można mieć pewność, że transformatory są w dobrym stanie. Jeśli zapisy różnią się nieznacznie, różnice w odczytach mogą odzwierciedlać różnice w konstrukcji w porównaniu z rzeczywistym problemem z transformatorami.
Podejście to jest najtrudniejsze, ponieważ niewielkie odchylenia między zapisami mogą być całkowicie normalne. Przykładem może być porównanie reakcji SFRA z dwóch faz zewnętrznych transformatora trójfazowego. Reakcja fazy środkowej (centralnej) zazwyczaj różni się od reakcji fazy zewnętrznej, szczególnie w obszarze rdzenia reakcji testu przerwy w obwodzie. Gdy przemiatanie przesunie się w górę częstotliwości, a w reakcji zaczyna dominować uzwojenie, zapisy dla poszczególnych faz stają się podobne do siebie, a w niektórych przypadkach wyglądają identycznie. W związku z tym może nie występować tu symetria pomiędzy fazami zewnętrznego uzwojenia.
Pomimo istniejących wyzwań podejście do porównywania faz jest wyjątkowo wnikliwą diagnostyką zwarciowych testów SFRA. W przypadku tych testów wszystkie trzy reakcje zwarć powinny być prawie identyczne. Powiększony widok liniowej części tłumienia indukcyjnego nie powinien wykazywać różnicy powyżej 0,1 dB pomiędzy trzema zapisami, a odchylenie powinno być bliskie -20 dB na dekadę. Słabe połączenia (tj. zwiększona rezystancja) będą miały wpływ na reakcje SFRA zwarcia przy najniższych częstotliwościach (np. 20 Hz). W takich przypadkach może być wymagane sprawdzenie transformatora z wykorzystaniem testów rezystancji uzwojenia DC.
Na poniższym rysunku przedstawiono typową reakcję przerwy odpowiednio w obwodzie wysokiego napięcia (HV), przerwy w obwodzie niskiego napięcia (LV) oraz testu zwarcia HV na transformatorze typu trójkąt-gwiazda z dwoma uzwojeniami:
Podczas porównywania nowych zapisów z zapisem referencyjnym każda z poniższych informacji może wskazywać na potencjalną zmianę mechaniczną.
- Rezonans (tj. szczyty i doliny) przesuwa się
- Dodatkowy rezonans
- Utrata rezonansu
- Całkowita różnica wielkości
Aby uzyskać bardziej szczegółowe wyjaśnienie analizy SFRA i interpretacji wyników wraz z przykładami, skontaktuj się z nami w celu otrzymania dodatkowej kopii naszego wszechstronnego biuletynu SFRA Transformer Life Management (Zarządzanie żywotnością transformatora).
