Perché testare il rapporto di trasformazione del trasformatore?
Il test del rapporto spire (test TTR) è una delle misurazioni diagnostiche più fondamentali e rivelatrici eseguite su un trasformatore di potenza. Eccitando un avvolgimento e misurando con precisione la tensione indotta in un altro, il test verifica la proporzionalità tra gli avvolgimenti primari e secondari ed evidenzia una serie di difetti latenti prima che l'unità venga messa in servizio.
1. Rileva spire in cortocircuito, circuiti aperti e deformazioni degli avvolgimenti altrimenti invisibili.
2. Conferma che il trasformatore corrisponde al rapporto di targa e al gruppo vettoriale.
3. Convalida il corretto funzionamento e la posizione del commutatore sotto carico (OLTC).
4. Valuta l'integrità meccanica dopo il trasporto, eventi di cortocircuito o correnti di guasto.
5. Serve come criterio di accettazione obbligatorio per la messa in servizio e la manutenzione ordinaria.
Principi di misurazione del rapporto spire
Il rapporto spire di un trasformatore ideale è uguale al rapporto tra il numero di spire nell'avvolgimento primario (Np) e il numero di spire nell'avvolgimento secondario (Ns), che è anche proporzionale al rapporto delle tensioni indotte su ciascun avvolgimento:
Relazione fondamentale
Np / Ns=Vp / Vs=I(secondario) / I(primario): TTR=Vp / Vs
Durante il test viene applicata una tensione di eccitazione CA (tipicamente da 100 V a 500 V) a un avvolgimento. La tensione indotta risultante sull'altro avvolgimento viene misurata con un circuito ad alta precisione e ad alta impedenza di ingresso. Lo strumento calcola il rapporto e, energizzando in entrambe le direzioni, determina l'errore di rapporto, lo sfasamento e la corrente di eccitazione.
Concetti fisici chiave
La corrente magnetizzante (eccitazione) indica lo stato del nucleo e rileva cortocircuiti tra gli avvolgimenti o tra le svolte.
Polarità e gruppo vettoriale (sfasamento) confermano il corretto collegamento degli avvolgimenti.
La misurazione è un test magnetico (senza carico), quindi è indipendente dalla corrente di carico.
Procedura di test passo dopo passo
1. Preparazione e sicurezza
Togliere tensione al trasformatore e isolare tutti i terminali; blocco/tagout completo.
Mettere a terra e scaricare tutti gli avvolgimenti; verificare la tensione zero prima di maneggiare i cavi.
Registrare la temperatura ambiente, l'umidità e i dati della targa del trasformatore (dati nominali, gruppo vettoriale, tabella delle prese).
2. Configurazione dello strumento
Seleziona un misuratore del rapporto di sterzata (TTR) certificato e accendilo; eseguire l'autotest e il controllo della calibrazione.
Immettere i dati della targhetta e la pianificazione delle prese nello strumento per abilitare il confronto automatico.
3. Connessione
Collegare i cavi di eccitazione all'avvolgimento AT (o designato) e i cavi di misurazione all'altro avvolgimento.
Seguire lo schema elettrico dello strumento per il gruppo vettoriale specifico; mantenere i cavi corti e serrati.
4. Misurazione
Impostare il commutatore sulla prima posizione di prova; applicare la tensione di eccitazione.
Registrare il rapporto misurato, lo spostamento di fase e la corrente di eccitazione per ciascuna fase.
Ripetere per ogni posizione di rubinetto e per tutte e tre le fasi (o per la combinazione di avvolgimento richiesta).
5. Verifica e spegnimento
Confrontare ogni lettura con il rapporto sulla targa e la tolleranza consentita.
Scaricare l'energia immagazzinata, rimuovere i cavi e ripristinare la configurazione di servizio del trasformatore.
Documentare tutti i risultati nel rapporto di prova con il giudizio pass/fail.
Interpretazione dei dati
Il criterio di accettazione più ampiamente applicato è la regola dello 0,5%: un rapporto di sterzata misurato è considerato accettabile quando la sua deviazione dal rapporto di targa è entro lo 0,5%. Deviazioni comprese tra 0,5% e 1,0% devono essere esaminate, mentre deviazioni maggiori indicano generalmente un vero guasto dell'avvolgimento o del commutatore. La tabella seguente riassume l'interpretazione standard.