Испытания и наладка силовых трансформаторов
Цель и задача испытаний и наладки силовых трансформаторов – это сокращение аварий, поиск дефектов, определение эксплуатационной способности оборудования. Испытания позволяют оценить рабочую готовность силового трансформатора как части надежной, безопасной и экономически выгодной системы электроснабжения.
Какие испытания проводятся для силовых трансформаторов
Появление неисправности возможно во время транспортировки к месту монтажа нового или отремонтированного трансформатора.
Виды испытаний силового трансформатора:
Профилактические испытания действующего оборудования, они выявляют вероятные дефекты для своевременного ремонта и предотвращения аварийной ситуации, выполняют по установленным графикам, между капитальными ремонтами.
Послеремонтные испытания трансформатора выявляют удовлетворительность полученных рабочих характеристик. Проводят после капитального ремонта.
Нормативные документы и правила, которым следуют при испытаниях
Действующий ГОСТ Р 56738-2015: «Трансформаторы силовые и реакторы. Требования и методы испытаний электрической прочности изоляции». Стандарт введен 08. 01. 2016 года, дата актуализации 01. 01. 2018 года.
Во время проверки силовых трансформаторов руководствуются нормами испытаний электрооборудования и аппаратов электроустановок потребителей ПТЭЭП пр. 3.0.2 обозначенными в приложении №3 глава 2.
Испытания предусматривают выполнение условий техники безопасности, которые прописаны в ПУЭ-7 последнее издание, пункт 1.8.16. «Нормы приемо-сдаточных испытаний силовых трансформаторов, автотрансформаторов и масляных реакторов, заземляющих дугогасящих реакторов».
Правилами ПТЭЭП, являющийся основным, регламентирующим испытания документом во время введения оборудования в работу, в период эксплуатации.
Перечень основных проверок, измерений и испытаний силовых трансформаторов
В обязательный список измерений, испытаний и проверок входят следующие действия:
Измерение целостности и удовлетворительного качества изоляции обмоток, проверка сопротивления мегомметром.
Проверка трансформатора на диэлектрические потери, измерение тангенса угла (tgδ).
Проверка характеристик трансформаторного масла, выполняемая до испытания параметров электрической прочности и состояния изоляции обмоток.
Определение коэффициента трансформации и групп соединения обмоток.
Измерение тока КЗ (Iкз) и потерь холостого хода.
Испытания обмоток постоянному току.
Проверка работоспособности РПН и ПБВ.
Условия и нормы проведения измерения и испытаний
Проведение испытаний возможно только при нормальных погодных условиях,
Влажность воздуха окружающей среды – не более 90%.
Температура изоляции: +5 – 10 градусов, только при экстренном выводе трансформатора 35 кВ в срочный ремонт температура может быть намного ниже нормы.
Испытания производятся не менее 12 часов после заливки в трансформатор масла.
Испытания разрешены лишь с протоколом, подтверждающим пригодность жидкого диэлектрика. Желательная прочность масла на пробой – 80 – 100 кВ/см
Изоляторы вводов – чистые и без видимых повреждений: сколов и трещин, целыми прокладками и резьбой на шпильках.
Исходные параметры контролируют при пуске трансформатора – это паспортные данные или результаты заводских испытаний.
Результатами, которые получены в ходе текущей проверки руководствуются при последующих выводах оборудования на капремонт или в процессе работы трансформатора. Отклонение от полученных параметров свидетельствует о степени серьезности будущего ремонта.
Измерение сопротивления изоляции
Проверка сопротивления изоляции мегомметром предваряет высоковольтные испытания. Делается это для определения целостности изоляции, отсутствия замыканий на землю, проверки величины сопротивления и определения коэффициента абсорбции, с целью убедиться в отсутствии превышающей нормы влажности и необходимости постановки оборудования на просушку.
Для измерения берется мегомметр на предел напряжения 2500В, например, марки Е6-24, с его помощь возможен замер изоляции и определение коэффициента абсорбции.
Важно: испытания силового трансформатора мегомметром разрешено выполнять только вдвоем. Проверяющий с группой допуска по электробезопасности IV, помощник с гр. III.
Измерение коэффициента абсорбции
Измерения выполняется мегомметром, данные фиксируются через 15 сек (R15) и через 60 секунд (R60) после начала проверки.
Отношение вторичного результата к первичному (R60/R15), которое является коэффициентом, не определяется точными нормами. Допустимая величина коэффициента – 1,2. Верхний предел коэффициента – без ограничений.
Порядок измерения коэффициента абсорбции
Перед измерением, вывода обмотки заземляются на 2 мин.
Между двумя измерениями вывода для стекания тока заземляют на 5 минут.
Во время проверки сопротивления обмоток одного напряжения замер проводится одновременно закорачиванием шпилек выводов.
Измерение сопротивления изоляции обмоток
Особенности измерения изоляции мегаомметром первичной и вторичной обмотки
Измерение изоляции обмотки высокого напряжения
Применяется мегомметр с пределом измерения на напряжение 2500 В.
Напряжение прикладывается к закороченным и заземленными выводами вторичной обмотки. Между первичной обмоткой и «землей» трансформатора.
Полученное значение сопротивление не менее 1000 МОм.
Измерение изоляции обмотки низкого напряжения
Для проверки берут мегомметр на 1000 В.
Сопротивление измеряется между вторичной обмоткой и закороченной первичной обмоткой замкнутой на бак трансформатора.
Результат – R больше или равен 1000 МОм.
Контроль изоляции во время эксплуатации трансформатора допускает 15% погрешности. Для измерения абсорбции применяют мегаомметры с погрешностью не более 10%. Проверка производится однотипными приборами, чтобы избежать расхождения в показателях.
Одна из распространенных ошибок при измерении – это возникновение погрешности из-за остаточного заряда емкости. Необходимо перед каждым измерением дать стечь емкостному абсорбированному току, для этого на 5 минут закорачивают и заземляют на корпус вывод трансформатора.
Измерения тангенса угла диэлектрических потерь
Проверка силового трансформатора на диэлектрические потери, измерение тангенса угла (tgδ) выполняется выпрямительными мостами переменного тока Р5026, МД-16, Р595 по прямой нормальной схеме с электродами изолированными от земли. Эта схема является более точной. Вторая схема измерения является перевернутой (обратной) несмотря на то, что перевернутая схема менее точная для проверки оборудовании вводов и трансформаторов используют ее. Один из электродов должен быть обязательно заземлен.
Рис. №2. Прямая (а) и обратная (б) принципиальная мостовая схема измерения тангенса угла диэлектрических потерь
Существует ряд приборов современного типа, например СА7100-2 или Тангенс 2000.
Измерение проводится при температуре окружающего воздуха от +10 градусов.
Чем выше показатель тангенса угла, тем выше потери и хуже состояние изоляции.
По правилам ПУЭ-7 пункт 1.8.16 измерение диэлектрических потерь для трансформаторов мощностью до 1600 кВА не обязательно.
Измерение сопротивлений обмоток постоянному току
Испытание силового трансформатора постоянным током выполняется с помощью специальных установок узкоспециализированного действия. К ним относится выпрямительный мост постоянного тока типа P333. Это могут быть современные установки аналогичного действия с классом точности не ниже 0,5. Например, миллиомметр МИКО-7 с базовым программным обеспечением или измерительный стенд для электромагнитных испытаний силовых трансформаторов СЭИТ-3.
Установка состоит из регулятора и выпрямителя, приборов контроля и измерения, средств защиты.
Выполняют два вида измерений обмоток:
Оборудование с нулевым выводом – проверяются фазные сопротивления.
Без нулевого вывода – сопротивления обмоток между линейными выводами.
Измеренный результат должен совпадать с паспортным или отличаться на ±10%. Различие результатов свидетельствует о внутреннем повреждении.
Испытание потерь и тока холостого хода
Измерение гармонического состава тока холостого хода (ХХ) проверяется после подачи на обмотку НН напряжения 220 В. Опыт ХХ выполняется при напряжении номинальной величины синусоидальной формы.
Рис. №3. Схема опытов холостого хода трехфазного трансформатора
Производится три последовательных опыта ХХ поочередным замыканием каждой из трех фаз и возбуждением двух других фаз. Линейный ток и его гармоники должны быть симметричными.
Для проверки используют измерительный комплект К540 или другим аналогичным анализатором спектра низкой частоты.
Проверка коэффициента трансформации
Измерение выполняется на всех ступенях и ответвлениях обмотки.
Проверка производится методом двух вольтметров замером напряжения одновременно между обмотками НН и ВН.
Рис. №4. Схема проверки коэффициента трансформации
Важно. Для предотвращения ошибок контроль напряжения проводят одновременно на обоих приборах. Учитываются колебания сети напряжения 220 В. Значение Ктр одной фазы не должно отличаться более 2% от других фаз.
Проверка групп соединений обмоток
Идентичность групп соединений обмоток нужна для последующего введения трансформатора в параллельную работу.
Проверка выполняется только когда неизвестны паспортные данные или трансформатор после ремонта.
Проверяю с помощью подключения гальванометра с градуировкой, где ноль находится посередине шкалы и табличными значениями отклонений в градусах.
Рис. №5. Схема определения групп соединений обмоток
Совпадение выводов означает максимальное отклонение стрелки гальванометра.
После проверки выполняют обработку полученных данных и вычисляют результаты.
Таблица 1 — Определение групп соединений обмоток
Контрольная проверка работы переключающего устройства ответвлений обмоток трансформатора
Определить правильно или нет работает смонтированное переключающее устройство можно с помощью измерения сопротивления постоянному току обмоток, которая регулируется. Контроль производится на всех положениях после проверки коэффициента трансформации.
Рис. №6. Схема проверки переключающего устройства 1 – методом падения напряжения; 2 – мостовым методом
О правильности монтажа свидетельствует наличие самого большого сопротивления в положении №1 с последующим уменьшением значения при переключении на другие положения.
Равное сопротивление между фазами трансформатора свидетельствуют о правильной сборке ПБВ для трехфазного оборудования.
Измерение сопротивления току короткого замыкания
Для проверки используется специальный измерительный комплект. Проверка выполняется возбуждением обмотки с высокой стороны трехфазным напряжением 380 В. Измерение производится по приборной шкале с занесением в журнал проверок. Обязательно сравнение тока КЗ с заводскими показателями или паспортными данными. Это необходимо для проверки степени эксплуатационной стойкости изоляции обмотки короткому замыканию.
Периодичность испытания силового трансформатора
Периодичность испытаний подчиняется нормам ГОСТ Р 56738-2015, местным инструкциям, которые определены согласно эксплуатационным условиям.
Руководствуясь нормами, проверку изоляции обмоток трансформатора проводят – 1 раз в год.
Остальные элементы конструкции: шпильки, бандажи и прочее проверяют 1 раз в 4 года.
Коэффициент трансформации подтверждается на соответствие заявленному значению 1 раз в 6 лет.
Сухие трансформаторы испытываются 1 раз в 6 лет.
Для определения работоспособности трансформатора периодически раз в год выполняют отбор проб трансформаторного масла для испытаний.
В зависимости от эксплуатационных испытаний трансформаторного масла решают возможность выполнения полной проверки трансформатора.
Зная уровень содержания влаги, определяют степень износа. Во время длительной эксплуатации влага в совокупности со старением бумажно-масляной изоляции или из-за нарушения герметичности так называемого «дыхания трансформатора» повышает вероятность пробоя изоляции и ускоряет ее старение. Определив, уровень влажности можно регулировать периодичность технического обслуживания.
Испытания трансформатора после ремонта или нового после транспортировки к месту установки служит гарантом надежности оборудования, являющегося важным звеном в системе электроснабжения потребителей и безотказности электрической схемы.
Измерение сопротивления изоляции обмоток силовых трансформаторов
Сопротивление изоляции обмоток силовых трансформаторов , имеющих параллельные ветви, производится между ветвями, если при этом параллельные ветви могут быть выделены в электрически несвязанные цепи без распайки концов.
Измерение сопротивления изоляции силовых трансформаторов рекомендуется производить до измерения тангенса угла диэлектрических потерь и емкости обмоток.
Измерение сопротивления изоляции обмоток трансформаторов производится мегомметром между каждой обмоткой и корпусом (землей) и между обмотками при отсоединенных и заземленных на корпус остальных обмотках.
Состояние изоляции силовых трансформаторов характеризуется не только абсолютным значением сопротивления изоляции , которое зависит от габаритов трансформаторов и применяемых в нем материалов, но и коэффициентом абсорбции (отношением сопротивления изоляции, измеренного дважды — через 15 и 60 с после приложения напряжения на испытуемом объекте, R6o»и R15″). За начало отсчета допускается принимать начало вращения рукоятки мегаомметра.
Измерение сопротивления изоляции позволяет судить как о местных дефектах, так и о степени увлажнения изоляции обмоток трансформатора. Измерение сопротивления изоляции должно производиться мегаомметром, имеющим напряжение не ниже 2500 В с верхним пределом измерения не ниже 10000 МОм. На трансформаторах с высшим напряжением 10 кВ и ниже допускается измерение сопротивления изоляции производить мегаомметром на 1000 В с верхним пределом измерения не ниже 1000 МОм.
Перед началом каждого измерения по рис.1 испытуемая обмотка должна быть заземлена не менее 2 мин. Сопротивление изоляции R6o»- не нормируется, и показателем в данном случае является сравнение его с данными заводских или предыдущих испытаний. Коэффициент абсорбции также не нормируется, но учитывается при комплексном рассмотрении результатов измерения.
Обычно при температуре 10 — 30°С для неувлажненных трансформаторов он находится в следующих пределах: для трансформаторов менее 10000 кВА напряжением 35 кВ и ниже — 1,3, а для трансформаторов 110 кВ и выше — 1,5 — 2. Для трансформаторов, увлажненных или имеющих местные дефекты в изоляции, коэффициент абсорбции приближается к 1.
В связи с тем, что при приемосдаточных испытаниях приходится измерять трансформаторов при различных температурах изоляции, следует учитывать, что значение коэффициента изменяется с изменением температуры. Зависимость Ka б c = R6o» / R15″- показана на рис.2.
Для сравнения сопротивления изоляции необходимо измерять при одной и той же температуре и в протоколе испытания указывать температуру, при которой проводилось измерение. При сравнении результаты измерений сопротивления изоляции при разных температурах могут быть приведены к одной температуре с учетом того, что на каждые 10 °С понижения температуры R6o» увеличивается примерно в 1,5 раза.
В инструкции на этот счет даются следующие рекомендации: значение R6o» должно быть приведено к температуре измерения, указанной в заводском паспорте, оно должно быть: для трансформаторов 110 кВ — не менее 70 %, для трансформаторов 220 кВ — не менее 85 % значения, указанного в паспорте трансформатора.
Рис. 1. Схемы измерения сопротивления изоляции обмоток трансформатора: a – относительно корпуса; б – между обмотками трансформатора
Рис. 2 Зависимость Ka б c = R6o» / R15″
Измерение сопротивления изоляции вводов с бумажно-масляной изоляцией производится мегаомметром на напряжение 1000 — 2500 В. При этом измеряется сопротивление дополнительной изоляции вводов относительно соединительной втулки, которое должно быть не менее 1000 МОм при температуре 10 — 30 °С. Сопротивление основной изоляции ввода трансформатора должно быть не менее 10000 МОм.
Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика
Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!
Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети: