Измерения и испытания cиловых трансформаторов

25 июн 2021
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.

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
1. Перед измерением, вывода обмотки заземляются на 2 мин.
2. Между двумя измерениями вывода для стекания тока заземляют на 5 минут.
3. Во время проверки сопротивления обмоток одного напряжения замер проводится одновременно закорачиванием шпилек выводов.

Измерение сопротивления изоляции обмоток
ENERGETIK.UZ

Рис. №1. Схема подключения и измерения мегаомметром. 1 – прибор; 2 – измеряемый объект.

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.
ENERGETIK.UZ

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 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.
ENERGETIK.UZ

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.
ENERGETIK.UZ

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.
Проверяют с помощью подключения гальванометра с градуировкой, где ноль находится посередине шкалы и табличными значениями отклонений в градусах.
ENERGETIK.UZ

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
ENERGETIK.UZ


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.
ENERGETIK.UZ

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
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.
Электрика