Испытание силовых трансформаторов при капитальном ремонте

Испытания трансформаторов после капитального ремонта

При эксплуатации наиболее полные измерения и испытания трансформатора проводятся после выполнения его капитального ре­монта
с целью проверки качества ремонта, а также с целью проверки харак­теристик трансформатора на соответствие требованиям нормативных документов.

Программа испытаний трансформаторов имеет следующее содер­жание:

1. Определение характеристик изоляции обмоток.

2. Испытания изоляции обмоток повышенным напряжением.

Пп. 1 и 2 подробнее рассмотрены ниже.

3. Испытания повышенным напряжением изоляции элементов магнитопровода и вторичных цепей защитной и измерительной аппа­ратуры. Эта изоляция испытывается относительно заземленных частей трансформатора напряжением 1 кВ в течение 1 мин.

4. Измерения сопротивлений обмоток постоянному току. Эти из­мерения проводятся для выявления дефектов в паяных соединениях обмоток и контактах переключающих устройств.

Измерения производятся на всех ответвлениях РПН. Сопротивле­ния разных фаз на соответствующих ответвлениях должны отличаться между собой не более чем на 2%.

5. После ремонта, связанного с частичной или полной заменой об­моток выполняется проверка коэффициентов трансформации. Коэф­фициенты трансформации разных фаз на соответствующих ответвле­ниях должны отличаться между собой или от данных завода-изготови­теля не более чем на 2%. Для трансформаторов с РПН это отличие не должно превышать значения ступени регулирования.

Измерения проводятся методом двух вольтметров класса точности не ниже 0,5 при подаче напряжения 380/220 В на обмотку более высо­кого напряжения и разомкнутой обмотке низкого напряжения.

6. После ремонта, связанного с частичной или полной заменой об­моток проверяется группа соединений обмоток.

Измерения проводят с помощью источника постоянного тока (ак­кумулятора), подключаемого поочередно к выводам A-B, B-C и С-А первичной обмотки. Плюс источника подают на вывод, обозначенный первым. В каждом случае на выводах a-b, b-c и c-a вторичной обмотки контролируется показание магнитоэлектрического вольтметра (вольт­метр с нулем посередине шкалы). Плюс вольтметра подключают на вывод, обозначенный первым. По совокупности показаний вольтметра судят о группе обмоток.

В табл. 9.5 приведены знаки отклонения стрелки вольтметра для различных групп обмоток трансформатора. Знак 0 соответствует от­сутствию отклонения стрелки.

Питание подано к выводам	Отклонение стрелки вольтметра, подключенного к выводам
a-b	b-c	с-а	a-b	b-c	c-a
Группа обмоток 12 (0)	Группа обмоток 11
А-В	+	—	—	+	—
В-С	—	+	—	—	+
С-А	—	—	+	—	+

7. Измерение тока и потерь холостого хода проводятся у транс­форматоров мощностью более 1000 кВ . А (опыт холостого хода). Эти измерения проводятся с целью выявления витковых замыканий в об­мотках, замыканий в элементах магнитопровода и замыканий магни­топровода на бак трансформатора.

Опыт холостого хода проводится, как правило, при напряжении 380/220 В, подаваемом на обмотку низшего напряжения. Остальные обмотки трансформатора разомкнуты. В опыте используются три при­бора: вольтметр — для измерения напряжения, амперметр — для из­мерения тока холостого хода, ваттметр — для измерения потерь ак­тивной мощности.

Полученные значения тока и потерь холостого хода нет необходи­мости приводить к номинальному напряжению. Эти параметры сопос­тавляются с данными завода-изготовителя или приемо-сдаточных ис­пытаний, проведенных на таком же напряжении.

8. Испытание бака трансформатора на герметичность проводится гидравлическим давлением столба масла высотой h=0,6 м над уровнем заполненного расширителя или созданием избыточного давления
10 кПа в надмасляном пространстве расширителя. Продолжительность испытаний не менее 3 ч. Температура масла должна быть не ниже +10°С. При испытаниях не должно быть течи масла.

9. Испытания трансформаторного масла.

10. Испытание трансформатора включением толчком на номи­нальное напряжение. В процессе 3…5 — кратного включения не должны иметь место явления, указывающие на неудовлетворительное состояние трансформатора. Одним из показателей состояния транс­форматора служит характер издаваемого им шума. Не должно быть потрескиваний внутри бака; гудение должно быть равномерным без периодических изменений уровня или тона.

11. Испытания трансформатора под нагрузкой в течение 24 ч.

Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ — конструкции, предназначен­ные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.

Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.

Источник

Испытание силовых трансформаторов при капитальном ремонте

Испытания трансформаторов после капитального ремонта

Объем и нормы испытаний. После завершения ремонтных работ трансформатор подвергается испытаниям с целью проверки ка­чества и отсутствия дефектов, а также с целью проверки характе­ристик трансформатора на соответствие требованиям стандартов, технических условий или других регламентирующих документов. Программа испытаний после капитального ремонта с разборкой активной части трансформатора полностью соответствует програм­ме приемо-сдаточных испытаний в заводских условиях. В програм­му приемо-сдаточных испытаний входят:

· проверка коэффициента трансформации и группы соединения обмоток;

· испытание пробы масла или жидкого негорючего диэлектри­ка из бака трансформатора (для определения пробивного напря­жения и тангенса угла диэлектрических потерь);

· испытание изоляции напряжением промышленной частоты, приложенным от внешнего источника;

· испытание изоляции напряжением повышенной частоты, индуцированным в самом трансформаторе;

· проверка потерь и тока холостого хода;

· проверка потерь и напряжения короткого замыкания;

· испытания прочности бака;

· испытания на трансформаторе устройства переключения от­ветвлений.

В процессе эксплуатации, при монтаже и ремонте трансформа­тора проводится также ряд других испытаний и измерений (см. гл. 3).

Измерения сопротивления изоляции обмоток являются обяза­тельными после любого вида ремонта. Определение коэффициен­та абсорбции, измерение tg5 изоляции и емкостных характерис­тик проводят после ремонта с заменой обмоток или при подозре­нии на загрязненность и увлажнение изоляции. Проверка коэффициента трансформации на всех ступенях переключения напряжения и группы соединения обмоток, а также испытание главной изоляции (вместе с вводами) являются обязательными после ремонта трансформатора с заменой обмоток. Испытание продольной изоляции обмоток является желательным после ре­монта с заменой обмоток.

После ремонта с заменой обмоток измеряют потери и ток хо­лостого хода при номинальном напряжении, а также напряжение и потери короткого замыкания при номинальном токе. Допуска­ется превышение расчетных (или заводских) значений тока холо­стого хода не более чем на 30%; потерь — на 15% (для трансфор­маторов прошлых лет выпуска — до 22 %). Допустимые отклоне­ния параметров короткого замыкания — не более 10%. После ремонта без замены обмоток (если производилась подпрессовковка ярем магнитной системы) потери холостого хода допускается из­мерять при пониженном напряжении.

Измерение электрического сопротивления обмоток постоян­ному току производится в случае, если результаты операционно­го испытания при изготовлении обмоток превышают нормируе­мые (различие сопротивлений на одноименных ответвлениях раз­ных фаз не более 2 %). Проверка работы переключающего устройства является обязательной после любого ремонта этого устройства или ремонта, связанного с разборкой привода переключающего устрой­ства, и проводится согласно инструкции завода-изготовителя.

Испытания пробы масла из бака для измерения электрической прочности и сокращенного химического анализа, а также бака трансформатора на плотность избыточным давлением являются обязательными после любого капитального ремонта. Проверка со­стояния индикаторного силикагеля воздухоосушителя производит­ся после текущего ремонта, а испытание трансформатора включением толчком на номинальное напряжение (3. 5-кратное вклю­чение) — после любого капитального ремонта.

Рассмотрим подробнее некоторые виды испытаний.

Испытание трансформаторного масла. Масло подвергают испы­танию на электрическую прочность (на пробой), на диэлектри­ческие потери и химический анализ. Испытание трансформатор­ного масла на пробой производят в аппарате, представленном на рис. 12.20. В чистую сухую стеклянную посуду вместимостью не менее 0,5 л отбирают пробу масла из нижнего или специально предусмотренного крана в баке трансформатора. Затем масло за­ливают в стандартный разрядник маслопробойного аппарата, пред­ставляющий собой специальный фарфоровый сосуд У, в который вмонтированы два плоских электрода 2 и латунные токоведущие стержни 3. К ним подводится высокое напряжение от встроенно­го в аппарат повышающего регулировочного трансформатора.

Чтобы удалить из масла воздушные включения, перед пробоем ему дают отстояться в разряднике в течение 20 мин. Затем при помощи кабеля S с вилкой и рукоятки 9 маслопробойный аппа­рат включают в сеть переменного тока. Плавным движением руко­ятки 4 повышают напряжение на электродах до пробоя. Одновре­менно наблюдают за стрелкой киловольтметра 5, показывающего напряжение, при котором происходит пробой.

Рис. 12.20. Аппарат для определения пробивного напряжения масла:

а — стандартный разрядник; б-внешний вид (1-фарфоровый сосуд; 2- плоский электрод; 3-токоведущий стержень; 4-рукоятка регулировочного трансформатора; 5-киловольтметр; 6 —отверстие с крышкой для разрядника; 7-сигнальная лампа; 8-кабель для включения в сеть; 9-рукоятка автомата включения; 10-клемма заземления)

Всего делают шесть пробоев с интервалами 10 мин. Первый про­бой не учитывают. Среднее арифметическое пробивного напряжения остальных пяти пробоев принимают за пробивное напряже­ние масла. Пробивное напряжение должно соответствовать нор­мам (табл. 12.1), которые зависят от номинального напряжения трансформатора и вида масла.

Вид масла

Нормы пробивного напряжения трансформаторного масла при номинальном напряжении трансформатора, кВ

330 и выше

Свежее сухое после заливки в аппарат

Эксплутационное

Отбирать пробы масла из трансформаторов, находящихся вне помещения, нужно, по возможности, летом в сухую погоду, зимой — в морозную. При внесении пробы в помещение в зимнее время не следует вскрывать посуду, пока масло не нагреется до комнатной температуры, иначе в посуде произойдет конденса­ция паров, что снизит электрическую прочность масла. Пробу от­бирают очень тщательно, так чтобы в масло не попали механи­ческие примеси и влага. Прежде чем заполнить посуду для пробы, сливают 2. 3 л масла и несколько раз ополаскивают ее. Запол­ненную посуду плотно закрывают притертой пробкой и лишь после этого масло отправляют на испытание.

Испытание трансформаторного масла на диэ­лектрические потери заключается в определении tgδ. Для эксплуатационного масла tgδ должен быть не более 1 % при температуре 20 °С и не более 7 % при 70 °С ; для свежего сухого масла при 20° С — 0,2. 0,4 % (в зависимости от сорта масла), при 70 °С — 1,5.-2,5%.

Химический анализ масла заключается в проверке со­ответствия его химических характеристик стандартным. Измене­ние той или иной характеристики масла свидетельствует о техни­ческом состоянии трансформатора. Например, повышение кис­лотного числа, окисление или снижение температуры вспышки паров масла свидетельствует о его разложении в результате мест­ного перегрева внутри трансформатора.

Химический анализ бывает полный и сокращенный. Обычно при ремонтах делают сокращенный химический анализ масла, в объем которого входят: определение кислотного числа, темпера­туры вспышки паров, реакции водной вытяжки, содержания взве­шенного угля и механических примесей; проверка прозрачности масла. Стандартом не допускается присутствие в масле механи­ческих примесей, водорастворимых кислот и щелочей.

Кислотное число показывает, какое количество миллиграммов едкого калия необходимо для нейтрализации кислот, содержа­щихся в 1 г масла при его подкислении. Для свежего сухого масла кислотное число должно быть не более 0,05, для эксплуатацион­ного — не более 0,25. Температура вспышки паров масла должна быть не ниже 135 ºС. Допускается ее снижение не более чем на 5 °С от первоначальной. При полном химическом анализе масла про­изводят, кроме того, проверку вязкости, стабильности, плотнос­ти, температуры застывания и др. Масло трансформаторов с азот­ной или пленочной защитой проверяют на влагосодержание и газосодержание. Влагосодержание по объему должно быть не бо­лее 0,001 %, газосодержание — 0,1 %.

Испытание электрической прочности изоля­ции состоит из комплекса следующих испытаний:

-определение пробивного напряжения масла или другого жид­кого диэлектрика, которым заполнен трансформатор;

-измерение сопротивления изоляции обмоток;

-испытание внутренней изоляции напряжением промышленной частоты, приложенным от внешнего источника (в течение одной минуты);

-испытание повышенным напряжением, индуктированным в самом трансформаторе.

Испытательные напряжения превышают номинальные и зави­сят от условий эксплуатации. Трансформаторы, предназначенные для эксплуатации в электроустановках, подвергающихся воздей­ствию грозовых перенапряжений при обычных мерах грозозащиты, испытываются по нормам для нормальной изоляции, а транс­форматоры, предназначенные для эксплуатации в электроуста­новках, не подверженных воздействию грозовых перенапряжений, или при специальных мерах грозозащиты — по нормам для облег­ченной изоляции. Изоляция трансформатора до проведения ис­пытаний подвергается обработке в соответствии с установлен­ным технологическим процессом.

При испытании изоляции напряжением промышленной часто­ты, приложенным от внешнего источника, проверяется электри­ческая прочность главной изоляции (каждой обмотки по отноше­нию к другим обмоткам, включая отводы и выводы, а также по отношению к баку и другим заземленным частям трансформатора).

Испытывают поочередно изоляцию каждой обмотки. Испыта­ния проводят по схеме рис. 12.21. При этом испытательное напря­жение прикладывается между испытываемой обмоткой, замкну­той накоротко, и заземленным баком. Все остальные вводы дру­гих обмоток соединяют между собой и заземляют вместе с баком и магнитной системой. Напряжение к первичной обмотке повы­шающего трансформатора подводят от генератора переменного тока с регулируемым возбуждением или от регулировочного автотрансформатора. Испытательное напряжение поднимают плав­но и выдерживают в течение 1 мин. Возрастание тока и снижение напряжения, фиксируемые приборами, обычно указывают на на­личие дефекта в изоляции испытываемого трансформатора. По­вреждение в испытываемом трансформаторе проявляется в виде потрескивания и разрядов.

Рис. 12.21. Схема испытания изоляции обмотки ВН приложенным на­пряжением:

1 — регулировочный трансформатор; 2— вольтметр; 3 — амперметр; 4— испыта­тельный трансформатор

Трансформатор считают выдержавшим испытания, если в про­цессе испытания не наблюдалось полного разряда (по звуку), раз­ряда на защитном шаровом промежутке, выделения газа и дыма или изменения показаний приборов. Если при испытании отме­чены разряды в баке, сопровождающиеся изменением режима в испытательной установке или появлением дыма, активная часть подлежит осмотру, а при необходимости разборке для выяснения и устранения причины разрядов или пробоя.

Продольная изоляция обмотки (изоляция между витками, ка­тушками, слоями, фазами) испытывается повышенным напря­жением, индуктированным в самом трансформаторе. Испытания проводят путем приложения к одной из обмоток двойного номи­нального напряжения этой обмотки при повышенной частоте (но не более 400 Гц)- Повышение частоты необходимо во избежание чрезмерного увеличения индукции и намагничивающего тока. Испытания проводят по схеме опыта холостого хода напряжени­ем частоты не менее 2fном при продолжительности испытания 1 мин. (При более высоких частотах длительность уменьшается, но она не должна быть менее 15 с.)

Основным дефектом, который выявляется при таком испыта­нии, является замыкание между витками или слоями обмотки, а также между отводами. Если имеются признаки дефекта, то важ­но до разборки трансформатора путем измерений токов и напря­жений по фазам установить дефектную фазу. Затем эта фаза под­вергается тщательному осмотру. Дефектное место обмотки можно определить индукционным методом или измерением электричес­кого сопротивления.

Индукционный метод для нахождения короткозамкнутого витка основан на наличии электромагнитного поля вокруг короткозам­кнутого витка, созданного в нем индуктированным током корот­кого замыкания. Поле вокруг остальных витков отсутствует. Нали­чие и положение короткозамкнутого витка обнаруживают особой катушкой, называемой искателем, к которой подключен чувстви­тельный прибор. Измерительный аппарат состоит из искателя и указателя. Искатель представляет собой многовитковую катушку, насаженную на магнитопровод, состоящий из нескольких плас­тин электротехнической стали, и присоединенного к ней указа­тельного прибора (рис. 12.22).

Напряжение в проверяемой обмотке индуктируется «питате­лем», который выполняется аналогично представленному на рис. 12.22, а искателю или представляет собой длинный стержень с намотанными по всей длине витками. Обмотка питателя под­ключается к сети (36, 127 или 220 В). Если проверяемая обмотка насажена на стержень магнитной системы, возбуждение осуще­ствляется обычным путем (при подаче небольшого напряжения, безопасного для персонала). Перемещая искатель сначала вдоль обмотки, а затем в радиальном направлении, устанавливают ме­сто замыкания по наибольшему отклонению прибора.

Оценка состояния изоляции. Для оценки состояния изоляции трансформатора в процессе монтажа перед пуском, после ремон­та и в процессе эксплуатации проводятся следующие испытания:

-измерение сопротивления изоляции обмоток через 60 с после приложения постоянного напряжения (R60″)

-определение отношения значений сопротивлений изоляции, измеренных через 60 и 15 с после приложения к ним постоянного напряжения (определение коэффициента абсорции Кабс= R 60″/ R 15″);

-измерение угла диэлектрических потерь tgδ изоляции обмоток при приложении к ним переменного напряжения;

-измерение изоляционных характеристик масла: пробивного на­пряжения, угла диэлектрических потерь и влагосодержания масла;

-определение влагосодержания установленных внутри бака транс­форматора образцов твердой изо­ляции ;

-определение отношения емко­стей изоляции обмоток, измерен­ных при приложении напряжений частоты 2 и 50 Гц (С2/С50);

-измерение прироста абсорбционной емкости (∆С/С)

Рис. 12.22. Общий вид (а) и принципиальная схема (б) устройства для обнаружения короткозамкнутого витка:

1— указательный прибор; 2 — защитный кожух; 3— катушка; 4 — сердечник

Рис.12.23. Схема измерения сопротивления изоляции обмоток:

1-мегаомметр; 2-вводы ВН; 3-вводы НН; 4-бак трансформатора.

Оценка состояния изоляции производится на основании комплекса испытаний. Допустимые зна­чения изоляционных характеристик для трансформаторов клас­сов напряжения до 35 кВ и номинальной мощностью до 10 МВА приведены в табл. 3.1. Значения сопротивления изоляции R60″ и отношения R 60″/ R 15″ позволяют выявить грубые дефекты в изоля­ции перед включением трансформатора под напряжение, возник­шие, например, в результате местных загрязнений, увлажнения или повреждения изоляции. В сочетании с другими показателями эти характеристики позволяют оценить степень увлажнения изо­ляции.

Измерение сопротивления изоляции обмоток производится при температуре не ниже +10° С мегаомметром класса 1000 В в транс­форматорах класса напряжения до 35 кВ и мощностью до 16 МВА, и класса 2500 В с пределами измерения 0. 10000 МОм — во всех остальных. При этом за температуру изоляции в масляных транс­форматорах принимают температуру масла в верхних слоях, в су­хих — температуру окружающего воздуха.

Измерения сопротивления изоляции для двухобмоточного трансформатора проводятся по следующей схеме: первое измере­ние между обмоткой ВН и баком при заземленной обмотке НН (сокращенная запись схемы измерения ВН—бак, НН); второе: НН — бак, ВН; третье — ВН + НН — бак (рис. 12.23).

Источник