Проверка состояния изоляции силового трансформатора

Проверка состояния силового трансформатора вклю­чает в себя следующие операции:

- измерение сопротивления изоляции и определение коэффициента абсорбции изоляции;

- измерение степени увлажнения изоляции емкостными методами;

- измерение тангенса угла диэлектрических потерь и емкости обмоток трансформатора.

2.1 Измерение сопротивления изоляции и определение коэффициента

абсорбции изоляции трансформатора

Измерение сопротивления изоляции обмоток трансформато­ра проводится по вышеприведенной методике. Измерение проводит­ся мегаомметрами типа Ф-2, Ф4100, M4IOO на напряжение 2500 В. Схемы измерения сопротивления изоляции одинаковы независимо от типа трансформатора: для двухобмоточных трансформаторов ВН-НН+ корпус + земля; НН-ВН + корпус + земля; ВН-НН (рисунок 6.3).

Рисунок 3.3 - Схемы измерения сопротивления изоляции обмоток

транс­форматора

Коэффициент абсорбции силового трансформатора должен быть не менее 1,3.

Таблица 3.5 - Наименьшие допустимые сопротивления изоляции

R₆₀ обмоток трансформатора в масле

Перед повторными измерениями сопротивления изоляции по какой-либо схеме все обмотки силового трансформатора зазем­ляются на время не менее 5 минут для снятия остаточных ем­костных зарядов.

Результаты измерений следует занести в таблицу 3.6

Таблица 3.6 Результаты измерений сопротивлений изоляции

2.2 Определение степени увлажнения изоляции емкостными методами.

В процессе ревизии или сушки силового трансформато­ра производится оценка степени увлажнения изоляции емкостным методом "емкость-частота" или емкость-время".

При методе "емкость-частота" измеряется геометрическая ем­кость и емкость с учетом поляризации диэлектрика соответствен­но, при частоте 50 и 2Гц. При методе "емкость-время" измеря­ется приращение емкости за определенное время (t=4 с). Для оценки степени увлажнения берется отношение С₂/С₅₀ и ΔС/ С₅₀.

Для трансформаторов, не требующих сушки, отношение С₂/ С₅₀ ≤ 1,3. При выполнении данного условия изоляция считается сухой.

Значение ΔС/ С₅₀ не нормируется, однако оно учитывается при ревизии и ремонте трансформатора и используется в качестве ис­ходных данных при эксплуатации трансформатора. Измеряются ем­кость С₅₀ и ее приращение ∆С до ревизии и ∆С₁ после реви­зии и сравниваются отношения и ΔС/ С₅₀ и ΔС₁/ С₅₀ . Изоляция тран­сформатора считается неувлажненной, если отношения ΔС/С₅₀ и ΔС₁/С₅₀ не превышают следующих значений (таблица 3.7). Измерение ∆С производится для трансформаторов без масла.

Таблица 3.7-Допустимые значения приращения емкости изоляции

Измерения производятся по стандартным схемам (рисунок 3.3) приборами типа ЕВ-3, ПКВ-7, ПКВ-8. Результаты измерения заносятся в таблицу 3.8.

Таблица 3.8 – Данные измерений с использованием прибора ПКВ-7

Объект измерения

Обмотка ВН

Обмотка НН

С50

С2-С50

С50

С2-С50

-

пФ

-

пФ

-

пФ

-

пФ

Силовой трансформатор

Порядок работы с прибором ПКВ-7.(См. схему рисунок 3.7 и прибор).

1 Прибор располагается в непосредственной близости к измеря­емому объекту; корпус прибора заземляется.

2 Проверяется напряжение питания 220 В, шнур прибора подклю­чается к сети.

3 Включается тумблер "сеть" и прибор прогревается в течение 2-3 минут.

4 Переключатель предела ставится в положение "100 тыс. пФ".

5 Тумблер SA1 устанавливается в положение "Уст" и ручкой "0" производится установка стрелки измерителя на нуль. Переключе­ние тумблера SA1 в положение "Уст" и проверка нуля при отклю­чении объекта обязательны при каждом измерении.

6 Собирается схема измерения (рисунок 6.3), заземляется корпус трансформа­тора, все обмотки, кроме испытуемой, соединяются с корпусом, отдельные выводы каждой обмотки соединяются между собой нако­ротко. Испытуемая обмотка подсоединяется к зажиму "объект" при­бора. Заземленный провод объ екта подключается к зажиму " " прибора.

7 Для измерения величины С₅₀ тумблер SA2 устанавливается в по­ложение

" C₅₀", а тумблер SA3 в положение "ПКВ". Тумблер SA1 пе­реводится в положение "изм" и через 10-15 секунд берется пока­зание по шкале прибора. В том случае, если выбранный предел не соответствует величине измеряемой емкости ( показания состав­ляют менее одной пятой шкалы), переключатель пределов ставится в другое положение.

1 Измеряется величина С₂-С₅₀. Для этого тумблер SА2 устанавливается в положение "С₂ – C₅₀", SА3- в положение "ПКВ". Отсчет берется не менее чем через 30 секунд после переключе­ния тумблера SA1 в положение "изм.". Определение отношения С₂/С₅₀ производится по формуле:

, (3.5)

Предел измерения подбирается также, как по пункту 7.

9 Для определения степени увлажнения изоляции по методу "емкость-время" тумблер SA2 устанавливается в положение "C₂-C₅₀ " а тумблер SA3 в положение "ЕВ". Отсчет показаний берется че­рез 60 секунд после переключения тумблера SA1 в положение "изм.". Отношение ΔС/С₅₀ соответствует величине относитель­ного прироста емкости ΔС/С₅₀ . Показания прибора следует пе­ревести в величину измеряемой емкости. Для этого следует вос­пользоваться следующей таблицей 3.9.

Таблица 3.9 – Переводные коэффициенты

«К» - коэффициент, на который нужно умножить показания прибора, чтобы получить величину измеряемой емкости в пикофарадах.

2.3 Тангенс угла диэлектрических потерь является важной характеристикой изоляции трансформаторов и высоковольтных вво­дов и характеризует потери в изоляции. (Этот раздел изучается устно).

Тангенс угла диэлектрических потерь определяется как отно­шение активной составляющей тока утечки через изоляцию к его реактивной составляющей при приложении переменного напряже­ния. Обычно tg δ выражается в процентах:

tg δ % =100tg δ (3.6)

Значение tg δ нормируется для каждого вида оборудования в зависит от температуры и значения прикладываемого напряжения. Для электрических машин tg δ не нашло применения.

Измерение tg δ производится мостами переменного тока типов Р5026, Р595 и МД-16 на специальном высоковольтном стенде.

Оборудование и аппаратура, находящиеся под напряжением должны быть ограждены согласно ПУЭ.

Измерение емкости С_Х и tg δ высоковольтной изоляции начинается со сборки прямой схемы . Перед измерением необходимо убедится, что вся коммутационная аппаратура выключена и напряжение отсутствует. Отключить цепи питания объекта испытания (силового трансформатора). На испытываемом силовом трансформаторе соединить вместе высоковольтные выводы обмотки А, В, С с медной шиной накоротко и считать этот контакт высоковольтным электродом. Кабель с вывода моста Р5026 с обозначениями "С_Х ", "Э", "С₀ "соединяют согласно схем. После окончания сборки схемы необходимо проверить правильность и надежность заземления, ка­чество изоляции проводников, находящихся при испытании под вы­соким напряжением.

Рисунок 3.4- Схема расположения оборудования стенда

TV-10 - трансформатор напряжения;

РНО – регулятор напряжения;

С₀ – Образцовый конденсатор;

Р5026 – мост переменного тока.

Принципиальная схема высоковольтного стенда представлена на рисунке 3.5.

Рисунок 3.5 – Принципиальная электрическая схема стенда

QS- рубильник;

QF- автоматический выключатель;

РНО – регулятор напряжения;

TV – трансформатор напряжения.

а) «прямая» схема

б) «перевернутая» схема

Рисунок 3.6 – Схемы измерения tg δ при работе на высоком напряжении

Порядок работы с прибором Р5026 на высоком напряжении.

1 Проверьте положение ручек и установите на приборе:

- ручку «чувствительность» в положение «ВЫКЛ.»;

- ручки ряда R3 в положение отчета 50 Ом;

- ручки С4 в положение 0,001 мкФ;

- ручку переключателя "А" в положение, соответствующее пред­полагаемому значению измеряемой емкости при работе на высо­ком напряжении.

Примечание. Если переключатель "А" находился в положении, соот­ветствующем работе на низком напряжении, при пере­воде его ручки в положение "10 кВ" соответствующее для работы на высоком напряжении, необходимо нажать кнопку "К" и отпустить ее после перехода указателя ручки указателя на обозначение красного цвета "10 кВ".

Если порядок величины емкости объекта неизвестен, переключа­тель "С4" необходимо установить в положение измерения наиболь­шей емкости и при последующем уравновешивании моста установить вначале испытательное напряжение 1 кВ, не снижая значения ря­да RЗ менее 15 Ом.

2 Убедитесь в выполнении всех требований предыдущих разделов, включите регулирующее устройство, затем кнопку "СЕТЬ" на Ф5122 (при работе с устройством защитного потенциала) и плавно под­нимите напряжение до требуемого значения. Тресков, разрядов или шипений в элементах схемы наблюдаться не должно.

При обнаружении пробоя изоляции немедленно отключите напря­жение, прекратите работу и пригласите преподавателя.

3 При исправной установке включите тумблер "СЕТЬ" прибора Р5026. При этом должна загореться лампочка освещения шкалы микроамперметра.

4 Установите ручку "ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ" в такое положение, при котором стрелка микроамперметра отклонится на 30-35мкА.

5 Выберите вращением ручки "R" переключателя пределов измере­ния положение, при котором отклонение стрелки микроамперметра будет минимальным. При этом не допускается нажимать кнопку "К".

6 Добейтесь положения, при котором стрелка микроамперметра наиболее близко подойдет к нулевой отметке шкалы, поочередно регулируя сопротивление ряда RЗ и емкости ряда С4, увели­чивая при этом чувствительность указателя равновесия.

7 Уравновешивание моста заканчивается при такой чувствитель­ности, при которой изменение R3 или С4 на величину, равную 1/2 допускаемой основной погрешности, вызывает отклонение стрелки микроамперметра не менее, чем на 0,5 мм.

Примечание. При наибольшей чувствительности уравновешивание

производится по минимальному отклонению стрелки микроамперметра.

8 Запишите значения отсчета "С4" и "RЗ", а также положение переключателя полярности "Б" на мосте и переключателя поляр­ности В2 на регулирующем устройстве.

9 Уменьшите чувствительность указателя равновесия и переведи­те переключатель полярности "В" в другое положение при "tg δ". Произведите дополнительную регулировку "С4" и"С3" по п.6 и за­пишите полученные значения "С4" и "RЗ".

10 Установите переключатель "ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ" в положение "ВЫКЛ". Уменьшите напряжение на регулировочном устройстве и переведите переключатель полярности сети В2 (регулировочного устройства) во второе положение, а затем снова повышайте на­пряжение до требуемой величины.

11 Произведите регулирование (уравновешивание) моста соглас­но пунктам 6-9.

12 Переключатель "Чувствительность" установите в положение "ВЫКЛ.", на регулировочном устройстве снизьте испытательное напряжение до нуля, отключите выключатель B1 и поставьте пе­реключатель полярности В2 в среднее положение.

13 Вычисления С_Х и tg δ произведите по формулам 3.7 и 3.8.

Действительное значение емкости определите как среднее арифметическое по формуле:

, (3.7)

где: , , , - значение емкости, подчитанные по результатам отдельных измерений.

14 Действительное значение тангенса угла диэлектрических по­терь определите как среднее арифметическое по формуле:

, (3.8)

где: , , , - значения тангенса уг­ла диэлектрических по­терь, подсчитанные по ре­зультатам отдельных опы­тов.

Внимание! При измерении высокое напряжение необходимо

поднимать плавно до 10 кВ, по окончании также плав­но уменьшить напряжение до нуля.

Результаты измерений следует занести в таблицу 3.10.

Таблица 3.10- Результаты измерения tg δ и С_Х

Для определения емкости и tg δ следует воспользоваться расчетными формулами 3.7 и 3.8 и данными таблицы 3.11.

По результатам измерений необходимо сделать заключение о состоянии изоляции.

Предельные значения tg δ изоляции обмоток трансформаторов на напряжение до 35 кВ включительно, залитых маслом даны в таблице 3.12.

Таблица 3.11

Таблица 3.12- Допустимые значения тангенса угла диэлектрических

потерь

Рисунок 3.7 – Принципиальная электрическая схема прибора ПКВ – 7

Литература

1. Ерошенко Г.П.и др. Эксплуатация электрооборудования. -М.: КолосС, 2005. -344с.

2. Справочник по наладке электрооборудования электростанций и подстанций . Под ред. Мусаэляна Э.И. -М.: Энергоиздат. 1984.

3. Сахновский Н.Л. Испытание и проверка электрического обору­дования. -М.: Энергия, 1975.

4. Техническое описание прибора ПКВ-7.

5. Мост переменного тока Р5026. Техническое описание и ин­струкция по эксплуатации.