МЕТОДИКА ИСПЫТАНИЕ СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ ДО 10 кВ
1. Общие положения.
1.1. Настоящая методика предназначена для измерения параметров силовых трансформаторов с целью оценки его состояния путем сравнения измеренных величин с нормативными.
1.2. Измерения и испытания проводятся с применением передвижной ЭЛ и приборов указанных в разделе 4 и «Инструкции по ОТ при работе на передвижной ЭТЛ».
1.3. В методике приводятся все виды испытания и измерения электрических параметров трансформаторов. Их выполнение и периодичность регламентируется требованиями Норм испытания электрооборудования и графиками обслуживания.
2. Нормативные ссылки
Настоящие указания составлены на основании следующих документов:
2.1. Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей (утв. приказом Минэнерго РФ от 13января 2003 г. №6.
2.2. ПОТ Р М-016-2001. Межотраслевые правила по охране труда (правила безопасности) при эксплуатации электроустановок. Утверждён: Министерство энергетики РФ (27.12.2000).
2.3. Правила устройства электроустановок «изд. шестое и седьмое».
2.4. Объем и нормы испытаний электрооборудования. РД 34.45-51.300-97 «изд.6, 2003 г».
2.5. Сборник методических пособий по контролю состояния оборудования, ОРГРЭС, 2001г.
2.6. Справочная и заводская документация на оборудование и приборы.
2.7. ГОСТ 12.3.019-80 «Испытания и измерения электрические».
2.8. Циркуляр №Ц-02-88(Э). Измерение сопротивления КЗ трансформатора.
2.9. ГОСТ Р 8.563-2009«Методики выполнения измерений».
2.10. Инструкция по применению и испытанию средств защиты, используемых в электроустановках, 2003г.
3. Метод измерения.
3.1. Сопротивление изоляции определяется по току, проходящему через нее, при приложении напряжения постоянного тока от мегаомметра.
3.2. Измерение полярности или группы соединения обмоток проводится полярометрическим методом.
3.3. Измерение коэффициента трансформации основано на одновременном измерении напряжений или токов на различных обмотках.
3.4. Измерение сопротивления обмоток постоянному току основано на измерении активного сопротивления проводников обмоток.
3.5. Испытание повышенным напряжением основано на выявлении скрытых дефектов изоляции и изоляционных промежутков в электрическом поле повышенной напряженности.
4. Средства измерения.
4.1. Термометр ТЛ-2, с диапазоном измерений от 0ºС до + 100ºС, погрешность 1ºС
4.2. Барометр БАММ-1 с диапазоном измерений давления 80 -106 кПа, погрешность – 2%
4.3. Гигрометр ВИТ - 2, с диапазоном измерений влажности 54 – 90%, погрешность 5%
4.4. Мегаомметр ЭС 0202/2Г напряжением 500–2500 В, диапазон измерений 0 – 10000 МОм, погрешность – 15%
4.5. ЭТЛ 10 с комплектом оборудования
4.6. Мост Р 333 с диапазоном 0,00005 – 99990 Ом, погрешность 0,5 – 5%
5. Требования к погрешности измерений.
5.1. Пределы допустимой основной погрешности при измерении параметров электрооборудования по данной методике не нормируются.
5.2. Перед проведением измерения и испытания необходимо:
- устранить или уменьшить влияние факторов, вызывающих дополнительную погрешность (экранирование, заземление и т. п.);
- выполнить надежное соединение проводников с приборами;
- у приборов с внутренними источниками питания проверить их работоспособность (элементы, аккумуляторы);
- установить измерительные приборы горизонтально (отклонение не более 3 %) вдали от мощных источников электромагнитных и тепловых излучений;
- стрелки (курсоры) приборов выставить на 0 шкалы.
5.3. Погрешность измерений определяется инструментальной погрешностью прибора и основными погрешностями, обусловленными внешними условиями при проведении измерений:
δ = √δ + δ + δ,
где: δ – основная погрешность прибора, ее значение указывается в паспорте прибора;
δ – погрешность, обусловленная отклонением прибора от горизонтального положения, учитывается при проведении измерений аналоговым прибором, ее значение указывается в паспорте прибора. При отсутствии этих данных в паспорте прибора δ = δ при отклонении прибора от горизонтального положения не более чем на 30 градусов;
δ – погрешность, обусловленная температурными условиями измерений, указывается в паспорте прибора. При отсутствии этих данных в паспорте прибора, δ составляет 0,5γ на каждые 10ºС отклонения температуры от ее нормированного значения (20ºС).
6. Условия проведения измерений.
6.1. Измерения проводятся на отключенном и заземленном оборудовании после выполнения всех организационных и технических мероприятии и согласно инструкции по ОТ.
6.2. Измерения проводятся на сухом и чистом оборудовании при температуре объекта измерений не ниже + 5ºС и влажности не выше 80%.
7. Порядок проведения измерений.
7.1. Определение условий включения трансформатора
7.1.1. Проводится при вводе в эксплуатацию новых трансформаторов и трансформаторов прошедших капитальный ремонт со сменой обмоток и изоляции.
7.1.2. Перед включением трансформатора в работу проверяется:
- наличие паспортных данных;
- отсутствие течей масла по швам и прокладкам;
- уровень масла в расширителе;
- отсутствие сколов и чистоту изоляторов;
- правильность монтажа и заземления трансформатора.
7.2. Измерение сопротивления изоляции
7.2.1. Сопротивление изоляции обмоток измеряется мегомметром на напряжение 2500 В.
7.2.2. Измерения проводятся при вводе в работу, капитальном ремонте и в процессе эксплуатации при неудовлетворительных результатах испытаний масла, хромотографии растворенных газов в масле, а также согласно местным инструкциям.
7.2.3. Результаты измерений сопротивления изоляции должны учитываться при комплексном рассмотрении всех испытаний трансформатора.
7.2.4. Характеристики изоляции меряются не ранее чем через 12 часов после окончания заливки масла.
7.2.5. При измерении все не испытываемые обмотки должны быть закорочены и заземлены.
7.2.6. Измерение производится при температуре изоляции не ниже 10ºС у трансформаторов на напряжение до 10 кВ, мощностью до 10 МВА.
7.2.7. Атмосферное давление при замерах не нормируется. Влажность воздуха не выше 90%.
7.2.8. Перед измерением трансформатор должен быть расшинован, поверхность вводов трансформатора должна быть очищена. При измерениях во влажную погоду и при невозможности обеспечить чистоту поверхности вводов следует применять методы измерения с экраном (по зонам согласно рисунка 1).
7.2.9. Измерения проводятся по следующим схемам в следующей последовательности:
- двухобмоточные трансформаторы:
НН - ВН + Бак
ВН - НН + Бак
ВН + НН - Бак
- трехобмоточные трансформаторы:
НН - ВН + СН + Бак
СН - ВН + НН + Бак
ВН - СН + НН + Бак
ВН + СН - НН + Бак
ВН + СН + НН - Бак
- автотрансформаторы:
НН - ВН, СН + Бак
ВН, СН - НН + Бак
ВН, СН + НН - Бак
7.2.10. Сопротивление изоляции измеряется мегаомметром на напряжение 2500 В с верхним пределом измерения не ниже 10000 мОм.
7.2.11. Перед началом измерений все обмотки заземляются не менее чем на 5 мин, а между отдельными измерениями - не менее чем на 2 мин. Показания мегаомметра отсчитываются через 15 и 60 сек. после начала вращения рукоятки мегомметра (частота вращения примерно 120 об/мин.).
7.2.12. По результатам измерений определяется коэффициент абсорбции R60/R15 и значение сопротивления изоляции R60, где R60 и R15 - значения показаний мегаомметра по истечении 60 и15 секунд от начала замера.
7.2.13. Для трансформаторов напряжением до 35 кВ включительно и мощностью до 10000кВА коэффициент абсорбции как правило не должен быть ниже 1,3.
7.2.14. Для трансформаторов напряжением 10 кВ и выше и мощностью больше 1000 кВА коэффициент абсорбции регламентируется заводом.
Наименьшие допустимые значения сопротивления изоляции R60 обмоток трансформаторов при различных температурах приведены в таблице:
|
|
Значения R60 при температуре, МОм |
||||||
|
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
|
|
До 35 кВ, до 10000 кВА |
450 |
300 |
200 |
130 |
90 |
60 |
40 |
7.2.15. Для приведения замеренных значений R60 к температуре заводских (или предыдущих) испытаний необходимо пересчитать данные измерений с помощью коэффициента К2:
|
Разность температур, 0С |
К2 |
Разность температур, 0С |
К2 |
|
1 |
1,04 |
8 |
1,38 |
|
2 |
1,08 |
9 |
1,43 |
|
3 |
1,13 |
10 |
1,50 |
|
4 |
1,17 |
15 |
1,84 |
|
5 |
1,22 |
20 |
2,25 |
|
6 |
1,27 |
25 |
2,75 |
|
7 |
1,32 |
30 |
3,4 |
7.2.16. Значение отношения R60/R15 обмоток для трансформаторов до 10 МВА на напряжение до 35 кВ включительно при температуре 10 - 30 С должно быть не менее 1,3
7.2.17. При снижении характеристик изоляции необходимо учитывать, что на общий результат может оказывать влияние увлажнение или загрязнение отдельных её участков, или снижение изоляционных характеристик масла. В этом случае рекомендуется произвести измерение сопротивления изоляции обмоток по зонам согласно схем на рисунке 1.
Значение сопротивления изоляции участков двухобмоточных тр-ров определяется по формулам:
; ; ; где
Rн, Rвн, Rв – сопротивления, полученные при замерах по схеме рис. 1
Rнб - сопротивление участка изоляции НН – Бак
Rвн - сопротивление участка изоляции ВН – НН
Rвб - сопротивление участка изоляции ВН – Бак
Измерения сопротивления изоляции двухобмоточного трансформатора по зонам:
ВН-НН
ВН-бак
НН-бак
Рис.1
Схема измерения сопротивления изоляции 3-х обмоточного трансформатора по зонам:
ВН-СН
ВН-НН
СН-НН
Рис.2
7.2.18. При производстве измерений и определении состояния изоляции необходимо учитывать следующее:
- значительное снижение сопротивления изоляции какого-либо участка (на порядок и более) свидетельствует об увлажнении элементов, шунтирующих главную изоляцию масло, вал РПН, планки крепления отводов).
- при увлажненном масле сопротивление изоляции при низкой температуре может быть меньше, чем при высокой, т. е. прогрев изоляции повышает сопротивление и даёт ложное представление о её состоянии.
Примечание:
- В зоне влияния электромагнитного поля пользоваться мегомметрами типа Ф4100 и Ф4101 не рекомендуется, т. к. они могут дать завышенные погрешности измерения.
- Рекомендуется использовать мегомметры типа Ф4102М /2 ,Ф4108М /1,2, ЭС 0202/2, М4100.
При определении коэффициента абсорбции присоединение измерительного вывода (Rx) мегомметра к объекту рекомендуется производить после достижения скорости вращения ручки 120 об/мин. и после этого начинать отсчёт времени. Для мегомметров, работающих от встроенный источников питания отсчёт времени производится от момента подачи напряжения на объект.
7.3. ИЗМЕРЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ТРАНСФОРМАЦИИ
1.1.1. Коэффициент трансформации силовых трансформаторов определяют для проверки соответствия паспортным данным и правильности подсоединения ответвлений обмоток к переключателям.
1.1.2. В практике чаще всего используется метод двух вольтметров (ГОСТ 3484-65). По этому методу к одной из обмоток трансформатора (высшего напряжения) подается напряжение и двумя вольтметрами одновременно измеряется подводимое напряжение и напряжение на другой обмотке трансформатора. Подводимое напряжение согласно ГОСТ 3484.1 - 86 не должно превышать номинальное, но быть не менее 1% от номинального. Для трёхфазных трансформаторов измерение можно производить при трёхфазном и однофазном возбуждении. При испытании трёхфазных трансформаторов измеряют линейные напряжения на одноименных зажимах обмоток. Если можно измерить фазные напряжения, то коэффициент трансформации можно определить по фазным напряжениям одноименных фаз.
1.1.3. Схемы измерения коэффициента трансформации приведены на рис:
Однофазные тр-ры:
U1
K тр = ----
U2
Трёхфазные тр-ры по трехфазной схеме возбуждения:
U1
Ктр = ----
U2
трёхфазные тр-ры по однофазной схеме возбуждения:
U1
Ктр = ----
U2
трёхфазные тр-ры по однофазной схеме возбуждения:
U Ао
Кф = ------
U ав
Кл = 3 х Кф
трёхфазные тр-ры по однофазной схеме возбуждения:
U AB
Кф = -----
2U ав
Кл = 3 х Кф
1.1.4. Коэффициент трансформации измеряют на всех ответвлениях обмоток и для всех фаз.
1.1.5. При испытаниях трех обмоточных трансформаторов достаточно определить коэффициент трансформации для двух пар обмоток (В - Н, В - С) или (В - Н, С - Н).
1.1.6. Для исключения ошибок отсчёт показаний приборов на обмотках разного напряжения должен производиться одновременно, что особенно важно при колебаниях напряжения в сети 380/220В.
1.1.7. Измеренный коэффициент трансформации не должен отличаться более чем на 2% от измеренного на заводе и от измеренных на том же ответвлении других фаз.
7.4. ИЗМЕРЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ ОБМОТОК ПОСТОЯННОМУ ТОКУ
7.4.1. Измерение сопротивления обмоток постоянному току выполняется не ранее чем после трех полных циклов переключений ПБВ и РПН.
7.4.2. Измерение сопротивления обмоток постоянному току позволяет выявить витковые замыкания в обмотках, дефекты в контактных соединениях обмоток и переключающих устройств.
7.4.3. Измерение производится мостом Р333 или методом "амперметр - вольтметр" по схеме:
7.4.4. У трансформаторов, имеющих нулевой вывод, измеряются фазные сопротивления, а у трансформаторов не имеющих нулевого вывода - линейные сопротивления.
7.4.5. Измерение производится на всех ответвлениях. Значения сопротивления не должны отличаться более чем на 2 % от значений сопротивления, измеренных на соответствующих ответвлениях других фаз или от значений заводских или предыдущих измерений. При оценке результатов измерений необходимо учитывать влияние температуры на сопротивление обмоток.
7.4.6. При измерении сопротивления на одной обмотке, другие должны быть разомкнуты.
7.4.7. Пересчёт сопротивления обмотки для температуры отличной от 20 0С или температуры предыдущих испытаний производится по формуле:
t2 + 235
R t2 = R t1------------ ,
t1 + 235
где R t1 и t1 - сопротивление и температура предыдущих измерений
R t2 и t2 - настоящих измерений
7.4.8. При измерениях методом "амперметр-вольтметр" необходимо учитывать следующее:
- сопротивление проводов в цепи вольтметра не должно превышать 0,5% сопротивления вольтметра;
- в качестве источника необходимо пользоваться аккумулятором большой емкости (100-150А) при напряжении 12 В;
- при измерении малых сопротивлений цепи вольтметра присоединяются непосредственно к выводам трансформатора короткими проводами большого сечения;
- отсчет показаний приборов следует производить при установившихся значениях тока и напряжения (стрелка не меняет положение более 1 минуты);
- класс точности приборов должен быть не ниже 0,5;
- для измерения рекомендуются приборы - вольтамперметр М2051 с пределами измерения от 0,75 до 3000 мА, от 7,5 до 30А, от 15 до 300мВ, от 0,75 до 600В.
7.4.9. При измерении сопротивления обмотки мостом, измерение сопротивлений до 1 ОМа необходимо выполнять по схеме двойного моста, а больших - по одинарной.
7.5. ФАЗИРОВКА ТРАНСФОРМАТОРОВ И ЛИНИЙ
7.5.1. Фазировка заключается в определении одноименных фаз трансформаторов между собой или с линиями приходящими на подстанцию и определении отсутствия напряжения между одноимёнными фазами. Для трансформаторов фазировка выполняется на низшем напряжении (для 3-х обмоточных трансформаторов и на среднем).
7.5.2. При напряжении до 1000 В фазировка проводится вольтметром, на напряжении 10 - 35 кВ с помощью указателей напряжения типа УВНФ.
7.5.3. Во всех случаях фазируемые напряжения по величине не должны отличаться на одноимённых фазах более чем на 10%. Измерения или проверка должны производиться между всеми одноимёнными и разноимёнными фазами.
7.5.4. Фазировка на напряжении до 1000 В и выше, отличается только измерителем, а выполняется по одним и тем же схемам приведенным на рис.6.
7.5.5. В сетях с изолированной нейтралью для создания замкнутого контура соединяют любую пару предполагаемых одноимённых фаз с помощью временной перемычки. По результатам измерений делается заключение о совпадении фазировки и возможности включения фазируемых объектов на параллельную работу.
7.5.6. Схемы фазировки приведены на рисунке:
7.5.7.
Фазировка силовых тр-ов на низком напряжении:
Фазировка силовых тр-ов при помощи трансформаторов напряжения:
8. Обработка, оценка и оформление результатов испытаний.
8.1. При производстве измерений ведется рабочая тетрадь, где фиксируются все данные по погодным условиям, объектам измерения и результатам измерений.
8.2. По данным результатов измерений проводится оценка (с приведением к температуре предыдущих испытаний или 20 С при необходимости) и делается заключение о состоянии трансформатора.
8.3. Результаты измерений заносятся в карты изоляции оборудования и оформляются протоколами.
9. Требования безопасности и охраны окружающей среды.
9.1. Все работы должны выполняться согласно требований ПОТ, ППБ и инструкций по ОТ.
9.2. Экологической опасности испытания и измерения трансформатора не представляют.
