 |
Измерение тангенса угла диэлектрических потерь и емкости
|
|
|
|
Методы определения параметров изоляции
Общие положения
В соответствии с требованиями ПУЭ объем приемо-сдаточных испытаний трансформаторов включает следующие работы
1. Определение условий включения трансформаторов.
2. Измерение характеристик изоляции.
3. Испытание повышенным напряжением промышленной частоты:
а) изоляции обмоток вместе с вводами;
б) изоляции доступных стяжных шпилек, прессующих колец и ярмовых балок (производят в случае осмотра активной части).
4. Измерение сопротивления обмоток постоянному току.
5. Проверка коэффициента трансформации.
6. Проверка группы соединения трехфазных трансформаторов и полярности выводов однофазных трансформаторов.
7. Измерение тока и потерь холостого хода:
а) при номинальном напряжении;
б) при малом напряжении.
8. Проверка работы переключающего устройства и снятие круговой диаграммы.
9. Испытание бака с радиаторами гидравлическим давлением.
10. Проверка системы охлаждения.
11. Проверка состояния силикагеля.
12. Газировка трансформаторов.
13. Испытание трансформаторного масла.
14. Испытание включением толчком на номинальное напряжение.
15. Испытание вводов.
16. Испытание встроенных трансформаторов тока.
Для оценки состояния главной изоляции трансформаторов в эксплуатации или при вводе нового оборудования производится измерение значений параметров главной изоляции: сопротивления изоляции, тангенса угла диэлектрических потерь (tgδ) и емкости (С).
Для принятия решения о возможности дальнейшей эксплуатации трансформатора производятся комплексный анализ измеренных значений параметров изоляции, сопоставление измеренных абсолютных значений параметров с ранее измеренными значениями, а также анализируется динамика изменений этих параметров.
|
|
|
Измерения параметров изоляции допускается производить при температуре изоляции не ниже +10˚С для трансформаторов напряжением до 110 кВ.
Если температура изоляции ниже +10˚С, то трансформатор должен быть нагрет.
Сравнение характеристик изоляции должно производиться при одной и той же температуре изоляции или близких ее значениях (расхождение — не более 5 °С). Если это невозможно, должен применяться температурный перерасчет в соответствии с инструкциями по эксплуатации данного трансформатора.
Выводы обмотки, на которой производят измерения, соединяют между собой.
Измерение tgδ и емкости рекомендуется производить после измерения сопротивления изоляции.
Внешняя поверхность вводов трансформаторов должна быть чистой и сухой. Производить измерения при сырой погоде не рекомендуется.
Измерение сопротивления изоляции
При проведении испытаний следует руководствоваться требованиями «Методических указаний по проведению измерения сопротивления изоляции»
Перед началом каждого измерения и при повторных измерениях испытуемую обмотку трансформатора заземляют не менее чем на 2 мин. для снятия абсорбционного заряда.
Сопротивление изоляции обмоток измеряется мегаомметром на напряжение 2500 В.
Перед началом производства измерений наружную поверхность вводов трансформатора следует очистить от загрязнений и насухо протереть для предупреждения поверхностных токов утечки.
При применении мегаомметров со встроенным генератором номинальное напряжение мегаомметра устанавливается при достижении частоты вращения генератора 120 об/мин, поэтому отсчет измеряемого абсолютного значения сопротивления изоляции следует производить при достижении указанной частоты вращения.
При определении коэффициента абсорбции присоединение измерительного вывода (rx) мегаомметра к измеряемому объекту рекомендуется производить после достижения частоты вращения ручки генератора 120 об/мин, а отсчет показаний прибора производить через 15 и 60 сек. от начала прикосновения вывода rx к объекту. Для обеспечения безопасных условий работы необходимо использование щупов с изолирующими рукоятками.
|
|
|
Измерения сопротивления изоляции трансформаторов производят по схемам табл. 1.
Таблица 1
| Двухобмоточные трансформаторы | Трехобмоточные трансформаторы | ||||
| Обмотка, на которой производят измерения | Заземляемые части трансформатора | Обмотка, на которой производят измерения | Заземляемые части трансформатора | ||
| НН | ВН, бак | НН | СН, ВН, бак | ||
| ВН | НН, бак | СН | НН, ВН, бак | ||
| (ВН+НН) | Бак | ВН | НН, СН, бак | ||
| (ВН+СН) | НН, бак | ||||
| (ВН+СН+НН) | Бак | ||||
Если по результатам измерений по схемам табл. 1 выявлено заниженное значение сопротивления изоляции одной или нескольких обмоток выполняется ряд дополнительных измерений по отдельным участкам (зонам) изоляции, что позволяет выявить участок с пониженным уровнем изоляции по схемам табл. 2.
Таблица 2
| Трансформаторы, | Участок изоляции | Выводы (зажимы) мегаомметра | ||
| Потенциальный (rx) | Заземляемый (-) | Экран (Э) | ||
| Двухобмоточные трансформаторы | ВН-НН | ВН | НН | Бак |
| ВН-бак | ВН | Бак | НН | |
| НН-бак | НН | Бак | ВН | |
| Трехобмоточные трансформаторы | ВН-СН | ВН | СН | НН, бак |
| ВН-НН | ВН | НН | СН, бак | |
| СН-НН | СН | НН | ВН, бак | |
| ВН-бак | ВН | Бак | СН, НН | |
| НН-бак | НН | Бак | ВН, СН |
Провода, соединяющие выводы rx и Э мегаомметра с объектом, должны быть рассчитаны на класс напряжения мегаомметра.
При повторных измерениях сопротивления изоляции необходимо выводы обмотки заземлить не менее чем на 5 мин. для стекания абсорбционного заряда.
Измерение сопротивления изоляции объекта (трансформатора) рекомендуется производить одним и тем же прибором или по крайней мере приборами одного и того же типа. Это обусловлено тем, что в ряде конструкций мегаомметров последовательно с образцовым резистором в цепи измерителя тока включен ограничивающий резистор. Как следствие у мегаомметров разных конструкций выходные сопротивления оказываются разными, что приводит к несовпадению результатов измерения.
|
|
|
При производстве измерений в рабочем журнале записываются результаты измеренных значений сопротивления изоляции R60, R15, температура обмотки.
| Рис. 1. Основные схемы измерения изоляции двухобмоточного трансформатора. | Рис. 2. Дополнительные схемы измерения изоляции двухобмоточного трансформатора. |
Рис. 3. Основные схемы измерения изоляции трехобмоточного трансформатора.
Рис. 4. Дополнительные схемы измерения изоляции трехобмоточного трансформатора.
Сопротивление изоляции каждой обмотки вновь вводимых в эксплуатацию трансформаторов и трансформаторов, прошедших капитальный ремонт, приведенное к температуре испытаний, при которых определялись исходные значения, должно быть не менее 50% исходных значений.
Для трансформаторов напряжением до 35 кВ включительно мощностью до 10 МВА и дугогасящих реакторов сопротивление изоляции обмоток должно быть не ниже следующих значений:
| Температура обмотки, °С | |||||||
| R60, МОм | |||||||
Сопротивление изоляции сухих трансформаторов при температуре обмоток 20-30°С должно быть для трансформаторов с номинальным напряжением:
| До 1 кВ включительно | — | не менее 100 МОм; |
| Более 1 до 6 кВ включительно | — | не менее 300 МОм; |
| Более 6 кВ | — | не менее 500 МОм. |
Измерение тангенса угла диэлектрических потерь и емкости
При проведении испытаний с использованием «Измерителя параметров изоляции Вектор» следует руководствоваться требованиями «Инструкции по технической эксплуатации передвижной электролаборатории ЛВИ-3 (или ЭТЛ-35) и руководством по эксплуатации прибора».
Измерение тангенса угла диэлектрических потерь и емкости силовых трансформаторов производить при напряжении 10 кВ.
Тангенс угла диэлектрических потерь и емкость обмоток силовых трансформаторов измеряется по схемам табл. 3. При этом последовательность измерений не нормируется.
|
|
|
Таблица 3
| Двухобмоточные трансформаторы | Трехобмоточные трансформаторы | ||
| Обмотка, на которой производят измерения | Заземляемые части трансформатора | Обмотка, на которой производят измерения | Заземляемые части трансформатора |
| НН | ВН, бак | НН | СН, ВН, бак |
| ВН | НН, бак | СН | НН, ВН, бак |
| (ВН+НН) | Бак | ВН | НН, СН, бак |
| (ВН+СН) | НН, бак | ||
| (ВН+СН+НН) | Бак |
Если по результатам измерений по схемам табл. 3 выявлено завышенное значение tgd одной или нескольких обмоток, выполняется ряд дополнительных измерений по отдельным участкам (зонам) изоляции, что позволяет выявить участок с пониженным уровнем изоляции по схемам табл. 4.
Таблица 4
| Трансформаторы, | Участок изоляции | Мостовая измерительная схема | Присоединение выводов и бака трансформатора | |
| К измерительной схеме моста | К экрану моста | |||
| Двухобмоточные трансформаторы, | НН-бак | Перевернутая | НН | ВН |
| ВН-НН | Нормальная | ВН и НН | Бак | |
| ВН-бак | Перевернутая | ВН | НН | |
| Трехобмоточные трансформаторы | НН-бак | Перевернутая | НН | ВН, СН |
| СН-НН | Нормальная | СН и НН | Бак, ВН | |
| СН-бак | Перевернутая | СН | ВН, НН | |
| ВН-СН | Нормальная | ВН и СН | Бак, НН | |
| ВН-бак | Перевернутая | ВН | СН, НН |
| Рис. 6. Основные схемы измерения tgd и емкости двухобмоточного трансформатора. | Рис. 7. Дополнительные схемы измерения tgd и емкости двухобмоточного трансформатора. |
Рис. 8. Основные схемы измерения tgd и емкости трехобмоточного трансформатора.
Рис. 9. Дополнительные схемы измерения tgd и емкости трехобмоточного трансформатора.
В условиях эксплуатации, когда баки испытуемых объектов (трансформаторов) заземляются, для измерения tgδ и емкости применяется перевернутая мостовая измерительная схема.
Нормальная схема измерения применяется при определении tgδ зон изоляции между обмотками трансформатора.
При измерении tgδ и емкости одной из обмоток трансформатора другие – «свободные» обмотки заземляются.
В тех случаях, когда tgδ какой-либо обмотки имеет завышенное значение, рекомендуется выполнить измерения tgδ отдельных участков изоляции трансформатора.
Схемы измерения tgδ и емкости отдельных участков изоляции трансформаторов приведены в табл. 4.
В действующих электроустановках в условиях влияния электрических потерь при проведении измерений tgδ и емкости трансформаторов следует предусматривать ряд мер для воспрепятствования проникновения в измерительную схему токов влияния, искажающих результаты измерения.
|
|
|
Прежде всего, измерительную установку, собранную из отдельных элементов (испытательного трансформатора, моста, образцового конденсатора и др.), или передвижную лабораторию следует устанавливать вблизи испытуемого объекта. Однако следует иметь в виду, что при применении сборной схемы мост переменного тока следует устанавливать на расстоянии испытуемого трансформатора не ближе 0,5 м.
Внешние провода, применяемые для соединения испытуемого объекта с измерительной схемой, должны быть экранированными. Это особенно важно при измерениях по перевернутой схеме. При использовании передвижной электролаборатории экранированные провода, входящие в заводской комплект лаборатории, не следует наращивать.
Не следует допускать токов утечки по загрязненной и увлажненной поверхности вводов трансформатора. Поверхность вводов должна быть очищена и насухо протерта. В тех случаях, когда эта мера не дает эффекта, следует применять экранирование. Такая мера особенно актуальна для трансформаторов малой мощности, имеющих сравнительно небольшую емкость обмоток.
Для получения достоверных или приемлемых для анализа и оценки состояния изоляции результатов измерения исключение погрешности от токов влияния электрических полей достигается путем измерения tgδ и емкости при разных полярностях напряжения испытательной установки (метод двух измерений) или совмещением фазы тока испытательной установки с фазой тока влияния (метод совмещения фаз).
В электроустановках с относительно невысоким уровнем влияния электрического поля удается получать достаточно приемлемые результаты при измерениях со сменой полярности испытательного напряжения.
В электроустановках с высоким уровнем влияния электрического поля (как правило РУ напряжением выше 110 кВ) оказывается необходимым проводить измерения путем совмещения фаз.
При применении метода двух измерений истинные значения tgδ и емкости определяются расчетным путем по формуле:
tgδ = 0,5(tgδ΄ + tgδ΄΄),
где одним штрихом обозначены результаты первого измерения, а двумя штрихами результаты второго измерения со сменой фазы на 180˚.
Значения tgd изоляции обмоток вновь вводимых в эксплуатацию трансформаторов и трансформаторов, прошедших капитальный ремонт, приведенные к температуре испытаний, при которых определялись исходные значения, с учетом влияния tgd масла не должны отличаться от исходных значений в сторону ухудшения более чем на 50%.
Измеренные значения tgd изоляции при температуре изоляции 20 °С и выше, не превышающие 1%, считаются удовлетворительными и их сравнение с исходными данными не требуется.
|
|
|
