3. Измерения сопротивления изоляции, tg d, С2/С50, дС/С должны производиться при одной и той же температуре или приводиться к одной температуре.
Испытания и измерения силовых трансформаторов, производятся с определенной периодичностью в процессе эксплуатации в целях проверки основных технических характеристик трансформатора и отдельных его узлов.
При работе трансформатора в энергоблоке эти испытания приурочиваются ко времени вывода в ремонт котла, турбины и турбогенератора.
В объем испытаний и измерений входят испытания, позволяющие оценить состояние изоляции, а также:
измерение потерь холостого хода при малом однофазном возбуждении;
измерение активного сопротивления обмоток (R60и R15, т.е. через 60 и 15 с после включения мегаомметра);
измерение коэффициента трансформации;
проверка группы соединения обмоток;
испытание изоляции приложенным напряжением.
Состояние изоляции оценивается по результатам измерения R60 и R15 каждой обмотки по отношению к другим заземленным обмоткам. Измерения производят при температуре не ниже 10 °С у трансформаторов мощностью до 80 МВ.А и напряжением до 150 кВ и при температуре не менее нижнего значения температуры, приведенного в паспорте, у трансформаторов 220-1150 кВ и у трансформаторов мощностью свыше 80 МВ.А, напряжением 110 и 150 кВ. У трансформаторов, не подвергавшихся прогреву, за температуру измерений принимается температура верхних слоев масла, а у трансформаторов, подвергавшихся нагреву, -средняя температура обмотки ВН фазы В, определяемая по сопротивлению постоянному току не ранее чем через 1-1,5 ч после отключения нагрева (или отключения трансформатора из работы) на спаде температуры.
Сопротивление изоляции измеряется мегаомметром 2500 В. Тангенс угла диэлектрических потерь (tg d) измеряется по перевернутой схеме при напряжении 10 кВ, но не более 60 % испытательного напряжения.
В процессе ревизии активной части трансформатора (в период монтажа, ремонта, сушки изоляции) состояние увлажненности его обмоток оценивается измерением отношения С/С с помощью серийного прибора ПЕКИ-1 (в энергосистемах применяют также старые приборы ПКВ-7). Результат измерения С/С не нормируется, но используется при комплексном рассмотрении характеристик изоляции, полученных другими способами измерений. Результаты проведенных измерений сравнивают с заводскими характеристиками, приведенными в паспорте трансформатора. При необходимости результаты измерения R60 и tg d приводят к температуре, указанной в паспорте, путем пересчета в зависимости от разности температур.
Характеристики изоляции необходимо измерять всегда по одним и тем же схемам и в определенной последовательности.
При комплексном рассмотрении результатов измерений (сопротивление изоляции, tg d, емкости обмоток относительно земли и друг друга, относительного прироста емкости при изменении частоты или длительности разряда) дается предварительная оценка состояния изоляции и заключение о необходимости сушки изоляции. При вводе в эксплуатацию нового трансформатора необходимо принимать во внимание условия транспортировки, хранения, правильность проведения монтажных работ, характеристики масла в баке трансформатора, а также длительность нахождения активной части в разгерметизированном состоянии при ревизии во время монтажа (то же при ремонте).
Измерение потерь холостого хода для трансформаторов 10000 кВА и более производят при пониженном напряжении (возбуждении) перед измерениями сопротивления постоянному току, чтобы избежать повышения потерь XX из-за намагничивания стали трансформатора. Снятие остаточного намагничивания производят однократным плавным увеличением и последующим плавным снижением возбуждения переменным напряжением.
По результатам измерения определяют состояния магнитопровода трансформатора (замыкание листов стали магнитопровода, образование по различным причинам короткозамкнутых контуров в узлах крепления магнитопровода). Значение потерь XX в эксплуатации не нормируется, так как со временем из-за ухудшения свойств стали потери XX имеют тенденцию к повышению. Если магнитопровод не имеет дефектов, то измерения показывают равенство потерь на крайних стержнях (у новых трансформаторов различие не более 10 %) и увеличенное примерно на 30 % значение потерь на среднем стержне магнитопровода.
Потери XX у трехфазных трансформаторов измеряют при трехфазном или при однофазном возбуждении. Для измерения потерь при однофазном напряжении проводят три опыта с измерением:
а) замыкают накоротко обмотку фазы А при возбуждении фаз В и С трансформатора;
б) замыкают накоротко обмотку фазы В при возбуждении фаз А и С;
в) аналогично для фазы С.
Потери в трансформаторе
PОА + РОВ + РОА
ро= 2
где РОА, РОВ и РОА - потери, определенные при указанных трех опытах (за вычетом потребления прибора) при одинаковых значениях подводимого напряжения,
При измерении сопротивления обмоток постоянному току выявляют дефекты в местах паек (обрывы) обмотки, а также в различных контактах схемы соединения обмоток.
Сопротивление обмоток постоянному току измеряют по схеме "моста" или по методу падения напряжения (с помощью вольтметра и амперметра). Измерять сопротивление рекомендуется при установившейся температуре обмоток, которая указывается в протоколе испытаний вместе с температурой верхних слоев масла. В качестве источника используются аккумуляторные батареи необходимой емкости.
Для сравнения измеренных сопротивлений последние приводятся к одной температуре по формуле расчета. Для исключения ошибок, обусловленных индуктивностью обмоток, сопротивление нужно измерять только при полностью установившемся токе. Кроме того, для повышения точности измерений применяют схемы и выдерживают рекомендации, известные в практике измерений (в брошюре не рассматриваются). Оценку результатов производят путем сравнения полученных значений с данными измерений, полученными на заводе и приведенными в паспорте. Значения сопротивлений, полученные на соответствующе ответвлениях других фаз, не должны отличаться друг от друга более чем на 2 %, за исключением случаев, когда это оговорено паспортными данными или заводскими протоколами.
При измерении коэффициента трансформации выявляют неправильное подсоединение отводов устройств РП и правильность установки привода устройств ПБВ, повреждения обмоток. Коэффициент трансформации измеряют с помощью специальных электрических схем (мостов) по способу компенсации или методом двух вольтметров, один из которых присоединяется к обмотке низшего, а другой к обмотке высшего напряжения. Класс точности измерительных вольтметров должен быть не ниже 0,2.
Путем проверки группы соединения обмоток определяю тождественность группы соединения обмоток трансформаторе предназначенных для параллельной работы. В трехфазных трансформаторах, имеющих две и более обмоток разных напряжений, каждая из обмоток может быть соединена по любой схеме. Комбинация схем соединений высшего напряжения и низшего называется группой соединения, характеризующей угловой сдвиг векторов линейного напряжения обмотки низшего напряжения относительно векторов линейного напряжения обмотки высшего напряжения. Поэтому при несоблюдении тождественности групп соединения между обмотками трансформаторов возникают уравнительные токи, значительно превосходящие номинальные токи трансформаторов. Эти уравнительные токи вызывают чрезмерные перегревы изоляции (интенсивное старение), что приводит к повреждению трансформатора.
Наиболее характерными недостатками, выявленными при проверке группы соединения обмоток, являются неправильно выполненная маркировка вводов трансформатора и неправильное подсоединение отводов обмоток к вводам.
Группы соединения обмоток проверяют одним из следующих способов: двумя вольтметрами, постоянным током, фазометром (прямой метод), с помощью специального моста - одновременно с измерением коэффициента трансформации (компенсационный метод).
Метод двух вольтметров основан на совмещении векторных диаграмм первичного и вторичного напряжений и измерении напряжения между соответствующими выводами с последующим сравнением этих значений с расчетными, приведенными в справочных таблицах.