Диагностика силовых трансформаторов

Подождите немного. Документ загружается.

Проверка коэффициента трансформации 71

Для двухобмоточных трансформаторов заполняется первая колонка

таблицы, а для трехобмоточных - первая и вторая. Строки с напряжениями

UcB и UcC заполнять необязательно. Эта пара напряжений служит для

контроля правильности измерений.

Строка с группой соединения пользователем не заполняется - она

заполняется автоматически по результатам проведенной экспертизы

(анализа) и сравнивается с группой соединения, полученной из обозначения

схемы и группы соединения в паспортных данных.

9.4. Литература

1. Булгаков Н.И. Группы соединения трансформаторов. М.: Энергия. -

1977.- 80 с.

2. Аншин В.Ш., Худяков З.И. Сборка трансформаторов и их

магнитных систем. - М.: Высшая школа, 1985. - 272 с.

3. Каганович Е. А., Райхлин И. М. Испытание трансформаторов

мощностью до 6300 кВА и напряжением до 35 кВ. - М: Энергия,

1980. - 312 с.

4. Алексенко Г.В., Ашрятов А.К., Веремей Е.В., Фрид Е.С. Испытание

высоковольтных и мощных трансформаторов и

автотранформаторов, часть 1.- М.-Л.: Госэнергоиздат, 1962.- 672 с.

5. Алексенко Г.В. Параллельная работа трансформаторов и

автотрансформаторов. - М.: Энергия, 1967. - 608 с.

6. РД 16.363 - 87. Трансформаторы силовые. Транспортирование, раз-

грузка, хранение, монтаж и ввод в эксплуатацию.

Диагностика

трансформаторов

10. ИСПЫТАНИЕ ИЗОЛЯЦИИ ОБМОТОК ВМЕСТЕ С

ВВОДАМИ ПОВЫШЕННЫМ НАПРЯЖЕНИЕМ ЧАСТОТЫ

50 Гц

10.1. Основные положения

Испытание изоляции обмоток вместе с вводами относится к

категориям контроля П и К (см. введение).

Испытание изоляции обмоток маслонаполненных трансформаторов

при вводе их в эксплуатацию и капитальных ремонтах без смены обмоток и

изоляции не обязательно. Испытание изоляции сухих трансформаторов

обязательно.

При капитальном ремонте с полной сменой обмоток и изоляции

испытание повышенным напряжением обязательно для всех типов

трансформаторов.

Электрическую прочность изоляции между обмотками разных

напряжений (ВН, СН, НН) и каждой из них относительно заземленных

частей трансформатора определяют приложенным напряжением. Это

испытание, называемое часто испытанием главной изоляции

трансформатора, состоит в том, что от постороннего источника переменного

тока через специальный испытательный трансформатор подают напряжение

на испытуемую обмотку трансформатора, при этом один провод от

испытательного трансформатора подключают к соединенным между собой

вводам испытуемой обмотки, а другой - соединяют с заземленным баком.

Все остальные вводы других обмоток, включая вводы расщепленных ветвей

обмоток, а также зажимы измерительных обмоток трансформаторов тока

встроенных во вводы трансформатора соединяют между собой и заземляют

вместе с баком испытуемого трансформатора.

В результате приложения повышенного напряжения в испытуемой

изоляции создается увеличенная напряженность электрического поля, что

позволяет выявить в ней дефекты, не обнаруженные другими методами.

Наиболее характерными дефектами, выявляемыми при этом

испытании, являются:

 недостаточные расстояния между гибкими неизолированными отводами

обмоток НН в месте их подключения к шпильке ввода;

 наличие в трансформаторе воздушных пузырей;

 некоторые виды местного увлажнения и загрязнения изоляционных

деталей.

Испытания проводят главным образом для трансформаторов

напряжением до 35 кВ включительно. В отдельных случаях этот метод

применим для проверки электрической прочности изоляции обмоток НН (до

35 кВ) трансформаторов напряжением 110 кВ и выше.

Проверка группы соединения 73

10.2. Методика испытания

Схема испытания приложенным напряжением изоляции обмоток ВН

трехфазного двухобмоточного трансформатора показана на рис. 10.1.

Рис. 10.1. Схема испытания изоляции обмоток ВН приложенным

напряжением

Как видно из рисунка, вводы А, В и С этих обмоток соединены между

собой и подключены общим проводом к вводу испытательного

трансформатора А, а вводы а, b и с обмоток НН соединены общим проводом

с заземленным корпусом бака.

Для защиты испытываемой обмотки от случайного чрезмерного

повышения напряжения параллельно с ней устанавливают шаровой

разрядник ШР с пробивным напряжением, равным 115-120%

испытательного напряжения. Последовательно с разрядником включают

токоограничивающее сопротивление R.

Для контроля режима испытания служат вольтметр V и амперметр,

включенный непосредственно (A

) или через трансформатор тока (A

С помощью регулировочного автотрансформатора РТ, подключенного

к источнику переменного тока с частотой 50 Гц, плавно поднимают напря-

жение трансформатором ИТ до испытательного. Напряжение к первичной

обмотке испытательного трансформатора можно подводить также и от

генератора переменного тока с регулируемым возбуждением.

Если в течение 1 мин с момента подачи испытательного напряжения

амперметр не показывает увеличения тока, а вольтметр V — снижение

напряжения, внутри трансформатора не наблюдается разрядов

(потрескиваний), нет разряда на защитном шаровом разряднике, и нет

выделения газа и дыма, то плавно снижают напряжение до нуля и считают,

что данные обмотки трансформатора испытание выдержали. В таком же

порядке испытывают остальные обмотки. Обычно вначале испытывают

обмотки НН, затем СН и далее ВН. Пробои и частичные разряды при

испытаниях сопровождаются звуковыми явлениями и скачкообразными

изменениями показаний приборов. До испытания приложенным

напряжением маслу дают отстояться после его заливки в бак

трансформатора в течение 12 ч для удаления из него воздуха.

ШР

ИТ

РТ

Диагностика

трансформаторов

Значение испытательного напряжения равно заводскому. При

капитальном ремонте с частичной сменой изоляции или при реконструкции

трансформатора значение испытательного напряжения равно 0,9 заводского.

Значения испытательных напряжений приведены в табл. 10.1 и 10.2.

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 подвергающихся воздействию грозовых

перенапряжений, или при специальных мерах грозозащиты - по нормам для

облегченной изоляции.

Сухие трансформаторы испытываются по нормам табл. 10.1 для

облегченной изоляции.

Таблица 10.1. Испытательные напряжения промышленной частоты

электрооборудования классов напряжения до 35 кВ с нормальной и

облегченной изоляцией

Испытательное напряжение, кВ

Аппараты, трансформаторы тока и

Класс Силовые трансформаторы, напряжения, токоограничивающие

напряже- шунтирующие и дугогасящие реакторы, изоляторы, вводы,

ния элек- реакторы конденсаторы связи, экракирован-

трообору- ные токопроводы, КРУ и KTII

дования, На При На Перед вводом в эксплу-

кВ заводе- вводе В эксплу- заводе- атацию и в эксплуатации

изгото-

в эксплу-

атации

изгото-

Фарфоровая

Другие

вителе атацию вителе изоляция изоляции

До 0,69 5,0/3,0 4,5/2,7 4,3/2,6 2,0 1 1

3 18,0/10,0 16,2/9,0 15,3/8,5 24,0 24,0 21,6

б 25,0/16,0 22,5/14,4 21,3/13.6 32,0(37,0) 32,0(37,0) 28,8(33,3)

10 35,0/24,0 31,5/21,6 29,8/20,4 42,0(48,0) 42,0(48,0) 37,8(43,2)

15 45,0/37,0' 40,5/33,3 38,3/31,5 56,0(63,0) 55,0(63,0) 49,5(56,7)

20 55,0/50,0 49,5/45,0 46,8/42,5 65,0(75,0) 65,0(75,0) 58,5(67,5)

35 85,0 76,5 72,3 95,0(120,0) 95,0(120,0) 85,5(108,0)

Примечание:

1. Испытательные напряжения, указанные в виде дроби,

распространяются на электрооборудование: числитель – с нормальной

изоляцией, знаменатель – с облегченной изоляцией.

2. Испытательные напряжения для аппаратов и КРУ

распространяются как на их изоляцию относительно земли и между

полюсами, так и на промежуток между контактами с одним или двумя

(цифра в скобках) разрывами на полюс.

Проверка группы соединения 75

3. Если электрооборудование на заводе-изготовителе было испытано

напряжением, отличающимся от указанного, испытательные напряжения при

вводе в эксплуатацию и в эксплуатации должны быть соответственно

скорректированы.

Таблица 10.2. Испытательные напряжения промышленной частоты

герметизированных силовых трансформаторов

Класс напряжения Испытательное напряжение, кВ

трансформатора, На заводе- При вводе в В

кВ изготовителе эксплуатацию эксплуатации

3 10 9,0 8,5

б 20 18,0 17,0

10 28 25,2 23,8

15 38 34,2 32,3

20 50 45,0 42,5

Испытательное напряжение масляных трансформаторов класса

напряжения 110 кВ равно 200 кВ.

10.3. Заполнение машинной формы результатов испытаний

Для занесения в базу данных результатов измерений необходимо

заполнить шаблон в соответствии с правилами, приведенными в “Инструк-

ции пользователя”. Форма шаблона приводится ниже:

Обязательно необходимо ввести дату испытания.

Для двухобмоточных трансформаторов заполняются первая и третья

колонки таблицы, а для трехобмоточных - все колонки.

Диагностика

трансформаторов

10.4. Литература

1. Алексенко Г. В., Ашрятов А. К., Фрид Е. С. Испытание высо-

ковольтных и мощных трансформаторов и автотрансформаторов,

часть II. - М.-Л.: Госэнергоиздат, 1962. - 832 с.

2. Аншин В. Ш., Худяков З. И. Сборка трансформаторов и их

магнитных систем. - М.: Высшая школа, 1985. - 272 с.

3. Нормы испытания электрооборудования. Под общей редакцией С.Г.

Королева. - 5-е издание. - М.: Атомиздат. - 304 с.

Испытание изоляции повышенным напряжением 77

11. ТЕПЛОВИЗИОННЫЙ КОНТРОЛЬ

ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ

11.1. Общие положения

ИКi-iдиагностика дефектных узлов трансформатора, расположенных в его

баке

Источники тепловыделений в баке трансформатора

Источниками тепловыделения в баке являются следующие узлы

трансформатора [Л.1]:

 магнитопровод;

 обмотки;

 массивные металлические части трансформатора, в которых

тепло выделяется за счет добавочных потерь от вихревых токов,

наводимых потоками рассеяния (бак, прессующие кольца, емкостные

кольца, экраны, шпильки);

 токоведущие части вводов и их контакты;

 отводы и их соединения с обмоткой и вводом;

 контакты переключателей РПН.

Характер передачи тепла от магнитопровода и обмоток к баку

трансформатора

При оценке внутреннего теплового состояния трансформаторов

тепловизором [Л.5] необходимо считаться с характером теплопередачи

магнитопровода и обмоток (рис.11.1).

В соответствии с [Л.2] температура верхних слоев масла при

номинальной нагрузке трансформатора должна быть не выше, температуры

указанной в табл.11.1, если заводами-изготовителями не оговорены иные

температуры.

Таблица 11.1

У трансформатора и реактора с охлаждением ДЦ 75°С

У трансформатора и реактора с естественным масляным охлажде-

нием М и охлаждением Д 95°С

У трансформаторов с охлаждением Ц температура масла на входе

на маслоохладитель 70°С

Согласно [Л.3] разница между максимальной и минимальной

температурами по высоте трансформатора может достигать 20 - 35°С.

Диагностика

трансформаторов

стенка

бака

масло

магнито-

провод

обмотки

температура наружного воздуха

б)

а)

Рис.11.1. Изменение температуры по высоте (а) и в сечении (б)

трансформатора

1 - стержень; 2,3 - обмотки НН и ВН, 4 - масло; 5 - стенка бака.

Тепловое поле бака трансформатора

Снимаются термограммы поверхности бака трансформатора [Л.1]:

 в местах расположения отводов обмоток;

 по высоте бака трансформатора;

 относительно крайних фаз;

 в местах крепления колокола бака.

По значениям температурных градиентов на поверхности бака и их

местоположению с помощью технологической документации на транс-

форматор оценивается возможный дефект в последнем.

У трансформаторов и автотрансформаторов 250iМВА и выше

рекомендуется при вводе в эксплуатацию снимать картину теплового поля

бака.

Испытание изоляции повышенным напряжением 79

Дефекты обмоток

Эксперименты, проведенные на моделях, показали что при

инфракрасном контроле могут выявляться локальные нагревы в баке

трансформатора, вызванные [Л.1]:

 местным нагревом отдельных катушек обмотки;

 перегревами контактных соединений отводов обмоток;

 появлением застойных зон масла, вызванных разбуханием

бумажной изоляции витков, шламообразованием или конструктивными

просчетами.

Учет износа изоляции обмоток в зимний период с помощью картины

теплового поля бака трансформатора

Термограмма трансформатора 60iМВА с 30i% нагрузкой показывает,

что циркуляция масла в зимний период (ti=–15°C) происходит лишь в зоне

средней фазы. Температурные градиенты на поверхности бака в зоне

крайних фаз составляют 2i-i3°С, в средней части трансформатора - около

13°С. Таким образом, износ изоляции обмоток, а тем самым и срок службы

для средней и крайних фаз является различным.

Дефекты системы заземления магнитопровода

ИКТ, являясь вспомогательным средством контроля, помогает при

наличии газообразования в трансформаторе оценить зону образования

дефекта в магнитопроводе, а при наличии заводской документации сузить

место поиска дефекта.

Термографическое обследование фаз трансформатора выявило темпе-

ратурные аномалии на баках фаз трансформатора, нагрев большого

количества болтов крепления нижнего разъема колокола бака.

Вскрытие баков фаз трансформаторов выявило следующие дефекты:

 потемнение от перегрева пластин в месте соединения

швеллера к нижним консолям магнитопровода;

 заземление направляющего шипа днища бака на нижнюю

консоль НН в районе регулировочного стержня трансформатора;

 потемнение от нагрева и частичное оплавление шайб,

пластины и болта в месте касания его нижней консоли НН.

Проверка схемы заземления магнитопровода мегаомметром показала:

 сопротивление изоляции на участке магнитопровод– бак

равно нулю;

 Ом до 5 кОм сопротивление изоляции между пакетами

магнитопровода составляет от 6.

Оценка теплового состояния отдельных узлов трансформатора

Переключающие устройства

При наличии локальных нагревов поверхности корпуса контактора

РПН контактор должен подвергаться внеочередной ревизии.

Диагностика

трансформаторов

Термосифонные фильтры

В исправном фильтре имеет место плавное повышение темпе-

ратурных градиентов по высоте фильтров.

Будет наблюдаться резкое изменение температурных градиентов по

высоте фильтра в случае, если циркуляция масла в фильтре будет снижена

или отсутствовать вообще, например, при использовании мелкозернистого

силикагеля или при образовании шлама.

Фильтр считается исправным, если наблюдается плавное изменение

температуры по высоте фильтра и разность температур по высоте фильтра

находится в пределах 5-15°С.

При невыполнении указанных условий:

 проверить положение вентилей фильтра;

 при необходимости заменить силикагель.

Система охлаждения трансформаторов

У исправно работающего маслонасоса трансформатора темпе-

ратурные градиенты на поверхности корпуса маслонасоса и трубопроводов

практически одинаковы (t=40-47°C).

Температурный градиент на поверхности корпуса маслонасоса резко

возрастает при появлении следующих неисправностей в маслонасосе:

 трения крыльчаток;

 виткового замыкания в электродвигателе и т.п.

ИК–контроль позволяет оценить правильность и равномерность

распределения потоков масла по трубам, в частности, отсутствие

шламообразования в трубах и эффективность работы системы охлаждения.

ИК–контроль позволяет в ряде случаев отказаться от применения

традиционных методов тепловых испытаний трансформаторов.

Маслонасос считается исправным, если :

 температура на поверхности корпуса не превышает 80°С;

 разность температур на поверхности корпуса не превышает

10°С.

Маслонасос, на поверхности корпуса которого зафиксирована

повышенная температура, должен пройти дополнительную проверку,

например, акустический контроль.

Локальные нагревы участков труб радиаторов свидетельствуют об их

зашлакивании и нарушении циркуляции масла.

ИК–контроль производится для маслорасширителей с трубчатыми

маслоуказателями, показания которых вызывают сомнение.

Маслорасширитель считается неисправным, если уровень масла в нем не

соответствует нормированным значениям.

Методы инфракрасной диагностики для маслонаполненных вво-

дов