Испытания трансформатора после капитального ремонта

Объем и нормы испытаний. После завершения ремонтных работ трансформатор подвергается испытаниям с целью проверки качества и отсутствия дефектов, а также проверки характеристик трансформатора (на соответствие требованиям стандартов1, технических условий или других регламентирующих документов).

Программа испытаний после капитального ремонта с разборкой активной части трансформатора полностью соответствует программе приемо-сдаточных испытаний в заводских условиях.

В процессе эксплуатации, при монтаже и ремонте трансформатора проводится целый ряд испытаний и измерений, о которых говорилось в гл. 3, 11.

Измерения сопротивления изоляции обмоток являются обязательными после любого вида ремонта. Определение коэффициента абсорбции, измерение tgδ изоляции и емкостных характеристик проводят после ремонта с заменой обмоток или при подозрении на загрязненность и увлажнение изоляции. Проверка коэффициента трансформации на всех ступенях переключения напряжения и группы соединения обмоток, а также испытание главной изоляции (вместе с вводами) являются обязательными после ремонта трансформатора с заменой обмоток.

Испытание продольной изоляции обмоток является желательным после ремонта с заменой обмоток (при наличии испытательного оборудования).

После ремонта с заменой обмоток измеряют потери и ток холостого хода при номинальном напряжении, а также напряжение и потери короткого замыкания при номинальном токе. Допускается превышение расчетных (или заводских) значений тока холостого хода не более чем на 30%; потерь — на 15% (для трансформаторов старых лет выпуска до 22%). Допустимые отклонения параметров короткого замыкания от заводских или расчетных — не более 10%. После ремонта без замены обмоток (если производилась подпрессовка ярем магнитной системы) потери холостого хода допускается измерять при пониженном напряжении.

Измерение электрического сопротивления обмоток постоянному току производится в случае, если результаты операционного испытания (при изготовлении обмоток) отличаются от нормируемых (различие сопротивлений на одноименных ответвлениях разных фаз не более 2%). Проверка работы переключающего устройства является обязательной после любого ремонта этого устройства или ремонта, связанного с расчленением привода переключающего устройства, и проводится согласно инструкции завода-изготовителя.

Испытания пробы масла из бака для измерения электрической прочности и сокращенного химического анализа, а также бака трансформатора на плотность избыточным давлением является обязательным после любого капитального ремонта.

Проверка состояния индикаторного силикагеля воздухоосушителя производится после текущего ремонта, а испытание трансформатора включением толчком на номинальное напряжение (3—5-кратное включение) — после любого капитального ремонта.

Рассмотрим подробнее некоторые виды испытаний.Испытание электрической прочности изоляции. Эти испытания включают определение пробивного напряжения масла (или другого жидкого диэлектрика), которым заполнен трансформатор, измерение сопротивления изоляции обмоток, испытание внутренней изоляции напряжением промышленной частоты, приложенным от внешнего источника (в течение 1 мин), и испытание повышенным напряжением, индуктированным в самом трансформаторе.

Значения испытательных напряжений для обеспечения надежности и долговечности трансформатора превышают номинальные и зависят от условий эксплуатации. 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 подверженных воздействию грозовых перенапряжений, или при специальных мерах грозозащиты — по нормам для облегченной изоляции.

При испытании изоляции напряжением промышленной час­тоты,приложенным от внешнего источника, проверяется электрическая прочность главной изоляции (каждой обмотки по отношению к другим обмоткам, включая отводы и выводы, а также по отношению к баку и другим заземленным частям трансформатора).

Испытывают поочередно изоляцию каждой обмотки. Испытания проводят по схеме (рис.3.25, где, 1 — регулировочный трансформатор; 2 — вольтметр; 3 —амперметр; 4 — повышающий трансформатор).

При этом испытательное на­пряжение прикладывается между испытываемой обмоткой, замкнутой накоротко, и заземленным баком. Все остальные вводы других обмоток соединяют между собой и заземляют вместе с баком и магнитной системой. Напряжение к первичной обмотке повышающего трансформатора подводят от генератора переменного тока с регулируемым возбуждением или от регулировочного автотрансформатора. Испытательное напряжение поднимают плавно и выдерживают 1 мин

Рис.3.25. Схема испытания изоляции обмотки ВН.

Возрастание тока и снижение напряжения, фиксируемое приборами, обычно указывают на наличие дефекта в изоляции испытываемого трансформатора. Повреждение в испытываемом трансформаторе проявляется потрескиванием и разрядами.

Трансформатор считают выдержавшим испытания, если в процессе испытания не наблюдалось полного разряда (по звуку), разряда на защитном шаровом промежутке, выделения газа и дыма или изменения показания приборов.

Если при испытании отмечены разряды в баке, сопровождающиеся изменением режима в испытательной установке или появлением дыма, активная часть подлежит осмотру, а при необходимости разборке для выяснения и устранения причины разрядов или пробоя.

Продольная изоляция обмотки (изоляция между витками, катушками, слоями, фазами) испытывается повышенным напряжением, индуктированным в самом трансформаторе. Испытания проводят путем приложения к одной из обмоток двойного номинального напряжения этой обмотки при повышенной частоте (но не более 400 Гц). Повышение частоты необходимо во избежание чрезмерного увеличения индукции и намагничивающего тока. Испытания проводят по схеме опыта холостого хода напряжением частоты не менее 2fном и продолжительностью испытания 1 мин. (При более высоких частотах длительность уменьшается, но не должна быть менее 15 с).

Основным дефектом, который выявляется при таком испытании, является замыкание между витками или слоями обмотки, а также между отводами. Если имеются признаки дефекта, то важно до разборки трансформатора измерениями токов и напряжений по фазам установить дефектную фазу. Затем эта фаза подвергается тщательному осмотру. Дефектное место обмотки можно определить индукционным методом или измерением электрического сопротивления.

Индукционный метод для нахождения короткозамкнутого витка основан на наличии электромагнитного поля вокруг короткозамкнутого витка, созданного в нем индуктированным током короткого замыкания. Поле вокруг остальных витков отсутствует. Наличие и положение короткозамкнутого витка обнаруживают особой катушкой, называемой искателем, к которой подключен чувствительный прибор. Измерительный аппарат состоит из искателя и указателя. Искатель представляет собой многовитковую катушку, насаженную на магнитопровод, состоящий из нескольких пластин электротехнической стали, и присоединенного к ней указательного прибора (рис. 3.26, а, где, 1 — указательный прибор; 2 — защитный кожух; 3 — катушка; 4 — сердечник).

а) б)

Рис.3.26. Общий вид (а) и принципиальная схема (б) устройства для обнаружения короткозамкнутого витка

Напряжение в проверяемой обмотке индуктируется «питателем», который выполняется аналогично представленному на рис. 3.26, б, а искателю, или представляет собой длинный стержень с намотанными по всей длине витками. Обмотка питателя подключается к сети (36, 127 или 220 В). Если проверяемая обмотка насажена на стержень магнитной системы, возбуждение осуществляется обычным путем (при подаче небольшого напряжения, безопасного для персонала). Перемещая искательсначала вдоль обмотки, а затем в радиальном направлении, устанавливают место замыкания по наибольшему отклонению прибора.

Оценка состояния изоляции1. Для оценки состояния изоля­ции трансформатора после ремонта проводится ряд испытаний, по которым определяют коэффициент абсорбции, tgδ, С₂/С₅₀, ∆С/С изоляции обмоток, изоляционные характеристики масла и влагосодержание установленных внутри бака трансформатора образцов твердой изоляции.

Полученные результаты сравниваются с допустимыми значениями изоляционных характеристик и позволяют выявить грубые дефекты в изоляции перед включением трансформатора под напряжение, возникшие, например, в результате местных загрязнений, увлажнения или повреждения изоляции.

Измерение сопротивления изоляции обмоток производится при температуре не ниже 10°С мегаомметром класса 1000 В в трансформаторах класса напряжения до 35 кВ мощностью до 16 MB∙А и класса 2500 В с пределами от 0 до 10 000 МОм — во всех остальных трансформаторах. За температуру изоляции в масляных трансформаторах принимают температуру масла в верхних слоях, в сухих — температуру окружающего воздуха.

Измеренное сопротивление изоляции необходимо сравнить со значением, измеренным для исследуемого трансформатора в заводских условиях; для неувлажненной изоляции R₆₀ ≥ 0,7 R_60(зав).

Другим показателем состояния увлажнения изоляции могут служить диэлектрические потери в изоляции. При этом, как правило, измеряют только tgδ (в долях единицы или в процентах); измерение tgδ производится с помощью емкостного моста при напряжении до 10 кВ.

Контрольные вопросы

1. Какая ремонтная документация должна вестись при ремонте транс­форматора?

2. По каким критериям производится оценка состояния изоляции обмо­ток и отводов?

3. Какова последовательность работ при демонтаже активной части трансформатора?

4. Какие основные работы выполняют в процессе ремонта обмоток?

5. Как оценивается состояние магнитной системы?

6. Какие операции включает полный ремонт магнитной системы?

7.Какие параметры контролируются в процессе испытаний, выполняемых после ремонта трансформатора?