Измерение сопротивление изоляции трансформатора тока. Испытания измерительных трансформаторов - наладка оборудования электрических подстанций
Устройства, пропорционально преобразующие переменный ток из одной величины в другую на основе принципов электромагнитной индукции, называют трансформаторами тока (ТТ).
Их широко используют в энергетике и изготавливают разными конструкциями от маленьких моделей, размещаемых на электронных платах до метровых сооружений, устанавливаемых на железобетонные опоры.
Цель проверки - выявление работоспособности ТТ без оценки метрологических характеристик, определяющих класс точности и углового сдвига фаз между первичным и вторичными векторами токов.
Возможные неисправности . Трансформаторы выполняются автономными устройствами в изолированном корпусе с выводами для подключения к первичному оборудованию и вторичным устройствам. Ниже приведены основные причины неисправностей:
Повреждение изоляции корпуса;
- повреждение магнитопровода;
- повреждение обмоток:
- обрывы;
- ухудшение изоляции проводников, создающее межвитковые замыкания;
- механические износы контактов и выводов.
Методы проверок . Для оценки состояния ТТ проводится визуальный осмотр и электрические проверки.
Визуальный внешний осмотр . Проводится в первую очередь и позволяет оценить:
Чистоту внешних поверхностей деталей;
- появление сколов на изоляции;
- состояние клеммников и болтовых соединений для подключения обмоток;
- наличие внешних дефектов.
Проверка изоляции . (эксплуатация ТТ с нарушенной изоляцией не допускается!).
Испытания изоляции . На высоковольтном оборудовании трансформатор тока смонтирован в составе линии нагрузки, входит в нее конструктивно и подвергается совместным высоковольтным испытаниям отходящей линии специалистами службы изоляции. По результатам испытаний оборудование допускается в эксплуатацию.
Проверка состояния изоляции . К эксплуатации допускаются собранные токовые цепи с величиной изоляции 1 мОм.
Для ее замера используется мегаомметр с выходным напряжением, соответствующим требованиям документации на ТТ. Большинство высоковольтных устройств необходимо проверять прибором с выходным напряжением в 1000 вольт.
Итак, мегаомметром измеряют сопротивление изоляции между:
Корпусом и всеми обмотками;
- каждой обмоткой и всеми остальными.
Работоспособность трансформатора тока можно оценить прямыми и косвенными методами.
1. Прямой метод проверки
Это, пожалуй наиболее проверенный способ, который по другому называют проверкой схемы под нагрузкой.
Используется штатная цепь включения ТТ в цепи первичного и вторичного оборудования или собирается новая цепь проверки, при которой ток от (0,2 до 1,0) номинальной величины пропускается по первичной обмотке трансформатора и замеряется во вторичной.
Численное выражение первичного тока делится на замеренный ток во вторичной обмотке. Полученное выражение определяет коэффициент трансформации, сравнивается с паспортными данными, что позволяет судить об исправности оборудования.
Магнитопроводы многих высоковольтных трансформаторов нуждаются в заземлении. Для этого в их клеммной коробке оборудуется специальный зажим с маркировкой буквой “З”.
На практике часто есть ограничения по проверке ТТ под нагрузкой, связанные с условиями эксплуатации и безопасности. Поэтому используются другие способы.
2. Косвенные методы
Каждый из способов предоставляет часть информации о состоянии ТТ. Поэтому следует применять их в комплексе.
Определение достоверности маркировки выводов обмоток . Целостность обмоток и их вывода определяются “прозвонкой” (замером омических активных сопротивлений) с проверкой или нанесением маркировки. Выявление начал и концов обмоток осуществляется способом, позволяющим определить полярность.
Определение полярности выводов обмоток . Вначале ко вторичной обмотке ТТ подсоединяется миллиамперметр или вольтметр магнитоэлектрической системы с определенной полярностью на выводах.
Допускается использовать прибор с нулем в начале шкалы, однако, рекомендкеься посередине. Все остальные вторичные обмотки из соображений безопасности шунтируются.
К первичной обмотке подключается источник постоянного тока с ограничивающим его ток разряда сопротивлением. Обыкновенной батарейки от карманного фонарика с лампочкой накаливания вполне достаточно. Вместо установки выключателя можно просто дотронуться проводом от лампочки до первичной обмотки ТТ и затем отвести его.
При включении выключателя в первичной обмотке формируется импульс тока соответствующей полярности. Действует закон самоиндукции. При совпадении направления навивки в обмотках стрелка движется вправо и возвращается назад. Если прибор подключен с обратной полярностью, то стрелка будет двигаться влево.
При отключении выключателя у однополярных обмоток стрелка двигается импульсом влево, а в противном случае – вправо.
Аналогичным способом проверяется полярность подключения других обмоток.
Снятие характеристики намагничивания . Зависимость напряжения на контактах вторичных обмоток от проходящего по ним тока намагничивания называют вольтамперной характеристикой (ВАХ). Она свидетельствует о работе обмотки и магнитопровода ТТ, позволяет оценить их исправность.
С целью исключения влияния помех со стороны силового оборудования ВАХ снимают при разомкнутой цепи у первичной обмотки.
Для проверки характеристики требуется пропускать переменный ток различной величины через обмотку и замерять напряжение на ее входе. Это можно делать любым проверочным стендом с выходной мощностью, позволяющей нагружать обмотку до насыщения магнитопровода ТТ при котором кривая насыщения переходит в горизонтальное направление.
Данные замеров заносят в таблицу протокола. По ним методом аппроксимации вычерчивают графики.
Перед началом замеров и после них необходимо обязательно проводить размагничивание магнитопровода путем нескольких плавных увеличений токов в обмотке с последующим снижением до нуля.
Для замеров токов и напряжений следует пользоваться приборами электродинамической или электромагнитной систем, воспринимающих действующие значения тока и напряжения.
Появление в обмотке короткозамкнутых витков уменьшает величину выходного напряжения в обмотке и снижает крутизну ВАХ. Поэтому, при первом использовании исправного трансформатора делают замеры и строят график, а при дальнейших проверках через определенное время контролируют состояние выходных параметров.
При новом включении производится осмотр трансформаторов тока и их цепей, проверяются сопротивление постоянному току и электрическая прочность изоляции вторичных обмоток, определяются однополярные зажимы, проверяются характеристики намагничивания, коэффициенты трансформации. При плановых проверках производятся осмотр трансформаторов тока, проверка сопротивления обмоток, сопротивления изоляции и снятие характеристик намагничивания. Если при проверке вынимаются встроенные трансформаторы тока, необходимо дополнительно проверить полярность обмоток и коэффициенты трансформации на разных отпайках.
Полярность выводов обмоток трансформаторов тока проверяется с помощью магнитоэлектрического прибора с обозначенной полярностью обмотки и нулем в середине шкалы по схеме, приведенной на рисунке 1. Источник постоянного тока, в качестве которого используется электрическая батарейка Б или аккумулятор напряжением 4-6 В, подключается последовательно с добавочным сопротивлением Rд к первичной обмотке трансформатора тока. При этом положительный полюс батарейки подключают к «началу», а отрицательный к «концу» первичной обмотки.
Рисунок 1 – Определение полярности обмоток трансформатора тока.
Замыкая и размыкая ключом К цепь первичной обмотки трансформатора тока, наблюдают за отклонением стрелки магнитоэлектрического прибора, подключенного к вторичной обмотке. Если при замыкании первичной цепи стрелка прибора будет отклоняться вправо, а при размыкании влево, значит, выводы первичной и вторичной обмоток трансформатора тока, к которым подключен плюс батареи и плюс прибора, являются однополярными. Для увеличения отклонения стрелки прибора, используемого в схеме проверки, можно изменять величину добавочного сопротивления, а также напряжение батарейки.
Характеристика намагничивания, представляющая зависимость напряжения на зажимах вторичной обмотки трансформатора тока от тока намагничивания, является основной характеристикой, по которой можно определить исправность трансформатора тока, а также возможность его применения в различных схемах релейной защиты.
Для снятия характеристики намагничивания при разомкнутой первичной обмотке на зажимы вторичной обмотки трансформатора тока подается переменное напряжение через регулировочный автотрансформатор AT (рисунок 2).
Рисунок 2 – Снятие характеристики намагничивания трансформатора тока.
Увеличивая напряжение, подаваемое на вторичную обмотку, фиксируют несколько значений напряжения и тока. При новом включении таким образом снимают 10-12 точек, по которым строят характеристику намагничивания (рисунок 3). При плановых проверках трансформаторов тока снимаются три-четыре точки и проверяется совпадение с характеристикой, снятой ранее.
Желательно снимать характеристику намагничивания до насыщения, т. е. до таких значений, когда наступает насыщение трансформатора тока и характеристика намагничивания загибается. Измерение тока и напряжения при снятии характеристики намагничивания следует производить приборам электромагнитной или электродинамической системы, реагирующими на действующие значения измеряемых величин. Перед проверкой характеристики намагничивания и после нее производится размагничивание сердечника путем двух-трех плавных подъемов и снижений напряжения до нуля.
При наличии короткозамкнутых витков во вторичной обмотке трансформатора тока его характеристика намагничивания снижается, как показано на рисунок 3, что может быть обнаружено при сравнении полученной характеристики с характеристикой, снятой ранее, или с характеристиками однотипных трансформаторов тока. Наиболее наглядно различие характеристик при наличии короткозамкнутых витков проявляется в их начальной части при токах намагничивания 0,1-1 А.
Рисунок 3 – Характеристики намагничивания трансформаторов тока.
1 - исправного; 2 - с закороченными витками.
Рисунок 4 – Схема для снятия характеристики намагничивания трансформаторов тока с вторичным током 1 А.
Для некоторых типов трансформаторов тока, насыщение которых происходит при больших значениях напряжения (например, 400-600 В), необходима специальная испытательная схема, позволяющая снимать характеристику до начала насыщения. Такая схема, которая используется для снятия характеристик намагничивания трансформаторов тока с вторичным номинальным током 1 А, показана на рисунке 4. В этой схеме для повышения напряжения, подаваемого на зажимы вторичной обмотки трансформатора тока, используется специальный трансформатор Т на напряжение 220/2 000 В. При этом не следует подавать на вторичную обмотку слишком больших напряжений, поскольку это опасно для междувитковой изоляции. Поэтому рекомендуется подавать на вторичную обмотку одноамперных трансформаторов тока такое напряжение, чтобы на один виток вторичной обмотки приходилось не более 1-1,2 В.
Характеристика намагничивания может сниматься и при подаче тока в первичную обмотку, как показано на рисунке 5. Ток в первичную обмотку трансформатора тока подается при этом через промежуточный трансформатор Т 220/12 В, мощностью 500-600 ВА, величина его регулируется автотрансформатором AT. Напряжение на ветви намагничивания измеряется с помощью вольтметра V, подключенного к зажимам вторичной обмотки. Вольтметр должен иметь высокое внутреннее сопротивление 1,5- 2 кОм/В и пределы измерения 10-2 000 В. Снятие характеристики намагничивания при подаче тока в первичную обмотку трансформатора тока особенно удобно при проверке одноамперных трансформаторов тока, когда отсутствует специальное устройство для подачи достаточно большого напряжения на зажимы вторичной обмотки.
Рисунок 5 – Снятие характеристики намагничивания при подаче тока в первичную обмотку трансформатора тока.
Рисунок 6 – Принципиальная схема каскадных трансформаторов тока.
В установках напряжением 500 кВ и выше применяются каскадные трансформаторы тока, схема которых показана на рисунке 6. Особенность проверки таких трансформаторов тока состоит в том, что отдельно должна проверяться каждая ступень каскада. Затем после соединения обеих ступеней проверяется характеристика намагничивания каждой обмотки трансформатора тока в полной схеме.
У встроенных трансформаторов тока характеристику намагничивания следует снимать дважды: до закладки трансформатора тока во втулку для проверки его исправности и. после установки втулки вместе с трансформатором тока на место. При этом характеристику намагничивания можно снимать только на одной из отпаек. Характеристика намагничивания для других отпаек встроенного трансформатора тока определится пересчетом по следующим формулам:
где U, Iнам, w - напряжение, ток намагничивания и число витков обмотки для ответвления, на котором снималась характеристика намагничивания;
U", I"нам, w" - напряжение, ток намагничивания и число витков обмотки для ответвления, на которое производится пересчет характеристики.
Рисунок 7 – Определение коэффициента трансформации трансформатора тока.
Рисунок 8 – Определение ответвлений у встроенного трансформатора тока.
Коэффициент трансформации трансформатора тока проверяется по схеме, показанной на рисунке 7. В первичную обмотку от нагрузочного трансформатора НТ подается ток не меньше 20% номинального. Коэффициент трансформации трансформатора тока определяется как отношение первичного тока I1 ко вторичному I2 и сравнивается с его номинальным значением.
У встроенных трансформаторов тока необходимо проверить коэффициенты трансформации для всех ответвлений и правильность маркировки ответвлений. Проверка правильности маркировки ответвлении может быть выполнена при определении коэффициентов трансформации или другим более простым способом.
Рисунок 9 – К определению ответвлений обмотки встроенного трансформатора тока 600/5.
Для этого на два любых ответвления вторичной обмотки подается через автотрансформатор переменное напряжение (рисунок 8). Измеряя напряжения между каждой парой ответвлений, по максимальной величине напряжения определяют выводы, соответствующие максимальному коэффициенту трансформации А и Д. После того как эти выводы найдены, на них подается напряжение от автотрансформатора AT. Затем проверяют распределение напряжения по обмотке трансформатора тока, измеряя напряжение между одним из выводов, например А, и всеми другими ответвлениями. Наименьшее напряжение соответствует ответвлению с наименьшим коэффициентом трансформации. Аналогично находят и другие ответвления, сопоставляя результаты измерений с заводской схемой распределения витков между ответвлениями.
1.Основные технические данные измерительных трансформаторов напряжения.
Трансформаторы напряжения (ТН) предназначены для питания цепей автоматики, релейной защиты, сигнализации и измерения в электроустановках высокого напряжения. Согласно ГОСТ выводы первичной обмотки (ВН) имеют обозначения, А, X для однофазных, и А, В, С, N -для трехфазных ТН. Выводы основной вторичной обмотки (HH) имеют соответственно обозначения а, х и а, b, с, N, выводы вторичной дополнительной обмотки - аД и хД, для однофазных и трехфазных ТН. Начала первичных и вторичных обмоток присоединяются соответственно к выводам, обозначенным А, В, С; а, b, с, N.
Трансформаторы напряжения классифицируются по числу фаз - однофазные и трехфазные; числу обмоток - двухобмоточные и трехобмоточные; конструктивному исполнению (каскадные); классу точности; способу охлаждения - с масляным охлаждением (масляные), с естественным воздушным охлаждением (сухие и с литой изоляцией); роду установки - для внутренней, наружной установки, для комплектных распределительных устройств.
Однофазные трансформаторы имеют один или два вывода первичной обмотки, изоляция которых соответствует полному рабочему напряжению. В связи с такими особенностями их выполнения ТН называют иногда одно-и двухполюсными. У однополюсных трансформаторов один вывод первичной обмотки, имеющий пониженную изоляцию, всегда во время работы и при производстве электрических испытаний должен быть заземлен.
Трехфазные и двухобмоточные ТН имеют трехстержневые магнитопроводы; трехфазные трехобмоточные трансформаторы представляют собой группу из трех однофазных однополюсных единиц, объединенных в одном корпусе, обмотки которых соединены по соответствующей схеме (рис. 6.20).
Номинальным напряжением трансформатора называется номинальное напряжение его первичной обмотки BH (U ном).
Номинальное напряжение может отличаться от класса напряжения, указанного в типе трансформатора, на что обращается внимание при проверке технических данных установленного и монтируемого оборудования; так, например, НОМ-15 выпускается на номинальное напряжение 10,0; 13.8; 15,75; 18,0 кВ. Первичные обмотки трансформаторов напряжения изготовляются на все стандартные напряжения распределительных сетей; однофазные ТН, у которых один конец первичной обмотки всегда заземляется, изготовляются на соответствующие фазные напряжения: 6/√3,10/√3 кВ и т.д.
Номинальное напряжение вторичных обмоток U ном принято равным 100, 100/√3 и 100/3 В. По специальным заказам изготовляются ТН, имеющие другие значения вторичного напряжения.
Номинальные напряжения U 1ном и U 2ном указываются в паспортной табличке трансформатора, здесь же указываются номинальный коэффициент трансформации трансформатора напряжения К U ном = U 1ном / U 2ном и номинальная мощность. Каждый трансформатор имеет несколько значений мощности, соответствующих различным классам точности; чем выше класс точности, тем меньше номинальная мощность ТН. Погрешности трансформаторов, соответствующие классам точности 0,5; 1 и 3, обеспечиваются при следующих условиях: частоте 50 Гц; первичном напряжении (0,8-1,2) U 1ном; коэффициенте мощности нагрузки вторичной обмотки 0,8; вторичной нагрузке в пре делах от 0,25 (U/U 1ном) 2 Р ном до (U,/U 1ном) 2 Р ном, где Р ном - номинальная мощность трансформатора в соответствующем классе, ВА. Если нагрузка ТН незначительна, ко вторичным обмоткам присоединяют балластные резисторы, чтобы повысить cosφ нагрузки и обеспечить работу ТН в необходимом классе точности.
Согласно ГОСТ однофазные и трехфазные трансформаторы напряжения изготовляются с группой соединения первичных и вторичных обмоток 0. Принято обозначать однофазные трансформаторы напряжения 1/1-0 (один-один-нуль), 1/1/1-0-0 (то же при наличии дополнительной обмотки); трехфазные трансформаторы У/У н = 0 (звезда-звезда с выведенной нейтралью-нуль), У н /У н = 0 (то же при выведенной нейтрали ВН и НН).
2. Основные технические данные трансформаторов тока. Трансформаторы тока (ТТ) - электрические устройства, обеспечивающие в определенных рабочих режимах пропорциональную зависимость вторичного тока от первичного при практическом их совпадении по фазе. Первичная обмотка ТТ включается последовательно в измеряемую цепь (в рассечку токопровода), вторичная замыкается на нагрузку (токовые обмотки измерительных приборов, устройств, реле и т.д.).
Трансформаторы тока классифицируются по следующим основным признакам:
По роду установки - для работы на открытом воздухе, в закрытых помещениях, для встраивания в электроустановки;
По принципу конструкции - опорные, проходные, шинные, втулочные, встроенные, разъемные;
По числу ступеней трансформации - одноступенчатые, каскадные;
По числу вторичных обмоток - с одной или несколькими вторичными обмотками;
По назначению вторичных обмоток - для измерения, для защиты, для измерения и защиты;
По количеству коэффициентов трансформации - с одним или несколькими значениями коэффициента.
Выпускаемые промышленностью трансформаторы тока выполняются на номинальные напряжения U ном 0,66; 6; 10; 15; 20; 24; 27; 35; 110; 150; 220; 330; 500; 750 кВ и номинальные первичные токи 1 ном от 1 до 40 000 А и характеризуются следующими номинальными данными: I - номинальный вторичный ток 1 или 5 А; K 2ном =I 1ном /I 2ном -номинальный коэффициент трансформации трансформатора тока; S 2 ном или Z 2 ном - номинальная вторичная нагрузка, ВА или Ом:
Обозначение выводов первичных и вторичных обмоток выполняется в соответствии с рис. 6.21.
Условное обозначение трансформатора тока состоит из букв и цифр. Цифры соответствуют номинальному напряжению ТТ в киловольтах.
Буквенные обозначения трансформаторов тока внутренней установки: Т - трансформатор тока; П - проходной; О - одновитковый стержневой; Ш - одновитковый шинный; В - с воздушной изоляцией, встроенный или с водяным охлаждением магнитопровода; Г - для генераторных токопроводов; К - катушечный; Л - с литой изоляцией; М - модернизированный или малогабаритный; Ч - для повышенной частоты; С - специальный.
Трансформаторы тока наружной установки выполняются только опорного типа, преимущественно со следующими разновидностями бумажно-масляной изоляции: се рия ТФН (ТФНД, ТФНУ, ТФНР, ТФЗМ) на номинальные напряжения 35-500 кВ с чисто бумажномасляной изоляцией, серия ТФКН на номинальное напряжение 330 кВ с бумажно-масляной изоляцией конденсаторного типа, серия ТРИ (ТФРМ) на номинальные напряжения 330-750 кВ с бумажно-масляной изоляцией конденсаторного типа рымовидной формы.
Буквы в обозначении типа трансформаторов тока наружной установки обозначают: Т - трансформатор тока; Ф - с фарфоровой изоляцией (покрышкой); Н - наружной установки; К - с конденсаторной бумажно-масляной изоляцией или каскадный; Д - для дифференциальной защиты; Р - для релейной защиты или с изоляцией рымовидной формы; 3 - для защиты от замыканий на землю с звеньевой обмоткой; М - маслонаполненный или модернизированный.
3. Ревизия, испытание главной изоляции. Проверку измерительных трансформаторов начинают с внешнего осмотра и установления соответствия паспортных данных трансформаторов тока и трансформаторов напряжения требованиям проекта для данной электроустановки.
При внешнем осмотре обращают внимание на отсутствие повреждений фарфора и литой изоляции, надежность крепления выводов вторичных обмоток, отсутствие подтекания масла у маслонаполненных трансформаторов. Особое внимание обращают на надежность контакта у перемычек, соединяющих выводы вторичных обмоток трансформаторов тока наружной установки, расположенных в плите цоколя, с проходными изоляторами, расположенными в коробке выводов. Для доступа к этим перемычкам требуется снять металлическую крышку, закрывающую полость цоколя трансформатора.
Состояние изоляции обмоток предварительно проверяется измерением мегаомметром 2500 В сопротивления главной изоляции; 500-1000 В - сопротивления вторичных обмоток относительно корпуса и между всеми обмотками.
Значение сопротивления изоляции не нормируется, но сопротивление изоляции вторичных обмоток должно быть не ниже 1 МОм вместе с подсоединенными к ним цепями. При оценке состояния вторичных обмоток можно ориентироваться на следующие средние значения сопротивления изоляции исправной обмотки: у встроенных трансформаторов тока 10 МОм, у выносных трансформаторов тока 50 МОм. У трансформаторов тока серии ТФН на напряжение 220 кВ при наличии вывода от экрана вторичной обмотки измеряется сопротивление изоляции между экраном и вторичной обмоткой.
Сопротивление должно быть не менее 1 МОм.
О состоянии главной изоляции трансформаторов тока и напряжения с бакелитовой или бумажной изоляцией судят также по результатам измерения тангенса угла диэлектрических потерь.
Измерение производится по перевернутой схеме в случае заземления одного вывода аппарата и по нормальной схеме при испытании изолированных от земли аппаратов.
Измерение тангенса угла диэлектрических потерь tg δизоляции обмоток производится у трансформаторов напряжением 35 кВ и выше, у которых оба вывода первичной обмотки рассчитаны на номинальное напряжение, а также у трансформаторов тока всех напряжений с основной изоляцией, выполненной из бумаги, бакелита или битуминозных материалов, а также у трансформаторов тока серии ТФН и ТФЗН при неудовлетворительных показателях качества залитого в них масла. Следует обращать внимание на характер изменения tg δи емкости с течением времени.
После измерения tg δу измерительных трансформаторов 35 кВ и выше производится испытание трансформаторного масла. У измерительных трансформаторов ниже 35 кВ проба масла не отбирается, а допускается полная замена масла, если оно не удовлетворяет нормативам при профилактических испытаниях изоляции.
При удовлетворительных результатах измерений R u з и tg δ,a также испытания масла, залитого в трансформатор, проводится испытание обмоток повышенным напряжением промышленной частоты.
Для трансформаторов тока продолжительность испытания 1 мин, если основная изоляция фарфоровая, жидкая или бумажно-масляная, и 5 мин, если основная изоляция состоит из органических твердых материалов или кабельных масс; для трансформаторов напряжения продолжительность испытания 1 мин.
Трансформаторы напряжения с ослабленной изоляцией одного из выводов испытанию не подвергаются. Допускается испытывать измерительные трансформаторы совместно с ошиновкой. В этом случае испытательное напряжение принимается по нормам для электрооборудования с самым низким уровнем испытательного напряжения. Испытание повышенным напряжением трансформаторов тока, соединенных с силовыми кабелями 6-10 кВ, производится без расшиновки вместе с кабелями по нормам, принятым для силовых кабелей. Испытание повышенным напряжением без расшиновки электрооборудования производится для каждой фазы в отдельности при двух других заземленных фазах.
Кроме того, производится испытание повышенным напряжением изоляции вторичных обмоток и доступных стяжных болтов. Испытательное напряжение 1000 В прикладывается в течение 1 мин. Такие испытания проводятся только при вскрытии измерительных трансформаторов.
При удовлетворительных результатах испытания повышенным напряжением выносится окончательное суждение об удовлетворительном состоянии изоляции. В противном случае должны производиться ремонт или замена трансформатора.
4. Проверка полярности выводов обмоток. Данная проверка проводится обязательно для трансформаторов с поврежденными заводскими обозначениям выводов, для трансформаторов, подвергавшихся ремонту с отсоединением обмоток или не имеющих заводских паспортных данных, для измерительных трансформаторов напряжения (ТН), используемых в устройствах релейной защиты и автоматики с фазочувствительными элементами, для измерительных трансформаторов тока (ТТ), предназначенных для установки во вводы выключателей.
Проверка полярности выводов вторичных обмоток однофазных измерительных ТТ производится обычно методом гальванометра по схеме на рис. 6.22. При этом источник постоянного тока присоединяется положительным полюсом к началу первичной обмотки (Л1). Началом вторичной обмотки И1 считается тот вывод, при присоединении к которому положительного зажима гальванометра стрелка отклоняется вправо в момент включения рубильника S. В тех случаях, когда источником тока является аккумуляторная батарея напряжением 6-12 В, необходимо включать добавочный балластный резистор (R до6), ограничивающий ток в цепи.
При определении однополярных выводов ТТ с большими номинальными токами на выводах вторичных обмоток может кратковременно появляться высокое напряжение, поэтому при таких проверках недопустимо проводить еще какие-либо работы в токовых цепях проверяемых трансформаторов тока. В момент замыкания и размыкания рубильника S не следует касаться измерительного прибора и токоведущих цепей вторичных обмоток.
Проверку полярности обмоток однофазных измерительных трансформаторов напряжения рекомендуется производить импульсами постоянного тока по схеме, приведенной на рисунке 6.15.
Некоторые особенности имеет проверка полярности выводов у трехфазных трансформаторов напряжения. При проверке измерительных ТН с соединением обмоток У н /У н по схеме, приведенной на рис. 6.23 а, при замыкании цепи стрелка прибора отклоняется вправо, если плюс прибора подключен к выводу вторичной обмотки, однополярному с выводом первичной обмотки, к которому подключен источника тока.
При подключении плюса прибора к другим выводам вторичной обмотки и замыкании цепи без изменения схемы подключения к выводам ВН стрелка отклоняется влево.
Проверку ТН с соединением У / У н рекомендуется проводить по схеме на рис. 6.23 б. Поочередно плюс прибора подключается к выводам а, Ь, с, минус прибора постоянно соединен с нулем вторичной обмотки. Батарея последовательно подключается на выводы АВ, ВС, СА, плюс источника соединяется при этом соответственно с выводами А, В, С. При замыкании цепи, если полярность обмоток правильная и плюс прибора включен на вывод а, его стрелка отклоняется вправо, при включении на вывод с - влево, при включении на вывод b - незначительно в любую сторону или отклонение равно нулю.
При проверке выводов, соединенных в разомкнутый треугольник, применяют схему, приведенную на рис. 6.24.
Положительный вывод батареи поочередно подключается к выводам А, В, С, плюс прибора всегда подключен к ад; если выводы однополярные, стрелка при замыкании цепи всегда отклоняется вправо.
Измерение коэффициента трансформации. Измерение коэффициента трансформации трансформатора тока производится для установления соответствия его паспортным и проектным данным, а также для установки заданного коэффициента трансформации у трансформаторов, выпускаемых с устройством, позволяющим производить их изменение. Проверка коэффициентов трансформации ТТ производится по схемам на рис. 6.25.
В первичную обмотку трансформатора тока с помощью нагрузочного трансформатора Т подается ток, близкий к номинальному, но не менее 20% номинального. Коэффициент трансформации кт определяется как отношение первичного тока I 1 ; ко вторичному I 2 .
У встроенных трансформаторов тока коэффициент трансформации проверяется на всех ответвлениях.
В качестве регулировочного устройства может быть использован автотрансформатор (рис. 6.26).
Выбор нагрузочного устройства Т2 и регулировочного устройства Т1 зависит от номинального первичного тока ТТ. Значение тока, при котором производится измерение, не регламентируется и устанавливается из условий удобств и точности измерений приборами РА1 и РА2. Первичный ток устанавливается обычно в пределах (0,1- 0,25) I ном . При проверке ТТ, имеющих несколько вторичных обмоток, каждая из них должна быть замкнута на прибор или перемычку. При измерении тока во вторичной обмотке амперметром не допускается переключать пределы измерения прибора без предварительного замыкания обмотки ТТ.
У трансформаторов тока, поставляемых заводом в собранном виде и имеющих первичную обмотку, коэффициент трансформации можно проверить измерением напряжений по схеме на рис. 6.27.
На вторичную обмотку подается регулируемое автотрансформатором Т1 переменное напряжение, измеряемое вольтметром PV1, напряжение на первичной обмотке измеряется вольтметром PV2. Коэффициент трансформации в этом случае определяется как отношение напряжений:
Напряжение U 2 на зажимах Л1-Л2 обычно мало - 0,3-1 В и должно измеряться прибором с большим внутренним сопротивлением. Рекомендуется использовать приборы с сопротивлением 1 кОм/В.
Проверка коэффициента трансформации однофазных трансформаторов до 10 кВ производится по схеме на рис. 6.28 а .
На первичную обмотку ТН от регулирующего устройства типа ЛАТР подается однофазное переменное напряжение 220 В. Вольтметрами PV1 и PV2 класса точности не ниже 1,0 измеряются напряжения на первичной и вторичной обмотках. Отношение показаний вольтметров соответствует коэффициенту трансформации данного ТН.
Аналогично однофазным ТН можно проверять коэффициент трансформации трехфазных трансформаторов со схемой соединения У н /У н подачей поочередно напряжения на каждую фазу и нуль (рис. 6.28 б).
При схеме соединения обмоток У/У н целесообразно подать на выводы ВН симметричное трехфазное напряжение до 380 В и провести измерения напряжения между одноименными фазами ВН и НН (рис. 6.28 в).
Дополнительные обмотки у трехфазных ТН соединяются внутри бака и от них выходят только два вывода а д - х д, поэтому проверка коэффициента трансформации дополнительных обмоток имеет свои особенности. Проверку можно проводить однофазным и трехфазным напряжением. Однофазное напряжение поочередно подается на выводы обмоток А, В, С и нейтрали (рис. 6.29 а) при этом две другие первичные обмотки присоединяют к нулевому выводу. Отношение первичного напряжения к измеренному на выводах а д - х д будет соответствовать определяемому коэффициенту трансформации для дополнительной обмотки.
Более наглядно проверку коэффициента трансформации дополнительной обмотки можно провести, подавая на первичные обмотки ТН трехфазную симметричную систему напряжений (рис. 6.29 б) при закороченной на нулевой вывод одной из фаз. Измеренное напряжение на а д - х д в этом случае в 3 раза больше, чем при измерении по однофазной схеме, а фаза напряжения на а д - х д соответствует фазе первичного напряжения, присоединенного к нулевому выводу.
Аналогично схеме на рис. 6.29 б можно произвести измерение напряжения небаланса и правильности включения дополнительной обмотки у трансформаторов напряжения, соединенной по схеме разомкнутого треугольника. Вывод первичной обмотки, отключенный от сети, должен быть заземлен для имитации однофазного замыкания на землю (рис. 6.30). Измерение производят при помощи высокоомного вольтметра.
При симметрии первичных напряжений на ТН, работающем на холостом ходу, измеренное напряжение не должно превышать 8 В.
Для проверки наличия напряжения, превышающего в 3 раза значения, измеренного при симметрии первичных напряжений, имитируют однополюсное короткое замыкание путем отключения одной фазы первичной обмотки с последующим её заземлением.
6. Снятие характеристики намагничивания сердечников трансформаторов тока. Данная характеристика (зависи мость напряжения вторичной обмотки U 2 от тока намагничивания в ней 1 2нам) используется при оценке исправности ТТ. По снижению характеристики намагничивания и изменению её крутизны выявляется наиболее распространенная и опасная неисправность ТТ - витковое замыкание во вторичной обмотке. В ряде случаев эта вольт-амперная характеристика может использоваться для оценки погрешности трансформаторов при применении их в схемах релейной защиты. При снятии характеристики намагничивания на испытуемую вторичную обмотку при разомкнутой первичной обмотке подается переменное и регулируемое напряжение, измеряемое вольтметром PV, и измеряется проходящий по обмотке ток амперметром РА (рис. 6.31).
Измерение напряжения U 2 может производиться вольтметром, измеряющим среднее значение, как это рекомендуется Инструкцией при проверке измерительных трансформаторов тока, так как в этом случае исключается влияние на результаты измерения формы кривой напряжения. Для сравнения результатов измерения с заводскими дан ными полученное среднее значение следует умножить на коэффициент 1,11.
При проверках должна применяться испытательная схема с регулированием напряжения автотрансформатором, обеспечивающая наименьшее искажение формы кривой напряжения. Схема с использованием одного ЛАТР-2 обеспечивает пределы регулирования от 0 до 250 В; схема с использованием двух ЛАТР-2, включаемых на две разные фазы трехфазной сети, позволяет получить регулируемое напряжение до 450 В.
Для трансформаторов тока, имеющих собственную первичную обмотку, допускается измерение напряжения U 1 производить на выводах первичной обмотки и пересчитывать его на напряжение U 2 вторичной обмотки. При пересчете показания вольтметра необходимо умножить на коэффициент 1,11 (если прибор градуирован в средних значениях), а также на отношение витков вторичной и первичной обмоток:
Оценка исправности ТТ при новом включении производится, как правило, сопоставлением характеристик намагничивания всех трансформаторов данного типа с одинаковыми коэффициентами трансформации. Если одна из характеристик располагается значительно ниже остальных (на 50% и более), это указывает на наличие в ТТ витково-го замыкания, если отличие составляет 25-40%, необходимо, прежде чем браковать трансформатор, сравнить характеристику намагничивания с типовой и провести некоторые дополнительные проверки, позволяющие с большей достоверностью выявить наличие короткозамкнутых витков. Дополнительные проверки для трансформаторов тока с самой низкой характеристикой намагничивания, если есть подозрения о наличии виткового замыкания, проводят в сравнении с результатами таких же проверок на заведомо исправном аналогичном ТТ. Измерение коэффициента трансформации первичным током производят, включив во вторичную цепь ТТ резистор (рис. 6.32) сопротивлением (10-30)Z ном.
У исправных ТТ значение коэффициента трансформации изменяется незначительно, при наличии виткового замыкания значение вторичного тока уменьшается, коэффициент трансформации увеличивается.
Прибором ВАФ-85М измеряется угол между U 2 и 1 2ном; у исправных ТТ в линейной части характеристики намагничивания U 2 опережает 1 2ном на угол 30-50°; по мере насыщения угол достигает 90°, при наличии виткового замыкания угол опережения при тех же значениях тока значительно меньше, увеличение угла наблюдается при больших значениях 1 2ном.
В соответствии с требованиями ГОСТ заводы-изготовители в паспорте на трансформаторы тока указывают значения U 2 и 1 2тм для контрольных замеров при новом включении.
7. Проверка сопротивления вторичных обмоток ТТ постоянному току. Измерение производится одним из приведенных в гл. 3 методов, обеспечивающих соответствующую точность. Для трансформаторов тока, в паспорте которых приведены результаты заводских измерений, необходимо использовать приборы класса 0,5. Значения измеренных сопротивлений, приведенные к температуре 20 °С, при которой производятся измерения на заводе, не должны отличаться от значений, указанных в паспорте, более чем на 2%. Для всех других ТТ при измерениях используют, как правило, малогабаритный мост постоянного тока типа ММВ или комбинированные приборы.
8. Измерение тока холостого хода ТН. Согласно заводским требованиям ток холостого хода измеряется только у каскадных ТН. Измерение тока производится при подаче на вторичную обмотку номинального напряжения (рис. 6.33).
При использовании в качестве регулирующего устройства автотрансформатора амперметр показывает заниженное значение из-за значительного искажения формы кривой тока.
При проверке следует исходить из того, что ток во вторичной обмотке не может превышать максимально допустимого значения, определяемого максимальной мощностью трансформатора по паспорту.
Значение тока холостого хода не нормируется.
9. Испытание трансформаторного масла. Данное испытание производится у измерительных трансформаторов на напряжение 35 кВ и выше.
У измерительных трансформаторов, имеющих повышенный tgφ изоляции обмоток, производят также испытание масла с измерением тангенса угла диэлектрических потерь.
У измерительных трансформаторов напряжением ниже 35 кВ проба масла не отбирается, а при браковочных результатах испытаний изоляции производится полная замена трансформаторного масла.
Испытания трансформаторов тока
- Цель проведения испытания:
Измерение сопротивления изоляции электроустановок проводится с целью проверки их соответствия требованиям ПУЭ гл.1.8.п.17. и ПТЭЭП прил.3.п.20.
- Применяемые средства защиты и измерения, приборы, приспособления:
Для проведения испытаний трансформаторов тока используются:
Штанга для наложения заземления;
Переносное заземление;
Перчатки диэлектрические;
Диэлектрический коврик;
Измеритель сопротивления, увлажненности и степени старения электроизоляции MIC-2500;
Аппарат испытания диэлектриков УИВ-100;
Прибор для измерения переходных сопротивлений MMR-600;
Кабель соединительный;
Кабель сетевой (при необходимости удлинитель);
Провод заземления пульта;
Заземляющие проводники;
Закоротки.
- Подготовка рабочего места и основные меры безопасности при проведении испытаний и измерений:
Ознакомление со схемой и документацией (тех. документация предприятия изготовителя, проект, cогласованный с УГЭН, протоколы предыдущих испытаний и т.п.);
Выполнение организационных и технических мероприятий, обеспечивающих безопасность работ в электроустановках;
Проверка средств защиты и устройств (приспособлений) для снятия емкостного заряда.
Примечание:
Работы по испытанию трансформаторов тока производятся со снятием напряжения, по наряду- допуску.
- Подготовка приборов к работе.
Подготовка прибора MIC -2500 к работе:
Проверка клейма поверки СИ и отсутствия видимых повреждений корпуса и измерительных проводов;
Проверка напряжения источника питания.
Подготовка прибора УИВ-100 к работе:
Расположить аппарат и объект испытаний на испытательном поле.
Надежно заземлить делитель высоковольтный, трансформатор ИОГ и пульт управления при помощи проводов заземления (ПЩ-4,0мм 2), прилагаемых к аппарату;
Удалить делитель напряжения от пульта управления на расстояние не менее трех метров;
На вывод делителя напряжения наложить заземляющую штангу;
Пульт управления подключить к питающей сети;
Подключить объект испытаний к выводу делителя напряжения.
- Проведение испытаний.
6.1 Перед началом испытаний должен быть проведен внешний осмотр трансформатора тока. При этом проверяют состояние и целостность фарфора и литой изоляции, наличие и уровень масла, отсутствие вмятин на корпусе трансформатора, целостность масломерного стекла, затяжку контактных соединений, наличие пломб, надежность заземления выводов обмоток и корпуса трансформатора.
6.2 Отсоединить шины первичной обмотки трансформатора и закрепить их на расстоянии от выводов, достаточном для проведения испытаний. Выводы всех обмоток трансформатора закоротить и заземлить.
6.3 Измерение сопротивления изоляции первичных обмоток проводится прибором MIC -2500 . Проверить исправность прибора MIC -2500 (по п.4. методики). Перед измерением снять остаточный заряд обмоток трансформатора путем заземления на время не менее 2 минут. Измерение сопротивления изоляции производить, присоединив измерительные провода, к зажимам 1 и 2 (рис.2.). Провод от зажима 1 присоединить к первичной обмотке трансформатора, а провод от зажима 2 к корпусу трансформатора. При этом поворотный переключатель функций 7 поставить в положение R ISO / IL , клавишей 8 - U ISO задать значение напряжение измерения 2500В. Запуск функции измерений происходит после нажатия и удержания клавиши 6- START . Удерживать клавишу необходимо в течение одной минуты, что соответствует времени испытания кабеля. При отпускании клавиши 6- START 1 UR и 2 COM (рис.2.), через сопротивление 100кОм. Замер выполнить не менее трех раз, вычислить среднее арифметическое значение. Испытанную обмотку заземлить и закоротить. Сопротивление изоляции первичной обмотки должно быть не менее значения предыдущего или заводского испытания.
Измеренные значения сопротивления изоляции должны быть не менее приведенных в таблице 1.
Сопротивление изоляции каскадных трансформаторов тока. Таблица 1.
|
Класс напряжения, |
Допустимое сопротивление изоляции, Мом, не менее |
||||
|
Основная изоляция. |
Измерительный |
Наружные слои |
Вторичные обмотки * |
Промежуточные обмотки |
|
*- Сопротивления изоляции вторичных обмоток приведены: без скобок - при отключенных вторичных цепях, в скобках - с подключенными вторичными цепями.
У каскадных трансформаторов тока сопротивление изоляции измеряется для трансформатора тока в целом. При неудовлетворительных результатах таких измерений, сопротивление изоляции дополнительно измеряется по ступеням.
При измерениях сопротивления изоляции обмоток трансформаторов тока наружной установки в условиях повышенной влажности воздуха рекомендуется применять охранное кольцо из двух-трех витков гибкой медной проволоки, установленное ниже верхнего фланца изолятора на высоте от 10 до 20 мм. Провод от зажима 2 COM подключать к этому кольцу.
Отсоединить заземление вторичных обмоток трансформатора тока. Аналогичным порядком, но при помощи клавиши 8 - U ISO , задав значение напряжение измерения 1000В, выполнить измерение сопротивления изоляции вторичных обмоток (каждой в отдельности, включая и неиспользуемые) вместе с присоединенными к ним вторичными цепями.
Восстановить заземление вторичных обмоток, убедиться в наличии закороток на неиспользуемых обмотках. У трансформаторов тока напряжением 220кВ, имеющих вывод экрана вторичной обмотки, измерить дополнительно сопротивление изоляции между экраном и вторичной обмоткой.
Сопротивление изоляции вторичных обмоток и экрана вместе с присоединенными к ним цепями должно быть не менее 1Мом.
6.4. Измерение тангенса угла диэлектрических потерь tgδ изоляции обмоток трансформаторов тока с основной бумажно-масляной изоляцией производится при напряжении 10кВ.
Измеренные значения, приведенные к температуре 20 о С, должны быть не более указанных в таблице 2.
Значение tgδ основной изоляции трансформаторов тока. Таблица 2.
|
Тип изоляции |
Предельные значения tgδ,%, основной изоляции трансформаторов тока на номинальное напряжение: |
||||||
|
Бумажно-бакелитовая |
|||||||
|
Основная бумажно-масляная и конденсаторная изоляция |
Не более 150% измеренного на заводе, но не выше 0,8 |
||||||
У каскадных трансформаторов тока tgδ основной изоляции измеряется для
трансформатора тока в целом. При неудовлетворительных результатах таких измерений,
tgδ основной изоляции дополнительно измеряется по ступеням.
Перед началом измерений необходимо закоротить и заземлить обмотки трансформатора. Измерения производятся при температуре не ниже +10 о С для трансформаторов до 110кВ и не ниже +20 о С для трансформаторов от 220кВ.
следить чтобы оболочки кабелей и изоляция проводов (кроме заземленных) располагались на расстоянии не менее 150мм от заземленных частей. Установить ограждение вокруг всей зоны испытательного напряжения. Снять заземление с первичной обмотки. Подать испытательное напряжение.
Замеры повторить не менее трех раз. Значение tgδ вычислить по формулам из руководства по эксплуатации моста и как среднее арифметическое трех замеров. Если не удается уравновесить мост на чувствительности 30дБ и выше, необходимо изменить место расположения приборов, фазу питающего напряжения, проверить правильность сборки схемы и надежность контактных соединений. При подаче испытательного напряжения обратить внимание на отсутствие характерного шума перекрытия изоляции
Испытание повышенным напряжением промышленной частоты проводится только для основных обмоток трансформаторов тока напряжением не более 35кВ. Значения испытательного напряжения основной изоляции приведены в таблице 3. Длительность испытания трансформаторов тока при первоначальных испытаниях - 1 мин. При испытании трансформаторов тока, находящихся в эксплуатации, время испытания увеличивается для трансформаторов с органической изоляцией до 5 минут, для трансформаторов с фарфоровой изоляцией остается прежним - 1 минута. Допускается проведение испытаний трансформаторов тока совместно с ошиновкой при этом испытательное напряжение принимается по нормам, принятым для присоединенного электрооборудования с самым низким уровнем испытательного напряжения, если не расшинованы силовые кабели 6-10 кВ, то испытания ведутся по нормам принятым для кабелей.
Таблица 3.
Испытательные напряжения промышленной частоты для трансформаторов тока напряжением до 35кВ с нормальной и облегченной изоляцией.
|
Класс напряжения, |
Испытательное напряжение, кВ. |
|||
|
нормальная керамическая |
нормальная органическая |
облегченная керамическая |
облегченная органическая |
|
Перед началом испытаний необходимо собрать схему испытательной установки УИВ- 100 . Наложить переносное заземление на высоковольтный вывод генератора. Заземленный высоковольтный вывод генератора соединить с выводом первичной обмотки трансформатора тока.
Для начала испытаний снять заземление с высоковольтного вывода делителя напряжения. Включить его в работу, подключив, к источнику электропитания и включив, сетевой выключатель на пульте управления. Проверить «нулевое» положение ручки регулятора высокого напряжения. Установить переключатель режимов в режим переменного тока. Включить высокое напряжение. Плавно, с произвольной скоростью, поднять испытательное напряжение до значений приведенных в таблице 3, вращением ручки регулятора высокого напряжения . Во время испытаний следует постоянно следить за показания-ми киловольтметра.
После окончания испытаний, для отключения высокого напряжения, ручку регулятора высокого напряжения плавно повернуть против часовой стрелки до упора, дождаться снижения выходного напряжения до нуля и кнопкой о тключить высокое напряжение. После этого, выключить сетевой выключатель, затем отключить кабель электропитания от питающей сети. Наложить с помощью штанги заземление на высоковольтный вывод делителя напряжения, установить заземление на испытанную обмотку трансформатора. Отсоединить установку от вывода первичной обмотки трансформатора. Изоляция считается выдержавшей испытания, если в течении испытания не было перекрытий, разрядов, запаха дыма и гари, снижения напряжения, а также местных нагревов изоляции (проверяется сразу после окончания испытаний, отключения установки и наложения заземления).
6.6 Испытание повышенным напряжением промышленной частоты, вторичных обмоток трансформаторов тока, проводят напряжением 1,0кВ. Испытания производятся прибором MIC-2500 . Перед испытанием проверить исправность прибора MIC -2500 (по п.4. методики) и отсоединить заземление вторичных обмоток трансформаторов тока. Испытания производить, присоединив измерительные провода, к зажимам 1 и 2 (рис.2.). При этом поворотный переключатель функций 7 поставить в положение R ISO / IL , клавишей 8 - U ISO задать значение напряжение измерения (1000 В.). Запуск функции измерений происходит после нажатия и удержания клавиши 6- START . Удерживать клавишу необходимо в течение одной минуты, что соответствует времени испытания вторичных обмоток трансформаторов тока. При отпускании клавиши 6- START измерение заканчивается. После окончания измерений происходит замыкание зажимов 1 UR и 2 COM (рис.2.), через сопротивление 100кОм. Испытание обмоток проводят вместе с присоединенными к ним вторичными цепями. Испытывается каждая обмотка в отдельности, включая и неиспользуемые. Изоляция считается выдержавшей испытания, если в течении испытания не было перекрытий, разрядов, запаха дыма и гари, снижения напряжения, а также местных нагревов изоляции (проверяется сразу после окончания испытаний, отключения установки и наложения заземления). После окончания испытаний восстановить заземление вторичных обмоток, убедиться в наличии закороток на неиспользуемых обмотках.
6.7 Снятие характеристик намагничивания представляет собой зависимость напряжения на зажимах вторич-ной обмотки от тока намагничивания, проходящего по ней при разомк-нутой первичной обмотке. Характеристика намагничивания трансформатора U 2 = f (I нам) представлена на рисунке 5.
|
Однотипные трансформаторы Разнотипные |
I нам =0,1 I 2 расч
|
Рис.5. Кривые намагничивания ТТ. |
Характеристики намагничивания позволяют:
- судить о исправности трансформаторов тока. В частности, может быть выявлено витковое замыкание, при наличии которого кривая распола-гается ниже типовой и имеет неправильную форму;
- судить о возможности совместного использования трансформаторов тока в схемах дифференциальных защит, т. к. при почти совпадающих характеристиках токи небаланса будут малы, и наоборот;
- определить с достаточной для практики точностью погрешность транс-форматоров тока.
Характеристика снимается повышением напряжения на одной из вторичных обмоток до начала насыщения, но не выше 1800 В. При наличии у обмоток ответвлений, характеристика снимается на рабочем ответвлении. Снятая характеристика сопоставляется с типовой характеристикой намагничивания или с характеристиками намагничивания исправных трансформаторов тока, однотипных с проверяемыми.
Отличия от значений, измеренных на заводе-изготовителе, или от измеренных на исправном трансформаторе тока, однотипном с проверяемым, не должны превышать 10%. Допускается снятие только для трех контрольных точек.
6.8 Измерение коэффициента трансформации. Отклонение измеренного коэффициента трансформации от указанного в паспорте или от измеренного на исправном трансформаторе тока, однотипном с проверяемым, не должно превышать 2%.
6.9 Измерение сопротивления вторичных обмоток постоянному току, производится у трансформаторов тока на напряжение 110 кВ и выше. Измерения производят мостом постоянного тока Р333 при температуре не ниже +10 о С.
Погрешность трансформаторов тока зависит от кратности тока к.з. к номинальному току т.т., от сопротивления нагрузки Z Н подключённой ко вторичным зажимам трансформатора. Чем меньше нагрузка трансформа-тора,U 2 = I 2 . Z Н, тем меньше напряжение на зажимах вторичной обмотки и, следовательно, значение намагничивающего тока I нам, определяющего погрешность трансформатора тока. Сопротивление нагрузки Z Н, зависит от сопротивлений реле и приборов Z р, жил кабелей и проводов R пр, пе-реходных контактов R пер, от схемы соединения обмоток трансформатора.
При расчётном определении нагрузки учитывается:
1) сопротивление соединительных проводов и жил кабелей, Ом
где R пр -сопротивление рассматриваемого участка вторичной цепи (сопротивление проводов на панели защиты вследствие их малой длины не учитывается); L - длина провода или жил кабеля, мм 2 /м; ρ - удель-ное сопротивление, Ом . мм 2 /м.
- сопротивление обмоток реле и приборов определяется по данным каталога. При известной мощности, потребляемой обмотками реле, S обм:
Z р = R обм /I 2 ном.
- сопротивление каждого переходного контакта принимается рав-ным 0,05 Ом на каждую фазу.
Проверку трансформаторов тока на 10%-ную погрешность можно вести:
- используя характеристики намагничивания трансформаторов (типо-вую или действительную);
- по кривым 10%-ной погрешности.
Проверка производится при условии совпа-дения по фазе всех трёх токов
I 1 - тока в первичной обмотке,
I 2 - тока во вторичной обмотке,
I нам - тока намагничивания.
Такое условие соответствует максимально-му значению погрешности в коэффициенте трансформации и отсутствию угловой погреш-ности. Если же в действительности угловые со-отношения изменятся, то при неизменных значениях I 1 и I 2 (когда абсолютные значе-ния остаются постоянными) погрешность ко-эффициента трансформации значительно сни-зится, а угловая погрешность будет наибольшей, но не превысит 7°.
При проверке, кроме определения нагрузки на вторичную обмотку трансформатора, необходимо знать значение расчётного первичного тока. Так как с увеличением первичного тока погрешность трансформато-ров возрастает, за расчётный принимается максимальный ток к.з. при по-вреждениях в тех точках сети, где увеличенная погрешность может привести к неправильному действию защиты. При определении расчётного тока вводится коэффициент надёжности равный 1,2 ÷ 2, учитывающий влияние апе-риодической составляющей, неточность расчётов токов к.з. и погрешность измерения при снятии характеристики намагничивания.
Таким образом,
I 1 расч =К . I макс.
К - принимается равным:
1) для всех защит, выполненных с реле, имеющими быстронасыщающиеся трансформаторы БНТ, а так же для всех защит, имеющих вы-держку времени 0,5 с и больше: К = 1;
2) для максимальных токовых защит и отсечек с выдержкой времени меньше 0,5 с:
3) для направленных защит с выдержкой времени меньше 0,5 с:
4) для дистанционных защит с выдержкой времени меньше 0,5 с:
К= 1,4 - 1,5;
5) для дифференциальных защит без БНТ:
К =1,8 - 2,0
Последовательность проверки трансформаторов тока при использовании действительных характеристик намагничивания.
1. Методом, изложенным выше, определяется действительная нагруз-ка, подключённая к вторичной обмотке трансформатора тока Z Нрасч и сопротивление вторичной обмотки трансформатора Z 2 .
2. Определяется расчётный первичный ток:
I 1 расч =К . I макс.
I 1макс. = 1,1 x I с.з. х n T / k cx
Для отсечки и максимальной токовой защиты с независимой выдер-жкой времени.
I 1 макс = Iк.з. расч.
Для максимальных токовых защит с зависимой характеристикой выдержки времени.
I сз - вторичный ток срабатывания защиты;
n т — к.т.т трансформатора тока;
к сх — коэффициент схемы соединения т.т;
Iк.з. макс. - максимальное значение тока к.з. проходящего через т.т.
3. Определяется расчётный вторичный ток
I 2 расч = I 1 расч / n т.
4. Определяется ток намагничивания I нам при расчётном вторичном токе и погрешности трансформатора тока-10 %
Iнам = 0,1 I 2 расч.
5. Строится наиболее низкая характеристика намагничивания U 2 = f(I нам) и по току I нам определяется соответствующее ему значение на-пряжения U 2 .
6. Определяется допустимое сопротивление нагрузки Z Н доп, при котором погрешность т.т. не будет превышать 10 % по величине и 7° по углу
Z Н доп = (U 2 - I 2 расч. x Z 2)/ 0,9 I 2 расч.
6.10. Отбор проб масла производится в сухую погоду при температуре не ниже 5 о С. Подставить ведро, тщательно протереть кран чистой салфеткой, открыть его, слить не менее двух литров масла в ведро, чтобы промыть кран и удалить отстой. Для отбора проб масла применять только чистые сухие стеклянные банки с притертыми пробками емкостью 1л, температура которых не должна отличаться от температуры масла более чем на 5 о С. Банку дважды ополоснуть маслом из крана, слить, заполнить доверху и тщательно закрыть кран и банку. Проба масла, отобранная для химического анализа, должна быть доставлена в лабораторию не позднее, чем через семь суток после отбора. На сосуд закрепляют этикетку с указанием электроустановки, номера трансформатора, его мощности, номинального напряжения, причины отбора масла, даты и фамилии лица, отобравшего пробу.
7.Оформление результатов измерений.
Результаты измерений оформляются протоколом в соответствии ГОСТ ИСО/МЭК 17025-2009 Группа Т51, ГОСТ Р 50571.16-2007 с учетом погрешности используемого предела измерений.
Протокол должен отражать все вопросы, предписанные ГОСТ ИСО/МЭК 17025-2009 п.5.10.2, п.5.10.3 и приложением G ГОСТ Р 50571.16-2007 часть 6 “Испытания” гл.61 “Приемо-сдаточные испытания”.
8. Оформление заключения о состоянии электроустановки и соответствии или несоответствии ее требованиям НТД.
Заключение о соответствии или не соответствии результатов измерений принимается на основании анализа измеренного значения с требованиями ПУЭ гл.1.8. , ПТЭЭП приложение №3, а также с данными предприятия изготовителя.
1.
Выводы вторичных обмоток (две и более) и корпус трансформатора тока должны быть объединены, заземлены и присоединены к выводу «земля» мегаомметра.Вывод «Л» прибора присоединяется к выводу первичной обмотки «Л1″ или «Л2″.
Измерение сопротивления изоляции вторичных обмоток производится на каждой обмотке относительно корпуса и присоединенных к нему остальных обмоток. Вывод «Л» мегаомметра присоединяется к выводам проверяемой обмотки, а вывод «земля» к выводам остальных обмоток, соединенных с корпусом трансформатора тока и заземленных.
2. Измерение тангенса угла диэлектрических потерь tg δ изоляции
Измерение tg δ основной изоляции производится на напряжении 10 кВ по нормальной (прямой) схеме измерительного моста. Схема измерений основной изоляции с использованием моста переменного тока типа Р5026 приведена на рис. 2.
Порядок и способы использования приборов описаны в методике испытания силовых трансформаторов (М1. 3).
Измерение tg δ для всех типов ТТ производятся без отсоединения вторичных цепей.
3. Испытание повышенным напряжением
Электрические испытания изоляции электрооборудования необходимо проводить при температуре изоляции не ниже 5°С. Измерение электрических характеристик изоляции, произведенные при отрицательной температуре, должны быть повторены через возможно короткий срок при температуре изоляции не ниже 5°С. Изоляцию одного и того же электрооборудования рекомендуется испытывать при одинаковой температуре и по однотипным схемам.
Перед проведением испытаний электрооборудования наружная поверхность его изоляции должна быть очищена от пыли и грязи, кроме тех случаев, когда испытания проводятся методом, не требующим отключения электрооборудования.
При испытании электрооборудования повышенным напряжением частотой 50 Гц к испытательной установке рекомендуется подводить линейное напряжение сети.
Скорость подъёма напряжения до одной трети испытательного значения может быть произвольной. Далее испытательное напряжение должно подниматься плавно, со скоростью, допускающей производить визуальный отсчет по приборам, и по достижении установленного значения поддерживаться неизменным в течение всего времени испытаний. После требуемой выдержки времени напряжение плавно снижается до значения не более одной трети испытательного и отключается.
Под продолжительностью испытаний подразумевается время приложения полного испытательного напряжения, установленного нормами испытаний.
При измерении характеристик изоляции электрооборудования должны учитываться случайные и систематические погрешности, обусловленные погрешностями измерительных приборов и аппаратов, дополнительными ёмкостями и индуктивными связями между элементами измерительной схемы, воздействием температуры, влиянием внешних электромагнитных и электростатических полей на измерительное устройство, погрешностями метода и т.д.
При сопоставлении результатов измерения следует учитывать температуру, при которой производились измерения, и вносить поправки в соответствии со специальными указаниями.
При испытании внешней изоляции оборудования повышенным напряжением частоты 50 Гц, производимом при факторах внешней среды, отличающихся от нормальных (температура воздуха 200 С, абсолютная влажность 11 г/м3, атмосферное давление 101300 Па) значение испытательного напряжения должно определяться с учетом поправочного коэффициента на условия испытаний, регламентируемого в соответствии со стандартами.
При проведении нескольких видов испытаний изоляции электрооборудования испытанию повышенным напряжением должны предшествовать тщательный осмотр и оценка состояния изоляции другими методами.
Оборудование, забракованное при внешнем осмотре, независимо от результатов испытаний должно быть заменено или отремонтировано.
Испытание трансформаторов тока повышенным напряжением рекомендуется производить до их монтажа на стационарной испытательной установке, кроме шинных ТТ, которые испытываются только по окончании монтажа совместно с ошиновкой.
Испытательное напряжение прикладывается поочередно к каждой обмотке. Остальные обмотки соединяются с корпусом и заземляются.
При испытании повышенным напряжением вторичных обмоток и присоединенных к ним цепей необходимо проверить допустимость приложения испытательного напряжения ко всем аппаратам.
4. Снятие характеристик намагничивания
Характеристики намагничивания используются для выявления повреждения стали, наличия короткозамкнутых витков и определения пригодности трансформаторов тока по их погрешностям для использования в данной схеме релейной защиты при данной нагрузке.
Снятие характеристик намагничивания (зависимости напряжения на вторичной обмотке от тока намагничивания в ней) производится путем подачи регулируемого напряжения на одну из вторичных обмоток при разомкнутой первичной обмотке.
Все остальные вторичные обмотки ТТ должны быть замкнуты.
Характеристика снимается до номинального тока или до начала насыщения измерением напряжения при 6-8 значениях тока (больше измерений делается на начальной части хар-ки).
У трансформаторов небольшой мощности насыщение наступает при токе до 5 А (схема рис. 4а).
У мощных трансформаторов тока, имеющих большой коэффициент трансформации, насыщение наступает при токах, значительно меньших 5 А; характеристики таких трансформаторов снимают до максимально возможного напряжения. Схема на рис. 4б позволяет получить напряжение до 500 В при питании от сети 380 В.
5. Проверка однополярных выводов
Для проверки зажимы «+» источника и прибора подключаются к одноименным выводам первичной и вторичной обмоток ТТ: Л1 и И1. При кратковременном замыкании первичной сети стрелка прибора отклонится вправо, а при размыкании - влево.
При проверке встроенных ТТ (до их установки на место) через его окно продевается стержень (провод), играющий роль первичной обмотки.
6. Измерение коэффициента трансформации
Производится для установления соответствия трансформатора тока его паспортным и проектным данным, а также для установки заданного коэффициента трансформации у трансформаторов, выпускаемых с устройством, позволяющим производить его изменение.
Проверка коэффициента трансформации ТТ производится путем измерения соотношений токов в первичной и вторичных обмотках.
7. Измерение сопротивления обмоток постоянному току
Измерения выполняются у трансформаторов тока напряжением 110 кВ и выше.
Измерения могут производиться любым способом: одинарными (ММВ) и двойными (Р333) мостами, методом амперметра-вольтметра. Зажимы мостов постоянного тока и выводы вторичных обмоток необходимо соединять в соответствии с инструкцией по эксплуатации прибора. Одинарные мосты не рекомендуется использовать при значениях измеряемого сопротивления менее 1 Ом.
Вольтметр подключается непосредственно к выводам обмоток ТТ. Значение тока устанавливается так, чтобы отсчет производился по второй половине шкалы амперметра.
8. Измерение сопротивления вторичной нагрузки ТТ.
Измерения сопротивления вторичной нагрузки выполняется по нижеприведенной схеме для всех фаз. Значения полученных сопротивлений не должны превышать паспортных данных ТТ.
НТД и техническая литература:
- Межотраслевые правила по охране труда (ПБ) при эксплуатации электроустановок.
- ПОТ Р М - 016 - 2001. - М.: 2001.
- Правила устройства электроустановок Глава 1.8 Нормы приемосдаточных испытаний Седьмое издание
- Объем и нормы испытаний электрооборудования. Издание шестое с изменениями и дополнениями - М.:НЦ ЭНАС, 2004.
- Наладка и испытания электрооборудования станций и подстанций/ под ред. Мусаэляна Э.С. -М.:Энергия, 1979.
- Сборник методических пособий по контролю состояния электрооборудования. - М.: ОРГРЭС, 1997.
