Главная > Измерительное > Протокол испытание тп 12 трансформатор тока. Испытания измерительных трансформаторов - наладка оборудования электрических подстанций


Протокол испытание тп 12 трансформатор тока. Испытания измерительных трансформаторов - наладка оборудования электрических подстанций




Страница 3 из 22

2. ИСПЫТАНИЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ

наружный осмотр

При наружном осмотре измерительных трансформаторов проверяют наличие паспорта, состояние фарфора изоляторов, а также число и место установки заземлений вторичных обмоток. Заземление вторичных обмоток Измерительных трансформаторов надлежит выполнять в одном месте - на панели защиты или на клеммной сборке, т. е. там, где заземление может быть безопасно отсоединено без снятия высокого напряжения.
Кроме того, проверяют исправность резьбы в ламелях зажимов трансформаторов тока. У трансформаторов тока классов Д и 3, предназначенных для работы в цепях дифференциальной и земляной защит, проверяют также их комплектность. Все трансформаторы данного комплекта должны иметь один и тот же номер комплекта.
Встроенные трансформаторы тока перед установкой должны быть высушены, а при монтаже необходимо следить, чтобы они были установлены в соответствии с заводскими надписями «верх» и «низ». У выключателей с встроенными трансформаторами тока проверяют наличие уплотнения труб и сборных коробок, через которые проходят цепи трансформаторов тока.
При осмотре измерительных трансформаторов напряжения необходимо убедиться в отсутствии проворачивания проходных штырей.
Перед включением в эксплуатацию трансформаторов напряжения, залитых маслом, необходимо удалить резиновую шайбу из-под пробки для заливки масла.

проверка сопротивления изоляции обмоток

Сопротивление изоляции обмоток измерительных трансформаторов проверяют мегомметром на напряжение 1000-2500 в. При этом измеряют сопротивление изоляции первичной и каждой из вторичных обмоток по отношению
к корпусу, а также сопротивление изоляции между всеми обмотками.
Электрическую прочность изоляции вторичных обмоток испытывают напряжением 2000 в переменного тока в течение 1 мин.
Изоляцию вторичных обмоток трансформаторов тока допускается испытывать совместно с цепями вторичной коммутации переменным током напряжением 1000 в в течение 1 мин.
Электрическую прочность изоляции первичных обмоток испытывают по нормам, приведенным в п. 4 настоящего раздела.

ПРОВЕРКА ПОЛЯРНОСТИ ВТОРИЧНЫХ ОБМОТОК ТРАНСФОРМАТОРОВ ТОКА

Проверка полярности производится методом импульсов постоянного тока при помощи гальванометра:по схеме, приведенной на рис. 10.
Рис. 10. Схема проверки полярности вторичных обмоток трансформаторов тока
Б - батарея или аккумулятор; К - кнопка; R дОП - ограничительное сопротивление 1 сш; Г- гальванометр
При замыкании цепи тока следят за направлением отклонения стрелки прибора. Если при замыкании цепи стрелка отклоняется вправо, то однополярными зажимами будут те, к которым присоединены «плюс» батареи и «плюс» прибора.
В качестве источника постоянного тока используют сухие батареи или аккумуляторы
напряжением 2-6 в. При использовании аккумуляторов необходимо применять ограничительное сопротивление.

проверка коэффициента трансформации трансформаторов тока

Коэффициент трансформации проверяют по схеме, приведенной на рис. 11. При помощи нагрузочного трансформатора НТ в первичную обмотку подают ток, равный или близкий к номинальному, но не менее 20% номинального. Коэффициент трансформации проверяют для всех вторичных обмоток и на всех ответвлениях.

Рис. 11. Схема проверки коэффициента трансформации трансформаторов тока а - выносных; б - встроенных

При проверке встроенных трансформаторов, у которых отсутствует маркировка, ее необходимо восстановить, что наиболее просто сделать следующим образом.
По схеме, приведенной на рис. 12, подают напряжение рХ автотрансформатора AT или потенциометра на два произвольно выбранных ответвления трансформатора тока. Вольтметром V измеряют напряжение между всеми ответвлениями. Максимальное значение напряжения будет на крайних выводах А и Д, между которыми заключено полное число витков вторичной обмотки трансформатора тока. На определенные таким образом начало и конец обмотки подают от автотрансформатора напряжение из расчета 1 в на виток (число витков определяют по данным каталога). После этого, измеряя напряжение -по всем ответвлениям, которое будет пропорционально числу витков, определяют их маркировку.
Рис. 12. Схема определения отпаек встроенных трансформаторов тока при отсутствии маркировки

СНЯТИЕ ХАРАКТЕРИСТИК НАМАГНИЧИВАНИЯ ТРАНСФОРМАТОРОВ ТОКА

Наиболее распространенный дефект трансформаторов тока - витковое замыкание во вторичной обмотке. Этот дефект лучше всего выявляется при проверке характеристики намагничивания, которая является основной для оценки исправности и определения погрешностей или тождественности трансформаторов, предназначенных для дифференциальных и земляных защит. Витковое замыкание выявляется по снижению характеристики намагничивания й уменьшению ее крутизны.
На рис. 13 видно, что даже при закорачивании всего 1-2 витков происходит резкое снижение характеристики, определяемой при этом испытании.
При проверке же коэффициента трансформации замыкания небольшого числа витков практически не обнаруживается.

Рис. 13. Характеристики намагничивания при витковых замыканиях во вторичных обмотках (трансформатор тока типа ТВ-35 300/5 а)
1 - исправный трансформатор тока; 2 - закорочены два витка; 3 - закорочены восемь витков
Оценка полученной характеристики намагничивания производится путем сопоставления ее с типовой или с характеристиками, полученными на других однотипных трансформаторах тока того же коэффициента трансформации и класса точности.
Кривые намагничивания рекомендуется снимать по схеме с автотрансформатором (рис. 14,а). При пользовании потенциометром (схема на рис. 14,6) характеристика для того же трансформатора получится несколько выше, а при пользовании реостатом (схема на рис. 14,в) - еще выше (рис. 15).
Снимать характеристику при помощи реостата не рекомендуется, так как возможно появление остаточного намагничивания стали сердечника трансформатора тока при отключении тока.

Рис. 14. Схемы снятия характеристик намагничивания
а - с автотрансформатором; б - с потенциометром; в - с реостатом
Рис. 15. Характеристики намагничивания трансформаторов тока, снятые различными способами (трансформатор тока типа TJB-35 150/5 а)
1 - с реостатом; 2 - с потенциометром; 3 - с автотрансформатором

Для того чтобы при последующих эксплуатационных проверках можно было сравнивать характеристики намагничивания с ранее снятыми, в протоколе проверки надо отмечать по какой схеме снималась характеристика. Для построения характеристики намагничивания достаточно снять ее до начала насыщения (при токе 5-10 а).
Для трансформаторов высокого класса точности и с большим коэффициентом трансформации достаточно снимать характеристику до 220 в. При снятии характеристик намагничивания вольтметр следует включать в схему до амперметра, чтобы проходящий через него ток не входил в значение тока намагничивания. Амперметр и вольтметр, применяемые при измерениях, должны быть электромагнитной или электродинамической системы.
Пользоваться приборами детекторными, электронными и другими, реагирующими на среднее или амплитудное значение измеряемых величин, не рекомендуется во избежание возможных искажений характеристики.

ПРОВЕРКА ТРАНСФОРМАТОРОВ НАПРЯЖЕНИЯ

Методы проверки трансформаторов напряжения не отличаются от методов проверки и испытания силовых трансформаторов, описанных выше.
Некоторую особенность составляет проверка дополнительной обмотки 5-стержневых трансформаторов напряжения типа НТМИ. Эта обмотка соединена в разомкнутый треугольник. Проверка полярности ее производится по схеме, приведенной на рис. 16, путем поочередного подключения «плюса» батареи на все три вывода обмотки высшего напряжения в то время, как «минус» батареи, остается постоянно включенным на нулевой вывод. При правильном соединении обмоток отклонение гальванометра во всех случаях будет в одну сторону.

Рис. 16. Схема проверки полярности дополнительной обмотки 5- стержневого трехфазного трансформатора
Рис. 17. Имитация однофазного замыкания на землю путем исключения одной фазы 5-стержневого трансформатора напряжения
на этой обмотке, которое при симметричном первичном напряжении не должно превышать 2-3 в. Полное отсутствие напряжения небаланса свидетельствует об обрыве цепи дополдополнительной обмотки трансформатора напряжения типа НТМИ должно быть напряжение 100 в.

После включения трансформатора в сеть необходимо измерить напряжение небаланса.

Испытания трансформаторов тока проводятся в соответствии с «Объемом и нормами испытаний электрооборудования».

Измерение параметров изоляции трансформаторов тока

Сопротивления основной изоляции трансформаторов тока, изоляции измерительного конденсатора и вывода последней обкладки бумажномасляной изоляции конденсаторного типа измеряют мегаомметром на 2,5 кВ. Сопротивления изоляции вторичных обмоток и промежуточных обмоток каскадных трансформаторов тока относительно цоколя измеряют мегаомметром на 1 кВ.
В процессе эксплуатации сопротивления изоляции измеряют:

  1. на трансформаторах тока 3-35 кВ - при ремонтных работах в ячейках (присоединениях), где они установлены;
  2. на трансформаторах тока 110 кВ с бумажно-масляной изоляцией (без уравнительных обкладок) - при неудовлетворительных результатах испытаний масла;
  3. на трансформаторах тока 220 кВ и выше с бумажно-масляной изоляцией (без уравнительных обкладок) - при отсутствии контроля изоляции под рабочим напряжением и неудовлетворительных результатах испытаний масла;
  4. на трансформаторах тока с бумажно-масляной изоляцией конденсаторного типа 330 кВ и выше - при отсутствии контроля изоляции под рабочим напряжением - 1 раз в год.

Измеренные значения сопротивления изоляции должны быть не менее следующих:

* В числителе - сопротивления изоляции трансформаторов тока при вводе в эксплуатацию, в знаменателе - в процессе эксплуатации.
** В скобках - с подключенными вторичными цепями.

У каскадных трансформаторов тока сопротивление изоляции измеренное для трансформатора тока в целом. При неудовлетворительных результатах таких измерений сопротивление изоляции дополнительно измеряют по ступеням.
Значение tgδ трансформаторов тока с основной бумажно-масляной изоляцией измеряют при 10 кВ.
В процессе эксплуатации измерения проводят на трансформаторах тока:

  1. до 35 кВ включительно - при ремонтных работах в ячейках (присоединениях), где они установлены;
  2. 110 кВ с бумажно-масляной изоляцией (без уравнительных обмоток) - при неудовлетворительных результатах испытаний масла;
  3. 220 кВ и выше с бумажно-масляной изоляцией (без уравнительных обкладок) - при отсутствии контроля под рабочим напряжением и удовлетворительных результатах испытания масла;
  4. 330 кВ и выше с бумажно-масляной изоляцией конденсаторного типа - при отсутствии контроля под рабочим напряжением - 1 раз в год.

Умеренные значения tgδ основной изоляции *, приведенные к 20° С, не должны превышать указанных ниже:


Класс напряжения, кВ.

изоляции:

Бумажно-бакелитовой

Бумажно-масляной

У каскадных трансформаторов тока tgδ основной изоляции измеряют для трансформатора тока в целом. При неудовлетворительных результатах таких измерений tgδ основной изоляции дополнительно измеряют по ступеням.

* В числителе значения tgδ изоляции трансформаторов тока при вводе в эксплуатацию, в знаменателе - в процессе эксплуатации.

** Не более 150% значения, измеренного на заводе.

*** Не более 150 % значения, измеренного при вводе в эксплуатацию.

Испытания трансформаторов тока повышенным напряжением

Испытание основной изоляции измерительных трансформаторов тока и напряжения.

Испытательные напряжения основной изоляции трансформаторов тока, кВ, имеют следующие значения:


Класс напряжения, кВ..
Испытательное

напряжение изоляции, кВ: фарфоровой (длительность испытания-1 мин).

других видов (длительность испытания - 5 мин).

Допускается проведение испытаний трансформаторов тока совместно с ошиновкой. Трансформаторы тока напряжением более 35 кВ не подвергаются испытаниям повышенным напряжением.

Испытание изоляции вторичных обмоток.

Значение испытательного напряжения для изоляции вторичных обмоток вместе с присоединенными к ним цепями принимается равным 1 кВ. Продолжительность приложения испытательного напряжения - 1 мин. Допускается испытывать вторичные обмотки трансформаторов тока вместе с цепями, присоединенными к ним.

Измерение сопротивления обмоток трансформаторов тока постоянному току

Отклонение измеренного сопротивления обмотки постоянному току от паспортного значения или от измеренного на других фазах не должно превышать 2 %. При сравнении с паспортными данными измеренное значение сопротивления должно приводиться к заводской температуре. При сравнении с другими фазами измерения на всех фазах следует проводить при одной и той же температуре.

Другие виды испытаний трансформаторов тока

Испытания трансформаторного масла.

При вводе в эксплуатацию трансформаторов тока свежее сухое трансформаторное масло до и после заливки (доливки) в трансформаторы должно быть испытано в соответствии с требованиями «Объема и норм испытаний».
В процессе эксплуатации трансформаторное масло из трансформаторов тока напряжением 35 кВ и ниже допускается не испытывать.

Масло из трансформаторов тока, оснащенных системой контроля под рабочим напряжением, испытывается согласно требованиям по достижении контролируемыми параметрами приведенных ниже предельных значений.

Основные методы проверки трансформаторов тока

Проверка вольт-амперных характеристик. Вольт-амперная характеристика представляет собой зависимость напряжения U 2 подаваемого на вторичную обмотку, от тока намагничивания . Она отличается от характеристики намагничивания за счет падения напряжения в сопротивлении z 2 от тока и идет выше, так как U 2 подается на зажимы вторичной обмотки и при снятии характеристики больше, чем Е 2 .

Вольт-амперные характеристики являются основными для оценки исправности обмоток трансформатора тока. Наиболее вероятные витковые замыкания не выявляются другими простыми способами и сравнительно легко обнаруживаются по изменению вольт-амперной характеристики (рис. 29).


Рис. 29. Изменения вольт-амперных характеристик при витковых замыканиях:

а – встроенный трансформатор тока ТНМ110 600/5; 1 – исправный трансформатор; 2 – замкнуты два витка; б – шинный трансформатор тока ТШВ20 10000/5; 1 – исправный трансформатор тока; 2 – замкнут один виток;

3 – замкнуты пять витков


Рис. 30. Вольт-амперные характеристики одного и того же трансформатора тока, снятые разными способами, и соответствующие им формы кривых тока намагничивания и напряженияU 2.

а – характеристики: 1 – снятая при синусоедальном токе намагничивания ; 2 – снятая при синусоедальном напряжении U 2 ; б – кривые тока и напряжения при применении реостатной схемы; в – кривые тока намагничивания и напряжения при регулировании напряжения автотрансформатором

Следует иметь в виду, что витковые замыкания представляют большую опасность для трансформаторов тока, поскольку через короткозамкнутые витки (или виток) протекает большой ток, вызывающий значительный местный нагрев обмотки, который может привести к перегоранию провода и обрыву вторичной цепи.

Вольт-амперные характеристики получаются различными в зависимости от применяемых схем регулирования тока и типов измерительных приборов. На рис. 30, а показаны две вольт-амперные характеристики, полученные для одного и того же трансформатора тока разными способами: нижняя снята при регулировании напряжения автотрансформатором типа ЛАТР (рис. 31, б), а верхняя – при регулировании тока реостатом (рис. 31, а): приборы в обоих случаях были электродинамические, измеряющие действующие (эффективные) значения тока и напряжения. Значительное расхождение характеристик объясняется разной формой кривой тока и напряжения при их снятии. При регулировании напряжения автотрансформатором оно сохраняло синусоидальную форму (как в питающей сети), и при насыщении сердечника искажалась форма кривой тока намагничивания (рис. 30, в). Возникновение такой кривой тока было ранее объяснено ее построением на рис. 6. При регулировании тока реостатом, сопротивление которого значительно больше, сохранялась синусои­дальная форма кривой тока намагничивания, поскольку напряжение питающей сети синусоидально. При этом, когда наступало насыще­ние сердечника из-за не­линейности вольт-амперной характеристики иска­жалась форма кривой на­пряжения (рис. 30,б).

Рис. 31. Схемы проверки вольт-амперных характеристик:

а – с реостатом; б – с автотрансформатором; в – с двумя автотрансформаторами

Рабочей характери­стикой трансформатора тока при погрешности ни­же 10%-ной является нижняя, полученная при синусоидальном напряжении. Поэтому следует отдавать предпочтение схеме с ЛАТР (рис. 31, б).

Однако при этом далеко не всегда удается обеспе­чить синусоидальное на­пряжение вследствие искажения его формы из- за падения напряжения в подводящих питание проводах от несинусоидального тока намагничивания. Чтобы это падение напряжения не сказывалось, нужно подавать питание проводами очень большого сечения. Из-за искажений формы кривой напряжения снятые в разное время характеристики значительно отличаются одна от другой и их изменение не характеризует состоя­ния трансформатора тока.

Стабильность снимаемых вольт-амперных характери­стик достигается при применении способа их проверки, предложенного инж. . Этот способ за­ключается в применении выпрямительного вольтметра для измерения напряжения и амплитудного амперметра для измерения тока намагничивания. Выпрямительный вольтметр представляет собой магнитоэлектрический прибор, включенный через выпрямитель. Он измеряет среднее значение напряжения U 2 c р, которое можно пред­ставить как высоту прямоугольника с основанием, рав­ным времени за полупериод, и имеющего площадь, рав­ную площади ограниченной кривой напряжения за тот же полупериод (рис. 32).

Рис. 32. Среднее значение напряжения

Из теории электротехники изве­стно, что среднее значение э. д. с., наведенной магнитным потоком, не­зависимо от формы кривой всегда пропорционально максимальному значению (амплитуде) этого маг­нитного потока. Этому же макси­мальному значению потока соответ­ствует и амплитуда создающего его тока намагничивания. Поэтому измеряемые по рассмат­риваемому способу среднее значение напряжения U 2 и амплитудное значение I характеризуют магнитное со­стояние сердечника в момент максимального значения магнитного потока. Снятые этим способом вольт-амперные характеристики при любой схеме регулирования то­ка всегда точно совпадают.

Выпрямительный вольтметр и амплитудный ампер­метр градуируются при синусоидальной форме кривой напряжения и тока и на их шкалах наносятся действую­щие значения измеряемых величин. Поэтому при неси­нусоидальных напряжении и токе каждый из них пока­зывает величину, соответствующую как бы эквивалент­ной синусоиде с такими же средним значением напряже­ния и максимальным значением тока.

Вольт-амперная характеристика, снятая такими при­борами, идет несколько ниже рабочей характеристики (кривая 2 на рис. 30, а), так как действующее значение тока эквивалентной синусоиды, отсчитанное по ампли­тудному амперметру, несколько больше действующего значения несинусоидального тока (рис. 30, в), соот­ветствующего рабочей вольт-амперной характеристике. Однако для оценки исправности трансформатора тока это не имеет значения.

Рекомендуемый метод дает существенные преиму­щества, когда отличие характеристики поврежденного трансформатора от исправного не очень значительно, что возможно при замыкании одного витка многовиткового трансформатора тока (рис. 29, б).

Применение этого метода может оказаться затруд­нительным из-за отсутствия нужных приборов. Дело в том, что большин­ство выпрямительных вольтметров не пригод­но для измерения сред­него значения напря­жения из-за использо­вания в них нелиней­ной части характери­стики выпрямителей, а амплитудные ампер­метры промышленно­стью не выпускаются.

У каскадных трансформаторов тока (ТФНК-400, ТФНК-500) при новом включении снимаются вольт-амперные характеристики отдельно для верхней ступени и каждого сердечника нижней ступени. При полных про­верках достаточно снимать вольт-амперные характери­стики только, для сердечников нижней ступени, при этом неисправность верхней ступени обнаруживается.

По вольт-амперным характеристикам, кроме исправ­ности трансформаторов тока, можно также оценивать их соответствие 10%-ной кратности, указанной на щитке с техническими данными. Такую оценку можно сделать на основании сопоставления характеристики намагни­чивания, построенной по снятой вольт-амперной характе­ристике, с типовой. Типовые характеристики намагничи­вания для некоторых распространенных типов транс­форматоров тока приведены в [Л. 4]. Построение характеристики намагничивания можно выполнить, вы­читая в нескольких точках из U 2 на вольт-амперной ха­рактеристике падение напряжения z 2.

Если типовая характеристика намагничивания пойдет выше полученной из вольт-амперной, то, учитывая, что ГОСТ на трансформаторы тока допускает снижение дей­ствительной 10%-ной кратности против установленной на 20%, типовую характеристику нужно понизить на 20%.

Это понижение следует выполнить, как указано на рис. 34, уменьшая в нескольких точках на 20% Е 2 и I 0 . Если эта пониженная характеристика тоже окажется выше построенной по вольт-амперной характеристике, то действительная 10%-ная кратность трансформатора тока ниже паспортной.

Если действительная характеристика намагничивания совпадает с типовой (или с пониженной на 20%) или идет выше, то фактическая 10%-ная кратность со­ответствует паспорт­ной.

Сравнение с типо­вой характеристикой производят для транс­форматора тока, имею­щего самую низкую действительную харак­теристику из всех вхо­дящих в комплект, пи­тающий устройство за­щиты. В большинстве случаев действитель­ная характеристика


Рис. 34. Понижение на 20% типовой характеристики намагничивания

оказывается не ниже типовой непониженной характеристики.

При этом расчетную проверку трансформаторов тока на 10%- ную погрешность следует выполнять без применения по­нижающего на 20% коэффициента, т. е. считать d = 1.

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.