Испытания силовых трансформаторов

Наружный осмотр
При наружном осмотре проверяют целостность бака, радиаторов и изоляторов, а также пломбы и закраску головок болтов (гаек) у заглушки крана, отсутствие следов подтекания масла и уровень масла, залитого в трансформатор, который должен быть в пределах отметок маслоуказателя. Подтягивать уплотняющие болты до проверки герметичности не разрешается. Необходимо обратить внимание на наличие заземления бака трансформатора.

Определение увлажненности обмоток
Трансформаторы всех мощностей и напряжений могут вводиться в эксплуатацию без предварительной сушки, если результаты испытаний изоляции, произведенных на монтаже, при сопоставлении с данными заводских испытаний соответствуют требованиям «Инструкции по контролю состояния изоляции трансформаторов перед вводом в эксплуатацию». Ниже приводится методика отдельных измерений, по совокупности которых определяют возможность включения трансформатора в эксплуатацию без сушки.

Измерение сопротивления изоляции
Сопротивление изоляции между каждой обмоткой и корпусом и между обмотками трансформатора измеряют мегомметром на напряжение 2500 В.
Перед началом измерения сопротивления изоляции испытуемую обмотку трансформатора заземляют на 2—3 мин и тщательно протирают поверхность вводов. Показания мегомметра отсчитывают через 15 и 60 сек после начала вращения рукоятки, что соответствует значениям R15 и R60. Рукоятку мегомметра следует вращать равномерно со скоростью 110—120 об/мин.

По этим замерам определяют также коэффициент абсорбции, т. е. отношение R15 / R60., являющийся одним из показателей степени увлажнения обмоток.
Для трансформатора напряжением до 35 кВ включительно, мощностью менее 10 МВА при различной температуре обмотки величина сопротивления изоляции должна быть не менее указанных величин:
Температура обмотки в °С . 10 20 30 40 50 60 70
R60 в МоМ. 450 300 200 130 90 60 40
Измеренную величину сопротивления изоляции сопоставляют со значением сопротивления изоляции по данным завода-изготовителя (по протоколу заводских испытаний).

Перед сопоставлением значение R60, измеренное на заводе, приводят к температуре измерения на монтаже путем умножения на коэффициент пересчета K1
Значение коэффициента К1 в зависимости от разности температур при заводских испытаниях (t2) и при измерении на монтаже (t1)
Сопротивление изоляции на монтаже должно быть не ниже 70% сопротивления изоляции по данным протокола заводских испытаний. Значение коэффициента абсорбции R60 / R15.
Должно быть не ниже 1,3 при температуре 10— 30° С.

Измерение емкости обмоток при различных частотах
Степень увлажнения обмоток трансформатора может быть также определена путем измерения их емкости при различных частотах (метод емкость — частота). Емкость обмоток измеряют при частоте 50 Гц (С50) и при частоте 2 Гц (С2) специальным прибором контроля влажности типа ПКВ на трансформаторе, залитом маслом, между каждой обмоткой и корпусом при заземленных свободных обмотках. Перед измерением испытуемая обмотка должна быть заземлена на 2—3 мин. Чем больше увлажнена изоляция обмоток трансформатора, тем больше отношение С2/С50. Оно увеличивается также при повышении температуры обмоток трансформатора, поэтому измерения производят при температуре обмоток 10—30° С.

Для трансформаторов напряжением до 35 кВ включительно и мощностью менее 10 МВА величина С2/С50 обмоток при различной температуре не должна превышать следующих - величин:
Температура обмотки в ° С 10 20 30
Отношение С2/С50 1,1 1,2 1,3

Измерение тангенса угла диэлектрических потерь (tg6 )
Увлажнение изоляции обмоток трансформатора, а также ряд других дефектов ведут к увеличению диэлектрических потерь и, как следствие этого, к увеличению тангенса угла диэлектрических потерь (tg6).
Измерение tg б производят мостом переменного тока типа МД-16. Обычно применяется так называемая «перевернутая» схема моста (рис. 1), позволяющая производить измерения без снятия вводов с трансформатора.

МД-16 (перевернутая) Тн — испытательный трансформатор; Сх — испытуемый объект; СN,-— образцовый конденсатор; Г — гальванометр; R3 — переменное сопротивление; Rt — постоянное сопротивление; С — магазин емкостей; Э — экран; Р — разрядник

Величина tg6 изоляции обмоток трансформатора не должна превышать значений, приведенных в таблице

Отбор пробы масла
Пробу масла отбирают из нижней части бака при температуре отбираемого масла не ниже + 5°С. Посуда, в которую отбирается проба, должна быть чистой и хорошо высушенной. Отобранное масло подвергают сокращенному лабораторному анализу на отсутствие влаги, содержание механических примесей, реакцию водной вытяжки и определение кислотного числа
Пробивное напряжение масла должно быть не ниже 25 кВ для трансформаторов напряжением до 15 кВ включительно и не ниже 30 кВ для трансформаторов напряжением до 35 кВ включительно.

Испытание изоляции обмоток трансформаторов повышенным напряжением переменного тока
Этому испытанию подвергают каждую обмотку трансформатора по отношению к корпусу, к которому на время испытания присоединяют остальные, предварительно закороченные обмотки.
Испытательное напряжение повышают плавно с быстротой, допускающей возможность уверенного отсчета показаний измерительных приборов. Длительность испытания 1 мин, после чего напряжение плавно снижают до нуля.
Величину испытательного напряжения допускается измерять по вольтметру, включенному с низкой стороны испытательного трансформатора.

Величина испытательного напряжения принимается не более 90% испытательного напряжения на заводе-изготовителе. Величина заводских испытательных напряжений (по ГОСТ 1516—60) приведена в таблице.
Повреждения изоляции при испытании выявляются по резким толчкам стрелок приборов, измеряющих испытательное напряжение и ток установки, по характерному звуку разрядов внутри бака трансформатора или выделению дыма из дыхательной пробки, либо по отключению автомата со стороны питания испытательной установки.
После окончания испытания необходимо повторно измерить сопротивление изоляции обмоток трансформатора мегомметром.

Измерение сопротивления обмоток трансформатора постоянному току
Измерение сопротивления обмоток трансформатора постоянному току производится с целью выявления обрывов обмотки и ответвлений, плохих контактов, нарушения паек и обнаружения витковых замыканий в катушках. Сопротивление обмоток измеряют методом падения напряжения.
Приборы, применяемые для измерения, должны быть класса точности не ниже 0,5. Величина тока при измерениях не должна превышать 20% номинального тока обмотки, чтобы не внести дополнительной погрешности в измерения за счет нагрева обмотки.
Сопротивления следует измерять при установившейся температуре; температура, при которой произведены измерения, должна быть замерена и указана в протоколе испытания.

Измеряют линейные сопротивления всех обмоток трансформатора, а при наличии переключателя ответвлений — на всех его положениях.
Измерение сопротивления обмотки трансформатора постоянному току методом падения напряжения
а - для малых сопротивлений; б — для больших сопротивлений; Б — аккумуляторная батарея 6—12
R — реостат; К — кнопка включения вольтметра

Полученные величины необходимо сопоставить между собой и с данными заводских испытаний.
Величины сопротивлений отдельных фаз трансформатора не должны отличаться одна от другой и от заводских данных более чем на 2%. Если расхождение с заводскими данными превышает 2%, но одинаково для всех фаз, следует искать ошибку в измерениях.

Определение коэффициента трансформации
Коэффициент трансформации определяют для трансформаторов после их капитального ремонта со сменой обмоток, импортных и не имеющих паспорта.
Коэффициентом трансформации трансформатора называется отношение напряжения на обмотке высшего напряжения (ВН) к напряжению на обмотке низшего напряжения (НН) при холостом ходе:
где Кт — коэффициент трансформации;
U1 - напряжение на обмотке ВН;
U2- напряжение на обмотке НН.

При испытании трехфазных трансформаторов к одной обмотке подают симметричное трехфазное напряжение и одновременно измеряют напряжение между соответствующими одноименными линейными выводами обеих проверяемых обмоток.
Измерение коэффициента трансформации трансформатора

При отсутствии трехфазного симметричного напряжения коэффициент трансформации можно определять при однофазном возбуждении, если возможно измерить фазовые напряжения, а также для трансформаторов, у которых хотя бы одна обмотка соединена в «треугольник».
Коэффициент трансформации измеряют при поочередном закорачивании одной из фаз по схемам, приведенным на рисунке, а, б, в. Коэффициент трансформации при этом методе будет равным 2/Кф (при схеме Y/Д ) или Кф/2 (при схеме Д/Y ), где Кф— фазовый коэффициент трансформации.

ПРОВЕРКА ГРУППЫ СОЕДИНЕНИЯ ОБМОТОК
ДЗ