Испытания силовых трансформаторов

Необходимы измерения:

• для предупреждения аварийных отключений;
• для определения возможных дефектов;
• для подтверждения степени работоспособности оборудования.

Рассмотрим какие бывают проверки в рамках возможностей нашей электротехнической высоковольтной лаборатории. 

1. Приемо-сдаточные испытания. На основании исследования принимаем решение о вводе трансформатора в работу, после транспортировки к месту установки.
2. Профилактические испытания трансформаторов. Выявляем возможные неисправности.
3. Послеремонтная профилактика трансформаторов. Выполняем по окончании ремонтных работ.
4. Испытания высоковольтных вводов силовых трансформаторов. Конструктивно самостоятельные элементы, пропускающие один или несколько проводников, находящихся под напряжением, через перегородку (например, стену, бак трансформатора, реактора и т.д.) и изолировать от неё эти проводники.

  Мы проводим весь необходимый и требуемый объем ревизий силового оборудования, полный перечень регулярных эксплуатационных и профилактических проверок.

Что включает комплекс рабочих испытаний трансформаторов напряжения

• испытания величин тока трансформатора и потерь холостого хода при малом напряжении;
• сопротивления обмоток постоянному току, и проверка состояния переключателей РПН и ПБВ;
• коэффициента трансформации;
• тока намагничивания;
• импеданса короткого замыкания и реактивного сопротивления утечки;
• частотной характеристики потерь рассеяния;
• анализ частотной характеристики трансформатора;
• анализ диэлектрического частотного отклика;
• тангенса угла диэлектрических потерь в обмотках, емкости и коэффициента мощности;
• испытание повышенным напряжением;
• емкости и коэффициента мощности (тангенса угла диэлектрических потерь);
• сопротивления изоляции обмоток трансформатора.

Наиболее важные этапы проверки трансформатора, которым мы уделяем большое значение являются:

1. Замер емкости. Убеждаемся в вероятности пробоя изоляции между обкладками в высоковольтном вводе.
2. Определение места износа изоляции Помогает выявить предполагаемый аварийный отказ. При изменении приложенного напряжения выявляем состояние контактов на вводе и на измерительном ответвлении.
3. Определение состояние изоляции силовых обмоток и высоковольтных вводов трансформатора. Оценку производим по результатам диагностики.

После определения главных факторов проверки, вы сможете убедиться, что трансформатор работает стабильно. Так вы проверите:

• насколько велика электропроводность масла;
• износ материала изоляции обмоток;
• уровень влагосодержания

Это одно из первых основополагающих испытаний, которое определяет общее состояние устройства.

Зачем нужно это измерение

С помощью данной процедуры выявляют возможное замыкание сердечника на бак трансформатора, можно выяснить наличие замыкания в магнитопроводе и витковые замыкания в обмотках.

  Испытание проводят по ГОСТ 3484.1-88. Увеличенные потери на ХХ показывают степень старения железа.

Особенность работы

Исследование выполняем без нагрузки, работаем с размагниченным магнитопроводом с подачей напряжения 220/380В на низкую сторону электрооборудования.

С помощью проверки убеждаемся в наличии или отсутствии повреждений в обмотках трансформатора, выявляем проблемы с контактами в местах соединения высоковольтных вводов и обмоток и с РПН. Одновременно проверяем функциональность РПН, не вскрывая его корпус.

Особенность операции

После проведения измерений выполняем размагничивание сердечника трансформатора и проводим контрольный замер коэффициента трансформации без переключений проводов.

Как мы используем результаты

Для того чтобы выявить эти проблемы мы применяем статический замеры сопротивления обмоток в каждом последовательном переключении РПН. Сравниваем показания с эталонами. Исследование переходных процессов и оценку работы модифицированного вакуумного РПН резистивного типа выполняем с помощью динамического замеры величины сопротивления.

При сравнении результатов измерений постоянному току мы можем обнаружить возможные:

• обрыв цепи;
• вероятные точки нагрева;
• проблемы с контактами.

Определение КТ относится к обозначению основной функции трансформатора и измеряется во время приемочных испытаний и в течении эксплуатации во время планового обслуживания.

Зачем нужно измерять КТР

Измерения коэффициента трансформации и фазового угла между обмотками позволяют обнаружить обрыв в цепи и короткое замыкание в витках.

Особенность процесса

Мы подаем испытательное напряжение от однофазного источника питания на каждой фазе обмотки с высокой и низкой стороны одного и того-же стержня. Сравниваем результаты с паспортными значениями и результатами замеров на других фазах.

  Для точности операции размагничиваем сердечник и заземляем обмотки. Для проверки дополнительно измерим ток намагничивания, а чтобы убедиться в отсутствии обрыва цепи, снимем замеры сопротивление обмотки постоянному току. 

С помощью тока намагничивания мы сможем оценить межвитковую изоляцию обмоток, проверить магнитную цепь и переключателя ответвлений.

В чем заключается одно из главных значений

  При измерении тока намагничивания, что особенно важно, можно заранее выявить возможные межвитковые замыкания в обмотках силового трансформатора, которые трудно определить обычными замерами  Результаты магнитного сопротивления и замеров тока намагничивания помогут обозначить:

• физическое смещение пластин
• повреждения сердечника
• износ контактов
• правильность подключения проводов переключателя ответвлений.

Для выявления межвиткового короткого замыкания работаем с самым высоким испытательным напряжением допустимым по ограничению обмоток и испытательного оборудования. Что мы делаем:

1. Сравниваем замеры при испытаниях тока намагничивания по фазам и положению РПН.
2. В случае отличий в результатах фазных измерений убеждаемся в наличии намагниченности сердечника и проблем с обмотками.
3. При появлении сомнений в результатах дополнительно размагнитим трансформатор и повторим рабочую процедуру.

Перепроверим результаты замерами коэффициента и анализом частотного отклика. Делаем проверку, если есть явное наличие короткозамкнутых витков и предыдущих обследований недостаточно.

Операция относится к одной из самых действенных защит рабочего устройства.

Зачем нужна измерение импенданса трансформатора

С помощью измерения мы можем определить есть ли в оборудовании смещение и деформация обмоток. Обычно, такое случается при сильных коротких замыканиях или при перемещении силового трансформатора, при его перевозке.

Мы выполняем работу в виде трехфазного измерения, а результат сравниваем с показателями, полученными в результате заводских испытаний. Разница между значениями не должна превышать 3%. Однако, результат импеданса нельзя считать критическими. Отклонения в данных могут лишь подвигнуть к детальному исследованию сдвига в деформации обмоток с помощью анализа частотного отклика.

  Это важно. При проверке реактивного сопротивления утечки можно проследить поток рассеяния. Сдвиг или деформация обмоток трансформатора влияют на магнитное сопротивление пути утечки и, соответственно, на сопротивление изоляции.

Эта процедура не входит в число обязательных проверок и является дополнительной опцией, служит для расширенной диагностики.

Зачем нужна данная характеристика

Во время проверки измеряют активную составляющую импеданса короткого замыкания на разных частотах.

  Это единственное в своем роде испытание, которое может выявить наличие короткого замыкания между параллельными проводниками и определить участки нагрева, которые появились из-за потерь на вихревые токи. Отклонения значений потерь, на высоких частотах, в пределах 35 – признак кз параллельных проводников.

Частотную характеристику измеряют во время проведения приемо-сдаточных испытаниях и при пусконаладке. Операция не является обязательной, но служит для уточнения диагноза состояния трансформатора.

  С помощью частотной характеристики выявляют наличие растворенных в масле в результате перегрева, горючих газов. Результаты демонстрируют плохие контактные соединения, вызывающие нагрев и определят малые закоротки, которые возникают при вертикальном смещении.

Процесс охватывает более широкий диапазон частот по сравнению с измерениями импеданса короткого замыкания / реактивного сопротивления утечки.

Метод входит в число стандартных испытаний электрооборудования, особенно после принятия стандарта IEC 60076-18.

Зачем нужен анализ

  Метод определяет уникальную частотную характеристику всей электрической системы из емкостей, индуктивностей и резисторов, из которых состоит силовой трансформатор. Находим наличие сдвига, повреждения или деформации в стали и обмотках.

При старении, загрязнении, пробое изоляции в обмотках и на вводах трансформаторов возникают частичные разряды, они могут привести к выходу устройства из строя. Замеры ЧР – неразрушающий метод диагностики изоляции обмоток. Мы проводим анализ:

• во время приемо-сдаточных испытаний;
• при вводе оборудования в эксплуатацию;
• в период ремонтов, после отключений оборудования, для определения критических неисправностей и оценки рисков повреждения.

Метод относится к числу точных неразрушающих методов оценки увлажнения изоляции и напитывание влагой бумажно-масляной изоляции в результате старения или в следствии нарушения герметичности.

Зачем нужна оценка

  С помощью проверки определяем увлажненность целлюлозной изоляции в активной части силового трансформатора, между обмотками.

Особенность обследования

Испытание проводим измерением коэффициента мощности и тангенса угла диэлектрических потерь в частотном диапазоне. График, полученный на экране монитора компьютера, отображает сведения о качестве изоляции.

  Результаты проверочного контроля отражаются в типовом техническом отчете.

Протокол включает данные о визуальном осмотре и всех типах измерений, а также указаны документы, соответствующие им, на основании, которых заключается решение о дальнейшей эксплуатации устройства.

  Периодичность сроков ревизии СТ устанавливается в соответствии с системой ППР и производится по графику капитального ремонта подстанции.