Експериментальне устаткування

Вимірювання значень tg трансформаторного масла за різних температур здійснюють мостом змінного струму Р5026 на спеціальному стенді, схему якого наведено на рис. 1.

Рис. 1 Принципова електрична схема стенда для вимірювання tg трансформаторного масла: АП-50 – автоматичний вимикач; Р1 – рубильник; SB-1 – кнопка ПУСК;

SB-2 – кнопка СТОП; КВ-1 – кінцевий вимикач заземлення; КВ-2 – кінцевий вимикач шторки витяжної шафи; ПМ1 – магнітний пускач; КФ – вимикач нагрівальної шафи;

Т1 – знижувальний трансформатор; VD1 – VD4 – діоди; VD5 – VD10 – світлодіоди;

НШ – нагрівальна шафа; ВЯ – вимірювальна ячейка тризатискного типу згідно з 10; З1, З2, З3 – затискачі випробувального елемента; ЛАТР – лабораторний автотрансформатор; R1 – резистор; V1 – вольтметр; kV2 – кіловольтметр; S1 – вимикач вольтметра V1; ВТ – випробовувальний трансформатор (НОМ-10); С – високовольтний конденсатор; Р5026 – вимірювальний міст змінного струму

Стенд працює так:

 після вимкнення автомата АП-50 змінний струм напругою 220 В через трансформатор Т1 подається на ланцюги керування; при цьому на пульті спалахують світлодіоди VD5 («Мережа 220 В»), VD6 («Схему заземлено»), VD7 («Шторку відкрито»), VD10 («Нагрівання шафи»), VD8 («Схема пряма») та VD9 («Напругу подано»), сигналізуючи про стан відповідних пристроїв комутації;

 після вимкнення рубильника Р1 і ножа заземлення НЗ (коли замикаються нормально розімкнені та розмикаються нормально замкнені контакти КВ-1, гасне світлодіод VD6) і закритою шторкою витяжної шафи (замикаються нормально розімкнені та розмикаються нормально замкнені контакти КВ-2, гасне світлодіод VD7) та натискання кнопки SB-1 ПУСК напруга подається на котушку магнітного пускача ПМ1;

 нормально розімкнені контакти ПМ1 замикають ланцюг увімкнення випробувального трансформатора ВТ і блокують кнопку SB-1 ПУСК;

 на пульті спалахують світлодіоди VD8 («Схема пряма») та VD9 («Напругу подано»), при цьому регулятор напруги ЛАТР має бути в нульовому (крайньому проти годинникової стрілки) положенні;

 напруга, що подається на вимірювальну ячейку ВЯ, контролюється вольтметром V1 із вимкненим вимикачем S1.

Примітки.

1. У ввімкненому стані приводу ножа заземлення (коли високовольтні виводи трансформатора ВТ розземлені) механічне блокування не дає змоги відкрити шторку витяжної шафи.

2. У ввімкненому стані приводу ножа заземлення світиться світлодіод VD6 («Схему заземлено»).

3. У разі вимірювання tg для інших об’єктів (не ВЯ) регульовану високу напругу контролюють за допомогою вимірювального приладу kV2.

4. Якщо треба виміряти tg трансформаторного масла за температури, вищої ніж кімнатна, ключем КФ вмикають нагрівальну шафу НШ (спалахує світлодіод VD10 «Нагрівання шафи»). Цю операцію можна виконувати, ввімкнувши автомат АП-50 незалежно від положення рубильника Р1.

5. Вимірювання tg трансформаторного масла, залитого до вимірювальної ячейки ВЯ, здійснюють за прямою схемою за допомогою високовольтного моста Р5026.

Методика виконання роботи

1. Підготовка вимірювальної ячейки.

1.1. Застосовують пласку або циліндричну вимірювальну ячейку тризатискного типу. Зображення таких ячейок представлено на фото 1. Конструкція та розміри кожної із ячейок повинні відповідати ГОСТ 6581-75.

1.2. Щоб забезпечити відтворювання результатів, треба старанно очищати вимірювальну ячейку перед роботою. Якщо ячейку використовують тільки для вимірювання tg трансформаторного масла, можна очищати її, двічі або тричі ополоснувши випробовуваним трансформаторним маслом.

1.3. Зібрану ячейку приєднують до вимірювальної схеми й визначають tg та ємність С порожньої ячейки. При цьому tg має бути не більшим ніж 0,0001. На основі цих вимірювань оцінюють чистоту ізоляційних прокладок ячейки. У разі великого значення tg ячейку слід розібрати та знову ретельно промити згідно з вимогами п. 1.1.

1

2

Фото 1. Вимірювальні ячейки тризатискного типу: 1 – пласка ячейка; 2 - циліндрична ячейка.

2. Підготовка проби.

2.1. Перед вимірюванням ячейку заповнюють випробовуваним маслом. Не виконуючи вимірювання, масло виливають з ячейки і ще раз заповнюють її до рівня, що не менш ніж на 3…5 мм перевищує нижній край охоронного електрода (близько 50 мл).

2.2. Заповнену вимірювальну ячейку ставлять у попередньо нагрітий до температури вимірювання термостат, під’єднують до наведеної на рис. 1 електричної схеми й витримують, доки температура трансформаторного мас-ла не стане рівною заданій. У разі вимірювання за кімнатної температури (t = = 20 С) термостатом не користуються. Масло витримують 20 хв за заданої температури, при цьому коливання температури мають бути не більше 2 С. Після цього визначають tg.

2.3. Можна виконувати вимірювання в процесі нагрівання ячейки з маслом, витримавши її за заданої температури деякий час.

3. Вимірювання.

3.1. Початковий стан елементів стенда має бути таким:

 ячейка ВЯ підключена до схеми та знаходиться в шафі НШ;

 шторка витяжної шафи відкрита;

 на пульті керування ввімкнені ніж заземлення, вимикач S1, а якщо нагрівається вимірювальний елемент – також автомат АП-50 і ключ КФ;

 на пульті керування ввімкнено рубильник Р1;

 із ввімкненням автомата АП-50 на пульті керування горять світлодіоди VD5 («Мережа 220 В»), VD6 («Схему заземлено»), VD7 («Шторку відкрита»), а також VD10 («Нагрівання шафи») із ввімкненим ключем КФ;

 міст Р5026 заземлений;

3.2. Послідовність вмикання стенда:

 перевірити заземлення моста Р5026;

 увімкнути (якщо його було вимкнено) автомат АП-50; при цьому світлова сигналізація на пульті керування спрацьовує так, як зазначено в останній позиції п. 3.1.

 закрити шторку витяжної шафи (гасне світлодіод VD7);

 увімкнути ніж заземлення (гасне світлодіод VD6); при цьому спрацьовує механічне блокування, яке не дає можливості відкрити шторку витяжної шафи;

 перевірити нульове положення регулятора напруги (ручка ЛАТР має бути в крайньому лівому положенні);

 на мості Р5026 перевірити, чи знаходиться ручка ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ у вимкненому положенні;

 установити такі положення поворотних ручок і перемикачів моста Р5026: ручки ряду R3 – 50 Ом, ручки ряду С4 – 0,001 мкФ, перемикач А–1 (позначено червоним кольором), перемикач N – 0,1;

 перевірити, чи вимкнено вимикач S1; якщо так, увімкнути його;

 увімкнути рубильник Р1 і натиснути кнопку ПУСК; при цьому спалахують світлодіоди VD8 («Схема пряма») та VD9 («Напругу подано») на пульті керування, які сигналізують про високу напругу на схемі;

 повертаючи ручку регулятора напруги, установити за вольтметром V1 значення, що відповідає 2 кВ (щоб отримати значення напруги у кіловольтах за допомогою зазначеного приладу, слід пам’ятати, що він вимірює значення напруги на первинній обмотці трансформатора, коефіцієнт трансформації якого дорівнює 100);

 установити ручку ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ на мості Р5026 у таке положення, щоб стрілка мікроамперметра відхилилася на 30…35 мкА;

 по черзі регулюючи опори ручками ряду R3 та ємності – ручками ряду С4 і збільшуючи при цьому чутливість показника рівноваги моста ручкою ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ, збалансувати міст – знайти положення, у якому стрілка міліамперметра найближче підійде до нульової позначки шкали;

 записати значення відліку C4 та R3 (відлік значень виконувати не пізніше ніж через 3 хв після вмикання напруги);

 установити ручку ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ у положення ВЫКЛ;

 установити ручку регулятора напруги в нульове положення;

 натиснути кнопку СТОП на пульті керування (при цьому гаснуть світлодіоди VD8 та VD9);

 вимкнути рубильник Р1;

 увімкнути ніж заземлення (спалахує VD6); при цьому знімається механічне блокування шторки витяжної шафи;

 записати значення, на які встановлено ручки ряду R3 та ряду C4 після закінчення балансування моста;

 якщо треба виконати вимірювання tg за іншої температури, слід нагріти чи охолодити пробу масла в термошафі, після чого повторити всі дії п. 3.2.

3.3. Послідовність обробки результатів вимірювань:

 обчислити tg у відсотках за формулою

tg_x = NC4 · 100,

де N – числове значення положення перемикача N; С4 – значення ряду С4;

 обчислити значення ємності за формулою

де С₀ – ємність зразкового конденсатора, пФ; R4 – 3183 Ом; R3 – значення ряду R3;

 якщо потрібно внести поправки на параметри порожньої ячейки, то значення tg масла обчислюється за формулою

де С_x і tg_x – відповідно значення ємності, пФ, та tg вимірювальної ячейки, заповненої трансформаторним маслом; C'₀, tgδ'₀ те саме для вимірювальної ячейки з повітрям.