19.6. Випробування трансформаторів після капітального ремонту

Обсяг і норми випробувань. Після завершення ремонтних робіт трансформатор піддають випробуванням з метою перевірки якості й відсутності дефектів, а також перевірки характеристик трансформатора на відповідність вимогам стандартів, технічних умов або інших регламентуючих документів. Програма випробувань після капітального ремонту з розбиранням активної частини трансформатора відповідно до ПЭЭП містить 19 пунктів, у тому числі: визначення умов вмикання; вимірювання опору ізоляції (R₆₀ і R₆₀/ R₁₅); вимірювання тангенса кута діелектричних втрат; визначення ємнісних характеристик (∆С/С й С₂/С₅₀); випробування ізоляції підвищеною напругою промислової частоти; вимірювання опору обмоток постійному струмові; перевірка коефіцієнта трансформації й групи з'єднання обмоток; вимірювання струму й втрат неробочого ходу; перевірка роботи перемикаючого пристрою; перевірка роботи пристрою перемикання відгалужень; випробування бака на міцність; перевірка пристроїв охолодження й стану індикаторного силікагелю; випробування трансформаторного масла із трансформатора; випробування включенням поштовхом на номінальну напругу; випробування вводів і вбудованих трансформаторів струму.

При вимірюванні електричного опору обмоток постійним струмом різниця між опорами на однойменних відгалуженнях різних фаз не повинна перевищувати 2 %. Перевірка роботи перемикаючого пристрою проводиться згідно з інструкцією заводу-виготовлювача. Методика випробувань розглянута в розділах 5 і 7.

Трансформаторне масло випробовують на електричну міцність (на пробій), на діелектричні втрати (tgδ) і на хімічний аналіз. Для експлуатаційного масла tgδ повинен бути не більшим за 7 % при 70 °С (для свіжого сухого масла tgδ< 1,5...2,5 %). Хімічний аналіз масла полягає у визначенні вмісту механічних домішок, кислотного числа й змісту водорозчинних кислот і лугів.

Температура спалаху парів масла може знижуватися не більше ніж на 5 °С від первісної (135 °С). Масло трансформаторів з азотним або плівковим захистом перевіряють на вміст вологи і газів, які повинні відповідати заводським нормам.

Випробування електричної міцності ізоляції включає: визначення пробивної напруги масла або іншого рідкого діелектрика, яким заповнений трансформатор; випробування ізоляції обмоток напругою 35 кВ і нижче разом з вводами підвищеною напругою промислової частоти, прикладеною від зовнішнього джерела (протягом 1 хв); випробування ізоляції доступних для випробування стяжних шпильок, що пресують кільця і ярмові балки напругою 1 кВ промислової частоти ( протягом 1 хв).

Випробувальні напруги перевищують номінальні й залежать від умов експлуатації. Трансформатори, призначені для експлуатації в електроустановках, що зазнають впливу грозових перенапруг при звичайних заходах грозозахисту, випробовують за нормами для нормальної ізоляції, а трансформатори, призначені для експлуатації в електроустановках, що не піддаються впливові грозових перенапруг, або при спеціальних заходах грозозахисту – за нормами для полегшеної ізоляції. Ізоляція трансформатора до проведення випробувань піддається обробці відповідно до встановленого технологічного процесу.

При випробуванні ізоляції напругою промислової частоти, прикладеною від зовнішнього джерела, перевіряється електрична міцність головної ізоляції (кожної обмотки відносно інших обмоток, включаючи відводи й виводи, а також відносно бака й інших заземлених частин трансформатора).

Ізоляцію кожної обмотки випробовують по черзі. Випробування проводять за схемою, показаною на рис. 19.19. При цьому випробувальна напруга прикладається між випробовуваною обмоткою, замкненою накоротко, і заземленим баком. Інші вводи решти обмоток з'єднують між собою й заземлюють разом з баком і магнітною системою. Напруга до первинної обмотки підвищувального трансформатора підводиться від генератора змінного струму з регульованим збудженням або від регулювального автотрансформатора. Випробувальну напругу піднімають плавно й витримують протягом 1 хв. Зростання сили струму й зниження напруги, фіксоване приладами, зазвичай вказують на наявність дефекту в ізоляції випробовуваного трансформатора. Пошкодження в трансформаторі також проявляється у вигляді потріскування й розрядів.

Вважають, що трансформатор пройшов випробування, якщо в процесі випробування не спостерігалося повного розряду (за звуком), розряду на захисному кульовому проміжку, виділення газу й диму або зміни показів приладів. Якщо при випробуванні відзначені розряди в баку, що супроводжуються зміною режиму у випробувальній установці або появою диму, активна частина підлягає огляду, а при необхідності – розбиранню для з'ясування й усунення причини розрядів або пробою.

Поздовжня ізоляція обмотки (ізоляція між витками, котушками, шарами, фазами) випробовується підвищеною напругою, індукованою у самому трансформаторі. Випробування проводять шляхом прикладання до однієї з обмоток подвійної номінальної напруги цієї обмотки при підвищеній частоті (але не більш 400 Гц). Підвищення частоти необхідно, щоб уникнути надмірного збільшення індукції й струму намагнічування. Випробування проводять за схемою досліду неробочого ходу напругою частоти не менш 2f_ном і тривалістю 1 хв (при більш високих частотах тривалість випробування зменшується, але не повинна бути меншою за 15 с).

Основним дефектом, який виявляється при такому випробуванні, є замикання між витками або шарами обмотки, а також між відводами. Якщо є ознаки дефекту, то важливо до розбирання трансформатора вимірюванням струмів і напруг по фазах встановити дефектну фазу. Потім ця фаза зазнає ретельному огляду. Дефектне місце обмотки можна визначити індукційним методом або вимірюванням електричного опору.

Індукційний метод знаходження короткозамкненого витка заснований на наявності електромагнітного поля навколо короткозамкненого витка, створеного в ньому індукованим струмом короткого замикання. Поле навколо інших витків відсутнє. Наявність і положення короткозамкненого витка виявляють особливою котушкою, яку називають шукачем, і до якої підключений чутливий прилад. Вимірювальний апарат складається із шукача й покажчика. Шукач являє собою багатовиткову котушку, насаджену на магнітопровід, що складається з декількох пластин електротехнічної сталі, і приєднаного до неї вказівного приладу (рис. 19.20).

Напруга в обмотці, що перевіряється, індукується джерелом, яке виконується аналогічно до представленого на рис. 19.20 шукача, або являє собою довгий стрижень із намотаними по всій довжині витками. Обмотка джерела підключається до мережі напругою 36, 127 або 220 В. Якщо обмотка, що перевіряється, насаджена на стрижень магнітної системи, збудження здійснюється звичайним шляхом (при подачі невеликої напруги, безпечної для персоналу). Переміщаючи шукач спочатку уздовж обмотки, а потім у радіальному напрямку, встановлюють місце замикання за найбільшими показами приладу.

Оцінка стану ізоляції проводиться на підставі зазначеного комплексу випробувань. Допустимі значення ізоляційних характеристик для трансформаторів класів напруги до 35 кВ і номінальною потужністю до 10 МВА наведені в табл. 9.1.

Вимір опору ізоляції обмоток проводиться при температурі не нижче 10 ⁰С мегомметром класу 1000 В у трансформаторах класу напруги до 35 кВ і потужністю до 16 МВА й класу 2500 В з границями вимірювання 0...10000 МОм – в усіх інших випадках. При цьому за температуру ізоляції в масляних трансформаторах приймають температуру масла у верхніх шарах, у сухих – температуру навколишнього повітря.

Вимірювання характеристик ізоляції для двообмоткових трансформаторів проводять за такою схемою: перше вимірювання між обмоткою НН і баком при заземленій обмотці ВН (скорочений запис схеми виміру НН-Бак, ВН); друге – ВН-Бак, НН; третє – ВН + НН-Бак (рис. 19.21).

РОЗДІЛ IV

РОЗРАХУНКИ ЕЛЕКТРИЧНИХ МАШИН І ТРАНСФОРМАТОРІВ

ПРИ КАПІТАЛЬНОМУ РЕМОНТІ

Розділ. 20 РОЗРАХУНКИ ЕЛЕКТРИЧНИХ МАШИН

При капітальному ремонті електродвигунів із заміною обмотки завдання часто зводиться до збереження фірмових (старих) даних і параметрів обмотки. Однак, щоб уникнути помилок при ремонті бажано перевіряти обмоткові дані електричних машин, що надходять у ремонт.

Оскільки найбільшу частину машин, що ремонтуються, становлять асинхронні двигуни, подальші розрахунки будуть розглядатися стосовно до них.