Методические указания по проведению опытов короткого замыкания трансформаторов на тяговые подстанции переменного тока

Известно ,что под воздействием динамических усилий при КЗ возможно возникновение остаточной деформации обмоток трансформаторов. Это выражается в изменении формы витков и катушек обмотки , уменьшений изоляционных расстояний и , как результат , в ослаблении их крепления и возрастания вероятности электрического пробоя изоляционных промежутков . Напряжением КЗ называется такое пониженное напряжение, которое подаётся в одну из обмоток при замкнутой второй, чтобы в ней (замкнутой обмотке) протекал номинальный ток.

Оценка изменения формы обмоток возможна при проведении опыта КЗ на основании измерения величины индуктивного сопротивления рассеяния Х_{12 ­},

Х₁₃,Х₂₃. Активное сопротивление обмоток тяговых трансформаторов существенно меньше индуктивных сопротивлений можно считать пропорциональными соответствующим значениям напряжения КЗ : Uк₁₂, Uк₁₃ и Uк₂₃ . При обнаружении изменений напряжения КЗ в пределах от от 1,5 до 3 % от паспортных значений (паспортные значения приняты за 100 % ) необходимо производить измерения Uк после каждого последующего замыкания с величинами тока КЗ более 2500 А , а при отклонении Uк более чем на 3 % - трансформатор следует вывести из работы для осмотра обмоток и проведения необходимого ремонта .

Подготовка к проведению опытов кз

Выбор сечения закорачивающих проводов . Проведение опытов КЗ должно быть обеспечено надежным закорачиванием выводов испытываемой обмотки трансформатора , а сопротивление подводящих проводов должно быть небольшим и не влиять на результаты измерений . Исходя из этого величина сечения указанных проводников выбирается не менее S=K*Iн, где S-величина испытываемых проводников , мм² ; Iн – номинальное значение тока , А ; K- переводной коэффициент , принимаемый для силовых трансформаторов в 0,1 мм² /А.

Согласно ГОСТ 3484-88 и документ МЭК допускается проведение опыта КЗ в условиях , отличных от номинальных , с последующим приведением результатов измерений к номинальным условиям . Поэтому в качестве источника испытательного напряжения рекомендуется использовать трансформатор собственных нужд подстанции ; т.е. питание испытуемого трансформатора производить от сети трехфазного тока напряжением 220 или 380 В .

Выбор приборов и схемы измерений . При проведении опытов КЗ трансформаторов для измерений рекомендуется применять приборы с малым собственным потреблением электроэнергии и высокого класса точности .

С учетом результатов расчета и практических навыков , полученных при оценочных испытаниях , для проведения опытов КЗ силовых трансформаторов на тяговых подстанциях при питании их от сети 220 или 380 В определены номинальные данные приборов , необходимых для выполнения испытаний:

амперметры : 0÷500 А

вольтметры : 0÷400 В.

Для проведения измерений в опытах КЗ может быть рекомендован измерительный комплекс К-505 , предназначенный для измерений силы тока , напряжения и мощности в однофазных и трехфазных трехпроводных и четырехпроводных цепях пременного тока при равномерной и неравномерной нагрузке фаз .

В комплект прибора входят :

вольтметр электромагнитной системы с классом точности 0,5 (75…600) ГОСТ 8711-78;

амперметр электромагнитной системы с классом точности 0,5 ГОСТ 8711-87;

вольтметр электродинамической системы с классом точности 0,5 ГОСТ 8476-78;

трансформатор тока УТТ-5М с классом точности 0,2 ; 50 Гц, ГОСТ 23624-79.

Схема подключения испытуемого трансформатора и прибора К-505 при проведении опыта КЗ представлена на рисунке 16.

Рисунок 16.- Схема подключения испытуемого трансформатора и прибора К-505 при проведении опыта КЗ

Подготовка прибора к проведению испытаний.

Перед проведением испытаний следует оценить значения подлежащих регистрации токов .

Ориентировочное значение тока , который будет потреблять трансформатор при проведении опытов КЗ , рассчитывается по формуле:

,

Где -ток в опыте КЗ, А;

-номинальный ток питаемой обмотки , А;

–напряжение в опыте , В;

Uн –номинальное напряжение питаемой обмотки , В;

Uк –стандартное или паспортное значение напряжения КЗ между соответствующей парой обмоток , %

В таблице.1 приведены ориентировочные значения токов в опытах КЗ для трансформаторов ТДТНЖ мощностью 40000 кВА при питании обмоток в опыте напряжения 380 В.

Для трансформатора мощностью 25000 кВА соответствующего типа значения токов будут меньше и пропорциональны уменьшению мощности .

В опытах КЗ при питании от сети 220 В токи изменяются прямо пропорционально напряжению .

Оценив величину тока ,следует уточнить число витков первичной обмотки трансформатора тока . Для УТТ-5М при измерении первичного тока до 50 А используется внутренняя первичная обмотка . При больших значениях тока необходимо намотать внешнюю первичную обмотку как показано на рисунке 17 в соответствии с данными , приведенными в таблице 2.

Рисунок 17- Расположение первичной обмотки УТТ-5М

Таблица 1 - Ориентировочные значения параметров КЗ для трансформаторов типа ТДТНЖ мощностью 40000 кВА при питании от сети 380 В

Параметры	Трансформатор на напряжение
	110/27,5/10			110/38,5/27,5
	Номер опыта КЗ			Номер опыта КЗ
	1	2	3	1	2	3
Номинальное напряжение испытываемой обмотки, кВ	110/27,5	27,5/10	100/10	110/38,5	38,5/27,5	100/27,5
Номинальное напряжение питаемой обмотки, кВ	110 27,5	27,5 10	100 10	110 38,5	38,5 27,5	100 27,5
Номинальный ток питаемой обмотки, А	201 840	840 2312	201 2312	201 600	600 840	201 840
Стандартное значение Uк,%	10	6,7	17,6	17,6	6,7	10
Ток в опыте, А	7,25 116	173 1311	4 500	3,9 33	91 173	6,9 116

Таблица 2 - Показатели внешней первичной обмотки трансформатора в зависимости от номинального тока в первичной цепи

Показатели первичной обмотки трансформатора	Номинальный ток в первичной цепи , А
	100	150	200	300	600
Число витков первичной обмотки	6	4	3	2	1
Рекомендуемое сечение провода для навивки первичной обмотки, мм2	16	25	35	70	240