Испытания силовых трансформаторов 6-10/0.4 кВ: протокол, как и что проверять

Силовые трансформаторы – важнейшие компоненты системы распределения электроэнергии. Компания «Энерготрест» проводит испытания силовых трансформаторов, трансформаторов напряжения, а также измерительных трансформаторов тока класса напряжения от 6 до 10 (0.4) кВ.

В этой статье мы расскажем о методике, способах и протоколах диагностики трансформаторных установок, перечислим конкретные виды проводимых испытательных мероприятий, а также уточним условия их проведения.

Виды силовых трансформаторов

Силовые трансформаторные установки классифицируют по нескольким параметрам:

Количество фаз: одно- и трехфазные.
Количество обмоток: двух- и трехобмоточные.
Направленность преобразования: повышающие и понижающие.
Место установки: наружные и устанавливаемые внутри помещения.
Тип охлаждающей среды (среда, куда погружается магнитная система, т.е. сердечник): масляные и сухие.

Масляный трансформатор

Охлаждение в масляных трансформаторах осуществляется с помощью трансформаторного минерального масла, представляющего собой специальную жидкость со сложным углеводородным составом, малой вязкостью, низкой температурой замерзания и стабильностью в окислительных условиях. Окислению препятствуют специальные присадки, ингибирующие окислительный процесс. Истощение присадки ускоряет окисление до обычной скорости.

Сухой трансформатор

В сухих трансформаторных установках электроэнергии отвод тепла от активных частей и обмоток установки происходит путём естественной циркуляции воздуха и с помощью принудительной вентиляции. Такая конструктивная особенность делает сухой трансформатор 6-10/0.4 к более простым и безопасным.

Зачем нужно проводить испытания

Силовые электротрансформаторы находятся в центре сложной и разветвленной энергосистемы, обеспечивающей электрическим питанием самых разных потребителей: от промышленного объекта до частного жилого дома. Целями испытательных проверок силовых трансформаторных установок являются сведение к минимуму аварийных ситуаций, своевременный поиск скрытых неполадок и определение сроков эксплуатации электрооборудования.

Какие испытания проводятся

Испытательные работы по диагностике силового трансформаторного оборудования 6-10/0.4 кВ проводятся в следующих случаях:

на заводе при изготовлении оборудования;
во время монтажных работ при первичном вводе установки в эксплуатацию;
после периодических ремонтов;
при незапланированном ремонте;
в ходе работ по обслуживанию силовых электротрансформаторов в эксплуатационном режиме

В обязательный список измерений, проверок и испытаний масляных и сухих трансформаторов до 10 кВ входят следующие действия:

Контроль целостности и проверка изоляции обмоток.
Испытание первичной и вторичной обмоток измерительного трансформатора на сопротивление постоянному току.
Измерение коэффициента абсорбции.
Диагностика трансформаторного масла.
Определение коэффициента трансформации и групп соединения обмоток.
Измерение тока и потерь холостого хода.
Определение тангенса угла диэлектрических потерь (tg δ).
Испытание силовых трансформаторов повышенным напряжением.
Тестирование включением толчком на номинальное напряжение.
Другие проверки.

Условия проведения испытаний

Работы по диагностике и установлению параметров силовых трансформаторов 6-10/0.4 кВ может производить бригада квалифицированных специалистов в составе не менее 2-х человек из сотрудников ЭТЛ (электротехнической лаборатории). Специалисты по испытанию высоковольтных трансформаторов должны иметь группу допуска по электробезопасности не ниже IV, в остальных случаях – не ниже III группы. Работы проводятся с обязательным использованием защитных средств, включающих:

переносное заземление;
предупредительные плакаты;
диэлектрические боты или коврик;
диэлектрические перчатки.

Электротехнические замеры, тестирования и диагностика требуют применения специализированных профессиональных инструментов и оборудования. В перечень необходимых приборов входят:

электронные мегаомметры Ф4102/2-М;
вольтметры Э545;
амперметры Э526;
мосты постоянного тока Р333;
испытательная установка АИД-70
другие инструменты в зависимости от типа проводимых работ.

Методика тестирования электротрансформаторов включает следующие обязательные условия:

Соблюдение требований нормативной документации.
Протокол испытания и измерений систем трансформаторов напряжения и тока 6-10/0.4 кВ предусматривает их проведение только в светлое время суток в сухую погоду: влажность – не более 90%.
Температура изоляции не ниже +10 °С.
Трансформаторное оборудование перед началом диагностики должна быть предварительно расшинована, все участки предполагаемых замеров должны быть очищены от пыли и грязи и иметь свободный доступ для рабочего персонала.
Все приборы и инструменты, используемые в процессе испытательных работ должны быть в полностью исправном состоянии и содержать актуальные даты поверки.
Испытания первичной и вторичной обмоток силовых, измерительных и распределительных трансформаторов проводятся лабораторным прибором – омметром соответствующих номиналов.
Испытательные мероприятия трансформатора 6-10/0.4 кВ производятся не ранее чем через 12 часов после заливки масла, пригодность которого в качестве жидкого диэлектрика подтверждена протоколом.
Предпочтительная прочность масла на пробой – 80-100 кВ/см
Наружная изоляция должна быть чистой и без видимых повреждений.
Для чистоты измерений необходимо размагнитить магнитопровод от любых остаточных величин намагничивания.
Если электротрансформатор только прибыл от производителя и ранее не эксплуатировался, в первую очередь проводят замеры его потерь холостого хода.

Измерение сопротивления изоляции

Данная характеристика силовой установки тестируется мегаомметром на 2500 Вольт с верхним пределом измерения не менее 10 000 МОм.

Последовательность:

НН –ВН + Бак
ВН –НН + Бак
ВН + НН –Бак

При диагностике все выводы обмоток одного напряжения соединяют, а остальные обмотки и трансформаторный бак заземляются. Перед началом измерений все обмотки заземляются минимум на 5 минут, а между отдельными измерениями – минимум на 2 минуты.

Измерение сопротивления обмоток постоянному току

Производится на всех ответвлениях обмотки при температуре обмотки в диапазоне 20 ± 5 °С. Перед этим осуществляют не менее трех полных циклов переключения. Тестируются все ответвления обмотки трансформаторного устройства. В установках с нулевым выходом замеряют фазное сопротивление; при отсутствии нулевого выхода замеряют линейные сопротивления. Полученные при проверке величины сопротивления обмотки не должны отличаться от проектных величин более чем на 2%.

Высоковольтные испытания трансформатора

Методика испытания высоковольтного трансформатора повышенным напряжением позволяет убедиться в наличии необходимого запаса прочности изоляции и в отсутствии дефектов, которые не могут быть обнаружены другими способами. Величина подаваемого напряжения плавно увеличивается, доводя его до нужного значения, после чего выдерживает это напряжение в течение 1-й минуты. Величина испытательного напряжения для каждого типа испытуемого оборудования разная и устанавливается соответствующими нормами. По завершению испытания силового трансформатора повышенным напряжением составляется протокол проведенных работ.

Измерение коэффициента абсорбции

Проверка коэффициента абсорбции трансформаторной установки выполняется с помощью мегомметра. Данные определяются через 15 секунд (R15) и через 60 секунд (R60) после начала измерения.

Коэффициент абсорбции представляет собой отношение второго результата к первому (R60/R15). Его минимально допустимая величина – 1,2. Верхний предел – без ограничений.

Измерение тангенса угла диэлектрических потерь

Тангенс угла диэлектрических потерь (tg δ) в изоляции и емкости обмоток производят при помощи мостов переменного тока по прямой или перевернутой схеме. Величина испытательного напряжения не должно превышать 60 % от номинального напряжения испытуемой обмотки.

Измерение коэффициента трансформации

Коэффициент трансформации – это отношение трансформируемых электрических величин этих на зажимах первичной и выходной обмоток. Испытательное тестирование коэффициента трансформации силовых аппаратов проводится методом двух вольтметров с замером показаний одновременно между обмотками НН и ВН. Формула для определения данного коэффициента трансформации следующая:

k = U₁/U₂ = n₁/n₂, где

k – коэффициент трансформации;

U₁и U₂ – напряжение на первичной обмотке и на вторичной обмотке, соответственно;

n₁ и n₂ – количество витков на первичной обмотке и вторичной обмотке, соответственно.

Замеры электрических величин на обмотках ведутся на всех ступенях переключения, при этом величина коэффициента не должна отличаться более чем на 2% от проектных величин. При диагностике трехобмоточных установок достаточно определить коэффициент трансформации для двух пар обмоток.

Проверка переключающих устройств

При данной проверке производятся замеры коэффициента трансформации на всех положениях переключателей методом двух вольтметров, аналогично тому, как это делали при тестировании коэффициента трансформации. Затем устанавливаем сопротивление постоянному току на всех положениях переключателей с помощью моста Р334 или методом «амперметра-вольтметра».

Измерение тока и потерь холостого хода

При помощи фазометра проводятся замеры тока холостого хода для двух значений напряжений – номинального и малого. По полученным значениям через расчетные формулы устанавливается активная потребляемая мощность, которая и будет являться величиной потерь холостого хода тестируемого электротрансформатора. Эту величину сравнивают с проектными номиналами. При однофазном тесте она не должна превышать 10% от паспортных, а при трехфазном тесте – 5% от паспортных значений.

Ток холостого хода трехфазного трансформатора I_х определяется как среднее арифметическое токов трех фаз и выражается в процентах номинального тока I_ном.

I_х = (I _изм./ I_ном.) х 100

Проверка трансформаторного масла

При проверке трансформаторного масла оцениваются следующие параметры:

уровень окисления;
температура воспламенения;
допуски по плотности.

Данные собирают с применением специальных лабораторных измерителей, после чего результаты проверки сравнивают с паспортными значениями

Проверка групп соединений обмоток

Проводится при отсутствии паспортных данных или при наличии сомнений в их достоверности. Проверка необходима для установки тождества групп соединения обмоток силовых электротрансформаторов, предназначенных для параллельной работы, а также для контроля правильности маркировки выводов обмоток в однофазных аппаратах. Тестирование осуществляется с подключения гальванометра. Если обмотки ВН и НН силовых электротрансформаторов намотаны в одну сторону, то при кратковременном замыкании цепи стрелка гальванометра будет отклоняться вправо, а при размыкании цепи — влево. Максимальное отклонение стрелки гальванометра от нулевого положения обозначает совпадающие выводы обмоток.

Испытание коротким замыканием

По схемам из нормативов ПУЭ создается короткое замыкание цепи вторичной обмотки при номинальном токе первичной обмотки. Данная диагностика проводится для проверки цепи вторичной обмотки, определения величины номинального тока в этой цепи, величины потерь мощности, контроля падения напряжения на внутреннем сопротивлении трансформаторной установки. Отклонения полученных результатов от проектных значений не должны превышать 5-10%.

Межремонтные испытания

Компания «Энерготрест» выполняет также профилактические испытания, в том числе межремонтные испытания одних из наиболее надежных трансформаторов напряжения NTSM. Эти мероприятия представляют собой тестирования и диагностику, не связанные с запланированным ремонтом электрооборудования.

Методика проведения

Общая методика испытаний различных видов и типов силовых трансформаторных установок включает в себя следующие пункты:

Цель проводимых работ.
Список нормативной документации.
Положения по технике противопожарной и технической безопасности.
Техническая оснащенность рабочего персонала.
Условия, методы и последовательность проведения испытательных и измерительных работ.
Обработка, оценка и протоколирование полученных данных.

После выполнения диагностики и измерительных действий заказчику выдается технический отчет с протоколами по всем видам проведенных проверок, который признается официальными проверяющими организациями.

Возврат к списку