Программа испытаний трансформатора ТМН – 1000/35

   1.4 Испытание сопротивления обмоток постоянному току. 

   Сопротивление обмоток трансформаторов постоянному току в процессе эксплуатации измеряется для выявления неисправностей и дефектов в обмоточных проводах, в паяных соединениях обмоток, в контактных соединениях отводов, переключающих устройств.

   Измерения производятся на всех ответвлениях, если в заводском паспорте нет других указаний и если для этого не требуется выемки активной части. Значение сопротивления не должно отличаться более чем на 2% от значения сопротивления, полученного на соответствующих ответвлениях других фаз, или от значений заводских предыдущих эксплуатационных измерений, если нет особых оговорок в паспорте трансформатора.

   У обмоток  трансформаторов, имеющий нулевой  вывод, измеряются фазные сопротивления, а у обмоток, не имеющих нулевой  вывод, - линейные сопротивления. При измерении сопротивления одной обмотки, другие обмотки трансформатора размыкаются. В качестве источника постоянного тока применяется аккумуляторная батарея, емкость которой должна быть достаточной для стабильного поддержания напряжения и тока в процессе измерений. Применяется аккумуляторная батарея емкостью 150 А*ч напряжением 12 В.

   Измеренные  сопротивления обмоток постоянному  току выполняется по схеме двойного моста постоянного тока, схема которого приведена на рисунке 4.  

   

   рисунок 4 – Принципиальная схема двойного моста постоянного тока.

   В одной  ветви моста содержится измеряемое сопротивление r_и , эталонное сопротивление r_э и сопротивления r₃ и r₄ , значения которых известны. В другой ветви содержатся r₁ и r₂. Подбор сопротивлений производится таким образом, чтобы обеспечить равновесие схемы моста:

   

   Измеряемое  сопротивление определяется из соотношения :

   r_и = r_э · m

   Измерение производится мостом постоянного тока Р333. Класс точности моста должен быть не ниже 0,5. 

    1.5 Проверка группы соединения обмоток трёхфазных

    трансформаторов и полярности выводов  однофазных

    трансформаторов.

     

      Одним из условий параллельной работы трансформаторов является идентичность групп соединения их обмоток, определяемых полярностью обмоток, схемой их соединения и чередованием фаз подаваемого на обмотки напряжения.

    В  связи с этим одной из важных  проверок трансформатора является определение полярности обмоток у однофазных трансформаторов и групп соединения у трёхфазных.

    Однополярными  выводами обмоток считаются такие,  которые при наличии потока в магнитопроводе (от любого другого источника) имеют один и тот же знак ЭДС.

    Если  на одну из обмоток кратковременно  подать постоянный ток, а к  другой подключить гальванометр, присоединив «+» батареи и гальванометра к одноимённым зажимам «А» и «а», то отклонения гальванометра будут происходить в правую сторону при замыкании цепи батареи и в левую – при размыкании её.

    Это  свойство обмоток позволяет просто  определить однополярные зажимы.

Проверка полярности обмоток полярометром.

 

    Если при такой схеме подключения батареи и гальванометра,  отклонение последнего в правую сторону, то однополярными выводами являются выводы «А», «а» и «Х», «х».

    Такой  метод определения полярности  обмоток называется методом полярометра.

    Проверку  группы соединения трёхфазных  трансформаторов можно провести с помощью гальванометра (метод полярометра), ваттметра и фазометра или специальным векторометром.

    У  трёхфазных трансформаторов обмотки  соединяются в основном в Y/D. В зависимости от схем соединения выводов для образования треугольника и от порядка подключения фаз напряжения сети к выводам возможно получение различных групп соединений.

    Группа  соединений определяется сдвигом  по фазе линейного или фазного  напряжения обмотки низшего напряжения  по отношению к одноимённому  линейному или фазному напряжению обмотки высшего напряжения. В зависимости от всех перечисленных факторов группы соединений трансформаторов могут отличаться друг от друга на n30°, (n – число в пределах 0 ¸ 11).

    С помощью гальванометра группы определяют следующим образом:

    На  выводы «А» и «В» обмотки высшего напряжения подключается

аккумуляторная  батарея на 6В через рубильник. К выводам «ав», «вс» и «са» подключается гальванометр с нулём по середине. При подключении

гальванометра определяется знак отклонения его в  момент замыкания рубильника. Опыт повторяется при подаче питания на выводы «ВС» и «АС». 

 

    В  зависимости от сочетания всех  полученных знаков отклонения, записываемых в таблицу и сравнения полученных данных со специальными таблицами.

    Непосредственно угол между вектором напряжения низшего напряжения и высшего напряжения можно измерить фазометром типа Э – 500/2.

 

    По одному или двум (второй для контроля) измерением угла между U_ав и U_АВ, а так же между U_ВС и U_вс определяется группа.

    Фазоуказатель  присоединяется по схеме: 

 

    Проверка  производится при монтаже в  случае отсутствия паспортных  данных или сомнения в их правильности.

    В  эксплуатации проверка производится при ремонтах  с частичной или полной сменой обмоток.

    Группа  должна соответствовать паспортным  данным и данным на щитке. 

   1.6 Снятие характеристик холостого хода

   и короткого замыкания 

 Измерения производятся с целью выявления состояния  магнитопровода трансформатора, по его результатам обнаруживают замыкания мест стали магнитопровода, которое может произойти из- за нарушения их изоляции (лакировки) или нарушения изоляции стяжных шпилек и образования короткозамкнутых контуров в магнитопроводе.

    Подобные дефекты могут возникнуть при монтаже и капитальном ремонте. Вероятность их появления в эксплуатации очень невелики, поэтому «Нормы» предлагают производить измерения тока холостого хода и потерь холостого хода при номинальном напряжении или потерь холостого хода при пониженном напряжении при приёмосдаточных испытаниях и после капитального ремонта.

    При  этом значение тока холостого  хода не нормируется, а потери  холостого хода для вновь вводимых трансформаторов не должны отличаться от заводских более чем на 10%.

    В  эксплуатации более чувствительным  методом для оценки состояния  магнитопровода является хроматографический анализ, поэтому нет необходимости в электрических измерениях.

    Значение  Р_хх в эксплуатации не нормируется, признаком отсутствия дефекта на магнитопроводе является равенство значений потерь на крайних стержнях и увеличенное на 30% значение потерь на среднем стержне магнитопровода.

    Когда  определяют потери в стали  на пониженном напряжении, то  их определяют в начале всех измерений, до подачи на обмотки трансформатора постоянного тока, чтобы избежать повышения потерь холостого хода из-за остаточного намагничивания стали трансформатора.

     Снятие  остаточного намагничивания производят  однократным плавным увеличением и последующим плавным понижением переменного напряжения (не быстрее, чем за 30 секунд) до значения, не превышающего малое напряжение, при котором производят измерения. Размагничивание производят, пропуская ток по одной из обмоток каждого стержня магнитной системы.

    Для измерения потерь трёхфазного трансформатора производят три опыта с поочерёдным замыканием накоротко одной фазы и возбуждением двух других фаз. 

 

    Потери в этом случае

Р₀ =

    Измерения производятся измерительным комплектом К – 505.

    Потери холостого хода практически  определяются потерями в стали  (т. е. потерями, которые возникают при перемагничивании магнитопровода). Они пропорциональны массе стали магнитопровода и зависят от удельных потерь в стали данной марки при определённой частоте и индукции. Между потерями холостого хода и подведённым к трансформатору напряжением (при холостом ходе) существует квадратичная зависимость.

    Приведённые потери 

Р_0пр = Р₀

U_ном [кВ];

U_n [кB] – приложенное напряжение;

n – зависит от сорта стали (» 1,8 – для горячекатанной; 1,9 – для холоднокатанной (электротехнической) стали).

    С целью наибольшего возбуждения  магнитной системы и во избежание  ошибок (I_хх на высшем напряжении очень мал), лучше подводить напряжение и закорачивать обмотки на стороне низшего напряжения. Если магнитопровод трансформатора был намагничен и имел остаточную индукцию, определённые при пониженном напряжении потери холостого хода могут в 1,5 – 2 раза превышать значения предыдущих измерений.

    При измерении I_xx и Р_хх при номинальном напряжении использую маломощные трансформаторы тока с коэффициентом трасформации 0,005 – 0,01 (штатные). Трансформатор тока необходимо шунтировать выключателем или разъединителем, т. к. при включении толчком трансформатора под напряжение возникают броски намагничивающего тока, которые испортят трансформатор тока и схему измерения.

    Только после прохождения броска  намагничивающего тока шунтирующий  Q (или QS) можно отключить и ток потечёт через измерительную схему.

    Желательно измерить Р_хх при напряжении от 10% до 105% U_ном трансформатора, построить кривые I_xx = f(U) и P_xx = f(U).

    Такой опыт удобно выполнять  на блочном трансформаторе, когда  напряжение на стороне низшего напряжения – это напряжение генератора, которое можно менять.

    Для таких измерений используют  специальные малокосинусные ваттметры. Обычный ваттметр при номинальных токе, напряжении и cosj = 1 покажет полное отклонение шкалы, а малокосинусный даёт полное отклонение стрелки при cosj = 0,1. Обычный же ваттметр дал бы всего 10% отклонения шкалы. При этом инструментальная погрешность увеличивается в 10 раз и для прибора кл. 0,5 = 5%. Малокосинусный ваттметр имеет в тех же условиях кл. 0,5. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

   Схемы измерений тока и потерь ХХ трансформатора приведены на рисунке 6.

   

   Рисунок 6 – Схема измерений тока и  потерь ХХ при напряжении 380 В:

                        а) измерение 1: закорочена фаза  b, возбуждены фазы а, с;

                        б) измерение 2: закорочена фаза а, возбуждены фазы b, c;

                        в) измерение 3: закорочена фаза  c, возбуждены фазы b, a;

   Напряжение 380 В, подаваемое на обмотку НН трансформатора, контролируется вольтметром.

   Допускается проводить измерение потерь ХХ при отклонении частоты не более 3% номинального значения (50 Гц).

   Испытания трехфазных трансформаторов производится путем пофазного измерения потерь ХХ. При пофазном возбуждении трансформаторов  проводится 3 опыта.