Вимірювання тангенсу кута діелектричних втрат та ємності
Методи визначення параметрів ізоляції
Загальні положення
Відповідно до вимог ПУЕ обсяг приймально-здавальних випробувань трансформаторів включає наступні роботи 1. Визначення умов увімкнення трансформаторів. 2. Вимірювання характеристик ізоляції. 3. Випробування підвищеною напругою промислової частоти: а) ізоляції обмоток разом із введеннями; б) ізоляції доступних стяжних шпильок, пресуючих кілець та ярмових балок (виробляють у разі огляду активної частини). 4. Вимір опору обмоток постійному струму. 5. Перевірка коефіцієнта трансформації. 6. Перевірка групи з'єднання трифазних трансформаторів та полярності виводів однофазних трансформаторів. 7. Вимірювання струму та втрат холостого ходу: а) при номінальній напрузі; б) при малій напрузі. 8. Перевірка роботи перемикаючого пристрою та зняття кругової діаграми. 9. Випробовування бака з радіаторами гідравлічним тиском. 10. Перевірка системи охолодження. 11. Перевірка стану силікагелю. 12. Газування трансформаторів. 13. Випробування трансформаторної олії. 14. Випробування включенням поштовхом на номінальну напругу. 15. Випробовування вводів. 16. Випробовування вбудованих трансформаторів струму.
Для оцінки стану головної ізоляції трансформаторів в експлуатації або під час введення нового обладнання проводиться вимірювання значень параметрів головної ізоляції: опору ізоляції, тангенсу кута діелектричних втрат (tgδ) та ємності (С).
Для ухвалення рішення про можливість подальшої експлуатації трансформатора проводяться комплексний аналіз виміряних значень параметрів ізоляції, зіставлення виміряних абсолютних значень параметрів із раніше виміряними значеннями, а також аналізується динаміка змін цихпараметрів.
Вимірювання параметрів ізоляції допускається проводити при температурі ізоляції не нижче +10С для трансформаторів напругою до 110 кВ.
Якщо температура ізоляції нижче +10С, то трансформатор повинен бути нагрітий.
Порівняння характеристик ізоляції повинне проводитися за однієї температурі ізоляції або близьких її значеннях (розбіжність — не більше 5 °С). Якщо це неможливо, слід застосовувати температурний перерахунок відповідно до інструкцій з експлуатації даного трансформатора.
Висновки обмотки, де виробляють вимірювання, з'єднують між собою.
Вимірювання tgδ та ємності рекомендується проводити після вимірювання опору ізоляції.
Зовнішня поверхня вводів трансформаторів має бути чистою та сухою. Вимірювати за сирої погоди не рекомендується.
Вимірювання опору ізоляції
Під час проведення випробувань слід керуватися вимогами «Методичних вказівок щодо вимірювання опору ізоляції»
Перед початком кожного вимірювання та при повторних вимірюваннях випробувану обмотку трансформатора заземлюють не менше ніж на 2 хв. для зняття абсорбційного заряду.
Опір ізоляції обмоток вимірюється мегаомметр на напругу 2500 В.
Перед початком виробництва вимірювань зовнішню поверхню вводів трансформатора слід очистити від забруднень і протерти насухо для попередження поверхневих струмів витоку.
При застосуванні мегаомметрів з вбудованим генератором номінальна напруга мегаомметра встановлюється при досягненні частоти обертання генератора 120 об/хв, тому відлік абсолютного значення вимірювання опору ізоляції слід проводити при досягненні зазначеної частоти обертання.
При визначеннікоефіцієнта абсорбції приєднання вимірювального виводу (rx) мегаомметра до об'єкту, що вимірювається рекомендується проводити після досягнення частоти обертання ручки генератора 120 об/хв, а відлік показань приладу проводити через 15 і 60 сек. від початку дотику виведення rx до об'єкта. Для забезпечення безпечних умов роботи необхідне використання щупів із ізолюючими ручками.
Виміри опору ізоляції трансформаторів виробляють за схемами табл. 1.
Таблиця 1
Якщо за результатами вимірів за схемами табл. 1 виявлено занижене значення опору ізоляції однієї або кількох обмоток виконується ряд додаткових вимірювань за окремими ділянками (зонами) ізоляції, що дозволяє виявити ділянку зі зниженим рівнем ізоляції за схемами табл. 2.
Таблиця 2
Провіди, що з'єднують висновки rx та Е мегаомметра з об'єктом, повинні бути розраховані на клас напруги мегаомметра.
При повторних вимірах опору ізоляції необхідно висновки обмотки заземлити щонайменше 5 хв. для стікання абсорбційного заряду
Вимірювання опору ізоляції об'єкта (трансформатора) рекомендується проводити тим самим приладом або принаймні приладами одного і того ж типу. Це зумовлено тим, що в ряді конструкцій мегаомметрів послідовно із зразковим резистором у ланцюгу вимірювача струму включений резистор, що обмежує. Як наслідок у мегаомметрів різних конструкцій вихідні опори виявляються різними, що призводить до розбіжності результатів виміру.
При виробництві вимірювань у журналі записуються результати виміряних значень опору ізоляції R60, R15, температура обмотки.
Мал. 3. Основні схеми вимірювання ізоляції триобмотувальноготрансформатор.
Мал. 4. Додаткові схеми вимірювання ізоляції триобмотувального трансформатора.
Опір ізоляції кожної обмотки трансформаторів і трансформаторів, що знову вводяться в експлуатацію, пройшли капітальний ремонт, приведений до температури випробувань, при яких визначалися вихідні значення, повинен бути не менше 50% вихідних значень.
Для трансформаторів напругою до 35 кВ включно потужністю до 10 МВА і дугогасних реакторів опір ізоляції обмоток повинен бути не нижче наступних значень:
Опір ізоляції сухих трансформаторів при температурі обмоток 20-30°С має бути для трансформаторів з номінальною напругою:
Вимірювання тангенсу кута діелектричних втрат і ємності
Під час проведення випробувань з використанням «Вимірювача параметрів ізоляції Вектор» слід керуватися вимогами «Інструкції з технічної експлуатації пересувної електролабораторії ЛВІ-3 (або ЕТЛ-35) та посібником з експлуатації приладу».
Вимірювання тангенсу кута діелектричних втрат та ємності силових трансформаторів проводити при напрузі 10 кВ.
Тангенс кута діелектричних втрат та ємність обмоток силових трансформаторів вимірюється за схемами табл. 3. При цьому послідовність вимірів не нормується.
Таблиця 3
Якщо за результатами вимірів за схемами табл. 3 виявлено завищене значення tgd однієї або кількох обмоток, виконується ряд додаткових вимірювань за окремими ділянками (зонами) ізоляції, що дозволяє виявити ділянку зі зниженим рівнем ізоляції за схемами табл. 4.
Таблиця 4
Мал. 8. Основні схеми вимірювання tgd та ємності триобмотувального трансформатора.
В умовах експлуатації, коли баки об'єктів (трансформаторів) заземлюються, для вимірювання tgδ і ємності застосовується перевернута мостова вимірювальна схема.
Нормальна схема вимірювання застосовується щодо tgδ зон ізоляції між обмотками трансформатора.
При вимірі tgδ та ємності однієї з обмоток трансформатора інші – «вільні» обмотки заземлюються.
У тих випадках, коли tg будь-якої обмотки має завищене значення, рекомендується виконати вимірювання tg окремих ділянок ізоляції трансформатора.
Схеми вимірювання tg і ємності окремих ділянок ізоляції трансформаторів наведені в табл. 4.
У діючих електроустановках в умовах впливу електричних втрат при проведенні вимірювань tgδ та ємності трансформаторів слід передбачати ряд заходів для запобігання проникненню у вимірювальну схему струмів впливу, що спотворюють результати вимірювання.
Насамперед, вимірювальну установку, зібрану з окремих елементів (випробувального трансформатора, моста, зразкового конденсатора та ін.), або пересувну лабораторію слід встановлювати поблизу об'єкта, що випробуваний. Однак слід на увазі, що при застосуванні збірної схеми міст змінного струму слід встановлювати на відстані випробуваного трансформатора не ближче 0,5 м.
Зовнішні дроти, які застосовуються для з'єднання випробуваного об'єкта з вимірювальною схемою, повинні бути екранованими. Це особливо важливо при вимірах за перевернутою схемою. При використанні пересувної електролабораторії екрановані дроти, що входять до заводського комплекту лабораторії, не слід нарощувати.
Не слід допускати струмів витоку по забрудненій та зволоженій поверхні вводівтрансформатор. Поверхня вводів має бути очищена і насухо протерта. У тих випадках, коли цей захід не дає ефекту, слід застосовувати екранування. Такий захід особливо актуальний для трансформаторів малої потужності, які мають порівняно невелику ємність обмоток.
Для отримання достовірних або прийнятних для аналізу та оцінки стану ізоляції результатів вимірювання виняток похибки від струмів впливу електричних полів досягається шляхом вимірювання tgδ та ємності при різних полярностях напруги випробувальної установки (метод двох вимірювань) або суміщенням фази струму випробувальної установки з фазою струму впливу (метод поєднання фаз).
В електроустановках із відносно невисоким рівнем впливу електричного поля вдається отримувати досить прийнятні результати при вимірюваннях зі зміною полярності випробувальної напруги.
В електроустановках з високим рівнем впливу електричного поля (як правило РУ напругою вище 110 кВ) виявляється необхідним вимірювання шляхом поєднання фаз.
При застосуванні методу двох вимірювань справжні значення tgδ та ємності визначаються розрахунковим шляхом за формулою:
tgδ = 0,5(tgδ+ tgδ΄),
де одним штрихом позначені результати першого виміру, а двома штрихами результати другого виміру зі зміною фази на 180?
Значення tgd ізоляції обмоток трансформаторів і трансформаторів, що знову вводяться в експлуатацію, пройшли капітальний ремонт, приведені до температури випробувань, при яких визначалися вихідні значення, з урахуванням впливу tgd масла не повинні відрізнятися від вихідних значень у бік погіршення більш ніж на 50%.
Виміряні значення tgd ізоляції при температурі ізоляції 20 °С і вище, що не перевищують 1%, вважаються задовільними та їх порівняння звихідними даними не потрібно.