Проверка влажности изоляции трансформаторов включает в себя определение сопротивления изоляции через 60 мин после включения, коэффициенту абсорбции обмоток тангенса угла диэлектрических потерь обмоток (tgS), отношения емкостей обмоток при частотах 50 и 2 Гц (С2/С50), а также отношения емкостей обмоток в нагретом и холодном состояниях (Сгор/Схол) и относительного прироста емкости по времени (АС) по отношению к емкости (С) обмоток при одной и той же температуре (АС/С).
При оценке влажности изоляции трансформаторов необходимо выполнять следующие условия.
1. Состояние изоляции трансформаторов определять по комплексу измерений, с тем чтобы преимущества одного метода восполняли недостатки другого.
2. Характеристики изоляции измерять в соответствии со схемами измерения, приведенными в табл.
3. При измерениях все вводы обмоток одного напряжения соединять вместе. Остальные обмотки и бак трансформатора заземлять. Измерения начинать с сопротивлений R60и R15
4. Характеристики изоляции трансформаторов с маслом измерять при температуре верхних слоев масла не ниже 10 °С.
Температуру трансформаторов без масла измеряют термометром, установленным в кармане термосигнализатора на крышке бака; при этом карман заполняют трансформаторным маслом. Если температура масла ниже 10 °С, то для измерения характеристик изоляции трансформатор подогревают.
Схемы измерения характеристик изоляции трансформаторов
Обмотки, на которых производят измерения | Заземляемые части трансформатора |
Двухобмоточные трансформаторы | |
НН | Бак, ВН |
ВН | Бак, НН |
(ВН + НН) | Бак |
Автотрансформаторы | |
(ВН + СН) | Бак, НН |
НН + Бак | (ВН + СН) |
(ВН + СН) + НН | Бак |
Трехобмоточные трансформаторы | |
НН | Бак, СН, ВН |
СН | Бак, ВН, НН |
ВН | Бак, НН, СН |
(ВН + СН)* | Бак, НН |
(ВН +СН + НН)* | Бак |
* Измерения обязательны для трансформаторов мощностью 16000 кВ-А и более на напряжение 35 кВ, а также для трансформаторов на 110 кВ независимо от мощности.
При нагреве трансформатора с маслом температуру изоляции принимают равной температуре обмотки ВН, определяемой по сопротивлению этой обмотки постоянному току; это измерение производят не ранее чем через 60 мин после отключения нагрева обмотки током или через 30 мин после отключения внешнего нагрева.
При нагреве трансформатора без масла и определении значения А С/ С температуру изоляции измеряют термометром (или термопарой) на верхнем ярме магнитопровода непосредственно после измерения величин АС и С.
Для получения значений, указанных в протоколе заводского испытания, трансформатор необходимо нагреть до температуры, превышающей заводскую не менее чем на 10 °С; измерение характеристик изоляции производят при спаде температуры.
5. Измерение характеристик изоляции производить не ранее чем через 12 ч после окончания заливки трансформатора маслом. Перед измерениями требуется протереть поверхности вводов трансформатора.
6. Относительную влажность воздуха определять аспирационным или комнатным психрометром по таблицам, прилагаемым к приборам.
Нормы отбраковки изоляции трансформаторов на напряжение до 35 кВ
Тангенс угла диэлектрических потерь изоляции обмоток tg S для вновь вводимых в эксплуатацию трансформаторов, залитых маслом, не должен превышать значений, указанных в табл.
Максимально допустимые значения tg S изоляции обмоток трансформаторов, %, при различных температурах
Мощность трансформатора, кВ А | Температура, С | ||||||
10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | |
До 6300 | 1,2 | 1,5 | 2,0 | 2,6 | 3,4 | 4,5 | 6,0 |
10000 и выше | 0,8 | 1,0 | 1,3 | 1,7 | 2,3 | 3,0 | 4,0 |
Примечание. Значения tgS, указанные в таблице, относятся ко всем обмоткам данного трансформатора.
Значения коэффициентов kt при различных значениях t2 - t1
h - ч, С | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 | 35 |
| 1,15 | 1,31 | 1,51 | 1,75 | 2 | 2,3 | 2,65 |
h-ti,С | 40 | 45 | 50 | 55 | 60 | 65 | 70 |
| 3,0 | 3,5 | 4 | 4,6 | 5,3 | 6,1 | 7 |
Пересчет значений tg S, измеренных на заводе при температуре t2, для приведения их к температуре измерения на монтаже а также для определения нормированных значений tg S при температурах, некратных десяти, производят с помощью коэффициента t1, значения которого приведены в табл.
Примеры. 1. Трансформатор мощностью 10 000 кВ • А на 35 кВ. Данные заводского протокола: tg S (при измерении по схеме ВН — бак, НН) при температуре 60 С равен 1,2%. Температура изоляции трансформатора при измерении на монтаже 20°С.
Находим t2 - t1= 60 - 20 = 40 °С; тогда по табл. t1 = 3, откуда tg S = 1,2/3,0 = 0,4 %. Значение tg 8 на монтаже не должно превышать 130 % от 0,4 %, т.е. он должен быть не выше 0,4-1,3 = 0,52%.
2. Для трансформатора мощностью 1600 кВ • А на 35 кВ при измерении на монтаже tg S = 1,2 %. Температура изоляции трансформатора 15 °С.
Поскольку в табл. 5.2 даны нормированные значения tg 8 только при температурах, кратных десяти, для проведения сравнения определяют нормированное значение tg S при 15 °С, для чего указанное в таблице значение tg 8, например при 20 °С, приводят к температуре 15 С с помощью коэффициента кх. Тогда t2 – t1= = 20-15 = 5 °С, а к1 = 1,15; следовательно tg S при 15 °С равен 1,5/1,15 = 1,3, т.е. измеренное значение удовлетворяет нормам.
Сопротивление изоляции обмоток R60, для вновь вводимых в эксплуатацию трансформаторов, залитых маслом, не должно быть менее значений, указанных в табл.
Пересчет значений R60, измеренных на заводе при температуре t2, для приведения их к температуре измерения на монтаже, а также для определения нормированных значений R60- при температурах, некратных десяти, производят с помощью коэффициента к2,значения которого приведены в табл. 5.
Таблица 4
Минимально допустимые значения сопротивлений обмоток трансформаторов, МОм, при различных температурах
Мощность трансформатора, кВ-А | Температура, °С | ||||||
10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | |
До 6300 | 450 | 300 | 200 | 130 | 90 | 60 | 40 |
10 000 и выше | 900 | 600 | 400 | 260 | 180 | 120 | 80 |
Таблица 5
Значения коэффициентов к2 при различных значениях t2 – t1
h-и,°с | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 | 35 |
кг | 1,23 | 1,5 | 1,84 | 2,25 | 2,75 | 3,4 | 4,15 |
h ~h,°С | 40 | 45 | 50 | 55 | 60 | 65 | 70 |
к2 | 5,1 | 6,2 | 7,5 | 9,2 | 11,2 | 13,9 | 17 |
Таблица 6
Класс напряжения трансформатора, кВ | Пробивное напряжение масла в стандартном разряднике, кВ |
До 15 | 25 |
15...35 | 30 |
110... 220 | 55* |
* Пробивное напряжение пробы остатков масла в трансформаторах на 110 кВ, транспортируемых без масла, должно быть не менее 50 кВ.
Пробивное напряжение проб масла из трансформаторов должно удовлетворять требованиям, приведенным в табл. 6.
Отношение АС/С (для трансформаторов, поступивших на предприятие без масла или при необходимости осмотра активной части трансформатора со сливом масла) значений, измеренных в конце ревизии, и приращение значений АС/С, измеренных в конце и начале ревизии (приведенных к одной температуре), не должно превышать значений, указанных в табл. 7.
Пересчет значения АС/С, измеренного в конце ревизии при температуре tx обмотки ВН для приведения его к температуре t2 обмотки ВН, измеренной в начале работ, производят с помощью коэффициента к3, значения которого приведены в табл. 8.
Пример. Начальное значение АС/С обмотки трансформатора мощностью 10 000 А на 35 кВ при температуре обмотки 20 °С равно 4 %. Значение АС/ С, измеренное в конце работ при температуре обмотки 15 °С, равно 6 %.
Находим разницу температур t2 - tx = 5 °С; тогда по табл. 5.8 к3 = 1,25. Значение АС/С, приведенное к 20 °С будет 6-1,25 - 7,5 %.
Таблица 7
Максимально допустимое отношение АС/С значений обмоток трансформаторов, измеренных в конце ревизии (и приращение значений, измеренных в конце и начале ревизии)
Мощность и класс напряжения трансформатора | АС/С, %, при температуре изоляции, °С | ||||
10 | 20 | 30 | 40 | 50 | |
До 35 кВ мощностью до 6300 кВ * А | 13(4) | 20 (6) | 30 (9) | 45(13,5) | 75(22) |
До 35 кВ мощностью 10000 кВ • А и более и на 110 кВ независимо от мощности | 8(3) | 12(4) | 18(5) | 29 (8,5) | 44(13) |
Примечание. Значения АС/С относятся ко всем обмоткам данного трансформатора; их измеряют по схемам, приведенным в табл. 1
Минимально допустимое пробивное напряжение пробы масла
трансформатора
Таблица 8
h- и,°с | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 |
к2 | 1,25 | 1,55 | 1,95 | 2,4 | 3,0 |
h- и,°с | 30 | 35 | 40 | 45 | 50 |
къ | 3,7 | 4,6 | 5,7 | 7,0 | 8,8 |
Таблица 9 Максимально допустимые значения С2/С50, %, обмоток трансформаторов в масле при различных температурах обмоток
Мощность трансформатора, кВ • А | Температура, °С | ||||||
10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | |
До 6300 | 450 | 300 | 200 | 130 | 90 | 60 | 40 |
10 000 и выше | 900 | 600 | 400 | 260 | 180 | 120 | 80 |
Разность значений А С/ С в конце и начале работ, приведенная к 20 С, будет 7,5 - 4 = 3,5 %, т.е. эта разность не превышает 4 % (см. табл. 7).
Величина С2/С5$ для вновь вводимых в эксплуатацию трансформаторов, залитых маслом, измеренная на монтаже, не должна превышать значений, указанных в табл. 9.
Нормы отбраковки изоляции трансформаторов на напряжение 110 кВ
Значения tg5 изоляции обмоток, измеренные на монтаже при заводской температуре или приведенные к одинаковой температуре (если температура при измерении отличается от заводской), должны быть не более 130 % от данных заводского протокола испытаний.
Для приведения значений tgo, измеренных на заводе, к температуре измерения при монтаже производят пересчет с учетом коэффициента kh значения которого приведены в табл. 3.
Значения сопротивления изоляции обмоток i?6o-> измеренные на монтаже при заводской температуре (если температура при измерении отличается от заводской), должны быть не менее 70 % от данных заводского протокола.
Для приведения значений R60, измеренных на заводе, к температуре изоляции при монтаже производят пересчет при помощи коэффициента к2, значения которого приведены в табл. 5.
Значения пробивного напряжения пробы масла трансформаторов приведены в табл. 5.6, а значения АС/ С — в табл. 7.