Испытание измерительных трансформаторов - Нормы приемо-сдаточных испытаний измерительных трансформаторов

Объем приемо-сдаточных испытаний

В соответствии с требованиями ПУЭ объем приемо-сдаточных испытаний измерительных трансформаторов определяет выполнение следующих работ.

1.      Измерение сопротивления изоляции первичных и вторичных обмоток.

2.      Измерение тангенса угла диэлектрических потерь изоляции.

3.      Испытание повышенным напряжением промышленной частоты изоляции первичных и вторичных обмоток.

4.      Измерение тока холостого хода.

5.      Снятие характеристик намагничивания магнитопровода трансформаторов тока.

6.      Проверка полярности выводов (у однофазных) или группы соединения (у трехфазных) измерительных трансформаторов.

7.      Измерение коэффициента трансформации на всех ответвлениях.

8.      Измерение сопротивления обмоток постоянному току.

9.      Испытание трансформаторного масла.

10. Испытание емкостных трансформаторов напряжения типа НДЕ.

11. Испытание вентильных разрядников трансформаторов напряжения типа НДЕ.

Измерение сопротивления изоляции.

а) первичных обмоток. Производится мегаомметром на напряжение 2500 В. Значение сопротивления изоляции не нормируется .

Для трансформаторов тока напряжением 350 кВ типа ТФКН-330 измерение сопротивления изоляции производится по отдельным зонам; при этом значения сопротив ления изоляции должны быть не менее приведенных в таблице 11.1 настоящего раздела.

Таблица 1. Наименьшее допустимое сопротивление изоляции первичных обмоток трансформаторов тока типа ТФКН-330

б) вторичных обмоток. Производится мегаомметром на напряжение 500 или 1000 В.

Значение сопротивления изоляции не нормируется, но вместе с присоединенными к обмоткам цепями должно быть не менее 1 МОм.

Сопротивление изоляции каждой обмотки измеряется по отношению к корпусу и остальным соединенным с ним обмоткам. При оценке состояния изоляции вторичных обмоток можно ориентироваться на следующие средние значения сопротивления изоля ции исправной обмотки: 10 МОм у встроенных ТТ и 50 МОм у выносных. У ТТ типа ТФН при наличии вывода от экрана вторичной обмотки измеряется также сопротивление изоляции между экраном и вторичной обмоткой, которое должно быть не менее 1 МОм.

О порядке измерения сопротивления изоляции следует руководствоваться указаниями по ссылке.

У ТТ, не имеющих первичной обмотки - встроенных, шинных и т. д. оценка состояния главной изоляции осуществляется косвенным путем при измерениях сопротивления изоляции выключателей, трансформаторов, шин и т. д.

Для ТТ с бумажно-масляной изоляцией конденсаторного типа, имеющих вывод 0 от наружной обкладки главной изоляции, сопротивление изоляции вывода 0 регламентируется и указывается в паспорте; так. для ТТ типа ТФРМ сопротивление, измеренное мегаомметром 2500 В, при новом включении должен быть 500 МОм, в процессе эксплуатации - не 10 МОм.

Измерение тангенса угла диэлектрических потерь изоляции.

Производится для маслонаполненных ТТ напряжением 110 кВ и выше. Тангенс угла диэлектрических потерь изоляции ТТ при температуре +20°С не должен превышать значений, приведенных в табл. 2.

О порядке измерения tgδ следует руководствоваться указаниями (ссылка выше).

Таблица 2. Наибольший допустимый тангенс угла диэлектрических потерь изоляции трансформаторов тока

"Нормами испытания электрооборудования" предусматривается также измерение
tgδ у ТТ с основной бумажно-бакелитовой и бумажно-масляной изоляцией не зависимо от номинального напряжения ТТ. При этом, измеренная величина не должна превышать значений, представленных в табл. 3.

Таблица 3. Наибольший допустимый тангенс угла диэлектрических потерь изоляции трансформаторов тока с основной бумажно-бакелитовой и бумажно-масляной изоляцией

Испытание повышенным напряжением промышленной частоты.

а) изоляции первичных обмоток. Испытание является обязательным для ТТ и ТН до 35 кВ (кроме ТН с ослабленной изоляцией одного из вводов).

Значения испытательных напряжений для измерительных трансформаторов указаны в табл. 4.

Таблица 4. Испытательное напряжение промышленной частоты для измерительных трансформаторов

Продолжительность приложения нормированного испытательного напряжения: для ТН 1 мин, для ТТ с керамической, жидкой или бумажно-масляной изоляцией 1 мин, для ТТ с изоляцией из твердых органических материалов или кабельных масс 5 мин.

Если один из выводов обмотки высокого напряжения ТН имеет ослабленную изоляцию, то состояние последней оценивается по результатам измерения ее сопротивления.

б) изоляция вторичных обмоток. Значение испытательного напряжения для изоляции вторичных обмоток вместе с присоединенными к ним вторичными цепями составляет 1 кВ относительно заземленного цоколя. Продолжительность приложения нормированного испытательного напряжения 1 мин.

О порядке испытания изоляции повышенным напряжением промышленной частоты следует руководствоваться указаниями по ссылке.

Измерение тока холостого хода.

Производится для каскадных трансформаторов напряжения 110 кВ и выше на вторичной обмотке при подведенном номинальном напряжении последней. При изме рении необходимо учитывать, что у однофазных ТН, у которых второй вывод вторичной обмотки заземляется, номинальное напряжение основной вторичной обмотки составляет 100/ , В, а дополнительной - 100 В или 100/3, В.

Ток холостого хода таких ТН составляет десятки ампер (зависит от напряжения ТН), что необходимо учитывать при выборе регулирующего устройства. Рекомендуется в качестве последнего применять нагрузочный реостат, который позволяет регулировать ток до 40-50 А. При использовании в качестве регулирующего устройства автотрансформатора амперметр показывает заниженное значение из-за значительного искажения формы тока. При проверке следует исходить из того, что ток во вторичной обмотке не может превышать максимально допустимого значения, определяемого максимальной мощности трансформатора по паспорту.

Для ТН с несимметричной магнитной системой (трехфазных трехстержневых) ток холостого хода определяется как среднее арифметическое суммы токов холостого хода всех трех фаз, т. к. у этих трансформаторов намагничивающий ток средней фазы меньше токов крайних фаз. Подводимое напряжение определяется как среднее арифметическое трех измеренных линейных напряжений.

Схема измерения тока холостого хода ТН представлена на рис. 3. Значение тока холостого хода не нормируется.

Рис. 3. Схема измерения тока холостого хода ТН

Снятие характеристик намагничивания магнитопровода трансформаторов тока.

Характеристика намагничивания (вольт-амперная характеристика) представляет собой зависимость напряжения вторичной обмотки U₂ от тока намагничивания в ней I_нам и используются для оценки исправности ТТ. По снижению характеристики намагничивания и изменению ее крутизны выявляется наиболее распространенная и опасная неисправность ТТ - витковое замыкание во вторичной обмотке. Кроме того. характеристика используется для проверки пригодности трансформаторов по их погрешностям для ис пользования в схеме релейной защиты при данной нагрузке.

При снятии характеристики намагничивания магнитопровода на испытуемую вторичную обмотку при разомкнутой первичной обмотке подается переменное регулируемое напряжение, измеряемое вольтметром, и измеряется проходящий по обмотке ток (см. рис. 4). При испытаниях одной из вторичных обмоток все остальные вторичные обмотки должны быть замкнуты. При налич ии у обмоток ответвлений характеристика снимается на рабочем ответвлении.

Снятие характеристик должно осуществляться по схеме с регулированием напряжения автотрансформатором, обеспечивающей наименьшее искажение формы кривой напряжения. Схема с одним автотрансформатором позволяет обеспечивать пределы регулирования напряжения от 0 до 250 В, а с двумя автотрансформаторами - от 0 до 450 В.

При сборке испытательной схемы вольтметр необходимо включать так, чтобы потребляемый им ток не входил в измеренный намагничивающий ток.

Характеристику намагничивания рекомендуется снимать до номинального тока или до начала насыщения. У маломощных ТТ насыщение наступает при токе менее 5 А, а у мощных ТТ с большим коэффициентом трансформации насыщение наступает при токах до 1 А, но при больших значениях напряжения.

Снятие характеристик намагничивания ТТ, предназначенных для питания релейной защиты, фиксирующих приборов и т. п., когда необходима проверка расчетов погрешностей, токов небаланса и допустимой нагрузки применительно к условиям протекания сверхтоков, проводится до тока выше номинального, т. е. до начала области насыщения или до тока намагничивания, равного 10% максимального тока короткого замыкания

где n_т - коэффициент трансформации испытываемого ТТ.

Рис. 4. Схема снятия характеристики намагничивания:

а - с одним регулировочным устройством; б - с двумя регулировочными устройствами

При снятии характеристики намагничивания напряжение на всей вторичной обмотке не должно превышать 1800 В. Допустимое напряжение для рабочего ответвления в этом случае должно определяться

где К_раб, К_max- рабочий и максимальный для данного ТТ коэффициенты трансформации.

Измерение напряжения рекомендуется производить комбинированным прибором Ц4312. Измерение тока намагничивания должно проводиться амперметром ( миллиамперметром) действующего значения.

Исправность ТТ оценивается путем сопоставления снятой характеристики с типовой характеристикой намагничивания для данного типа ТТ. Типовая характеристика представляет собой зависимость э.д.с. вторичной обмотки от тока намагничивания Е₂ = f(I_нам). Поэтому, снятую характеристику U₂ = f(I_нам) необходимо привести к типовой путем вычитания из полученных результатов величины падения напряжения на вторичной обмотке - ΔU = I_нам·z₂, (z₂ -сопротивление вторичной обмотки ТТ).

Если для снятия характеристики намагничивания требуется напряжение выше 1000 В, применяется специальный повышающий трансформатор или характеристика снимается при подаче тока через первичную обмотку и измерением напряжения на вы водах вторичной обмотки вольтметром с большим внутренним сопротивлением. При этом напряжение на вторичной обмотке не должно превышать величины, равной 1,3· z_н·n, где z_н,n - соответственно допустимая нагрузка на вторичную обмотку ТТ и допустимая кратность первичного тока

У ТТ с закороченными витками вторичной обмотки снятая характеристика намагничивания располагается ниже типовой характеристики (см. рис. 5). Если снятая характеристики располагается ниже типовой на 20% и более, то ТТ включать в эксплуатацию не рекомендуется. В паспорте ТТ могут быть указаны значения U₂,I_нам для контрольных замеров при новом включении. В этом случае рекомендуется оценивать ТТ по приведенным контрольным точкам с учетом указаний приведенных выше.

При отсутствии типовых характеристик оценивать состояние ТТ можно сопоставлением с характеристиками заведомо исправных однотипных ТТ с таким же коэффициентом трансформации.

При возникновении сомнений в исправности ТТ по полученным характеристикам, можно воспользоваться дополнительным измерением угла между U>,I„„ c помощью прибора ВАФ-85М. У исправных ТТ в линейной части характеристики намагничивания Uz опережает I„„, на угол 30-50, который увеличивается до 90 по мере увеличения

тока намагничивания. При наличии виткового замыкания угол опережения при тех же значениях тока намагничивания значительно меньше. Увеличение угла наблюдается при больших значениях I_нам.

Рис. 5. Характеристики намагничивания при витковых замыканиях во вторичных обмотках.

1 - ТТ типа ТПШФ-10, 5000/5 А (1.1 исправный ТТ, 1.2 - закорочен 1 виток);

2 - ТТ типа ТВ-35, 300/5 А (2.1 - исправный ТТ, 2.2 - закорочено 2 витка, 2.3 - закорочено 9 витков.