Как и трансформаторы, реакторы подвергаются операционным испытаниям для контроля качества изготовления отдельных узлов и сборки, приемосдаточным — при выпуске каждого реактора, приемочным — на головном образце каждого типа для проверки соответствия всем требованиям нормативной документации. Объем испытаний зависит от класса напряжения реактора.
Методы испытаний реакторов имеют определенные отличия от методов испытаний трансформаторов, прежде всего, вследствие принципиальных различий их функций и устройства. Реактор, как правило, имеет только одну обмотку и работает в одном режиме — при полной мощности. Исключение составляют реакторы с отбором мощности и управляемые реакторы. По этой причине для возбуждения реактора при рабочей частоте необходимо иметь источники соответствующей мощности. При повышении частоты мощность пропорционально снижается, что можно использовать при испытаниях изоляции. Однако и в этом случае требуется значительно большая мощность, чем при испытаниях трансформаторов, которые проводятся в режиме холостого хода. В связи с этим обычно применяется метод компенсации реактивной мощности с помощью конденсаторной батареи. Последняя должна позволять проводить испытания как при номинальной, так и при повышенной частоте, при напряжениях вплоть до испытательного для изоляции.
Рис. 6. Схема испытания переменным напряжением при параллельном включении конденсаторной батареи: а — принципиальная, б — схема замещения. Г — генератор, ПТ — промежуточный трансформатор, ИТ — испытательный трансформатор высокого напряжения, КБ — конденсаторная батарея, Р — испытываемый реактор; С — емкость батареи, L — индуктивность реактора, R — сопротивление, соответствующее потерям в реакторе.
Рис. 7. Схема испытания переменным напряжением при последовательном включении конденсаторной батареи: а — принципиальная, б — схема замещения. Обозначения см. рис. 6.
При испытаниях реакторов большой мощности необходимо скомпенсировать практически всю реактивную мощность. Остается только активная мощность, определяемая потерями в реакторе и в испытательной схеме. Эту мощность должен обеспечить источник энергии.
В качестве источника энергии обычно используется испытательный генератор. Для согласования напряжения 1снераторас напряжением, необходимым для испытания, в схему включается промежуточный трансформатор с изменяемым коэффициентом трансформации. Испытываемый реактор и конденсаторная батарея могут быть включены параллельно или последовательно. В первом случае промежуточный трансформатор должен иметь вторичную обмотку на высокое напряжение, равное испытательному (с7и). Более удобно использовать два трансформатора — промежуточный для согласования с генератором и испытательный на высокое напряжение. Испытательная схема представлена на рис. 6, а, схема замещения — на рис. 6, б.
В действительности испытательная схема настраивается таким образом, чтобы реактивное сопротивление не было равно нулю, так как при острой настройке в резонанс возможна неустойчивая работа и самовозбуждение генератора.
Вторая схема несколько более предпочтительна, так как в этом случае упрощается выполнение соединений на высоком напряжении, что особенно важно при измерении частичных разрядов, когда необходимо снизить внешние помехи. В обеих схемах мощность промежуточного трансформатора должна быть относительно небольшой.
Возможно также включать конденсаторную батарею на первичной стороне промежуточного трансформатора (рис. 8), но в этом случае необходим промежуточный трансформатор на высокое напряжение и полную мощность.
Рис. 8. Схема испытания при включении конденсаторной батареи на стороне НН испытательного трансформатора. Обозначения см. рис. 6.
Для измерений потерь необходим измерительный трансформатор напряжения высокого класса точности, с близкой к нулю угловой погрешностью, рассчитанный на номинальное напряжение реактора. Изготовление такого трансформатора представляет определенные трудности, поэтому используется другой метод измерений — мостовая схема.
В качестве второго высоковольтного плеча служит образцовый газонаполненный конденсатор. В нейтраль реактора включается измерительный трансформатор тока высокого класса точности (0,05 % погрешность по току и (0,5—1) мин по углу). Низковольтные плечи моста входят в состав моста для измерения емкости и индуктивности (модифицированный мост Шеринга). Схема измерений показана на рис. 10. Метод позволяет одновременно измерить потери и индуктивность, а следовательно, и мощность реактора, значтельно повысив при этом точность измерений.
При испытании внутренней изоляции реактора длительным напряжением с измерением частичных разрядов необходимо снизить внешние помехи. Источником помех являются конденсаторная батарея и конструкции схемы соединения батареи и реактора. Соединение осуществляем! трубой достаточного диаметра с гладкой поверхностью, все элементы схемы и батарея экранируются. Кроме того, применяется дифференциальная схема измерений частичных разрядов (рис. 11). Для этого электростатические экраны, служащие для выравнивания электрического поля в главной изоляции обмоток, выполняются в виде двух симметричных изолированных частей. Они служат датчиками двух одинаковых сигналов, которые взаимно компенсируют друг друга. Баланс нарушается только при возникновении частичных разрядов во внутренней изоляции реактора. Схема позволяет измерять разряды порядка 0,01 нКл.
Рис. 10. Схема измерения потерь в реакторе: 1 — генератор, 2 — промежуточный трансформатор, 3 — защитный разрядник, 4 — конденсаторная батарея, 5 — испытываемый реактор, 6— образцовый конденсатор, 7 — нижнее плечо моста Шеринга типа 2801 фирмы Теттекс, включающее декадные сопротивление, емкость и реохорд, 8 — нуль-индикатор типа 5501 (Теттекс), 9— приставка типа 3480 (Теттекс) с взаимной индуктивностью М, 10 — прецизионный трансформатор тока типа 4731 (Теттекс).
Рис. 11. Схема измерения частичных разрядов: А, XI и Х2 — линейный и два нейтральных ввода реактора, R и R1— заземляющие и балансирующие сопротивления, Тр — высокочастотный трансформатор с заземленным экраном, Ф — фильтр низких частот, Ус — усилитель, Осц — осциллограф.
Испытание коммутационными импульсами проводится приложением напряжения к линейному вводу, как и при других видах напряжения. Индуктивность реактора по крайней мере на два порядка меньше, чем индуктивность холостого хода трансформатора той же мощности и того же класса напряжения, поэтому для получения импульса большой длительности при испытании реакторов большой мощности емкости импульсного генератора может оказаться недостаточно. По этой причине стандарты допускают при испытании реакторов применять колебательные импульсы длительностью до перехода через ноль 500 мкс, с фронтом 50 мкс.