Поиск по сайту
Начало >> Книги >> Архивы >> Испытание мощных трансформаторов и реакторов

Влияние различных факторов на результаты измерения  емкости и tg d - Испытание мощных трансформаторов и реакторов

Оглавление
Испытание мощных трансформаторов и реакторов
Назначение и виды испытаний
Операционные испытания
Приемо-сдаточные испытания
Квалификационные испытания
Периодические и типовые испытания
Определение коэффициента трансформации и проверка группы соединения обмоток
Определение коэффициента трансформации методом двух вольтметров
Определение коэффициента трансформации методом моста переменного тока
Определение места витковых замыканий в обмотках при помощи искателя
Проверка группы соединения обмоток
Группы соединения обмоток трансформаторов
Методы проверки группы соединения обмоток
Измерение электрического сопротивления обмоток постоянному току
Измерение сопротивления обмоток методом падения напряжения
Измерение малых сопротивлений мостовым методом
Дефекты, обнаруживаемые при измерении сопротивления обмоток
Типы магнитопроводов, свойства холоднокатаной электротехнической стали
Испытание изоляционных конструкций магнитопровода приложенным напряжением
Проверка качества межлистовой изоляции магнитопроводов
Испытание магнитопроводов с временной обмоткой
Опыт холостого хода
Измерение потерь и тока холостого хода через промежуточный трансформатор
Измерение потерь холостого хода при малом напряжении
Опыт короткого замыкания
Опыт короткого замыкания в условиях, отличных от номинальных
Опыт короткого замыкания трехобмоточного трансформатора
Специальные электромагнитные испытания методом короткого замыкания
Дефекты, обнаруживаемые при опыте короткого замыкания
Определение параметров изоляции
Измерение сопротивления изоляции обмоток
Измерение емкости и tg d обмоток
Влияние различных факторов на результаты измерения  емкости и tg d
Испытание пробы трансформаторного масла
Определение пробивного напряжения пробы масла
Определение tg дельта пробы масла
Контроль режима сушки трансформаторов
Испытание электрической прочности изоляции напряжением промышленной частоты
Методы испытания изоляции напряжением промышленной частоты
Испытание главной изоляции приложенным напряжением промышленной частоты
Испытание  изоляции индуктированным напряжением
Измерение испытательного напряжения промышленной частоты
Схемы испытания однофазных трансформаторов с пониженным уровнем изоляции нейтрали обмотки ВН
Схемы испытания трехфазных трансформаторов с пониженным уровнем изоляции нейтрали обмотки ВН
Испытательное оборудование
Промежуточные и испытательные трансформаторы
Примеры испытания трансформаторов с неодинаковой изоляцией концов обмоток
Повреждения, обнаруживаемые при испытании изоляции
Измерение частичных разрядов
Схема измерения частичных разрядов
Помехи, экранирование при измерении частичных разрядов
Методика испытаний изоляции при измерении частичных разрядов, допустимые уровни
Нахождение места частичных разрядов, измерение в эксплуатации
Импульсные испытания
Импульсные обмеры трансформаторов
Испытательные напряжения и схемы испытаний трансформаторов грозовыми импульсами
Генераторы импульсных напряжений
Индикация повреждений при испытании трансформаторов грозовыми импульсами
Осциллографирование при импульсных испытаниях
Делители импульсного напряжения
Измерение импульсных напряжений
Методика среза грозового импульса
Испытания коммутационными импульсами
Особенности испытания шунтирующих реакторов
Оборудование и схемы испытания реакторов индуктированным напряжением
Испытание на нагрев
Подготовка к испытанию на нагрев
Определение времени окончания испытания на нагрев
Определение средней температуры обмотки
Определение средней температуры обмоток в процессе нагрева
Особенности испытания трансформаторов, регулируемых под нагрузкой
Процесс и схемы переключения  трансформаторов, регулируемых под нагрузкой
Выполнение кинематики РПН  трансформаторов, регулируемых под нагрузкой
Приводные механизмы и схемы управления переключающих устройств трансформаторов
Схемы автоматического управления переключающих устройств трансформаторов
Квалификационные и приемо-сдаточные испытания РПН
Объем и последовательность операционных и приемосдаточных испытаний РПН после монтажа
Проверка последовательности действия контактов устройства РПН
Определение и улучшение шумовых характеристик трансформаторов
Показатели и единицы измерения уровня шумов
Звуковые уровни шумов
Методы определения шумовых характеристик
Измерительные приборы и аппаратура измерения шума
Подготовка трансформатора к испытанию на шум
Уровни шума некоторых типов трансформаторов
Виброакустические испытания шунтирующих реакторов

д)                 Влияние различных факторов на результаты измерения емкости и tg δ обмоток трансформатора

Емкости и tg δ обмоток зависят от температуры изоляции. Характер изменения этих величин в функции температуры зависит от ряда факторов: структуры изоляции, свойств изоляционных материалов и содержания в изоляции посторонних примесей (влаги и пр.). В общем случае tg δ и емкость обмоток трансформатора с повышением температуры возрастают, причем характер их изменения от температуры в сильной мере зависит от увлажненности изоляции трансформатора (рис. 8-18).

Рис. 8-18. Зависимость tg δ от температуры ϑм.в.с для промежутка НН—ВН + бак трансформатора типа ТДГ-15000/110 в увлажненном состоянии и после сушки.
1 — в увлажненном состоянии; 2 — после сушки.
Зависимость tgδ от температуры, построенная в полулогарифмическом масштабе, практически оказывается прямой, причем для увлажненной 1 и неувлажненной 2 изоляции углы наклона прямых неодинаковы.

Рис. 8-19. Температурная зависимость tg δ силовых трансформаторов.
1 — принятая в СССР: 2 — принятая в США (по AIEE № 505).

На рис. 8-19 показана температурная зависимость tg δ обмоток масляного трансформатора, принятая в СССР [Л. 8-7] для пересчета при сравнении данных заводских испытаний с результатами измерения при вводе трансформатора в эксплуатацию. Там же дана для сравнения температурная зависимость tg δ обмоток силовых трансформаторов, рекомендуемая американским стандартом [Л. 8-8]. Для построения сравнимых кривых значение tgδ, соответствующее ее температуре изоляции +20°C, условно принято равным единице.

Таблица 8-6
Поправочный коэффициент для пересчета tg δ


Разность температур, °С

5

10

15

20

25

30

35

Коэффициент изменения

1,15

1,31

1,51

1,75

2,0

2,3

2,65

При сравнении результатов измерений tg δ обмоток трансформаторов перед вводом в эксплуатацию с данными заводских испытаний на практике попользуются поправочным коэффициентом из табл. 8-5, которая соответствует сплошной кривой на рис. 8-19. Указанное сравнение допустимо только в том случае, когда измерение tgδ как на заводе-изготовителе, так и при вводе в эксплуатацию было произведено с погрешностью не более ±5%, как это предписано, например, ГОСТ 6581-75 в части измерения угла диэлектрических потерь жидких диэлектриков, иначе не исключены ошибочные выводы.
Электрическая емкость изоляции обмоток трансформатора, так же как и емкость конденсатора, в общем случае зависит от температуры. Температурная зависимость емкости конденсатора с бумажно-масляной изоляцией при измеренных колебаниях температуры имеет прямолинейный характер [Л. 8-9] и может быть выражена формулой:
(8-9)
где а — температурный коэффициент (для обычных конденсаторов с бумажно-масляной изоляцией а=0,0004-- 0,0006С-1); Δϑ — перепад температуры, С.
На рис. 8-20 дана температурная зависимость емкости изоляции обмоток трансформатора с увлажненной изоляцией и после сушки по данным измерений при напряжении 10 кВ, 50 Гц. При увлажненной изоляции емкость с повышением температуры возрастает в степени больше единицы, причем у более увлажненной изоляции 4 рост круче, чем у менее увлажненной 2. При неувлажненной изоляции (после сушки) температурная зависимость емкости близка к прямой с незначительным ростом при повышении температуры.
Зависимость tgδ обмоток масляного трансформатора имеет сложный характер. При исследовании этой зависимости [Л. 8-10] получены две кривые (рис. 8-21). Кривая 1 характерна для диэлектрических потерь, вызванных движением ионов преимущественно в жидкой изоляции. Снижение потерь с повышением напряжения объясняется «оскудением» ионного потока. 

Кривая 2 получена, когда в изоляции имеются добавочные диэлектрические потери из-за наличия в ней газовых включений, причем точка излома кривой указывает на наличие ионизации газовых включений (§ 8-1).
В сложной изоляции трансформатора могут существовать в той или иной мере оба вида потерь. Поэтому характер их изменения от напряжения (в бумажно-масляной изоляции), зависящий от соотношения указанных потерь, может быть различным для разных зон изоляции.
На рис. 8-22 показаны зависимости tg δ от напряжения обмотки 110 кВ двухобмоточного трансформатора, полученные из данных измерений по зонам изоляции согласно табл. 8-4. Кривая 1 (рис. 8-22) для зоны изоляции между обмотками ВН И НН с преобладанием жидкого диэлектрика (масла) аналогична кривой 1 на рис. 8-21, а кривая 3 (рис. 8-22) для зоны изоляции между обмоткой ВН и баком с преобладанием твердой (ярмовой) изоляции аналогична кривой 2 на рис. 8-21. Кривая 2 (рис. 8-22) для промежутка ВН—HH-+-бак (жидкая изоляция между обмотками ВН и НН и твердая между обмоткой ВН и ярмами) занимает промежуточное положение между кривыми 1 и 3.
Характер кривых по зонам изоляции изменяется, если изоляция трансформатора дефектна (наличие влаги, газовых включений, загрязнений и т. п.). На рис; 8-23 даны кривые измерения tg δ обмотки ВН трансформатора 110 кВ с дефектной изоляцией.
Сравнение кривых, полученных при контрольных измерениях по зонам изоляции, с типовыми для заведомо исправного трансформатора позволяет судить о состоянии изоляции испытываемого трансформатора, например. перед испытанием высоким напряжением. С этой целью на заводе имени К. Либкнехта (ГДР) при испытании трансформаторов 110 и 220 кВ снимались графики зависимости от напряжения значений tg δ обмоток по зонам изоляции при напряжениях (0,5—1,3). Результаты служили для оценки состояния изоляции трансформатора перед испытанием электрической прочности изоляции обмоток высоким напряжением.


Рис. 8-20. Зависимость емкости C50 от ϑм.в.с для промежутка ВИНН + бак и НН—ВН + бак от обмоток трансформатора типа ТДГ-15000/110 в увлажненном состоянии и после сушки.
1 — ВН—НН+бак после сушки; 2 — то же в увлажненном состоянии; 3 — НН— ВМ + бак после сушки; 4 — то же в увлажненном состоянии.

Рис. 8-21. Зависимость tg δ изоляции обмоток масляного трансформатора от напряжения.
1 — для зоны жидкой изоляции; 2 — при наличии в изоляции газовых включений.

Рис. 8-22. Зависимость tg δ от напряжения обмотки ВН (110 кВ) трансформатора типа KDUF-40001/110 (ГДР) по зонам изоляции при 22,5°С.
1 — зона ВН — НМ; 2 — промежуток ВН-НН+бак; 3 — зона ВН — бак.

Рис. 8-23. Кривые tg δ обмотки ВН трансформатора 110 кВ с загрязненной изоляцией в зависимости от испытательного напряжения.
1 — для промежутка ВН—НН, бак заземлен; 2 — то же ВН—НН+бак; 3 — то же ВН — бак, обмотка НН заземлена.

При испытании трансформаторов с главной изоляцией кабельного типа на МЭЗ производились аналогичные измерения tg δ обмоток по зонам изоляции при напряжениях до 1,5. При приемо-сдаточных испытаниях трансформаторов с маслобарьерной изоляцией на МЭЗ и 3T3 tgδ обмоток измеряют при напряжении не более 10 кВ и частоте 50 Гц.
Снятие ионизационных характеристик на трансформаторах с маслобарьерной изоляцией считают неоправданным, так как измерения при напряжениях до 1,36Uном не дают существенных преимуществ, но требуют дополнительных затрат времени и средств. В этих трансформаторах дефекты, распределенные во всем объеме изоляции (увлажнение, загрязнение посторонними примесями и пр.), можно обнаружить по значению tg δ (измерениями при более низких напряжениях): местные дефекты в изоляции, вызывающие незначительное увеличение диэлектрических потерь, не всегда обнаруживаются и при снятии ионизационных характеристик высоким напряжением.
На трансформаторах с конструкцией изоляции кабельного типа целесообразно снимать ионизационные характеристики при напряжении до (1,3-+-1,5)Uном с целью выявления газовых включений и других распределенных дефектов в изоляции до испытания электрической прочности высоким напряжением. Такие измерения полезно также проводить отдельно на трансформаторных вводах с бумажно-масляной изоляцией для классов напряжений 60 кВ и выше [Л. 8-11].
При длительной работе трансформатора в эксплуатации происходит возрастание диэлектрических потерь вследствие постепенного старения его твердой и жидкой изоляции, что вызывает постепенное повышение tg δ обмоток и масла.
В заключение приведем в табл. 8-6 результаты измерения емкости и tg δ обмоток для некоторых типов силовых трансформаторов класса напряжения 220—750 кВ по данным протоколов приемо-сдаточных испытаний на ЗТЗ. Измерения были сделаны мостом типа МД-16 (по схеме на рис. 8-9,б) при напряжениях 3—10 кВ и частоте 50 Гц.
Из табл. 8-6 следует, что даже в нагретом состоянии изоляции значения tgδ находятся в начале предела измерения моста (0,5%) и при абсолютной погрешности 0,3% относительная погрешность измерения может доходить до 40—75%.

Результаты измерения емкости и tg δ обмоток

По результатам измерений с указанной погрешностью нельзя правильно судить о состоянии изоляции трансформатора как перед испытаниями высоким напряжением, так и при вводе трансформатора в эксплуатацию.
Если выпускавшиеся ранее (I960 г.) силовые трансформаторы классов напряжения 220—500 кВ в нагретом состоянии имели значение tgδ обмоток в пределах 1,3— 2% [Л. 8-12], то измерение емкости и tg δ обмоток этих трансформаторов мостом типа МД16 было еще оправдано. Теперь в связи с пониженным уровнем изоляции и повышенным качеством термовакуумной обработки изоляции трансформаторов классов напряжения 220— 750 кВ значения tg δ обмоток снизились в 3—4 раза, и поэтому мост типа МД 16 по своей низкой чувствительности стал непригодным для контроля состояния изоляции трансформаторов этого класса напряжения.
Для измерения емкости и tg δ силовых трансформаторов классов напряжения 220—750 кВ следует применять более точные мосты, например мост типа Р525 для измерения по прямой схеме и по зонам при измеряемой емкости не более 20 000 пФ, или мосты для измерения по схеме с заземленной диагональю, например подобные мосту типа 2801 фирмы «Теттекс» или типа ЕНСТ-2 (§ 8-3,б).



 
« Испытание и проверка силовых кабелей   Испытания и ремонт средств защиты в электроустановках »
Карта сайта + все метки | Контакты
© Электроэнергетика При перепечатке и цитировании активная гиперссылка на сайт обязательна.