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

Индикация повреждений при испытании трансформаторов грозовыми импульсами - 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

Пробой главной изоляции трансформатора легко обнаруживается по резкому звуку и искажению формы импульса на осциллограмме. Однако обнаружение пробоев продольной изоляции, в особенности на малых участках (например, между соседними катушками), является главной проблемой импульсных испытаний трансформаторов. Основным средством для этого служит осциллографирование в ходе испытания колебаний потенциала или тока в обмотке. При пробое, даже на небольшом участке, форма колебаний, как правило, искажается, что и является признаком повреждения изоляции. Осциллограммы этих колебаний, снимаемые при испытании, называются дефектограммами. Образцом для сравнения служат дефектограммы, полученные при пониженной амплитуде импульса (не свыше 60% испытательного напряжения), при которой можно пренебречь вероятностью повреждения изоляции; их называют нормограммами. Если дефектограммы при испытательном напряжении совпадают по форме с нормограммами и нет иных признаков пробоя, трансформатор можно считать выдержавшим испытание.
Помимо дефектограмм для выявления повреждений изоляции при импульсных испытаниях трансформаторов служат следующие вспомогательные признаки: а) искажение формы воздействующего импульса; б) звук удара в баке; в) возникновение акустических (звуковых или ультразвуковых) колебаний в масле, регистрируемых специальным индикатором.
Эти признаки могут, однако, отсутствовать при пробое продольной изоляции, и съемка дефектограмм является наиболее надежным методом индикации повреждений при испытании трансформаторов грозовыми импульсами. Впервые в мировой практике ряд вариантов указанного метода (в том числе схема 11, рис. 10-15) был предложен инженером МЭЗ А. Г. Перлиным еще в 1939 г. [Л. 10-8] и тогда же стал применяться на этом заводе, что резко повысило надежность импульсных испытаний трансформаторов.
Искажения дефектограмм при пробоях бывают, как правило, двух видов: 1) высокочастотные колебания (частота порядка десятых или единиц мегагерц) сравнительно малой амплитуды, возникающие при пробое и накладывающиеся на основную кривую дефектограммы; 2) изменение периода и формы основных колебаний (частота порядка килогерц) вследствие появления в обмотке участка, замкнутого накоротко искрой.
Частичные разряды в главной изоляции дают на дефектограммах искажения только первого типа.
На рис. 10-13 приведены в качестве примера дефектограммы, полученные при пробое продольной изоляции в ходе испытания полным грозовым импульсом обмотки ВН трансформатора 220 кВ. Здесь видны оба типа искажений.

Рис. 10-13. Дефектограммы, снятые при испытании полным грозовым импульсом обмотки ВН трансформатора 220 кВ, 40 000 кВ-A (по схеме I, рис. 10-14).
а — нормограмма (550 кВ); б — 1070 кВ; в—1170 кВ. второй импульс (пробой); г—1170 кВ. третий импульс (пробой). Деление градуировки 25 мкс.


Рис. 10-14. Схемы дефектографирования с испытываемой обмотки трансформатора.
ПЯ — пластины явления осциллографа.


Рис. 10-15. Схемы дефектографирования с неиспытываемых обмоток трансформатора.
ПЯ — пластины явления осциллографа.

Чувствительность дефектограмм к пробою при испытании трансформатора срезанным грозовым импульсом обычно ниже, чем при испытании полным. Однако и в этом случае удается подобрать схемы дефектографирования, при которых пробои в продольной изоляции фиксируются четко. Форма колебаний воздействующего импульса после среза также обычно искажается при пробое.
Рекомендуемые схемы съемки дефектограмм (дефектографирования) приведены на рис. 10-14 и 10-15 [Л. 10-3 и 10-9]. При этом на пластины явления осциллографа подают напряжение с измерительного шунта z, включаемого в цепь заземления нейтрали, с неиспытываемых выводов испытываемой обмотки, с замкнутой накоротко неиспытываемой обмотки или между выводами неиспытываемой обмотки. Применяют также балансные схемы, при которых на пластины явления подают разность напряжений двух шунтов. Будучи наиболее чувствительными к повреждениям, балансные схемы применимы лишь в некоторых случаях; примеры таких схем даны на рис. 10-14 и 10-15 (схемы 5, 6, 11). Схему 11 применяют для расщепленной обмотки НН.
Как правило, помимо воздействующего импульса снимают по меньшей мере две дефектограммы: основная по одной из схем рис. 10-14 и дополнительная по одной из схем рис. 10-15. При испытании трехобмоточного трансформатора обычно снимают три дефектограммы. Ориентировочный выбор схем дефектографирования в зависимости от вида воздействия (полный или срезанный импульс) и схемы обмоток производят по табл. 10-6.
Рекомендуемые длительности разверток дефектограмм: порядка сотен микросекунд на экран при полном грозовом импульсе и десятков микросекунд при срезанном.
При наличии в двухобмоточном трансформаторе защитного экрана между обмотками ВН и НН схемы 6—10 на рис. 10-15 становятся неэффективными. В этом случае при испытании наружной обмотки ВН целесообразно снимать дополнительную дефектограмму с электростатического зонда — металлической полосы, вертикально укрепленной в масле на стенке бака по всей высоте обмотки и изолированной от бака (схема 12 на рис. 10-15 применима и для трехфазных трансформаторов).

Выбор схем дефектографирования

Соединительный провод от зонда к измерительному шунту выводится через специальный ввод на крышке бака. Зонд может быть использован в эксплуатации для контроля изоляции. В простейшем случае шунт z представляет собой резистор [Л. 10-8, 10-9]. Недостатком этого типа шунта является появление на нем чрезмерно высоких пиков напряжения во время фронта импульса, в особенности при его срезе. Для уменьшения этих перенапряжений резистор часто приходится шунтировать конденсатором (рис. 10-16,б). Нужно учитывать, что его емкость обычно снижает чувствительность схемы дефектографирования, в особенности в отношении высокочастотных искажений; поэтому ее значение не должно превышать минимально необходимое для уменьшения о перенапряжений на шунте до приемлемых значений.
При испытании грозовыми импульсами трансформаторов с переплетенными обмотками схемы дефектографирования с шунтом RC часто оказываются недостаточно чувствительными к пробоям продольной изоляции Значительное увеличение чувствительности может быть в этом случае достигнуто применением резонансного измерительного шунта в виде параллельного LC- или LCR-контура (рис. 10-16,в, г) в схемах 1—4 на рис. 10-14 и в схемах 7, 9, 12 на рис. 10-15.

Рис. 10-16. Схемы измерительного шунта для съемки дефектограмм. а - чисто омический; б — емкостно-омический; в — резонансный; г — резонансно-омический.


Рис. 10-17. Схема устройства для имитации пробоев в обмотке трансформатора при импульсном испытании.
Т — тиратрон; В — купроксный выпрямитель.


Рис. 10-18. Осциллограмма акустических колебаний при испытании полным грозовым импульсом переплетенной обмотки 330 кВ. а — нормотрамма; б —пробой пары катушек.

Этот контур настраивают на некоторую экспериментально определяемую частоту порядка десятков или сотен килогерц, при котором амплитуда и форма осциллографируемых колебаний особенно резко изменяются при имитации пробоя. Изменяя сопротивление шунта R в схеме рис. 10-16,г, можно регулировать ширину полосы пропускания. Повышение чувствительности дефектограммы к пробоям за счет выделения наивыгоднейшей полосы частот может быть также достигнуто включением полосового фильтра между измерительным шунтом и осциллографом [Л. 10-18].
Данные табл. 10-6 являются ориентировочными. Поэтому рекомендуется (особенно для принципиально новых конструкций трансформаторов), экспериментально проверить перед импульсным испытанием чувствительность схемы дефектографирования к пробоям на различных участках и выбрать наилучший вариант. Для этого при обмере трансформатора (§ 10-3) просматривают либо снимают дефектограммы при имитации пробоев на различных участках (это может быть достигнуто с помощью тиратрона или тиристора, шунтирующего исследуемый участок и отпирающегося в нужный момент после подачи на обмотку импульса от повторно-импульсного генератора). Может быть использовано устройство (рис. 10-17), предложенное Г. Я. Шнейдером (МЭЗ). Момент отпирания тиратрона здесь регулируется амплитудой импульса, подаваемого на сетку, и может быть совмещен с моментом максимума градиента на исследуемом участке. Для воспроизведения пробоев можно использовать также облучаемый шаровой промежуток, но в этом случае амплитуда повторных импульсов, подаваемых на обмотку, должна составлять не менее 15 кВ. Наконец, в случае полного грозового импульса допускается в первом приближении имитация пробоя участка с помощью замыкания накоротко. При этом не воспроизводятся высокочастотные колебания, которые могут появляться на дефектограмме при реальных пробоях.
Допускается кроме схем, указанных на рис. 10-14 и 15, применять любые другие, если проверка описанным методом покажет их эффективность.
Ценным вспомогательным методом индикации повреждений. часто применяемым при импульсных испытаниях трансформаторов, является индикация акустических колебаний в масле, звуковых и ультразвуковых, возникающих при пробоях даже небольших участков изоляции [Л. 10-6 и 10-9].

Основную часть аппаратуры для записи акустических колебаний составляет пьезоэлектрический датчик, преобразующий эти колебания в электрические. Датчик погружают в масло испытываемого трансформатора или укрепляют на стенке бака снаружи в полости, заполненной маслом. Электрические колебания с выхода датчика, имеющие частоту 1—20 кГц, подают через усилитель с коэффициентом усиления 104—105 на электромагнитный или электронный осциллограф. Часто применяют акустический индикатор фирмы «Микафиль» типа BV-H24E. Полученная с помощью такого индикатора осциллограмма колебаний при пробое изоляции пары катушек в переплетенной обмотке приведена на рис. 10-18. Располагая несколькими датчиками на стенке бака и зная скорость распространения звука в масле (1,4 м/мс), можно по запаздыванию момента начала колебаний ориентировочно определить место пробоя.



 
« 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.