а) Назначение и условия испытаний
Потери XX при малом напряжении для трансформаторов мощностью 10 МВ-А и более измеряют при операционных испытаниях в процессе сборки трансформатора с целью проверки отсутствия межвитковых (металлических) КЗ, обнаружения неодинакового числа витков в параллельно соединенных катушках (ветвях), ошибочных соединений обмоток или устройств переключения и других подобных дефектов.
В процессе приемо-сдаточных испытаний, когда трансформатор прошел все стадии технологической обработки и его активная часть находится в баке с маслом, измерения потерь при малом напряжении, помимо обнаружения возможных дефектов, не выявленных в процессе сборки (что бывает крайне редко), дают значения потерь для сравнения с данными, получаемыми в дальнейшем при испытании трансформаторов перед вводом в эксплуатацию или после ремонта. Метод измерения потерь XX при малом напряжении был разработай и предложен А. К. Ашрятовым [Л. 6-2];
На предприятии-изготовителе потери при малом напряжении измеряют до проведения других испытаний или работ, связанных с пропусканием постоянного тока по обмоткам испытываемого трансформатора, например до нагрева его перед испытанием изоляции (гл. 9). В противном случае остаточная намагниченность магнитопровода может внести существенную ошибку в результаты измерения потерь. По указанным соображениям при испытании крупных трансформаторов на предприятии-изготовителе измерение потерь при малом напряжении производят обязательно до нагрева или измерения электрического сопротивления обмоток постоянному току или после опыта XX или испытания индуктированным напряжением с плавным подъемом напряжения до испытательного и плавным снижением его в конце испытания до значения, не более чем малое напряжение при измерении потерь.
Если измеряли потери при малом напряжении почему-либо после нагрева постоянным током (например, при вводе в эксплуатацию или после ремонта), то остаточное намагничивание допускается снимать последовательными пропусканиями по обмоткам трансформатора постоянного тока противоположных полярностей. При этом каждое последующее значение постоянного тока должно быть на 30—40% ниже предыдущею. Наибольшее значение м.д.с. постоянного тока, с которого начинают процесс размагничивания, может составлять не менее 70% значения м.д.с., при котором было произведено намагничивание магнитопровода.
Наименьшее значение м.д.с., при котором заканчивают процесс размагничивания, должно быть не более действующего значения м.д. с., измеренного в опыте XX при малом напряжении на предприятии-изготовителе в процессе приемосдаточных испытаний трансформатора. Размагничивание производят пропусканием тока по одной из обмоток каждого из стержней магнитопровода.
Во избежание довольно сложного процесса размагничивания при вводе трансформатора в эксплуатацию рекомендуется измерять потери при малом напряжении до нагрева трансформатора постоянным током. Потери XX при малом напряжении измеряют в тех же условиях, что и опыт XX при номинальной частоте 50 Гц и при практически синусоидальной форме кривой напряжения.
б) Измерение потерь при малом напряжении однофазных и трехфазных трансформаторов (автотрансформаторов)
Потери при малом напряжении измеряют на предприятии-изготовителе при частоте 50 Гц и напряжении не более 10% номинального, обычно при напряжении 220 или 380 В (удобно для сравнения результатов измерения с данными измерения в эксплуатации при питании испытываемого трансформатора от сети переменного тока 220/380 В, 50 Гц).
При испытании однофазных трансформаторов потерн измеряют по схеме на рис. 6-1 с учетом поправок на потери в измерительных приборах Рпр.
Потери в трансформаторе Р'0 при напряжении U' равны:
Потери в приборах определяют по формуле:
где U' — малое напряжение, при котором производились измерения потерь трансформатора. В; rv и rw — соответственно активное сопротивление вольтметра и катушки напряжения ваттметра.
Эти сопротивления обычно бывают известны из паспорта прибора. Если они неизвестны, потери в приборах можно непосредственно измерить (см. рис. 6-1), но при отключенном от схемы испытываемом трансформаторе. Однако такое измерение менее точно, так как отсчет по ваттметру производится в самом начале шкалы; поэтому такое определение потерь в приборах нежелательно.
Обычно потери у трехфазных трансформаторов измеряют при однофазном возбуждении для того, чтобы знать потери каждой фазы в отдельности, а следовательно, иметь возможность сравнить их и убедиться, что трансформатор имеет правильное соотношение потерь и не имеет дефектов.
При пофазном измерении потерь необходимы три опыта по рис. 6-1,а с приведением трехфазного к однофазному путем поочередного замыкания накоротко обмотки одной из его фаз и возбуждения двух других фаз. Замыкание накоротко одной из его обмоток делают для того, чтобы не было в этой фазе магнитного потока, а следовательно, потерь.
Три опыта производят в следующей последовательности при питании трансформатора со стороны НН:
первый опыт — замыкают накоротко обмотку фазы а, питают обмотки фаз b и с трансформатора и измеряют потери Р'0bс,
второй опыт — замыкают накоротко обмотку фазы Ь, питают обмотки фазы а и с трансформатора и измеряют потерн Р'0 ас,
третий опыт — замыкают накоротко обмотку фазы с, питают обмотки фаз а и b трансформатора и измеряют потери Р'оаЬ-
Обмотки той или иной фазы замыкают на соответствующих вводах любой из обмоток трансформатора (ВН, СН или НН); при этом руководствуются схемой соединения его обмоток.
Потери трансформатора Р'0, измеренные при одинаковом напряжении U', определяют как полусумму измеренных потерь: .
(6-16)
где Р'о bс, Р’о а, Р'о аb — потери, измеренные при первом, втором и третьем опытах, за вычетом потерь в приборах при одинаковом значении подводимого напряжения.
Измеренные пофазно потери сравнивают между собой. При отсутствии дефектов в трансформаторе потери Р'0 bс и Р'0 аb Должны быть практически (±5%) равны между собой, а потери Р'0 ас в зависимости от конструкции, например числа стержней магнитопровода, — приблизительно на 25—50% больше потерь Р'0-bс и Р'0аb.
Потери XX, измеренные при малом напряжении, можно привести к номинальному напряжению, пользуясь следующей формулой:
(6-17)
где Р0прив. — потери XX, соответствующие номинальному напряжению U; Р'0 — потерн, измеренные при малом напряжении U' показатель степени, зависящий от марки электротехнической стали, из которой собран магнитопровод.
Обычно п имеет следующие приближенные значения при возбуждении трансформатора напряжением 5—10% номинального: nг=1,8 — для горячекатаной и =1,9 — для холоднокатаной текстурованной электротехнической стали.
Значение п может быть определено по формуле:
(6-18)
где P0 — потери XX, соответствующие номинальным условиям по данным заводских испытаний; Р'0 — потери XX, измеренные при малом напряжении в пределах 5— 10% номинального при заведомо исправном состоянии трансформатора.
Таблица 6-4
Измеренные потери при матом напряжении
Следовательно, для правильного пересчета потерь XX данного трансформатора к номинальному напряжению вместо показателя степени n=1,9 необходим показатель η =1,98.
Если потери XX при малом напряжении измеряют с приведением результатов измерения к номинальному напряжению, то необходимы следующие условия;
- Подводимое напряжение должно быть в пределах 5—10% номинального напряжения возбуждаемой обмотки (НН).
- Если подводимое напряжение менее 5% номинального, то для приведения потерь к номинальному напряжению [по (6-17)] показатель степени следует определять по (6-18), используя результаты измерения потерь XX при номинальном и малом напряжении на предприятии-изготовителе трансформатора.
- Вольтметр и ваттметр для измерений по возможности следует применять класса 0,2.
- Потери в приборах следует строго учитывать и вычитать из общих измеренных потерь.
- Все измерения делать тщательно и показания приборов снимать с минимальной ошибкой (гл. 5).
