а) Виды дефектов
При опыте КЗ могут быть обнаружены недостатки конструкции или производственные дефекты в трансформаторе. К их числу относятся: 1) повышенные добавочные потери и недопустимые местные нагревы от магнитных полей рассеяния (§ 7-6) в деталях активной части (ярмовые балки, прессующие кольца, бандажи и пр.) или в стенках бака трансформатора; 2) циркулирующие (уравнительные) токи в параллельных ветвях обмоток, обусловленные поперечной или продольной составляющей поля рассеяния; 3) повышенные добавочные потери и нагрев крышки бака или арматуры вводов трансформатора; 4) повышенные добавочные потери в многопараллельных винтовых обмотках НН вследствие замыкания «опасных» параллельных проводников обмотки.
Рис. 7-9. Схема транспозиции в одноходовой винтовой обмотке из 16 параллельных проводников.
Дефекты конструкции по пп. 1—3 обычно выявляются при квалификационных испытаниях, а производственные дефекты по п. 4—при операционных или приемо-сдаточных испытаниях.
В винтовых обмотках НН с большим числом параллельных проводников в витке (до 20 и более) применяют их транспозицию для того, чтобы реактивные сопротивления отдельных проводников были одинаковыми. Обычно применяют общую и групповую или равномерно распределенную транспозиции [Л. 2-1].
На рис. 7-9 показана схема транспозиции (отдельно изолированы параллельные проводники в витке) с одной общей и двумя групповыми транспозициями. При такой транспозиции обмотка подразделяется на четные равные части, между которыми осуществляется перекладка проводников. Проводники 1 и 16 (рис. 7-9) являются «опасными», так как в случае их замыкания в зоне между групповой и общей транспозициями из-за заусенца в медном проводнике или дефекта изоляции в месте перекладки по этим проводникам потечет большой циркулирующий ток, создаваемый потоками рассеяния, заключенными между этими проводниками. Такой дефект вызывает увеличение добавочных потерь в обмотке НН и повышенное нагревание дефектных параллельных проводников при нагрузке трансформатора.
Между «опасными» параллельными проводниками на МЭЗ прокладывают дополнительную изоляцию в виде полоски тонкого электрокартона. Изоляцию «опасных» параллельных проводников проверяют и дефект в их изоляции обычно обнаруживают перед сборкой трансформатора. Однако такой дефект может возникнуть при допрессовке обмоток после сушки трансформатора. В этом случае замыкание «опасных» параллельных проводников может быть обнаружено только измерением потерь при опыте КЗ.
б) Методика выявления дефектов
Дефекты, указанные в § 7-7,а, могут быть выявлены путем сравнения результатов измерения потерь и напряжения КЗ с данными расчета или с результатами измерений, полученными ранее при испытании таких же трансформаторов. Когда потери и напряжение КЗ имеют значительные отклонения от расчетных данных (при квалификационном испытании) или от измеренных ранее у таких же трансформаторов (при приемо-сдаточном испытании), необходимо установить причину. Прежде всего следует убедиться в правильности полученных результатов повторными измерениями по возможности на другой, более точно проверенной установке или другим методом, например при малых токах без применения ТТ и ТН.
Отклонения в результатах измерений могут быть из-за неисправности измерительного устройства или погрешностей ТТ и ТН (гл. 5). В этом случае ошибка в измерении потерь может достигать значительного размера. Если повторные измерения подтверждают эти отклонения, то вероятной их причиной является дефект, который обнаруживают следующим образом. У трехфазного трансформатора производят опыт КЗ пофазно, а у трехобмоточного трансформатора или трансформатора с расщепленной обмоткой НН (§ 7-4,б) опыт производят по парам обмоток или но стержням для выявления дефектной фазы или стержня. Эти опыты удобнее и проще производить при малом токе. Путем простого сравнения результатов измерения по фазам или по стержням (без пересчетов) можно установить отсутствие или наличие сосредоточенных потерь в обмотке.
Если повышенные потери не вызваны уравнительными токами в параллельных ветвях обмоток, что обычно выявляется при квалификационных испытаниях трансформатора, то практически одинаковые значения измеренных потерь по фазам или стержням указывают на отсутствие дефекта в обмотках. В этом случае повторяют опыт КЗ по обычной схеме при токе, по возможности близком к номинальному, но не менее 0,5 в течение 15—30 мин. Затем, сразу после отключения питания, проверяют при помощи переносной термопары или на ощупь наличие местных нагревов от добавочных потерь в различных местах по периметру бака, на крышке бака и в арматуре вводов испытываемого трансформатора. Отсутствие нагретых мест указывает на наличие повышенных добавочных потерь в активной части трансформатора.
Для выявления мест сосредоточения добавочных потерь вынимают трансформатор из бака и производят опыт КЗ при токе около 0,5 в течение 10—20 мин. Место или характер дефекта определяют по выделению легкого дыма из активной части или по повышенному местному нагреву отдельных ее деталей (прессующие кольца, полки ярмовых балок и пр.) в зонах наибольшего сосредоточения потоков рассеяния (§ 7-6).
Из табл. 7-17 следует, что наибольшие добавочные потери были измерены в опытах КЗ с участием обмотки НН.
Т а б л и ц а 7-16
Расчетные значения потерь и напряжения КЗ
Данные опыта КЗ
Таблица 7-18
Результаты опыта КЗ
Для определения места дефекта в обмотке был проведен опыт КЗ по отдельным стержням (рис. 7-10). Результаты опыта КЗ (табл. 7-18) показали, что дефект должен находиться в обмотке стержня НН. При разборке этого стержня было обнаружено замыкание между проводниками 1 и 16 на месте групповой транспозиции в верхней части обмотки НН (см. рис. 7-9). Это замыкание согласно расчету вызывает увеличение добавочных потерь от уравнительных токов на 35,7 кВт. Фактическое увеличение по данным табл. 7-16 и 7-17 в режиме СН — НН составило 85,3—53=32,3 кВт.
Рис. 7-10. Схема измерения потерь и напряжения КЗ при малом токе однофазного автотрансформатора с расщепленной обмоткой НН.
ИТ — трансформатор испытываемый; ЛАТР ~ то же лабораторный. 100 В · А, 0-250 В; IF — ваттметр малокосинусный типа Д542 на 2,5—5 А. 30—75—150— 300 В; А — амперметр типа Э59/4 на 2,5—5 А; ν — вольтметр типа Э59/1 на 75—150—300—600 В; В — выключатель вольтметра.
