а) Испытание продольной изоляции индуктированным напряжением
После испытания главном изоляции напряжением 50 Гц, приложенным от постороннего источника согласно § 9-2,в, изоляция обмоток испытывается согласно ГОСТ 1516.1-77 напряжением, индуктированным в самом испытываемом трансформаторе. При этом испытанию подвергается продольная изоляция обмоток, т. е. изоляция между соседними витками, отдельными катушками и другими частями обмоток, электрически связанными между собой, а также междуфазная изоляция обмоток в случае испытания трехфазного трансформатора.
Испытание проводят по схеме XX (но без включения ваттметров) путем приложения к одной из обмоток (между ее вводами) двойного номинального напряжения данной обмотки в течение 1 мин при повышенной частоте (не более 400 Гц). Это необходимо во избежание чрезмерного увеличения намагничивающего тока в испытываемом трансформаторе при возбуждении его двойным номинальным напряжением. Обычно применяется частота 100 или 225—250 Гц.
При частоте свыше 100 Гц время испытания, с, уменьшается согласно формуле:
(9-2)
но это время согласно ГОСТ 1516.2-76 должно быть не менее 15 с.
При испытании индуктированным напряжением переключающее устройство устанавливают, как правило, в положение, соответствующее наименьшему числу витков. В этом случае изоляция в разрыве между половинами обмоток, где обычно помещается устройство переключения ответвлений, испытывается напряжением, равным двойному напряжению полного диапазона регулирования. Если диапазон регулирования составляет 10% (±2χ2,5%), то испытательное напряжение указанного промежутка составит 20% фазного напряжения обмотки.
Испытательное индуктированное напряжение измеряют вольтметром класса 0,5, включенным непосредственно или через ТН на стороне НН испытываемого трансформатора. При этом должны быть приняты меры, обеспечивающие практически синусоидальную форму кривой испытательного напряжения. Форма кривой напряжения может быть проверена (например, при квалификационном испытании) осциллографом, или коэффициент амплитуды испытательного напряжения может быть определен по амплитудному вольтметру, включенному через ТН на стороне ВН или НН испытываемого трансформатору (см. § 9-3,6).
Подъем и снятие испытательного напряжения после надлежащей выдержки производят с той же скоростью, что и при испытании приложенным напряжением.
д) Испытание внутренней изоляции индуктированным напряжением
Согласно ГОСТ 1516.1-76 внутреннюю изоляцию обмоток классов напряжения 110—500 кВ силовых трансформаторов (автотрансформаторов) испытывают, напряжением повышенной частоты, индуктированным полностью или частично в испытываемом трансформаторе. При этом должны быть выполнены следующие требования.
- Испытательное напряжение линейного конца испытываемой обмотки относительно земли и между ближайшими к нему точками соседней обмотки, расположенной на том же стержне магнитопровода и нормально электрически не соединенной с обмоткой ВН, должно быть равно указанному в графе 3 табл. 9-1.
- При испытании трехфазных трансформаторов (автотрансформаторов) с обмоткой ВН, расположенной на стержнях магнитопровода трансформатора снаружи других обмоток, должна быть также испытана изоляция между обмотками ВН соседних фаз напряжением, не меньшим указанного в графе 4 табл. 9-1.
- Для устранения опасных электростатических влияний и получения фиксированной разности потенциалов между испытываемой обмоткой и всеми обмотками НН последним должен быть сообщен потенциал земли. Для этого, как правило, должна заземляться средняя точка обмотки НН, а при ее недоступности — средняя точка питающей обмотки промежуточного трансформатора или искусственная средняя точка.
Рис. 9-2. Принципиальные схемы испытания главной изоляции обмотки ВН индуктированным напряжением:
а — испытание напряжением, индуктированный полностью в испытываемом трансформаторе, линейный конец ВН в начале обмотки; б — то же, но испытываемая обмотка с двумя параллельными ветвями на одном стержне и с линейным концом ВН посередине обмотки; в — то же, но с частями расщепленной обмотки НН1 и НН2, на одном стержне: г — испытание частично индуктированным напряжением с применением вспомогательного (подпорного) трансформатора ВТ; а, б, в, и г — диаграммы распределения индуктированных напряжений по обмоткам: Р и Р1 — шаровые разрядники; Uисп — испытательное напряжение относительно земли.
Если испытываемая обмотка ВН имеет две параллельные ветви, расположенные на одном н том же стержне магнитопровода с нейтралью посередине, то заземляется один из концов обмотки НН. Если обмотка НН расщеплена на две части (ΗΗ1 и НН2) с одинаковым номинальным напряжением частей, то обе части соединяют параллельно, при этом заземляют колец обмотки НН, противолежащий линейному концу ВН испытываемой фазы.
На рис. 9-2 показаны упрощенные схемы испытания однофазных трансформаторов и диаграммы распределения индуктированных напряжений. Эти диаграммы являются приближенными, так как они не указывают неравномерности распределения витков по высоте обмотки.
При испытании нейтральный конец ВН может быть заземлен (схемы рис. 9-2,а—в) или к нему может быть приложено напряжение от вспомогательного («подпорного») трансформатора, который питается от того же источника, что и испытываемый (схема рис. 9-2,г).
При испытании однофазных трансформаторов по схемам рис. 9-2,α—в или при пофазном испытании трехфазных трансформаторов по схемам рис. 9-8,а—в для получения на линейном конце обмоток ВН испытательного напряжения согласно графе 3 табл. 9-1 требуется дать трансформаторам класса напряжения 110—500 кВ возбуждение от 200/(121 √3)=3 до 680/(525 √3) =2,25 раза больше номинального. Поэтому во избежание чрезмерного повышения индукции в магнитной системе испытываемого трансформатора необходим источник питания с частотой не менее 150 Гц. Обычно применяют генераторы с частотой 200—250 Гц.
Мощность, необходимая для возбуждения испытываемого трансформатора, складывается из намагничивающей и активной мощности, расходуемой на потери в стали магнитопровода и меди обмоток, а также зарядной мощности испытываемого трансформатора (емкостной нагрузки).
При испытании по схемам рис. 9-2,а—в зарядная мощность, кВ-А, приближенно равна:
(9-3)
где f — частота при испытании, Гц; Св — емкость обмотки ВН относительно земли и других заземленных обмоток, пФ; Uисп — испытательное напряжение, кВ.
В случае испытания частично индуктированным напряжением по схеме рис. 9-2,г зарядная мощность равна:
(9-4),
где Спод — емкость обмотки ВН подпорного трансформатора относительно земли, пФ; Uпод — испытательное подпорное напряжение на нейтрали испытываемой обмотки, кВ.
При испытании главной изоляции линейных концов обмотки ВН индуктированным напряжением одновременно испытывается продольная изоляция всех обмоток трансформатора. Поэтому отдельного испытания продольной изоляции индуктированным напряжением не требуется, если испытания приложенным напряжением главной изоляции других обмоток, а также изоляции нейтрального конца обмотки ВН были проведены до испытания индуктированным напряжением линейного конца обмотки ВН.
Если при пофазном испытании трехфазного трансформатора (автотрансформатора) расчетное испытательное напряжение между вводами ВН разных фаз меньше нормированного в графе 4 табл. 9-1 (например, при испытаниях по схемам на рис. 9-9), требуется дополнительное испытание индуктированным напряжением при трехфазном возбуждении испытываемого трансформатора.
Схемы испытания внутренней изоляции обмоток ВН однофазных и трехфазных трансформаторов (автотрансформаторов) с пониженным уровнем изоляции нейтрали ВН более подробно рассмотрены в § 9-4.
е) Оценка результатов испытания
Согласно стандарту внутренняя изоляция масляных силовых трансформаторов и масляных реакторов считается выдержавшей испытание, если во время испытания не наблюдалось пробоя или повреждения изоляции, отмечаемых по звуку разрядов в баке, выделению газа или дыма или по показаниям приборов, например амперметра, вольтметра или приборов для измерения частичных разрядов (§ 9-8).
При испытаниях изоляции обмоток классов напряжения 35 и 110 кВ масляных трансформаторов и реакторов, заливаемых маслом без применения вакуума, допускаются единичные слабые частичные разряды в масле (потрескивания), если они не вызывают изменения режима в испытательной установке (изменений показаний приборов, пробоя искрового промежутка на защитном шаровом разряднике и т. д.), появляются лишь по достижении полного значения испытательного напряжения и не появляются при повторном испытании. При наличии потрескиваний и при повторном испытании допускается проведение еще одного испытания изоляции трансформатора (реактора) после осуществления таких мероприятий, как прогрев или дополнительная сушка, дополнительный отстой или покачивание для удаления воздушных включений в изоляции.
