б) Трехфазные трансформаторы
Главная изоляция обмотки ВН трехфазного трансформатора не может быть испытана трехфазным индуктированным напряжением, так как при этом испытательное напряжение между линейными вводами обмотки ВН (соединенной в звезду) превышало бы в 1,73 раза нормированное испытательное напряжение для линейных концов ВН относительно земли (заземленной нейтрали). Поэтому трехфазные трансформаторы с пониженной изоляцией нейтрали обмотки ВН испытывают
однофазным индуктированным напряжением пофазно. На рис. 9-8 показаны схемы испытания трансформатора с трехстержневым магнитопроводом и обмоткой ВН, изоляция нейтрали которой рассчитана на испытательное напряжение не менее чем '/з нормированного испытательного напряжения линейных концов.
При однофазном питании обмотки НН, соединенной в треугольник, одновременно с обмоткой испытываемой фазы питаются последовательно соединенные обмотки двух неиспытываемых фаз. В этом случае, как следует из картины распределения магнитных потоков по стержням трансформатора (рис. 9-8), индуктированное напряжение на обмотках ВН неиспытываемых фаз будет равно половине индуктированного напряжения в обмотке ВН испытываемой фазы, но противоположно последнему по знаку.
При заземлении линейных вводов ВН неиспытываемых фаз напряжение обмотки ВН испытываемой фазы 0,667 будет складываться с напряжением параллельно соединенных обмоток ВН неиспытываемых фаз 0,333 (рис. 9-8).
Кратность возбуждения трансформатора при испытании
(9-26)
где Uвнф — номинальное фазное напряжение обмотки ВН.
Испытательное напряжение на нейтрали обмотки ВН
(9-27)
Таким образом, схемы на рис. 9-8 можно применять только в тех случаях, когда изоляция нейтрального конца обмотки ВН рассчитана на испытательное напряжение не менее 1|3 нормированного испытательного напряжения линейного конца.
Заземление обмотки НН испытываемой фазы (рис. 9-8) будет правильным, когда линейные вводы ВН присоединены к началу обмоток. Если обмотки ВН состоят из двух параллельных ветвей с подсоединением линейных вводов к серединам обмоток, то для получения нормированного напряжения между линейным концом ВН и ближайшей точкой соседней обмотки заземление выполняют согласно указаниям § 9-2 и 9-4.
На рис. 9-9 показаны схемы испытания с заземлением нейтрального конца ВН, изоляция которого рассчитана на испытательное напряжение, меньшее 1/3 нормированного испытательного напряжения линейного конца. Схему рис. 9-9,а можно применять, если магнитная цепь трансформатора допускает раздельное однофазное возбуждение, например у трансформатора с пятистержневым магнитопроводом и с обмоткой НН, не соединенной в треугольник под крышкой. В этом случае испытание проводят, как для однофазного трансформатора, с кратностью возбуждения:
т. е. в 1,5 раза большей, чем при испытании по схемам на рис. 9-8.
Для трансформаторов с трехстержневыми магнитопроводами можно применять схемы по рис. 9-9,б и в. По схеме рис. 9-9,6 можно испытать одновременно изоляцию линейных концов ВН крайних фаз (А и С) при замкнутой накоротко и заземленной обмотке средней фазы (В) с кратностью возбуждения, как и для однофазного трансформатора:
Испытательное напряжение между линейным вводом неиспытываемой (заземленной) фазы и линейными вводами испытываемых фаз
Схема по рис. 9-9,б не позволяет испытать линейный конец ВН средней фазы (β), так как в этом случае напряжение между линейным вводом ВН испытываемой фазы и соседними вводами неиспытываемых фаз (А и С) превысило бы вдвое нормированное испытательное напряжение относительно земли. При испытании линейного конца ВН средней фазы (β) по схеме на рис. 9-9,в с кратностью возбуждения такой же, как и по схеме рис. 9-9,а:
(9-28)
т. е. в 1,5 раза превышает испытательное напряжение на вводе средней фазы (β) относительно земли, что не позволяет испытать линейный конец обмотки ВН средней фазы нормированным напряжением при отсутствии соответствующего запаса прочности в изоляции между фазами.
Расчетное испытательное напряжение между линейным концом ВН и ближайшей точкой соседней обмотки НН
(9-37)
На рис. 9-11 показаны напряжения на нейтрали ВН при испытании по схемам на рис. 9-10.а и б. Пользуясь этими графиками, можно определить подпорное напряжение для заданного допускаемого напряжения между линейными вводами ВН. Для трехфазного трансформатора 330 кВ с отношением испытательных напряжений ВН между фазами и на землю
при испытании по схеме на рис. 9-10,а требуемое подпорное напряжение составит 0,165, а для испытания по схеме рис. 9-10,б соответственно 0,25. При этом напряжение на нейтрали ВН в первом случае равно 0,165, а во втором 0,17 (рис. 9-11.а и б).
в) Трехфазные трансформаторы с автотрансформаторной связью обмоток
Испытание главной изоляции линейных концов обмоток ВН и СП трехобмоточных автотрансформаторов связано с некоторыми трудностями. При автотрансформаторном соединении обмоток ВН и СН их общая нейтраль рассчитывается обычно на пониженное испытательное напряжение, соответствующее испытательному напряжению нейтрали обмотки СП, например 85 кВ. Это обстоятельство затрудняет получать нормированное испытательное напряжение на линейных концах одной из обмоток (обычно СН) без превышения нормированного испытательного напряжения относительно земли или между фазами на концах другой обмотки.
Выбор схемы испытания зависит от коэффициента трансформации автотрансформаторных обмоток и нормированных испытательных напряжений относительно земли и между фазами. Напряжения между линейными вводами, между различными частями обмоток и обшей нейтрали относительно земли, возникающие при испытании по выбранной схеме, заранее определяются расчетом. Значения этих напряжений должны быть в пределах допусков по ГОСТ 1516.1-76 или по техническим условиям на автотрансформатор.
Если магнитная цепь автотрансформатора допускает раздельное однофазное возбуждение (например, при пятистержневом магнитопроводе и с раздельно выведенными на крышку концами обмотки НН), то линейные концы ВН и СН каждой фазы могут быть испытаны отдельно согласно схеме на рис. 9-7,б или в. При поочередном испытании каждой фазы все обмотки (вводы) двух других фаз должны быть замкнуты накоротко и заземлены. Испытательное напряжение между линейным вводом ВН (или СН) испытываемой фазы и линейными вводами неиспытываемых фаз будет равно испытательному напряжению относительно земли линейного ввода испытываемой фазы. Поэтому междуфазную изоляцию обмоток ВН и СН испытывают отдельно при трехфазном возбуждении.
У автотрансформатора с трехстержневым магнито- проводом линейные концы ВН и СН крайних фаз (Л и С) можно испытать одновременно, пользуясь схемой на рис. 9-9,б. Напряжение между линейными вводами испытываемых фаз будет равно двойному испытательному напряжению относительно земли, что допустимо, так как это напряжение действует на два изоляционных промежутка.
Испытание средней фазы В может быть проведено по схеме на рис. 9-10,а или б.
Рис. 9-12. Схема пофазного испытания трехфазного трехобмоточного трансформатора с автотрансформаторным соединением обмоток ВН и СИ
а — испытание фазы А с заземлением линейных концов СИ неиспытываемых фаз (испытание остальных фаз аналогично); а1 — диаграмма напряжений по обмоткам относительно земли.
Рис. 9-13. Напряжения между линейными вводами и на нейтрали ВН относительно земли в процентах Uисп в зависимости от коэффициента трансформации kn.
а — между линейными вводами ВН; б — на нейтрали ВН относительно земли
Здесь рассмотрены все известные схемы испытания индуктированным напряжением однофазных и трехфазных трансформаторов и автотрансформаторов классов напряжения 110—750 кВ. Из рассмотрения следует, что при испытаниях изоляции линейных концов ВН и СН средней фазы трехфазных трансформаторов и обмоток СН трехобмоточных трансформаторов возникают трудности для достижения нормированного напряжения на обмотках СН относительно земли и между фазами. Приходится, прибегать к подпорному напряжению, что нежелательно при испытаниях с измерением частичных разрядов.
Применение автоподпора хотя и упрощает высоковольтную часть схемы испытания, но не позволяет получить нормированное значение испытательного напряжения между обмотками даже с допуском —5%.
Указанные затруднения можно исключить выбором изоляции между линейными вводами (фазами) на 1,51, как это рекомендуется в [Л. 9-3, 9-4].
В заключение приведем общие соображения, которые следует учитывать при испытании индуктированным напряжением главной изоляции обмоток однофазных, и трехфазных трансформаторов:
- Приступая к испытанию, необходимо отчетливо представлять себе топографию расположения обмоток, чтобы правильно оценить и рассчитать напряжения, возникающие между обмотками и относительно земли при испытании по выбранной схеме.
- Фактическое испытательное напряжение на стороне питающего генератора может существенно отличаться от расчетного по формуле — обычно в сторону увеличения общего коэффициента трансформации схемы испытания kcx. Фактическое напряжение на генераторе может быть ниже расчетного вследствие влияния емкости испытываемой обмотки и формы кривой напряжения.
- Действительное испытательное напряжение на стороне ВН должно быть проверено только непосредственным измерением по методу шарового разрядника или другим равноценным методом (высоковольтный делитель или ТН).
- Перед проведением испытания частично индуктированным напряжением (с применением подпорного напряжения) необходима предварительная проверка схемы испытания (по шаровым разрядникам) при пониженном напряжении, не превышающем 0,5Uисn. При этом особо важен знак подпорного напряжения (плюс или минус). Ошибка в знаке, например, при дополнительном испытании изоляции между соседними обмотками может привести к порче испытываемого трансформатора (пробой изоляции между обмотками).
- Если требуется изменить знак подпорного напряжения, достаточно поменять местами концы питающего кабеля на вводах НН вспомогательного трансформатора (см. рис. 9-7,б и в).
