Испытание мощных трансформаторов и реакторов - Оборудование и схемы испытания реакторов индуктированным напряжением

а) Общие сведения

Для испытания шунтирующих реакторов большой мощности высокого напряжения на МЭЗ применяется следующее оборудование:

1. Конденсаторная батарея суммарной мощностью 135 000 κΒ·Α, содержащая 2700 конденсаторов типа КПМ1-50-1, каждый на 50 квар, 1 «В. Конденсаторы размещены по 5 в 540 кассетах, установленных на 6 этажах, изолированных от земли. Кассеты можно соединять в группы или последовательно для включения в однофазную или трехфазную схему испытания.
2. Трехфазный синхронный генератор типа ГСИ-15000-11 мощностью 15 000 кВ-А с напряжением статорной обмотки 11 кВ при соединении в звезду или 6,35 кВ при соединении в треугольник.

Реактивные сопротивления генератора в относительных единицах: Xd=2,17; x2=x"d=0,213; хq=1,35; х'd= =0,36.

1. Промежуточный испытательный трансформатор типа ТДЦТИ-31500/35 с номинальными напряжениями обмоток: генераторная 6,3 кВ; понижающая 2x1,9 кВ на фазу; повышающая 2X11 кВ. Этот трансформатор применяют при испытании шунтирующих реакторов класса 750 кВ по схеме резонанса напряжения (рис. 11-2).

Испытательный трансформатор типа ИОМ-500/500 допускает длительную работу при токе 2 А и напряжении 350 кВ на стороне ВН. Его применяют на МЭЗ при испытании шунтирующих реакторов класса напряжения 500 кВ и ниже по схеме резонанса токов (рис. 11-3).

Рис. 11-2. Схема испытания в режиме резонанса напряжений а — схема соединений испытываемого реактора и КБ с источником питания; б — эквивалентная схема замещения.

Рис. 11-3. Схема испытания в режиме резонанса токов, а —схема соединений испытываемого реактора и КБ с источником питания; б — эквивалентная схема замещения.

В настоящее время при испытании шунтирующих реакторов 500 кВ и выше на МЭЗ применяют только схему резонанса напряжении.
Испытание шунтирующих реакторов по резонансным схемам требует обоснованного выбора параметров испытательного оборудования, в частности конденсаторной батареи (КБ) и учета условий самовозбуждения испытательного генератора.

б)   Испытание в режиме резонанса напряжений

Схема включения испытываемого реактора и КБ показана на рис. 11-2,а. По этой схеме конденсаторная батарея КБ соединяется последовательно с реактором Р. Питание осуществляют от синхронного генератора Г через промежуточный трансформатор ПТ, обмотка ВН которого защищается разрядником РЗ от перенапряжений при отключениях.

При испытании по схеме последовательного включения  не требуется дорогостоящего испытательного трансформатора, рассчитанного на полную мощность и полное испытательное напряжение реактора, что является основным достоинством этой схемы. Кроме того, при испытании по этой схеме (по сравнению со схемой резонанса токов, рис. 11-3) облегчается регистрация ЧР (см. § 9-8), так как отсутствуют мешающие ЧР на стороне ВН % испытательного трансформатора. Недостатком схемы является то, что изменение частоты сетевого напряжения приводит к резким колебаниям испытательного напряжения.

Рис. 11-4. Резонансная кривая коэффициента усиления k

При испытании по схеме на рис. 11-2,а коэффициент усиления (т. е. отношение напряжения на реакторе к напряжению питания согласно схеме замещения на рис. 11-2) равен:

где zp=rL+jxL=xL(l/q+j) — полное сопротивление реактора, отношение реактивных сопротивлений реактора и КБ.

Из рис. 11-4 следует, что при настройке схемы точно в резонанс (n2=xL/Xc=1) напряжение на реакторе более чем в 150 раз превышает напряжение, подведенное от источника питания. Так, при испытании реактора РОДЦ-110000/750 с                     номинальным напряжением
787,5/ √3=455 кВ необходимо подвести от источника питания напряжение, равное 3 кВ. Однако возможное колебание частоты питающей сети за время испытания приводит к некоторой расстройке схемы, так как отношение xl/xc=ѡ2LC зависит от квадрата частоты.

в)       Измерение вибрации

Согласно стандарту [Л. 11-4] на реакторы эффективное значение вибрационного смещения наружных частей реактора и системы охлаждения не должно превышать для классов напряжения:
6—330 кВ включительно 180 мкм
500 кВ         65 мкм (бесстержневая конструкция)
750 кВ         85 мкм (бесстержневая конструкция)

При типовом испытании для получения вибрационных характеристик активная часть реактора согласно его рабочему положению помещается в собственный бак с маслом и реактор в полностью собранном виде с охладительным устройством устанавливается на катках так же, как в условиях эксплуатации.
При квалификационном испытании вибрация бака измеряется в различных точках стенки и крышки бака, а также охладительной системы при номинальной частоте и номинальном напряжении. При приемо-сдаточных испытаниях вибрация измеряется без установки охладительной системы при номинальном напряжении в наиболее характерных точках бака, выявленных при типовом испытании.
На МЭЗ при измерении вибрации применяют следующие приборы:

1. Виброметр типа VP-102 (рис. 11-9), состоящий из встроенного в прибор датчика типа DGA-10 и собранных на транзисторах и независимых от сети блоков усиления и индикации.

Рис. 11-9. Виброметр типа VP-102 с датчиком.

Пределы измерения (при полном отклонении стрелки): скорости колебания 1; 3; 10; 30 и 100 мм/с; пути колебания 10; 30; 100; 300 и 1000 мкм. Этим прибором на МЭЗ измеряют вибрации в точках, удаленных на безопасное расстояние от токоведущих частей ВН.

1. Два трехканальных виброметра типа SDM-132 с комплектом из трех пьезоэлектрических приемников (датчиков) каждый. Прибор имеет внутренний вольтметр на транзисторах и осциллограф. Пределы измерения виброметра SDM-132: ускорения колебания 0,03, 0,1 до 1000 м-с.

1. Приставка типа SDM-162 (ГДР) к прибору SDM-132 снабжена шестью пьезоэлектрическими датчиками для измерения в девяти точках.

Таким образом, два прибора типа SDM-132 и шестиканальная приставка SDM-162 позволяют использовать для измерения вибрации 12 датчиков. Так как при квалификационном испытании реактора точек измерения больше 12, то в процессе измерения датчики (с магнитными присосами) переставляют с одного места на другое. Датчики калибруют до и после измерения вибрации.

Рис. 11-10. Результаты измерения вибрации бака при квалификационном испытании реактора типа РОДЦ-110000/750.

Рис. 11-11. Результаты измерения вибрации бака при приемо-сдаточном испытании реактора РОДЦ-60000/500.

Таблица 11-8
Результаты измерения вибрации бака реакторов 500 кВ

Значения вибрации, измеренные в 48 точках бака, изменялись от 1 до 50 мкм (рис. 11-10). Наибольшее значение имеют вибрации в верхней части бака на скошенной плоскости (50 мкм), но это значение все же меньше допускаемого по стандарту (85 мкм).
В табл. 11-8 даны результаты измерения, вибрации бака в 8 точках (рис. 11-11) при приемо-сдаточных испытаниях двух реакторов типа РОДЦ-60000/500.
Из табл. 11-8 следует, что вибрация бака указанных реакторов значительно меньше допускаемой стандартом.