- ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ
Оценка общего состояния и изоляции
Оценка общего состояния в соответствии с общей методикой начинается с внешнего осмотра и установления соответствия паспортных данных измерительных трансформаторов требованиям проекта. При внешнем осмотре обращают внимание на отсутствие видимых повреждений и чистоту поверхности фарфора и литой изоляции, надежность крепления и контактов выводов обмоток, наличие на них заводских обозначении, отсутствие подтекания масла у маслонаполненных трансформаторов, наличие надежных заземлений.
Состояние изоляции обмоток, как и состояние других элементов, проверяется и оценивается в соответствии с требованиями Норм, а с учетом специфичности использования измерительных трансформаторов — также в соответствии с требованиями «Правил технического обслуживания устройств релейной защиты, электроавтоматики, дистанционного управления и сигнализации электростанций и линий электропередачи 35—350 кВ».
Изоляция первичных обмоток проверяется мегаомметром 2500 В, вторичных — 500 или 1000 В. Измерения производятся между каждой из обмоток и заземленными другими. Значение /?„3 у ТЫ серии П1\Ф должно в соответствии с требованиями Норм составить не менее 5000 МОм, а для остальных не нормируется, но практически у первичных обмоток, не имеющих дефектов, составляет не менее 10—50 МОм. При удовлетворительных результатах предварительной проверки обмоток мегаомметром и масла (маслонаполненных трансформаторов) изоляция ТН 35 кВ и ниже подвергается испытанию повышенным напряжением 50 Гц в течение 1 мин, а у трансформаторов с литой изоляцией — 5 мин. Значение испытательного напряжения ТН — не более 0,9 испытательного напряжения установленного заводом, изоляция ТТ обычно испытывается одновременно со всей изоляцией аппаратуры распределительного устройства, вводимого в эксплуатацию.
У маслонаполненных трансформаторов согласно требованиям Норм перед испытанием повышенным напряжением измеряется tg(см. § 2). У ТТ с бумажно-масляной изоляцией измеренное значение tgδ не должно превышать 1 % у ТТ 330—500 кВ, 1,5 % у ТТ 150— 220 кВ, 2 % у ТТ 60—110 кВ. У каскадных ТТ эти значения относятся к каждой ступени. У ТТ с конденсаторной изоляцией серии ТФРН, ТРИ измеренное значение tg не должно превышать заводское значение более, чем на 50 градусов.
Изоляция вторичных обмоток для оценки ее состояния, как уже указывалось в § 2 испытывается совместно с цепями переменным напряжением 50 Гц 1 кВ в течение 1 мин.
Проверка магнитопроводов и обмоток трансформаторов тока
А, В — фазы подаваемого трехфазного напряжения сети 0,5 кВ. 0 — заземленный «нуль»
Рис. 136. Схема снятия характеристики намагничивания при подаче тока в первичную обмотку
Рис. 135. Схема снятия вольт-амперных характеристик с одним (а) и с двумя (б) регулировочными устройствами:
Проверка производится по методике, изложенной в § 1, и в соответствии с требованиями Норм. По схеме рис. 135 снимаются характеристики намагничивания подачей на проверяемую обмотку (вторичную) при разомкнутой первичной обмотке переменного регулируемого напряжения Схема рис. 135, а обеспечивает пределы регулирования от 0 до 250 В, схема рис. 135, б — от 0 до 450 В.
В некоторых случаях характеристика может снижаться также при подаче тока в первичную обмотку и измерении напряжения на выводах вторичной обмотки (рис. 136). Это особенно удобно при проверке встроенных в выключатели трансформаторов тока и трансформаторов тока с вторичным током I А, так как сопротивление ветви намагничивания у них очень большое и требует для снятия характеристики обычным способом подачи напряжения на вторичную обмотку до 1500 В, что осложняет проверку и небезопасно для витковой изоляции. При измерениях пользуются вольтметром и амперметром электродинамической или электромагнитной системы. В качестве источника регулируемого напряжения рекомендуется использовать лабораторный автотрансформатор, который вносит меньшее искажение в форму кривой напряжения. Практически применяются обычно автотрансформаторы типа ЛАТР-2.
Характеристика снимается до номинального тока или до начала насыщения измерением напряжения при 6—8 значениях тока.
Для трансформаторов тока, имеющих собственную первичную обмотку, допускается измерение напряжения производить на выводах первичной обмотки и пересчитывать его на U2 вторичной обмотки по формуле
где 1,11 — коэффициент, учитывающий градуировку вольтметра в средних значениях; wi и w2—количество витков первичной и вторичной обмоток.
Для каскадных ТТ измерение тока намагничивания производится раздельно для каждой ступени.
Оценка исправности ТТ при новом их включении производится сопоставлением снятых вольт-амперных характеристик однотипных ТТ с одинаковыми коэффициентами трансформации. Если какая-либо характеристика располагается значительно ниже остальных, это указывает на наличие в данном ТТ виткового замыкания. В этом случае производятся дополнительные исследования для того, чтобы убедиться в необходимости его отбраковки.
В соответствии с требованиями ГОСТ заводы в настоящее время указывают в паспорте на трансформаторы тока значения для контрольных замеров при новых включениях их, что упрощает проверку.
Характеристики намагничивания встроенных трансформаторов тока снимаются дважды—до закладки их в выключатель или трансформатор для определения исправности и комплектования для дифференциальных защит к после закладки для проверки отсутствия повреждения при установке высоковольтных вводов. Но в последнем случае для проверки затруднено использование схемы с первичным током у ТТ выключателей и совсем исключается использование этой схемы для силовых трансформаторов.
Рис. 138. Схема измерения К методом измерения напряжения
Для ТТ встроенных и имеющих внутренние переключающие устройства для изменения коэффициента трансформации К согласно требованиям Норм производится проверка коэффициентов трансформации.
Рис 137. Схема измерения коэффициента трансформации трансформатора тока К
На рис. 137 приведена схема проверки К первичным током от нагрузочного устройства.
Выбор нагрузочного устройства Т н регулировочного устройства TUV зависит от номинального первичного тока ТТ. Значение тока, при котором производится измерение, не регламентируется и устанавливается лишь из условия удобств измерения приборами РА1 и РА2. Удобно пользоваться для измерений первичного тока электроизмерительными клещами типа Ц-91, а для измерений вторичных токов — прибором ВАФ-85М.
Первичный ток устанавливается обычно в пределах (0,1—0,25) /ном. Если ТТ имеет несколько вторичных обмоток то те, в которых не производят измерения, должны быть закорочены; по той же причине, что не допускается разомкнутость обмоток ТТ при его проверке или работе под током, не разрешается переключать пределы измерения амперметра без предварительного закорачивания обмотки ТТ (в противном случае возникают большие и опасные перенапряжения во вторичных обмотках).
Коэффициент трансформации по результатам измерений определяется по формуле
У ТТ, поставляемых заводом в собранном виде и имеющих первичную обмотку, можно измерить К по схеме рис. 138 подачей на вторичную обмотку напряжения, регулируемого автотрансформатором TUV, и измерением вольтметром PV1 напряжения вторичной обмотки. Коэффициент трансформации определяется по этой схеме проверки отношением
Напряжение U2 обычно очень мало (менее 1 В), поэтому рекомендуется использовать для его измерения вольтметр с соответствующими пределами измерения и с внутренним сопротивлением не менее I кОм/В.
Рис. 140. Схема проверки полярности выводов обмоток трансформаторов тока
При отсутствии по каким-либо причинам обозначений выводов у встроенных трансформаторов тока можно их определить по схеме рис. 139 Для этого регулируемое автотрансформатором напряжение 50—100 В подается на любые два вывода и вольтметром PV2 измеряется напряжение между всеми ответвлениями (выводами).
Рис. 139 Определение выводов встроенных трансформаторов тока
Максимальное напряжение определяет крайние выводы И1 и И5. Подав теперь уже на эти выводы напряжения, измеряют напряжения между И1 и остальными выводами, по значению которых определяют все остальные выводы ТТ, учитывая, что эти значения пропорциональны числу вторичных витков обмотки. При этой проверке легко выявляются выводы И1—Н2 и И4—И5, что облегчает последующее определение остальных выводов благодаря конструктивной особенности выполнения встроенных трансформаторов — уменьшение заводом на участке между первыми выводами И1 и И2 числа витков по сравнению с тем, какое оно должно было бы быть по расчету коэффициента (делается с целью компенсировать погрешность ТТ по току). Из-за этого измеряемое напряжение между выводами И4 и И5 несколько больше, чем между И1 и И2, несмотря на одинаковые коэффициенты трансформации тока на этих участках обмотки, что позволяет выявить эти выводы.
Рис. 142. Проверка правильности установки трансформаторов тока на выключателе
Кроме перечисленных проверок у обмоток измеряются сопротивления их постоянному току одним из приведенных в § 2 методов и проверяются полярности обмоток по схемам рис. 140 и 141.
Рис. 141 Схема проверки полярности выводов обмоток встроенных трансформаторов тока
Для определения однополярности выводов встроенных ТТ перед установкой их на выключатель через отверстие ТТ продевается провод, выполняющий роль первичной обмотки (рис. 141). Нормально вывод Л1 должен быть сверху ТТ, а вывод Л2 — снизу. Соответственно заводом прикрепляется на ТТ паспортная табличка, помогающая ориентироваться при установке ТТ на ввод.
После установки ТТ и до заливки выключателя маслом делается контрольная проверка правильности установки и выполнения монтажа цепей от выводов ТТ до сборки в шкафном устройстве. Эта проверка производится по схеме рис. 142 в следующей последовательности: плюс батареи поочередно подключается к внешним зажимам вводов выключателя, а минус — к неподвижному контакту соответствующего ввода внутри бака; к выводам вторичных обмоток к шкафу рядов зажимов подключается прибор, как показано на рисунке; по отклонению стрелки прибора в момент подключения прибора вправо убеждаются в однополярности выводов Л1 («вверх»).
Для проверки однополярных зажимов ТТ, устанавливаемых на вводы силовых трансформаторов, вскрывается верхняя крышка и в окно ТТ опускается токоведущий стержень, чтобы он коснулся дна корпуса, в который заводом закладывается ТТ. Этот стержень, изолированный в верхней его части от корпуса, служит первичной обмоткой, к которой подключается плюс источника постоянного тока GB. Минус источника подключается к корпусу ТТ. Вся остальная проверка производится в полной аналогии с проверкой на выключателе.
У каскадных ТТ полярность проверяется у каждого каскада в отдельности из-за неудобства проверки в собранном виде, вызываемого габаритами собранных ТТ.
Особенности проверки шинных ТТ нулевой последовательности. ТТ такого типа предназначаются для выполнения токовой защиты от замыкания на землю в обмотках статоров синхронных генераторов и компенсаторов, работающих на сборные шины. Трансформатор состоит из двух магнитопроводов, собранных из пластин трансформаторной стали и разделенных между собой немагнитными прокладками. Шины первичной цепи с изолированными прокладками располагаются симметрично в окне магнитопровода. Вторичная обмотка разделена на две одинаковые секции, расположенные на коротких сторонах магнитопровода, и охватывает оба сердечника (рис. 143). Схема соединения вторичной обмотки выбирается из условия обеспечения минимальной ЭДС небаланса, вызванной несимметрией токов нагрузки по фазам. Секции или соединяются параллельно, или используется одна, но вторая в этом случае остается разомкнутой. Обмотки намагничивания разделены на две одинаковые секции, соединенные встречно-последовательно.
Рис. 113. Схема вторичных обмоток ТНПШ
Секции располагаются на длинных сторонах магнитопровода и охватывают по одному сердечнику.
Блокировочная обмотка разделена на две секции, охватывающие оба сердечника посередине длинных сторон и соединенные между собой встречно-последовательно. Необходимо строго соблюдать рекомендации завода по установке и монтажу шинных ТТ, так как несоблюдение их может приводить во время работы генератора (компенсатора) к недопустимым токам небаланса и нагревам шин.
Проверка изоляции первичных и вторичных обмоток и испытание ее повышенным напряжением проводятся в соответствии с требованиями заводской документации и Норм. Проверка ЭДС небаланса от тока подмагничивания производится по схеме рис. 144 при подаче на обмотку подмагничивания напряжения 110 В. ЭДС небаланса измеряется при этом поочередно на обеих секциях разомкнутой вторичной обмотки и при параллельном соединении секций. Допустимое значение небаланса — не более 100 мВ. Большие значения измеренного ЭДС небаланса являются признаком того, что имеет место повреждение или неправильное соединение секций подмагничивания.
Рис. 144. Схема проверки небаланса ТНПШ от тока подмагничивания
С помощью специально предусмотренного незакрепленного длинного вывода одной из секций обмотки подмагничивания уменьшением или увеличением числа витков в обмотке добиваются минимального значения ЭДС небаланса. Если указанным способом не удается добиться нужных результатов, рекомендуется зашунтировать одну из обмоток подмагничивания резистором типа МЛТ-2 с сопротивлением 1—30 кОм. Обмотка, подлежащая шунтированию, и значение сопротивления определяются опытным путем. К подобранному резистору припаиваются оконцеватели, и он устанавливается на зажимах выводов ТТ. Лучшие результаты дает совместное использование обоих способов. После окончания регулировки дополнительные витки тщательно укрепляются и оплетка их пропитывается изоляционным лаком.
Для каждой обмотки отдельно и при их встречно-последовательном соединении в завершение снимаются характеристики намагничивания для последующего контроля при эксплуатационных проверках.
