Испытания являются основным средством выявления дефектов в электрооборудовании и проверки качества его ремонта.
Электрослесарь, хотя непосредственно испытаниями не занимается, однако должен иметь представление о целях и задачах отдельных видов испытаний, а также о способах их выполнения и нормативных требованиях. В настоящей главе приведены сведения об испытаниях электрических машин и трансформаторов в том объеме, в каком должен о них знать электрослесарь.
Прежде чем приступить к ремонту поврежденного электрооборудования, производят контрольные испытания для установления объема и характера предстоящего ремонта, а также получения исходных данных, с которыми сравниваются результаты послеремонтных испытаний.
Электрооборудование после ремонта испытывают в соответствии с «Нормами испытания электрооборудования», в которых приняты следующие условные обозначения видов испытания: П — приемо-сдаточные (электрооборудования, вновь вводимого в эксплуатацию, прошедшего восстановительный ремонт или реконструкцию); К — при капитальном ремонте; Т — при текущем ремонте; М — межремонтные.
В Нормах используются следующие термины и понятия: испытательное напряжение частотой 50 Гц — действующее значение напряжения переменного тока, которое должна выдерживать в течение заданного времени изоляция электрооборудования при определенных условиях испытания;
испытательное выпрямленное напряжение — амплитудное значение напряжения, прикладываемого к электрооборудованию в течение заданного времени при определенных условиях испытания;
электрооборудование с нормальной изоляцией — оборудование, предназначенное для электроустановок, подверженных действию атмосферных перенапряжений при обычных мерах по грозозащите;
электрооборудование с облегченной изоляцией — оборудование, предназначенное для электроустановок, не подверженных действию атмосферных перенапряжений или с наличием специальных мер по грозозащите;
ненормируемая измеряемая величина — величина, абсолютное значение которой не регламентировано Нормами. Оценка состояния электрооборудования в этом случае производится сопоставлением измеренного значения с данными предыдущих измерений или аналогичных измерений на однотипном электрооборудовании с заведомо хорошими характеристиками, результатами остальных испытаний и т. п.
Электрические испытания изоляции электрооборудования необходимо проводить при ее температуре не ниже 5°С. При испытании изоляции обмоток вращающихся машин и трансформаторов повышенным приложенным напряжением промышленной частоты 50 Гц должна быть испытана поочередно каждая электрическая независимая цепь, при этом один полюс испытательного устройства соединяется с выводом испытуемой обмотки, а другой — с заземленным корпусом испытуемого электрооборудования, с которым в течение испытаний данной обмотки электрически соединяются все другие обмотки.
Обмотки, соединенные между собой наглухо и не имеющие выведенных обоих концов каждой фазы или ветви, должны испытываться относительно корпуса без их разъединения.
При испытаниях электрооборудования повышенным напряжением частотой 50 Гц к испытательной установке рекомендуется подводить линейное напряжение сети. До и после испытания изоляции повышенным напряжением рекомендуется измерять сопротивление изоляции мегаомметром.
Скорость подъема напряжения до одной трети испытательного значения может быть произвольной. Далее испытательное напряжение должно подниматься плавно со скоростью, допускающей производить визуальный отсчет по измерительным приборам, и по достижении установленного значения поддерживаться неизменным в течение всего испытания. После требуемой выдержки напряжение плавно снижается до значения не более одной трети испытательного и отключается.
В процессе ремонта электрооборудования проводится ряд испытаний, целью которых является проверка качества выполненных операций ремонта. Например, после намотки статорной или роторной обмотки электрической машины проверяют отсутствие в ней обрывов и витковых замыканий. Путем испытаний проверяют также качество соединений проводников пайкой или сваркой.
Отремонтированные трансформаторы и электрические машины испытывают по определенной программе, в которую входят выявление дефектов в отремонтированном электрооборудовании и проверка их характеристик на соответствие стандартам или техническим условиям.
Испытания трансформаторов
Все отремонтированные трансформаторы проходят испытания, позволяющие убедиться в качестве выполненного ремонта, отсутствии дефектов, препятствующих их нормальной эксплуатации, в соответствии их характеристик паспортным данным, а также действующим требованиям и нормам.
По окончании ремонта трансформатора производят следующие контрольные испытания (их называют также окончательными или выходными):
испытание трансформаторного масла; определение коэффициента трансформации и группы соединения;
измерение сопротивления обмоток постоянному току;
измерение токов потерь холостого хода и короткого замыкания;
измерение сопротивления изоляции обмоток;
испытание электрической прочности главной изоляции повышенным напряжением промышленной частоты;
испытание электрической прочности витковой изоляции индуктированным напряжением.
Испытание трансформаторного масла.
Масло испытывают на электрическую прочность — пробой и диэлектрические потери.
Испытание трансформаторного масла на пробой проводят в маслопробойном аппарате. В чистую сухую стеклянную посуду емкостью не менее 0,5 л отбирают пробу масла из нижнего или специально предусмотренного крана в баке трансформатора. Затем масло заливают в стандартный разрядник масло пробойного аппарата, представляющий собой специальный фарфоровый сосуд, в который вмонтированы два плоских электрода и латунные токопроводящие стержни. К ним подводится высокое напряжение от встроенного в аппарат повышающего регулировочного трансформатора.
Чтобы удалить из масла воздушные включения, ему дают перед пробоем отстояться в разряднике в течение 20 мин. Затем плавно повышают напряжение на электродах до пробоя и одновременно наблюдают за стрелкой киловольтметра, показывающего напряжение, при котором происходит пробой. Всего делают шесть пробоев с интервалами мин. Первый пробой. не учитывают. Среднее арифметическое пробивного напряжения остальных пяти пробоев принимают за пробивное напряжение, которое должно быть: 25 кВ — при напряжении трансформатора до 15 кВ включительно и 30 кВ — при напряжении выше 15 и до 35 кВ.
При ремонтах выполняют сокращенный химический анализ, в объем которого входят; определение кислотного числа масла, температуры вспышки паров, реакции водной вытяжки, содержания взвешенного угля и механических примесей. Одновременно проверяют прозрачность масла.
Определение коэффициента трансформации и группы соединения. Коэффициент трансформации проверяют по схеме, показанной на рис. 178, чтобы убедиться в правильности числа витков, сборки схемы соединения обмоток и подключении регулировочных - отводов к переключателю.
Проверку производят, подавая одновременно напряжение (не менее 2% номинального) на все фазы трехфазного трансформатора и все ступени напряжения; отклонение по фазам не должно превышать 2%.
При проверке группы соединения определяются правильность соединения обмоток и их соответствие принятой группе.
Измерение сопротивления обмоток постоянному току.
Рис. 178. Схема измерения коэффициента трансформации с помощью двух вольтметров с переключателями
В ремонтной практике измеряют сопротивление обмоток постоянному току у всех отремонтированных трансформаторов, что позволяет выявить дефекты, до пущенные при ремонте: обрыв параллельных проводов обмоток, низкое качество соединений пайкой, плохой контакт в месте подсоединения регулировочного отвода к переключателю и др. Перечисленные дефекты увеличивают электрическое сопротивление обмоток за счет повышения переходного сопротивления в дефектных участках. Сопротивления, измеренные на всех фазах и ступенях, не должны отличаться более чем на 2%.
Измерение токов, потерь холостого хода и короткого замыкания. Измерение тока холостого хода и потерь производят для выявления таких дефектов в магнитной системе трансформатора, которые увеличивают ток холостого хода и вызывают дополнительные потери, снижающие кпд трансформатора, а в ряде случаев приводящие к недопустимым нагревам.
Измерения (опыт) холостого хода производят так. Подают на обмотку НН симметричное напряжение частотой 50 Гц при разомкнутой обмотке ВН и плавно поднимают от нуля до номинального, при этом измеряют ваттметрами мощность, потребляемую трансформатором, а амперметром линейные токи. Опыт холостого хода можно производить при пониженном напряжении с последующим пересчетом измеренных мощности и тока на номинальные напряжения.
Допущенные при ремонте трансформаторов со сменой обмоток неправильная транспозиция проводов, обрыв или надлом одного из параллельных проводов, плохой, контакт и применение проводов заниженного сечения увеличивают омическое сопротивление обмоток и вызывают дополнительные потери в них при нагрузке трансформатора. Перечисленные дефекты обнаруживают путем опыта короткого замыкания, сопоставляя фактические потери в обмотках с расчетными.
При опыте короткого замыкания вводы стороны НН трансформатора замыкают отрезком шины накоротко, а к вводам ВН подают такое напряжение, при котором в обмотках устанавливается номинальный ток, т. е. напряжение
короткого замыкания. Измеренные напряжения короткого замыкания и потери пересчитывают на номинальный ток.
В справочных таблицах нагрузочные потери приводятся к температуре обмоток 75 °С, поэтому при испытании измеряют температуру обмоток и производят соответствующий пересчет. Полученные при измерении потери короткого замыкания сравнивают с расчетными. Если они больше расчетных, значит в трансформаторе есть неисправность.
При контрольных испытаниях трансформатора в целях определения герметичности его бака проводят на собранном трансформаторе испытание на плотность.
У трансформаторов с РПН испытывают переключающее устройство (включая привод и шкаф управления), а также проверяют блок автоматического управления приводом.
Измерение сопротивления изоляции обмоток.
Сопротивление изоляции измеряют мегаомметром между обмоткой ВН и баком при заземленной обмотке НН, обмоткой НН и баком при заземленной обмотке ВН, обмотками ВН и НН, соединенными вместе и с баком. Сопротивление изоляции обмоток трансформатора до 35 кВ считается удовлетворительным, если, будучи измеренным при температуре 20 °С, оно не ниже 300 МОм для трансформаторов мощностью до 6300 кВ А включительно и 600 МОм — для трансформаторов 10000 кВА и выше.
Испытание электрической прочности главной изоляции повышенным напряжением промышленной частоты.
Повышенным напряжением проверяют электрическую прочность изоляции между обмотками разных напряжений и каждой из них относительно заземленных частей трансформатора. Эти испытания, часто называют испытанием главной изоляции трансформатора.
Испытание заключается в том, что от постороннего источника переменного тока через специальный трансформатор подают напряжение на испытуемую обмотку трансформатора, при этом один провод от испытательного трансформатора подключают к соединенным между собой вводам испытуемой обмотки, а другой соединяют с заземленным баком. Вводы второй обмотки испытуемого трансформатора соединяют между собой и заземляют вместе с корпусом. Напряжение плавно повышают от нуля до испытательного с помощью регулировочного трансформатора, подключенного к источнику переменного тока с частотой 50 Гц. Если в течение 1 мин с момента подачи испытательного напряжения амперметр не показывает увеличения тока, а вольтметр — снижения напряжения и внутри трансформатора не наблюдается разрядов (потрескиваний), напряжение плавно снижают до нуля и считают, что трансформатор выдержал испытание. В таком порядке испытывают вначале обмотки НН, а затем ВН.
Напряжение, кВ, испытания главной изоляции маслонаполненного трансформатора составляет: 25 — при напряжении трансформатора 6 кВ, 35 — при 10 кВ и 85 — при 35 кВ.
Испытание электрической прочности витковой изоляции индуктированным напряжением. Электрическую прочность изоляции между витками, слоями, секциями и фазами проверяют индуктированным напряжением, подаваемым от генератора к обмотке НН при свободной обмотке ВН и заземленном баке трансформатора. Испытательное напряжение принимают равным: 115% номинального — при магнитопроводе шпилечной конструкции, 130 % номинального — при бесшпилечной конструкции.
Трансформатор считается выдержавшим испытание, если в течение 1 мин испытательного времени не будут наблюдаться толчки тока, разряды и другие явления, свидетельствующие о повреждении изоляции.
Испытания электрических машин
Отремонтированная электрическая машина должна удовлетворять требованиям, предъявляемым к ней стандартами или техническими условиями.
На ремонтных предприятиях проводят следующие виды испытаний: контрольные — для определения качества электрооборудования;. приемо-сдаточные — проводимые при сдаче отремонтированного электрооборудования ремонтным предприятием и, приеме заказчиком; типовые испытани — проводимые после внесения изменения в конструкцию электрооборудования или технологию его ремонта для оценки целесообразности внесенных изменений. В ремонтной практике чаще всего применяет контрольные и приемо-сдаточные испытания.
Каждая электрическая машина после ремонта вне зависимости от его объема подвергается приемо-сдаточным испытаниям. При испытаниях, выборе измерительных приборов, сборке схемы измерений, подготовке испытуемой электрической машины, установлении методики и норм испытаний, а также для оценки результатов испытаний используют соответствующие стандарты и инструкции.
Если при ремонте машины не изменена ее мощность или частота вращения, то после капитального ремонта машину подвергают контрольным испытаниям, а при изменении мощности или частоты вращения — типовым испытаниям.
Рассмотренные вопросы
Рассказано о видах испытаний и их условном обозначении, принятом «Нормами испытания электрооборудования».
Что означает «ненормируемая измеряемая величина» и с чем ее сравнивают?
Для чего проводят испытание трансформаторного масла?
Как обнаруживают дефекты ремонта трансформатора?
Какое испытание электрической машины выполняется вне зависимости от объема ее ремонта?
Каким испытаниям подвергается электрическая машина, в которой изменена частота вращения?
