Стартовая >> Оборудование >> Трансформаторы >> Практика >> Испытание трансформаторов малой и средней мощности

Испытание прочности изоляции индуктированным напряжением - Испытание трансформаторов малой и средней мощности

Оглавление
Испытание трансформаторов малой и средней мощности
Последовательность испытаний
Испытания в процессе сборки
Основные узлы трансформатора
Обмотки
Переключатели ответвлений
Испытание изоляции
Испытание прочности изоляции приложенным напряжением
Испытание прочности изоляции индуктированным напряжением
Проверка группы соединения обмоток
Методы проверки группы соединения обмоток трансформаторов
Дефекты, обнаруживаемые при определении группы соединения обмоток
Опыт холостого хода
Методы испытания на нагрев
Методы измерения температур
Измерение температуры термопарами
Организация работ на испытательной станции
Структура испытательной станции
Техника безопасности на испытательных станциях
Организационные мероприятия на испытательных станциях
Технические мероприятия на испытательных станциях
Оказание первой помощи, литература

3-5. ИСПЫТАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОЧНОСТИ ИЗОЛЯЦИИ ИНДУКТИРОВАННЫМ НАПРЯЖЕНИЕМ
Расположение витков в обмотке
Рис. 3-19. Расположение витков в обмотке.
а — слоевая; б — непрерывная.
Испытание изоляции приложенным напряжением не позволяет полностью судить о состоянии изоляция трансформатора. При испытании изоляции приложенным напряжением проверяется электрическая прочность так называемой «главной изоляции обмотки», т. е. изоляции каждой обмотки (включая отводы и вводы) в целом по отношению к другой, а также по отношению к баку, магнитопроводу и другим заземленным частям трансформатора. При этом остается неиспытанной так называемая «продольная изоляция обмотки», т. е. изоляция обмотки между витками, слоями, отдельными секциями и фазами. Эта изоляция в зависимости от конструкция обмотки, расположения витков и величины напряжения на виток подвергается воздействию напряжением различной величины.
На рис. 3-19 показаны обмотки (в разрезе).
Предположим, что магнитный поток стержня магнитопровода, на котором насажена обмотка, возбуждает в ней 10 в на каждый виток. Рассмотрим, какое напряжение окажется между витками в различных участках обмотки.
Напряжение между двумя соседними витками в обеих обмотках будет равно напряжению двух витков, т. е. 20 в. Напряжение между витками различных слоев в слоевой обмотке (а) будет:
Такое же распределение напряжения будет и между витками других слоев. Следовательно, наибольшее напряжение между слоями в обмотке 100 в.
В непрерывной обмотке (б) наибольшее напряжение будет в канале между секциями, причем так же, как и в первом случае, оно неодинаково во всех точках. Так:

Число витков, слоев и напряжение на ниток в данном случае взяты произвольно только для того, чтобы принципиально рассмотреть распределение напряжений. В действительности же напряжение между слоями и секциями бывает значительно большим и может достигать нескольких киловольт.
Целью испытания индуктированным напряжением является проверка той изоляции трансформатора, которая при испытании приложенным напряжением осталась непроверенной.
При этом испытании к одной из обмоток подводят напряжение, а вторая обмотка остается разомкнутой. Обе обмотки в этом случае находятся под напряжением, пропорциональным числу их витков. Обычно удобнее подводить напряжение к обмотке НН.
Это испытание производится напряжением, равным двойному номинальному напряжению испытуемого трансформатора в продолжение 1 мин. При этом двойным напряжением испытывают изоляцию не только между витками, слоями и секциями, но и между фазами.
Как правило, величина испытательного напряжения не превосходит двойного номинального из-за опасности перекрытия между фазами. Проводить испытание двойным индуктированным напряжением при частоте 50 Гц практически невозможно.
На рис. 3-20 приводится кривая зависимости тока холостого хода  от подводимого напряжения U для трансформатора мощностью 320 кВА с расчетной индукцией 14 400 гс при номинальном напряжении. Вблизи номинального (100%) напряжения ток холостого хода начинает резко возрастать.

Рис. 3-20. Кривая зависимости тока холостого хода от подводимого напряжения.

Если продолжать возбуждать трансформатор до двойного номинального напряжения, то ток холостого хода сильно возрастает и может оказаться больше номинального, что может привести к повреждению трансформатора во время испытания. Кроме того, в этих условиях потребовалась бы значительная мощность для испытания, которая может достигнуть двойной номинальной мощности испытуемого трансформатора и даже более. Поэтому надо иметь возможность возбудить трансформатор до двойного напряжения без сколько-нибудь значительного увеличения индукции. Известно, что
(3-3)
где Е — действующее значение э. д. с.;
К — коэффициент пропорциональности, пропорциональный произведению числа витков обмотки, сечения сердечника, см2, и числа 4,44; f — частота;
В — индукция.
Так как
то для того, чтобы сохранить индукцию при двойном напряжении трансформатора, необходимо увеличить частоту в 2 раза.
Ввиду этого испытание индуктированным напряжением всегда проводится при частоте, повышенной не менее чем в 2 раза, т. е. не менее 100 Гц.
При испытании индуктированным напряжением в процессе сборки (без масла) трансформаторы, подлежащие заполнению маслом, испытывать двойным напряжением недопустимо. Витковую, слоевую и межсекционную изоляцию на этой стадии испытывают номинальным или
повышенным на 20—30% напряжением при частоте 50 Гц. При этом, обмотка ВН должна быть разделена на части во избежание возникновения на концах обмотки слишком высокого напряжения и возможных перекрытий и повреждений изоляции. Концы разъединенных катушек должны быть достаточно отдалены друг от друга, чтобы между ними также не возникло перекрытия.
Схема испытания индуктированным напряжением
Рис. 3-21. Схема испытания индуктированным напряжением.
Если трансформатор на номинальное напряжение 35 кВ выполнен с цилиндрическими обмотками, то испытывать его без масла можно напряжением не более 40% номинального. Принципиальная схема испытания индуктированным напряжением приведена на рис. 3-21. Измерять напряжения и токи можно и через измерительные трансформаторы (см. гл. 4 и 6).
Здесь следует отметить две основные особенности, отличающие схему испытания индуктированным напряжением от схемы опыта холостого хода:

  1. Так как при испытании индуктированным напряжением величина тока, не измеряется, а контролируется лишь отсутствием витковых замыканий или грубых ошибок в схеме, то измерительные приборы могут применяться класса точности 1,5—2,5.
  2. Амперметры должны быть постоянно включены в три фазы. Переключение одного амперметра во все три фазы, как это делается при опыте холостого хода, при испытании индуктированным напряжением недопустимо, так как отдельные толчки тока в одной фазе могут остаться незамеченными, если в это время амперметр будет включен в другую фазу.

Некоторые трансформаторы изготовляются е пониженной изоляцией конца обмотки ВН. Это относится главным образом к мощным трансформаторам класса изоляции 110, 220, 400 кВ. Но и среди трансформаторов небольшой мощности бывают подобные конструкции. К ним относятся  испытательные трансформаторы типа НОМ-100 (рис. 3-18), трансформаторы напряжения типа 3ΗΟΜ-35 и др.
Испытание таких трансформаторов полным испытательным напряжением, приложенным от постороннего источника, не представляется возможным, так как изоляция начала и конца обмотки ВН неравноценна.
Распределение напряжения в трансформаторе с заземленной нейтралью
Рис. 3-22. Распределение напряжения в трансформаторе с заземленной нейтралью.
А — начало обмотки;
X — конец обмотки.
Так, например, изоляция начала А обмотки ВН испытательного трансформатора на 100 кВ рассчитана на 125 кВ испытательного напряжения, а конца X, который подлежит заземлению, на 5 кВ. У трансформатора типа ЗHOM-35 соответственно 95 и 2 кВ. У таких трансформаторов величина напряжения и изоляция по отношению к земле изменяются по всей высоте обмотки пропорционально числу витков (рис. 3-22).
Естественно, что испытать такой трансформатор приложенным напряжением нельзя.
Трансформатор типа ИОМ-100 может быть испытан приложенным напряжением 5 кВ, а типа 3HOM-35—напряжением 2 кВ, но этого недостаточно, так как рабочее напряжение линейного ввода А и отдельных частей обмотки ВН по мере удаления от конца X во много раз превышает эти испытательные напряжения.
У трансформаторов, имеющих такие схемы, изоляцию приложенным напряжением испытывают напряжением, установленным для заземленного при нормальной работе конца обмотки (5 кВ для ИОМ-100/25 и 2 кВ для ЗHOM-35), а линейный конец и всю обмотку испытывают индуктированным напряжением, перевозбуждая трансформатор; при этом испытания витковой и главной изоляции совмещаются.
Следует отметить, что испытание по такой схеме очень опасно для трансформатора. При внутренних или внешних перекрытиях возможны значительные перенапряжения, вызывающие общие повреждения обмотки, исключающие иногда возможность ее восстановления. Поэтому надо обеспечить защиту трансформатора во время испытания.



 
« Испытание трансформаторного масла в распределительных сетях   Испытание трансформаторов на стойкость при внезапном коротком замыкании »
электрические сети