Испытание измерительных трансформаторов - Испытание повышенным напряжением промышленной частоты

Производится при М.

а) изоляции первичных обмоток.

ТН с ослабленной изоляцией одного из выводов испытанию не подвергаются. Допускается испытывать измерительные трансформаторы совместно с ошиновкой. В этом случае испытательное напряжение принимается по нормам для электрооборудования с самым низким уровнем испытательного напряжения. Испытание повышенным напряжением трансформаторов тока, соединенных с силовыми кабелями 6 - 10 кВ, производится без расшиновки вместе с кабелями по нормам, принятым для силовых кабелей. Испытание повышенным напряжением без расшиновки электрооборудования производится для каждой фазы в отдельности при двух других заземленных фазах.

Величина испытательного напряжения принимается в соответствии с табл. 7. Для ТТ продолжительность испытания 1 мин если основная изоляция фарфоровая, жидкая или бумажно-масляная, и 5 мин, если основная изоляция состоит из органических твердых материалов или кабельных масс; для ТН продолжительность испытания 1 мин.

Таблица 7. Одноминутное испытательное напряжение промышленной частоты для аппаратов, измерительных трансформаторов, изоляторов и вводов

*Аппараты - силовые выключатели, выключатели нагрузки, разъединители, отделители, короткозамыкатели, заземлители, предохранители, вентильные разрядники, комплектные распределительные устройства, комплектные экранированные токопроводы, конденсаторы связи.

**Под другими видами изоляции понимается бумажно-масляная изоляция, изоляция из органических твердых материалов, кабельных масс, жидких диэлектриков, а также изоляция, состоящая из фарфора в сочетании с перечисленными диэлектриками.

б) изоляции вторичных обмоток и доступных стяжных болтов.

Производится напряжением 1000 В в течение 1 мин.

Испытание напряжением 1000 В промышленной частоты может быть заменено измерением одноминутного значения сопротивления изоляции мегаомметром на напряжение 2500 В.

При проведении испытания мегомметром на 2500 В можно не выполнять измерений сопротивления изоляции мегомметром на напряжение 500 - 1000 В. Изоляция доступных стяжных болтов испытывается при вскрытии измерительных трансформаторов.

Определение погрешности.

Производится при капитальном ремонте.

Реальный ТТ вносит некоторую погрешность как в измеряемое значение (токовая погрешность), так и в фазу вторичного тока (угловая погрешность).

На рис. 12 представлены принципиальная схема, схема замещения и векторная диаграмма ТТ. Как следует из рисунка, при протекании по первичной обмотке тока I₁ в магнитопроводе создается переменный магнитный поток Ф₁. Последний, 11ересекая вторичную обмотку, индуцирует в ней э.д.с., под действием которой протекает ток I₂ . Этот ток создает в магнитопроводе магнитный поток Ф₂, направленный встречно по боку Ф₁. В результате в магнитопроводе устанавливается результирующий поток Ф₀ = Ф₁ – Ф_2, составляющий несколько процентов от основного потока Ф₁. Результирующий поток является источником указанных выше погрешностей ТТ. Данное заключение следует из векторной диаграммы, отражающей соотношения между отдельными параметрами ТТ.

На векторной диаграмме представлен вектор тока вторичной обмотки I₂ (и пропорциональный ему вектор м.д.с. F₂), векторы активных и индуктивных составляющих падений напряжения во вторичной обмотке и нагрузке соответственно İ₂ · r₂, İ₂ · х₂, İ₂ · r₂, İ₂ · х₂ . Геометрическая сумма этих векторов соответствует вектору э.д.с. вторичной обмотки Ė₂, который опережает вектор тока данной обмотки на угол α.

Магнитный поток ₀ опережает создаваемую им э.д.с. ₂ на угол 90⁰. Вектор полной м.д.с. намагничивания ₀ опережает вектор ₀ на угол φ. Последний характеризует отношение активной составляющей м.д.с. намагничивания в магнитопроводе F_0а к ее индуктивной составляющей _0р . Вектор м.д.с. первичной обмотки ₁ есть геометрическая сумма векторов ₀ и ₂ (последний повернут на диаграмме на 180⁰). Вектор ₁ несколько больше вектора ₂, а угол между ними несколько меньше 180⁰ . В связи с этим, в реальных ТТ и возникают погрешности.

Токовая погрешность определяется как относительное значение арифметической разности действительного вторичного тока Iq и приведенного ко вторичной обмотке первичного тока I’_l = I₁/ К_Iном т. е.

где К_Iном - номинальный коэффициент трансформации ТТ.

Так как вектор ₂ всегда меньше вектора ₁ то токовой погрешности присваивается знак минус. Встречающаяся у ТТ положительная токовая погрешность получается в результате принимаемых мер, направленных на уменьшение погрешности (витковая компенсация - т. е. уменьшение числа витков вторичной обмотки и т. д).

Угловой погрешностью называется угол между вектором i₁ и повернутым на 180⁰ вектором i₂. Угловая погрешность выражается в минутах или сантирадианах и

считается положительной, если вектор i₂, повернутый на 180⁰, опережает вектор i₁

Значения погрешностей определяют класс точности работы ТТ (табл. 8).

Рис. 12. Принципиальная схема, схема замещения и векторная диаграмма трансформатора тока

В зависимости от нагрузки вторичной обмотки один и тот же ТТ может работать в различных классах точности. С увеличением нагрузки сверх номинальной в данном классе точности ТТ переходит работать в худший класс точности.

Таблица 8. Предельные значения токовой, угловой и полной погрешностей ТТ для измерений и для защиты

Трансформаторы тока для цепей измерения проверяют на точность работы в необходимом для измерительных приборов классе точности, исходя из нагрузки от приборов. Для лабораторных измерений используют ТТ класса 0,2; для подключения счетчиков - 0,5; для подключения щитовых приборов - класса 1 или 3.

Трансформаторы тока для устройств релейной защиты и автоматики проверяют на точность работы по кривым предельной кратности. Предельная кратность К10 это наибольшая кратность первичного тока по отношению к его номинальному значению. при которой полная токовая погрешность ε ТТ при заданной вторичной нагрузке Z₂ не превышает 10%. Кривые предельной кратности - это зависимость К₁₀ от Z₂ при ε = 10%.

Перед определением погрешности трансформаторы тока должны быть размагничены.

Трансформаторы напряжения также как и ТТ обладают погрешностями по напряжению аппо углу (см. векторную диаграмму рис. 13). Схема замещения ТН аналогична схеме замещения ТТ (рис. 12). Из векторной диаграммы следует, что погрешности по напряжению и по углу определяются

где К_Uном= U_1ном / U_2ном - номинальный коэффициент трансформации ТН.

Обе погрешности ТН зависят от коэффициента мощности нагрузки, значения намагничивающего тока трансформатора и от отношения напряжения первичной обмотки к номинальному напряжению трансформатора (см. рис. 13).

Значения погрешностей определяют класс точности ТН (см. табл. 9). Трансформаторы напряжения в зависимости от значения вторичной нагрузки могут работать в различных классах точности. При увеличении нагрузки сверх номинальной в данном классе точности трансформаторы переходят работать в худший класс точности. ТН класса точности 0,2 применяются для точных измерений, поверок и исследований при наладочных работах, приемочных испытаниях оборудования, для подключения вычислительных машин, приборов автоматического регулирования частоты и т. д. ТН класса 0,5 и 1 используются для подключения щитовых приборов, расчетных и контрольных счетчиков и других, у которых погрешность напряжения не должна превышать 0,5 или 1%. Для подключения расчетных счетчиков должны применяться ТН класса точности 0,5.

Рис. 13. Векторная диаграмма и погрешности по напряжению и по углу ТН

ТН класса точности 3 и грубее используются в цепях релейной защиты, устройствах автоматики, для питания сигнальных ламп и в иных устройствах, где допустима погрешность измерения 3% и более.

Таблица 9. Предельные значения погрешностей трансформаторов напряжения

При проверке погрешности трансформаторов тока и напряжения получаемые значения должны быть не выше указанных в стандартах или технических условиях.

Испытание трансформаторного масла.

Производится в течение эксплуатации.

Производится у измерительных трансформаторов 35 кВ и выше. Из измерительных трансформаторов ниже 35 кВ проба масла не отбирается, и допускается полная замена масла, если она не удовлетворяет нормативам при профилактических испытаниях изоляции.

Испытания проводятся в соответствии с требованиями п.п. 1, 2, 4 - 6 табл. 2.21 . Трансформаторы тока, имеющие повышенное значение сопротивления изоляции, кроме того, испытываются дополнительно.