Глава седьмая
ОСОБЕННОСТИ ИСПЫТАНИЙ И ЭКСПЛУАТАЦИИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ
7.1. ПРИЕМО-СДАТОЧНЫЕ ИСПЫТАНИЯ
В процессе проведения опытно-конструкторских работ, производства, эксплуатации и после ремонта трансформаторное оборудование, в том числе для преобразовательных установок, подвергается испытаниям. Испытания проводят в целях определения качества изготовленного или отремонтированного оборудования и его соответствия требованиям стандартов и технических условий. Испытания подразделяются на приемосдаточные, квалификационные, типовые и периодические. Кроме того, при создании новых изделий производят предварительные испытания опытных образцов для определения возможности их предъявления междуведомственным комиссиям, которые проводят приемочные испытания и решают вопрос о целесообразности постановки новых изделий на производство.
Приемо-сдаточным испытаниям подвергают каждый выпускаемый предприятием-изготовителем трансформатор или реактор. В объем этих испытаний входят внешний осмотр, проверка коэффициента трансформации и групп соединения обмоток, измерение сопротивления обмоток постоянному току, проверка масла или негорючей жидкости, измерение характеристик изоляции, испытание электрической прочности изоляции, измерение потерь и тока XX, измерение напряжения и потерь КЗ, испытание трансформатора на герметичность, испытание его переключающих устройств и блока автоматического управления приводом.
Рассмотрим кратко объем, методы и особенности приемосдаточных испытаний ПТ и другого оборудования.
Внешнему осмотру подвергают все трансформаторы и комплектующие вспомогательные устройства. Проверяют целостность фарфоровых вводов и других частей, а также наличие пломб или клейма. У трансформаторов с заполнением маслом или негорючей жидкостью проверяют состояние всех уплотнений и уровень жидкости.
Коэффициент трансформации и группу соединения обмоток ПТ всех типов проверяют по ГОСТ 3484-77 (СТ СЭВ 1070-78) [7.2]. Согласно ГОСТ 16772-77 коэффициент трансформации трансформаторов с сетевым напряжением 0,38 кВ и более может отличаться от заданного не более чем на +0,5%. Лишь для трансформаторов с коэффициентом трансформации фазных напряжений, равным 3 и меньше, или когда это особо оговаривают в технических условиях, для отдельных видов трансформаторов разрешается допуск +1%. Коэффициент трансформации принимают равным отношению напряжений па зажимах двух обмоток в опыте XX и измеряют на всех ответвлениях обмоток и для всех фаз. На ответвлениях, недопустимых для измерения после сборки, коэффициент трансформации определяют до пайки отводов и полной сборки трансформатора. Для трехобмоточных трансформаторов коэффициент трансформации достаточно проверять для двух пар обмоток, у которых напряжение КЗ наименьшее. В трансформаторах с расщепленной обмоткой коэффициенты трансформации замеряют для каждой части расщепленной обмотки. Кроме того, для одной из частей расщепленной обмотки определяют коэффициент трансформации на всех ступенях переключателя ответвлений при одном из положений переключателя диапазонов, а также в одном из крайних положений переключателя ответвлений и остальных положениях переключателя диапазонов. Для остальных частей расщепленной обмотки коэффициент трансформации проверяют только на номинальной ступени переключателя ответвлений и в одном положении переключателя диапазонов.
При испытании трехфазных трансформаторов одновременно измеряют линейные напряжения между одноименными и линейными зажимами обеих проверяемых обмоток. Допускается также определять коэффициент трансформации по фазным напряжениям соответствующих пар СО и ВО. В последнем случае коэффициент трансформации проверяют при однофазном или трехфазном возбуждении трансформатора. Измерение коэффициента трансформации при трехфазном возбуждении допускается проводить в тех случаях, когда предварительно установлено, что несимметрия напряжения практически не снижает точность измерений. В трехфазных трансформаторах с соединением обмоток по схемам треугольник — звезда или звезда — треугольник коэффициент трансформации при измерении фазных напряжений определяют с поочередным закорачиванием отдельных фаз обмотки, соединенной в треугольник. Для этого замыкают накоротко два соответствующих линейных ввода и при однофазном возбуждении определяют коэффициент трансформации оставшейся свободной пары фаз.
Группы соединения обмоток ПТ проверяют так же, как и силовых трансформаторов общего назначения, — по методике испытаний, изложенной в ГОСТ 3484-77.
Сопротивления обмоток ПТ и другого оборудования измеряют по ГОСТ 3484-77. В ПТ с соединением ВО по схеме две обратные звезды с встроенным уравнительным реактором измеряют все линейные сопротивления каждой из звезд и сопротивления между одним из линейных выводов Каждой из звезд и соответствующим выводом уравнительного реактора. Фазные сопротивления ВО и сопротивления ветвей уравнительного реактора
(7.1) где Rл — сопротивление между линейными выводами ВО обмотки трансформатора; Rn фазное сопротивление ВО трансформатора, включая сопротивление одной ветви уравнительного реактора; Rр — сопротивление одной ветви уравнительного реактора.
Если уравнительный реактор выполнен с отдельными выводами или если начала и концы обмотки реактора выведены из бака, то сопротивление обмоток реактора постоянному току измеряют независимо от измерения сопротивления обмоток трансформатора.
Линейные сопротивления трансформаторов с переключающим устройством любого типа измеряют при всех положениях переключающего устройства. При наличии реверсора или переключателя диапазонов сопротивление обмоток измеряют при всех положениях переключающего устройства в одном положении реверсора или переключателя диапазонов. Кроме того, дополнительно производят по одному измерению на последней ступени переключателя при других положениях реверсора или переключателя диапазонов.
В ПТ с масляным охлаждением испытывают трансформаторное масло на электрическую прочность и измеряют тангенс угла диэлектрических потерь. Эти испытания проводят в соответствии с требованиями классов напряжения 35 кВ и выше и трансформаторов мощностью более 10000 кВ-А независимо от напряжения, пробу масла берут из бака трансформатора. Для остальных трансформаторов проба масла для испытания на электрическую прочность берется из емкости, в которой хранится масло, не реже 1 раза в день. Тангенс угла диэлектрических потерь масла измеряют для ПТ класса напряжения 110 кВ и выше. Указанные испытания проводят также для трансформаторов, заполненных негорючей жидкостью. Электрическую прочность и тангенс угла диэлектрических потерь пробы негорючей жидкости из бака трансформатора измеряют в соответствии с требованиями отраслевых стандартов и технических условий.
На предприятии-изготовителе измеряют также характеристики изоляции. У всех ПТ измеряют сопротивление изоляции. Для трансформаторов мощностью 10000 кВ А и более класса напряжения 35 кВ и для всех трансформаторов класса напряжения 110 кВ и выше определяют тангенс угла диэлектрических потерь изоляции и емкость.
На всех ПТ испытывают электрическую прочность изоляции напряжением, приложенным от постороннего источника с частотой 50 Гц и напряжением, индуктированным в самом трансформаторе, по методике ГОСТ 1516.2-76 и ГОСТ 22756-77 [7.3, 7.4]. Значения испытательных напряжений от постороннего источника частотой 50 Гц для СО приведены в табл. 1.9 и 1.10. Индуктированное в самом трансформаторе напряжение должно быть равно двойному номинальному напряжению. Испытательные напряжения изоляции ВО, обмоток реакторов выбирают в соответствии с табл. 1.11. Испытательные напряжения изоляции между частями вентильной обмотки трансформатора или ветвями уравнительного реактора указывают в технических условиях, однако эти напряжения не должны превышать значений, приведенных в табл. 1.11.
Опыт XX проводят для всех ПТ в целях определения потерь и тока XX при номинальном напряжении. В трансформаторах класса напряжения до 35 кВ включительно с вентильными обмотками, состоящими из нескольких частей, в опыте XX напряжение подают на сетевую обмотку. Во всех других случаях трансформатор возбуждают со стороны ВО. Если вентильные обмотки испытуемого трансформатора занимают часть высоты всей обмотки, то для правильного определения потерь в стали магнитопровода необходимо соединять между собой параллельно все ВО с разными числами витков, расположенные по всей высоте стержня трансформатора.
В целях выявления возможных дефектов, возникших при сборке и появившихся в процессе испытания в трансформаторах и автотрансформаторах типовой мощностью 10000 кВ-А и менее, опыт XX при номинальном напряжении проводят после испытания изоляции. Для всех ПТ установлены допуски по потерям XX 15% и по току XX 30%. В трансформаторах мощностью 10000 кВ-А и более потери XX измеряют также при малом напряжении. Эти измерения позволяют осуществлять контроль потерь XX в условиях эксплуатации, где нередко нет условий для проведения опыта XX при номинальном напряжении. Потери холостого хода определяют при напряжении 5—10% номинального, но одно измерение потерь должно быть выполнено при напряжении 380 или 220 В.
Измерения напряжения и потерь КЗ (опыт КЗ) проводят на всех трансформаторах и автотрансформаторах мощностью свыше 10 кВ-А, а также на уравнительных реакторах. Схемы соединения выводов ВО в опыте КЗ и основные соотношения электрических параметров указаны в табл. 7.1. Цифры у фазных зажимов ВО в табл. 7.1 указывают на порядок чередования фаз. В табл. 7.1 приняты обозначения: Uво — действующее значение номинального междуфазного напряжения ВО в режиме XX; Iл — действующее значение линейного тока СО, приведенное к номинальному току преобразователя, при равенстве междуфазного напряжения сети и фазного напряжения ВО для нулевых схем и равенстве междуфазного напряжения сети междуфазному напряжению ВО для мостовых схем; Idном — номинальный ток преобразователя; Udio — теоретическое среднее значение напряжения между положительным и отрицательным вводами преобразователя (преобразовательной секции) при XX без учета падения напряжения в преобразователе и без учета повышения напряжения XX в схемах с уравнительным реактором; Ра, Ph, Рс — потери КЗ при испытании опыта КЗ, соответствующие а, b, с в табл. 7.1. иа, иb, ис — напряжения КЗ при испытаниях в опытах а, b, с, к — отношение потерь ВО к потерям СО при опыте КЗ, причем потери вычислены по сопротивлениям обмоток постоянному току.
Стандартами разрешается допуск +10% на потери КЗ. Напряжение КЗ для всех ПТ с выпрямленным напряжением более 100 В не должно отличаться от заданного более чем на + 10%. Для ПТ с выпрямленным напряжением до 100 В включительно допускается отклонение напряжения КЗ до ±20%.
Опыт КЗ проводят при токе 0,25—1 номинального после заполнения бака трансформаторным маслом или негорючей жидкостью и при включении переключателя ответвлений на основную ступень. Если потери КЗ на этой ступени не наибольшие, то опыт КЗ проводят на ступени ответвлений, соответствующей наибольшим потерям. Пониженное напряжение в опыте КЗ рекомендуется подводить к сетевой обмотке при замкнутых накоротко вентильных обмотках.
Если в схемах преобразования однофазной нулевой, две обратные звезды с уравнительным реактором и эквивалентной двенадцатифазной мостовой ВО расщеплена на более чем две части, то для определения напряжения КЗ коммутации замыкают накоротко выводы всех частей с одинаковой схемой соединения. При определении напряжения частичного КЗ замыкают накоротко выводы одной части ВО.
Таблица 7.1. Схемы и параметры опытов КЗ
Если при эквивалентной двенадцатифазной схеме преобразования напряжения КЗ коммутации частей ВО со схемой соединения звезда или треугольник отличаются более чем на 20%, то нормируют значения напряжения КЗ коммутации, определяемые в опытах а и b (см. табл. 7.1). Если ВО трансформатора расщеплена на две и более частей, то в опытах КЗ ни в одной части СО или ВО ток не должен превышать номинальный. Для эквивалентной двенадцатифазной и двадцатичетырехфазной схем преобразования допускается изменение основных соотношений электрических параметров и соединений выводов ВО для определения потерь и напряжений КЗ. Эти соотношения и соединения выводов указывают в стандартах или технических условиях на конкретные группы и типы трансформаторов. В эквивалентной двадцатичетырехфазной схеме иа определяют как среднеарифметическое значение результатов четырех опытов.
Для масляных трансформаторов и реакторов, а также для сухих трансформаторов и реакторов с классами изоляции В и Е приведенные к номинальному току потери и напряжения КЗ приводят к температуре 75° С. Для сухих трансформаторов и реакторов с классами изоляции F, Н, С приведение осуществляют к температуре 115о С.
При приемо-сдаточных испытаниях масляные трансформаторы и трансформаторы с заполнением негорючей жидкостью проверяют на герметичность в соответствии с требованиями ГОСТ 3484-77.
В объем испытаний ПТ с ПБВ или РПН входят также испытания переключающих устройств и блока автоматического управления приводом. Переключающие устройства ПБВ испытывают в соответствии с требованиями ОСТ 16 0.686.962-82, устройства РПН — по ГОСТ 24126-80 [7.5, 7.6], а блоки автоматического управления приводом — по отраслевым стандартам или техническим условиям. Проверяют соответствие предъявляемым требованиям панелей защиты, контактных датчиков, защитных элементов, электрической изоляции, измеряют усилия контактного нажатия, переходные сопротивления контактов, вращающий момент на выходном валу привода, зазоры между контактами вакуумных дугогасительных камер, сопротивление токоограничивающего резистора, а также производят обкатку переключающего устройства приводным механизмом.
Для всех типов реакторов измеряют потери в меди; для всех реакторов, кроме уравнительных, измеряют индуктивность. В уравнительных реакторах измеряют также потери в стали.
