Испытания трансформаторного масла — Испытания и измерения — Каталог статей

Зачем нужно испытывать трансформаторы

Силовой трансформатор – важный передающий узел в составе мощной и сложной энергосистемы, обеспечивающей электропитанием значительное количество промышленных и бытовых энерго потребителей. Такой узел должен быть надежным и исправным продолжительное время, чтобы не происходило сбоя в полезной работе промышленных потребителей, не было недостачи в потреблении электроэнергии в быту обычными людьми.

Именно поэтому масляные и сухие силовые преобразователи напряжения постоянно испытывают:

• На заводах производителях многочисленными проверками и испытаниями на работоспособность – с целью гарантированного понимания, что сложное техническое устройство преобразования напряжения из одного класса в другой после изготовления полностью исправно и готово к дальнейшей работе на объекте;
• При монтаже в ансамбле системы снабжения, тестируя согласно специальной методике приемосдаточных испытаний – с целью понимания, что в момент транспортировки и последующей установки энергооборудования не произошло или не создано никаких дефектов или ошибок монтажа, которые не смогут обеспечить должное, стабильное питание необходимому количеству потребителей;
• Периодически в течении эксплуатации электроустановок и узлов, в результате которых также могут возникнуть определенные сбои или дефекты сложного передающего оборудования – для предотвращения предаварийных или аварийных режимов. Для выявления дефектов на ранних этапах и своевременного их устранения в эксплуатационном режиме с наименьшими потерями для всех энерго потребителей.

Подобный мониторинг, проверки работы силовых передающих устройств обеспечивают максимальное качество работы энергосистем в целом, а значит обеспечивается получение максимального количества и качества электроэнергии в промышленности и в бытовом секторе, что благоприятно влияет на уровень их коэффициента полезного действия.

Методика приемосдаточных испытаний силовых трансформаторов

Работы по вводу в эксплуатацию новой энергетической установки, в числе которой входит один из основных силовых агрегатов – силовой трансформатор напряжения – обязательно проходят с учетом определенной методики испытаний всех его узлов и механизмов. Приемосдаточные тесты силовых трансформаторов на новых энерго системах или в момент планово-предупредительного обслуживания уже эксплуатируемых энерго объектах включают в себя до 20 типов различных проверок и контрольных испытаний в зависимости от типа трансформатора по классу напряжения, разницы в системах его охлаждения, и другой сложности остальных систем электроснабжения.

Также, важно понимать технические условия для силовых трансформаторов по ГОСТ.

Понять их детали для начала позволяет рассмотрение общих положений испытаний силового электрооборудования.

Общие положения

Силовые трансформаторы подвергаются контрольным проверкам и испытаниям для выявления возможных дефектов при вводе в эксплуатацию нового оборудования или определения степени надежности эксплуатируемых электроузлов согласно строгому графику их периодичности проведения и следуя определенному объему тестирования:

• Производится обязательное предварительное определение условий подключения трансформатора без сушки;
• Проводится измерение сопротивления обмоток трансформатора по постоянному току;
• Ведутся замеры сопротивления, тесты повышенным напряжением промышленной частоты изоляции обмоток, изоляции конструктивных элементов;
• Производится испытания трансформаторного масла;
• Испытания бака на герметичность;
• Проверяется коэффициент трансформации, тесты групп соединения обмоток, всего переключающего оборудования и устройств, систем охлаждения, предохранительных систем в виде многочисленных клапанов трансформатора, ведется оценка пригодности выхлопных труб.

Типы проверок

Исходя из перечисленных положений тестирования силового энергооборудования и обычному, незнакомому с электроснабжением человеку становится понятно насколько всесторонне проверяется на исправность и работоспособность подобный энерго агрегат. Если трансформаторы имеют высокие мощности преобразования напряжения от 1000 кВа до десятков мВа, к их тестированию добавляют проверки типа:

• Замеров процента диэлектрических потерь – для силового оборудования, рассчитанного на напряжения 35 киловольт;
• Измерения тока и потерь холостого хода – для трансформаторов мощностью 1000 кВа и выше;
• Измерения сопротивления короткого замыкания – для трансформаторов мощностью 63 мВа и выше.

Проводя все вышеперечисленные испытания и тестирования рабочий персонал должен в обязательном порядке руководствоваться определенными регламентами, предписаниями и нормативной документацией по проведению таких работ согласно правилам техники безопасности и охране окружающей среды.

Нормативные ссылки

Технические требования общего характера к силовым преобразующим устройствам различных классов напряжения определяются нормативами:

• «ПУЭ» («Правила устройства электроустановок»), 7-е издание, глава 1.8, пункт 1.8.16, пункты 1-14;
• «ПТЭЭП» («Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей»), Приложение 3 Раздел 2; приложение 3.1, таблица 5;
• Паспорт трансформатора от завода-изготовителя;
• ГОСТ 11677-75 – в стандарте, которого описаны программы и акты приемосдаточных, типовых и периодических тестов трансформирующего электрооборудования, проводимых на заводах производителях;
• ГОСТ 3484-77 / ГОСТ 22756-77 / ГОСТ 8008-75 – стандарты, включающие и регламентирующие всю методику текущих испытаний в до и после проведения монтажных работ энергосистем на объектах.

В момент проведения испытаний стоит дополнительно руководствоваться еще несколькими нормативными документами типа ГОСТ 1516 / СТП 09110. 220. 366-08, помогающих специалистам определить подробный фронт испытательных, проверочных работ силовых трансформаторов напряжения согласно требованиям безопасности и охраны окружающей среды.

Методы измерения

Руководствуясь вышеперечисленной документацией, проводят следующие методы измерений узлов и механизмов в момент испытания силовых трансформаторов:

• Измерение сопротивления изоляции обмоток трансформатора – такой процесс проводится при помощи мегаомметра с номинальным рабочим напряжением равным 2500 вольт. Перед и между измерениями все обмотки трансформатора обязательно заземляются;
• Измерение тангенс угла диэлектрических потерь производят мостом переменного тока. Если испытуемые трансформаторы в этот период маслонаполненные – замер проводят при подающем пониженном от паспортного номинального напряжении, равным 2/3 от него;
• Измерение емкости обмоток относят к электрическим испытаниям трансформатора, позволяющим получить данные о степени влажности обмоток трансформатора. Такой вид измерений доступен при контроле коэффициента абсорбции трансформатора, представляющим собой отношение сопротивления изоляции обмоток после шестидесятиминутного измерения к значению сопротивления после пятнадцатиминутного измерения;
• Измерение сопротивления обмоток постоянному току – метод, позволяющий проверить силовые трансформаторы на наличие скрытых неисправностей;
• Определение коэффициента трансформации энерго оборудования производится методом двух вольтметров, который дает понимание о правильном или ошибочном соединении группы обмоток трансформатора.

Дополнительные тесты

Существуют и другие периодичные испытания силового трансформатора, носящие характер дополнительных тестов и проверок устройств трансформации напряжения. К ним относят:

• Проверка фазировки, вводов и встроенных трансформаторов тока силового оборудования;
• Включение устройства на номинальное напряжение толчком и другие.

Как для основных методов измерений, так и для дополнительных испытаний существуют специальные, определенные нормативными актами средства измерений, условия их проведения, допустимые поправочные коэффициенты погрешностей и определенный четкий порядок действий. Обо всем этом лаконично и кратко статья знакомит ниже.

Средства измерения

Или приборы, применяемые для проведения методики приемосдаточных испытаний включают в себя следующий типовой набор электрооборудования:

• Мегаомметр электронный на предел напряжения в 2500 Вольт (типа Ф4102/2-М);
• Вольтметры (типа Э545);
• Амперметр (типа Э526);
• Мосты постоянного тока;
• Лабораторная испытательная установка или стенд (типа Р333);
• Другие инструменты, применяемые в опытах в зависимости от типа проводимых методик.

В момент испытаний нельзя обходится и без определенных средств защиты рабочего персонала, проводящего тесты и испытаний опасного электрооборудования в виде:

• Переносных заземлений;
• Диэлектрических ковров, перчаток, бот;
• Предупредительных плакатов.

Только обеспечив полную безопасность и проведя полных спектр подготовительных и организационных работ следует приступать к текущим процессам испытания силовых трансформаторов напряжения.

Требования к погрешности

Регламент испытаний силовых трансформаторов устанавливает определенные требования к погрешностям измерений, не учитывая которые при проведении тестирования возможно допустить ряд технических ошибок при дальнейших расчетах значений методов испытания электро оборудования, что в свою очередь приведет к неправильным заключительным выводам о степени надежности трансформатора и его работоспособности в дальнейшей эксплуатации.

Погрешность во всех видах испытаний и методов измерений не должна превышать более 5 % от установленных номинальных значений.

Условия проведения

Методика тестирования и испытания такого сложного технического устройства предполагает выбор определенных климатических условий проведения, подготовительно-организационных и технических предварительных работ. В их состав входят условия:

• Любые методы измерения систем трансформатора напряжения проводят только в сухие погодные условия;
• Сам энерго агрегат перед проведениями испытаний должен быть предварительно расшинован, все места предполагаемых измерений должны быть очищены от пыли и иметь свободный доступ тестируемого персонала;
• Все необходимые приборы для испытаний должны содержать актуальные даты поверки, быть полностью в исправном состоянии;
• Испытания измерения сопротивления обмоток постоянному току проводятся лабораторным средством – омметром, соответствующих номиналов. В методе необходимо устанавливать значение тока постоянной частоты в 20% от величины тока обмотки. Сопротивление провода в цепи измерений не должно превышать 0,5% значения сопротивления вольтметра;
• Используется обязательное размагничивание магнитопровода от любых остаточных намагничиваний для чистоты проведения измерений тока и потерь холостого хода трансформатора;
• Если испытуемый трансформатор только прибыл от производителя и ранее не был в эксплуатации в составе энерго системы измерения его потерь холостого хода проводят в первую очередь;

Более подробно с остальными условиями проведения испытаний трансформаторов можно найти в нормативной документации определяющих методы их проведения и тестирования преобразующей электросистемы.

Порядок проведения проверок

В нормативных актах и регламентах методики испытаний прописан строгий порядок проведения тестов силового трансформатора напряжения. Начинается он с установления условий включения трансформатора.

Определение условий включения

Возможно ли включение трансформатора без сушки определяют непосредственно в момент проведения испытаний, следуя нормативами типа РТМ 16. 800. 723-80 («Трансформаторы силовые. Транспортировка, разгрузка, хранение, монтаж и ввод в эксплуатацию). Выводы о условиях включения формируются исходя из данных, указанных в паспорте оборудования от заводов-производителей, понимая к какой из четырех групп по мощности и классу напряжения, относится тестируемый энерго агрегат, а также с учетом реальных транспортировочных условий трансформатора.

Измерение сопротивлений изоляции

Замеры сопротивления изоляции силовых трансформаторов по технологии приемосдаточных испытаний проводят до измерений тангенса угла диэлектрических потерь, и измерения емкостей обмоток. Измерения производятся при помощи мегаомметра номинальным напряжением 2500 вольт и пределом сопротивления на шкале в 10000 Ом. Перед началом измерений сопротивления испытуемые обмотки должны быть заземлены не менее трех минут.

Такой тест позволяет определить наличие скрытых неисправностей силового оборудования, вычислить степень увлажненности объектов. Замер сопротивления обмоток должен производится при одинаковой температуре, в разные временные промежутки – через 15 и 60 секунд после подачи напряжения на тестируемом объекте.

Как измерить коэффициент трансформации

Определение этого параметра во время испытаний позволяет проверить на правильность паспортные значения коэффициента трансформации от поставщика производителя, к тому же этот этап испытаний дает понимания о правильности подсоединения ответвлений обмоток, подсоединённых к переключающим устройствам силового оборудования.

Тест ведется на всех ступенях переключения, значение коэффициента при этом не должно отличаться более, чем на 2% от значений, указанных в паспорте силового трансформатора.

Практически измерение коэффициента трансформации проводится методом двух вольтметров. Суть этого метода заключается в подаче напряжения номинального значения к одной из обмоток трансформатора и параллельно подключив в эту цепь два вольтметра, произведение замеров значения напряжения, подаваемого на обмотку и его значения на второй обмотке трансформатора.

Важным моментом в таком измерении является необходимость контроля питающего напряжения на обмотку трансформатора в диапазоне не менее 1% от номинального паспортного значения, без любых перекосов.

После замеров фазных и линейных значений напряжений на обмотке трехфазного трансформатора, по специальным формулам указанным в нормативных актах испытаний производится расчет значения коэффициента трансформации и сравнение полученной величины с значением коэффициента трансформации из заводского паспорта оборудования.

Как измерить сопротивления обмоток постоянному току

Испытания необходимы для выявления дефектов в обмоточных проводах, переключающих устройствах, всех контактных соединениях обмоток трансформаторов. Перед проведением теста все замеряемые контактные части должны быть тщательно очищены от пыли и грязи.

Тест проводится на всех ответвлениях обмоток трансформаторов, имеющих устройства переключения без возбуждения.

Замеры начинаются только после осуществления не мене трех полных циклов переключения на силовом трансформаторе.

Значения сопротивления обмоток на всех ответвлениях разных фаз должны отличаться от паспортных значений не более, чем на 2% при одинаковой температуре. В случае если необходимо провести дополнительные температурные пересчеты, полученные результаты должны варьироваться в 5% дифференте от исходных.

Испытания сопротивления обмоток постоянному току возможно производить двумя методами:

• Методом падения напряжения – самый простой испытательный метод с применением простых измерительных приборов (вольтметров и амперметров) основан на замере значений падения напряжения и тока на тестируемом участке, а после расчете значения сопротивления по закону Ома и его сравнение с паспортными данными трансформатора;
• Мостовой метод – более технически сложный метод, при котором необходимо использование измерительного стенда прибора (типа РЕТ-МОМ). В этом случае производятся замеры активных сопротивлений обмоток трансформатора при различных значениях напряжения, и сравнения полученных результатов с номиналами паспорта оборудования от производителя.

Второй метод измерений сопротивлений более сложный и требует обязательного применения специального тестируемого оборудования, квалифицированного, обученного персонала и других деталей в момент испытаний, но позволяет более шире и точнее произвести тест и определить пригодность энерго оборудования.

Фазировка

Простыми словами это проверка на совпадение по фазам и значению вторичных напряжений на всех выводах вновь вводимых в эксплуатацию новых силовых трансформаторов в системе одиночного трансформирования напряжения или в энерго установках, в которых используется второй резервный питающий ввод, а значит и второй трансформатор. Их вводы и выводы должны быть совпадать по фазам в замкнутой цепи

Именно с этой целью и производятся данные испытания, с обязательным нахождением общей тестовой точки в тестируемой цепи. Практически на высоковольтных вводах проверка правильной фазировки производится использованием временных перемычек, оперативных штанг, на низковольтных вводах измеряя напряжение вольтметрами.

Измерение холостого хода

Суть испытаний достаточно прост. Согласно схематике, приведенной в «ПУЭ» для двух значений напряжений – номинальном и малом – при помощи фазометра измеряется ток холостого хода. Через его полученное значение расчетными формулами высчитывается потребляемая активная мощность, которая и будет значением потерь холостого хода тестируемого трансформатора напряжения.

Полученные тестовым путем значения потерь холостого хода, равные эквиваленту активной расчетной мощности холостого хода, сравнивают с паспортными номиналами производителя в этих критериях испытания. Для измерений холостого хода они должны не превышать определенных значений, выраженных в процентах:

• При однофазном тесте результаты не должны превышать 10% от паспортных;
• При трехфазных тестах – не более 5%.

Данные этого теста, как и вышеописанных после его проведения и проведения расчетов фиксируются в протоколах и актах испытания электрооборудования.

Коротким замыканием

Испытуемый силовой трансформатор подвергается опыту короткого замыкания с целью проверки цепи вторичной обмотки, получения значения номинального тока в этой цепи, значения потерь мощности, получения данных по падению напряжения на внутреннем сопротивлении энерго агрегата.

Опыт коротким замыканием ведется при создании короткого замыкания (искусственного типа по схемам из нормативов «ПУЭ») цепи вторичной обмотки и номинальном токе первичной обмотки трансформатора. Для проведения подобного испытания используются измерительные приборы типа амперметр, вольтметр, ваттметр соединенные согласно схемам их включения в специальную цепь опыта.

Контрольные испытания начинают при нулевом напряжении на входе трансформатора. Постепенно увеличивая напряжения первичной обмотки до определенного значения, при токе первичной обмотке, достигаемом номинала.

После получения измерительных результатов приборов производят их сравнение с паспортными номиналами от производителя. Практические данные должны быть в пределах 5-10 процентного отклонения по величине от паспортных.

Обработка, оценка и оформление результатов

В процессе ведения контрольных испытаний новых или эксплуатируемых ранее силовых трансформаторов напряжения в составе различных энерго систем и объектов ведется специальный протокол – рабочий журнал, в котором тестируемый персонал фиксирует, заверяет и визирует все данные полученные опытами, измерениями, расчетами на основе формул предписанных нормативной документацией по методике приемосдаточных испытаний.

После окончания всех основных опытов и занесения данных в указанный журнал, на их основе с учетом значений и данных прошлых испытаний силового энерго оборудования производится оценка и анализ дальнейшей работоспособности тестируемого образца или других действий, связанных с возможным проведением ремонтных работ оборудования.

На основе оценочных и аналитических мероприятий обслуживающий персонал делает окончательные выводы и выносит заключение по силовому оборудованию, которые заносит в протоколы (изоляционные карты) прохождения испытаний и опытов.

Занесение выводов в протокол испытаний является заключительным мероприятием всей методики приемосдаточных испытаний силового трансформатора напряжения на конкретном объекте.

Требования безопасности и охраны окружающей среды

Немаловажным для персонала, проводящего испытания и лабораторные опыты, измерения на силовом энергетическом оборудовании является выполнение обязательных требований безопасности и охраны окружающей среды. Обязательное исполнение всех мер по безопасности проведения испытаний высоковольтного оборудования повышенной опасности регламентируется нормативами, указанными в «ПОТ», «ППБ», инструкции по охране труда. Рабочий персонал должен знать и применять практики данные требования.

Какой-либо экологической опасности для окружающей среды методика испытаний силовых трансформаторов не имеет.

Дополнительные испытания

Испытания с оценкой внешней целостности корпуса трансформатора, анализа трансформаторного масла, вводов, тест встроенных трансформаторов тока силового преобразователя напряжения хоть и носят вспомогательный характер, но должны в обязательном порядке проводится при проведении приемосдаточных работ на объекте.

Кратко о каждом из них рассказывается ниже.

Трансформаторного масла

Масло в системе силового трансформатора напряжения играет роль охлаждающей, изоляционной жидкости в зависимости от типа сборки электроагрегата. К тому же со временем необходимые показатели этого жидкого вещества могут видоизменяться (масло может «стареть»), что негативно может повлиять на правильную работу всего преобразователя напряжения в целом. Поэтому при дополнительных испытаниях трансформаторное масло оценивают по нескольким параметрам:

• Степень возможного окисления масла;
• Критический нагрев до режима воспламенения жидкости;
• Допуски вещества по плотности.

Данные собираются на основе тестов с помощью специальных лабораторных измерителей, которые после испытаний сравнивают с паспортными значениями и в случае серьезных отклонений полученных параметров от заданных, принимают соответствующие меры.

Вводов

Следующим вспомогательным тестом является проверка и осмотр всех контактных вводов силового оборудования на обнаружения явных неисправностей, деформаций или иных дефективных изменений, которых не было на этапе прошлого тестирования.

Ведется обязательная очистка контактных вводов от пыли, грязи и других посторонних веществ, которые могут отрицательно повлиять на работоспособность оборудования.

Встроенных ТТ

Дополнительным обязательным испытанием подвергаются встроенные трансформаторы тока на силовом преобразователе напряжения согласно «ПЭУ» по пунктам. 1, 7. 2, 7. 4-7. В основу таких тестов входят несколько проверок оборудования:

• Измерение сопротивления изоляции встроенных ТТ – полученное значение сопротивления должно быть не менее 1 Мом;
• Тепловизионный контроль ТТ – тест и оценка проводится согласно нормам, указанным в приложении 3 «ПУЭ»;
• Контроль изоляции под рабочим напряжением.

Все полученные параметры, после проведения их сравнительного анализа с паспортными данным добавляются к основным результатам проверки оборудования занесением в рабочий журнал.

Включение толчком на номинальное напряжение

Перед тестированием трансформатора подобным опытом монтажные, очистные работы с силовым оборудованием должны быть полностью закончены. Первичный анализ и общие мероприятия методики тестов трансформатора должны нести минимум удовлетворительные значения и параметры для проведения включения толчком на номинал напряжения.

Суть вспомогательного испытания состоит в подключении к трансформатору дизель генератора и подача напряжения на него без нагрузки в 3-6 кратной величине толчком в присутствии рабочего персонала, который ведет оценку и анализ всех защит и механизмов силового преобразователя напряжения.

Если срабатывания защит трансформатора на отключение от сети не было, оборудование остается под напряжением на длительный период с дальнейшей его «прослушкой» и анализа работы.

По результатам тестирования полученные данные, выводы о работе силового электрооборудования заносятся в рабочий журнал испытаний.

Инструкция как мегаомметром проверить трансформатор 250 кВа

Подробно тест проверки сопротивления изоляции обмоток силового трансформатора номинальной мощностью 250 кВа,  независимо от класса напряжения по высоковольтной стороне (6/10 кВ или выше) и значением напряжение на низковольтной стороне равной стандарту 0,4 кВ проводится в несколько четких шагов, что позволяет выполнить такое испытание наиболее полно, правильно и главное безопасно.

Основное требование по безопасности в инструкции проверки трансформатора 250кВа или  любой другой мощности мегаомметром производится рабочим персоналом только вдвоем, с группой по электробезопасности ведущего измерения не ниже IV (до и выше 1000 вольт), а его напарника – не ниже III категории электробезопасности.

Замеры сопротивления проводят не ранее, чем через 12 часов после окончания заливки в агрегат трансформаторного масла до номинального уровня. Измерения ведут при температуре изоляции не ниже 10 градусов по Цельсию.

Последовательность

Последовательность проведения теста-измерения сопротивления изоляции мегаомметром на 2500В и пределом сопротивления 10000 Ом, следующая:

• Проведение внешнего осмотра преобразователя напряжения в составе энерго системы – перед испытанием специалисты должны провести внешний осмотр оборудования, и визуально убедится в целостности всех элементов, отсутствия повреждений радиатора трансформатора, изоляторов, уровня масла, стекла термометров, заземления трансформатора;
• Замер мегаомметров (2500 В/10000 Ом) проводятся в строгой последовательности по схемам из нормативной документации для текущего теста:
• НН – ВН;
• ВН – НН;
• ВН + НН.

При этом все выводы обмоток одного напряжения соединяют между собой, остальные обмотки в обязательном порядке заземляют.

• С помощью мегаомметра подключенного к выводам обмоткам проводят два замера сопротивления с временным интервалом 15 и 60 секунд. Начало отсчета берут от начала вращения ручки прибора. Перед началом проведения тесты все обмотки трансформатора требуется их заземлять на время не менее 5 минут;
• Перед проведением замеров рабочая зона, где установлен испытываемый агрегат должна быть очищена от любых посторонних предметов, ограждена и в доступных местах вывешены плакаты по электробезопасности типа «СТОЙ! НАПРЯЖЕНИЕ!», а в местах переключения или других подвижных контактах предупреждающие плакаты «НЕ ВКЛЮЧАТЬ! РАБОТАЮТ ЛЮДИ!»
• Полученные значения сопротивлений обмоток в равном температурном эквиваленте, но с разным временным интервалом сравнивают с нормативными данными трансформаторов из технической литературы, фиксируют их в рабочем журнале испытаний. Номинал сопротивления обмоток согласно пунктам «ПУЭ» в нормальном режиме устройства равен не мене 0,5 Мом;
• После измерений сопротивления принимаются проводить следующие измерение в составе данного испытания типа:
• Измерения сопротивления шпилек стяжных, бандажей, прочих конструктивных элементов крепежа корпуса оборудования относительно активного металла магнитопровода и обмоток;

Последний этап

Полученные значения фиксируют в том же формате в рабочем журнале, а после анализируют с основными значениями сопротивлений. Мегаомметр с номиналом по напряжению в 2500 Вольт и пределом по сопротивлению в 10000 Ом позволяет не только получить данные о значения сопротивления внутренних элементов трансформатора в 250кВА, но дает возможно их прозвонить на целостность внутри, тем самым определив есть ли внутри преобразующего устройства неисправности, необходимые к срочному устранению или ремонту. Что в свою очередь влияет на заключительные выводы о возможности ввода нового или ранее используемого оборудования в эксплуатацию в составе всей сложной электроустановки.

Таблица испытательных напряжений

Табличные данные для силовых трансформаторов приведены в «ПУЭ» в таблице правил № 1. Испытания повышенным напряжением промышленной частоты ведутся для изоляции обмоток трансформатора, вводов силового электрооборудования. Временной норматив на данные испытания установлен в промежутке равным 1 минуте.

Таблица 1. 11 по «ПУЭ». Испытательное напряжение промышленной частоты внутренней изоляции силовых трансформаторов и реакторов с нормальной изоляцией и трансформаторов с облегченной изоляцией (сухих и маслонаполненных)

Номинал напряжения обмотки, кВИспытательное напряжение по отношению к корпусу и другим обмоткам, для изоляции, кВТип – нормальнойТип – облегченной< 0,694,52,7316,29622,514,41031,521,61540,533,32049,5453576,5–110180150207220292,5330414500612

Опыту повышенным напряжением продолжительностью 1 минута подвергается каждая из обмоток в отдельности. В этот момент остальные обмотки, все контактные части и другие токоведущие элементы трансформатора тщательно заземляются.

Испытание трансформаторного масла производится повышенным напряжением, что может быть смертельно опасно для неспециалиста. Специалисты нашей электролаборатории выполнят эту работу безопасно, быстро и качественно. Саму процедуру испытания трансформаторного масла можно разделить на несколько отдельных этапов, таких как:

— Отбор проб масла;

— Визуальный контроль;

— Непосредственно испытания.

Рассмотрим каждый из этапов более подробно.

Отбор проб масла.

Основная задача персонала при отборе проб – обеспечить качество отбора пробы. Небрежный отбор проб или загрязнение пробоотборной посуды приводит к ошибочным заключениям в отношении качества масла и к неоправданным потерям времени, трудозатрат и расходов на транспортировку и контроль проб, т. правильный и грамотный отбор проб является важнейшим фактором для получения достоверных результатов испытаний. При отборе проб эксплуатационного масла следует соблюдать следующие основные правила:

— выполнять отбор проб после необходимого специального инструктажа персонала;

— избегать выполнения отбора проб при плохой погоде;

— использовать только специально подготовленную чистую и сухую посуду – стеклянные бутылки — которые транспортируется к месту отбора проб герметично закрытыми и желательно в специальном контейнере или коробке для устранения риска ее загрязнения;

— слить достаточное количество масла (не менее двух литров) для удаления загрязнений, которые могут находиться на пробоотборном патрубке;

— ополоснуть пробоотборную посуду отбираемым маслом (двукратно);

— обеспечить наполнение каждого сосуда не менее чем на 95% его вместимости, желательно использовать при этом чистые и сухие шланги из силикона, которые погружаются до дна посуды;

— герметично закрывать сосуд сразу же после его заполнения пробкой желательно полиэтиленовой или из маслостойкой резины;

— восстановить после отбора пробы первоначальный вид пробоотборной точки;

— проверить правильность и полноту маркировки этикетки;

— хранить образцы проб в темном и прохладном месте, если в качестве пробоотборника использовались прозрачные бутылки, не допускать близкого контакта с источником тепла.

Отбор проб из оборудования производится при обычном режиме работы или сразу после его отключения. Эту рекомендацию особенно важно выполнять, когда определяется влагосодержание или зависящие от него характеристики (Uпр, tgδ и др. После доставки проб в лабораторию не следует сразу открывать сосуды и приступать к испытаниям, а необходимо подождать до тех пор, пока температура пробы не достигнет комнатной.

Визуальный контроль трансформаторного масла

Визуальный контроль выполняют, рассматривая жидкий диэлектрик в пробе или в кювете при толщине слоя 10 мм в проходящем свете, определяя его цвет (возможно сравнение с рядом цветовых стандартов), наличие в нем загрязнений (механических примесей, дисперсной воды, осадков), прозрачность. Результат контроля считается неудовлетворительным, если жидкость содержит видимые загрязнения, если она мутная или значительно потемнела по сравнению с предыдущим испытанием. Следует отметить, что визуальный контроль не является основным критерием отбраковки трансформаторного масла. На основании результатов визуального контроля принимается решение о проведении дополнительных лабораторных испытаний с определением влагосодержания, наличия осадков или содержания механических примесей, а также других показателей качества. Если дополнительные лабораторные испытания подтвердят неудовлетворительные результаты визуального контроля, то в протоколе испытаний указывается необходимость замены, очистки и регенерации трансформаторного масла.

Порядок определения влагосодержания трансформаторного масла

Аппаратура и реактивы

— баня масляная с металлической крышкой;

— пробирки типа П1-14-120 ХС или П1-16-150 ХС;

— термометр типа ТЛ-2-1-А4;

— плита электрическая с закрытой спиралью.

Масляную баню заполнить цилиндровым маслом и нагреть до 175 ºС. В стеклянную пробирку, тщательно промытую, хорошо высушенную и охлажденную до температуры окружающей среды, налить испытуемое масло до высоты 85 мм. В пробирку вставить термометр так, чтобы шарик термометра был на равных расстояниях от стенок пробирки и на расстоянии 25 мм от дна пробирки. Пробирку с испытуемым маслом установить вертикально нагретую баню и вести наблюдение до достижения температуры в пробирке 130 ºС. Наличие влаги в масле считается установленным, если при вспенивании или без него слышен треск не менее двух раз. Если при испытании наблюдается однократный треск со вспениванием или вспенивание, испытание повторить. Если при повторном испытании вновь наблюдается треск со вспениванием, наличие влаги считается установленным. Если при повторном испытании вновь наблюдается только однократный малозаметный треск или вспенивание, испытуемое масло не содержит влаги.

Порядок определения содержания воды и механических примесей в трансформаторном масле

Механические примеси подразделяются на два вида: примеси, попавшие в масло извне (волокна бумаги, пылинки, пленки лака, крупинки ржавчины) и примеси образовавшиеся из самого масла по причине его старения и окисления, так называемый шлам. Наличие механических примесей определяется путем осмотра масла в бутылке при легком встряхивании. Если после перевертывания бутылки появляется муть в виде кольца или облачка, то это свидетельствует о наличии в масле шлама. Вода в трансформаторном масле может находиться в трех физических состояниях: свободном, эмульсионном и растворенном.

Эмульсионная вода определяется мутностью масла и осадком на дне бутылки.

Свободная вода в спокойном состоянии пробы масла в течение 2 часов скапливается на дне бутылки в виде свободных капелек. Окончательно убедиться в наличии эмульсионной и свободной воды можно испытанием на «потрескивание». Пробирку с маслом нагревают над пламенем спиртовки. При наличии воды в масле будет слышен характерный треск щелчки.

Растворенную воду обнаруживают по низкой пробивной прочности масла и углу диэлектрических потерь.

Определение пробивного напряжения

Определение пробивного напряжения проводят в соответствии с требованиями ГОСТ 6581-75. Значение пробивного напряжения жидкого диэлектрика является основным критерием надежности его работы по обеспечению требуемой изоляции в электрических аппаратах.

Аппаратура и измерительная ячейка.

Для измерения пробивного напряжения применяют аппараты АИМ-80 или СКАТ-М100 в которых используют измерительную ячейку со сферическими электродами. Зазор между электродами должен составлять 2,45-2,55 мм.

Подготовка к испытаниям.

Минимальный объем пробы жидкого диэлектрика для определения пробивного напряжения составляет 300 мл. Пробоотборная посуда и измерительная ячейка перед отбором пробы и проведением испытания должны быть специально подготовлены. Перед испытанием герметично закрытый сосуд с пробой диэлектрика выдерживают в лаборатории до приобретения жидкостью температуры помещения, но не менее 30 мин.

Измерительную ячейку перед заполнением диэлектриком осматривают. При обнаружении потемнения или загрязнения поверхности электродов их демонтируют, полируют мягкой замшей, промывают растворителем и вновь монтируют в ячейке. Проверяют зазор между электродами шаблоном. При ежедневном проведении контрольных испытаний зазор между электродами проверяют не реже одного раза в месяц. Незначительные загрязнения в ячейке удаляют мягкой замшей без демонтажа электродов. Применение других протирочных материалов, оставляющих в ячейке волокна, не допускается.

Перед заполнением ячейки ее ополаскивают испытуемой жидкостью. Заполняют ячейку, медленно заливая жидкий диэлектрик по ее стенке, следя за тем, чтобы не образовалось пузырьков воздуха. При попадании в жидкость пузырьков воздуха их удаляют осторожным перемешиванием жидкости чистой стеклянной палочкой.

Проведение испытаний.

Определение пробивного напряжения на аппаратах АИМ-80, АИМ-90, СКАТ осуществляют в соответствии с требованиями инструкции по эксплуатации аппарата и «Инструкции по технической эксплуатации стационарной электролаборатории». Перед определением пробивного напряжения определяют температуру испытуемой жидкости в ячейке, которая не должна отличаться от температуры помещения и должна находиться в пределах 15-350С. Значение измеренной температуры фиксируют в протоколе испытания.

При одном заполнении ячейки осуществляют шесть последовательных пробоев с интервалами между каждым из них равным 5 мин. после каждого пробоя с помощью стеклянной палочки жидкость между электродами осторожно перемешивают для удаления продуктов разложения из межэлектродного пространства, не допуская при этом образования воздушных пузырьков. Перемешивание жидкости в аппарате СКАТ-М100 выполняется автоматически поднятием и опусканием измерительной ячейки.

Обработка результатов испытаний и корректирующие действия.

Обработку результатов испытаний проводят, вычисляя среднее арифметическое значение пробивного напряжения и оценивая достоверность результатов по нормированному значению коэффициента вариации. Если значение коэффициента вариации превышает 20% (при большом разбросе значений пробивного напряжения), то проводят дополнительное испытание с заполнением измерительной ячейки новой порции испытуемой жидкости, взятой из одной и той же пробы после перемешивания последней. Для последующего расчета коэффициента вариации число пробоев берут равным 12. Качество диэлектрика считают неудовлетворительным, если среднее арифметическое значение пробивного напряжения не соответствует установленной норме (предельно допустимому значению) и (или) коэффициент вариации превышает 20%. В случае получения неудовлетворительных результатов испытания в протоколе испытаний указывается необходимость замены или очистки трансформаторного масла.

Порядок определения tgd трансформаторного масла.

Подготовка к испытаниям.

При проведении испытаний следует руководствоваться требованиями «Инструкции по технической эксплуатации стационарной электролаборатории». Если измерительная ячейка длительно не использовалась, то перед началом измерений необходимо произвести ее проверку. Собранную ячейку присоединяют к измерительной схеме и определяют тангенс угла диэлектрических потерь пустой ячейки. При температуре 15-35 °С для трехзажимных ячеек измеренное значение тангенса угла диэлектрических потерь не должно превышать 0,01%. На основании этих измерений оценивают чистоту изоляционных прокладок ячейки. При больших значениях тангенса угла диэлектрических потерь ячейку следует разобрать и тщательно промыть в следующей последовательности:

— Ячейка должна быть полностью разобрана, и все ее детали дважды тщательно промыты растворителем;

— При испытании нефтяных масел для очистки должны быть использованы углеводородные растворители (петролейный эфир, толуол и др

— После промывки растворителями все детали ячейки ополаскивают ацетоном и промывают мыльным раствором или детергентом и кипятят в 5 % растворе фосфата натрия в дистиллированной воде не менее 5 минут. Затем несколько раз промывают и кипятят в дистиллированной воде в течение 1 часа. Для удаления влаги детали ячейки сушат при температуре 105-110 °С в течение 60-90 минут. Если после сушки и охлаждения ячейку сразу не используют для измерения, ее хранят в эксикаторе с сухим воздухом. После сушки детали измерительной ячейки следует охладить до температуры, которая на 5-7 °С выше комнатной, а затем смонтировать ячейку, избегая прикосновения незащищенными руками к рабочей поверхности электродов (например, производят эту операцию руками в чистых хлопчатобумажных или капроновых перчатках).

Проведение испытаний.

Пробу испытуемого масла необходимо выдержать до приобретения температуры окружающей среды, но не менее 30 минут. Заполненную маслом одной пробы измерительную ячейку, установить на диэлектрическую подставку и соединить с измерительной схемой специальными зажимами согласно маркировке. Произвести нагрев ячейки до требуемой температуры испытания (20°С, 70°С, 90°С). Скорость нарастания температуры 2°С в минуту. Контроль достижения температур испытания осуществляется по термометру. При достижении требуемой температуры по термометру, выдержать ячейку с маслом при данной температуре 20 минут. Установить величину испытательного напряжения 2 кВ. Произвести измерение tgδ трансформаторного масла в соответствии с заводской инструкцией на измеритель параметров изоляции «Вектор 2М» и инструкцией по эксплуатации стационарной электролаборатории. Снять испытательное напряжение. Испытуемое масло из измерительной ячейки слить, предварительно охладив его до температуры не выше 60 °С.

Меры безопасности и охрана окружающей среды

Работы по испытанию трансформаторного масла выполняют лица из электротехнического персонала, обученные и знающие настоящую методику, схему электроустановки, обеспеченные инструментом, индивидуальными средствами защиты и спецодеждой. Лица, допущенные к проведению испытаний, должны иметь отметку об этом в удостоверении в графе «Свидетельство на право проведения специальных работ».

Массовые испытания материалов и изделий (средства защиты, различные изоляционные детали, масло и т. ) с использованием стационарных испытательных установок, у которых токоведущие части закрыты сплошным или сетчатым ограждениями, а двери снабжены блокировкой, допускается выполнять работнику, имеющему группу III, единолично в порядке текущей эксплуатации с использованием типовых методик испытаний. Заземлить переносные приборы и оборудование. Заземление выполнить непосредственным подключением к заземляющему устройству или через заземляющую шину передвижной лаборатории гибким медным проводом сечением не менее 4мм2. Сборку и разборку схем измерений производить в диэлектрических перчатках.

До проведения испытаний закрыть дверь в высоковольтный отсек лаборатории. Проверить исправность блокировки дверей высоковольтного отсека, исправность световой и звуковой сигнализации в соответствии с «Инструкцией по технической эксплуатации стационарной электролаборатории». Работу выполнять стоя на изолирующем ковре. Запрещается приближаться и прикасаться к корпусу и соединительным проводам «Измерителя параметров изоляции Вектор». Включение, отключение и переключение пределов измерения прибора производить при отключенном главном рубильнике лаборатории. Управление прибором во время испытания производить с помощью пульта дистанционного управления. С момента снятия заземления с вывода установки вся испытательная установка, включая испытываемое оборудование и соединительные провода, считается находящейся под напряжением, и проводить какие – либо пересоединения в испытательной схеме и на испытываемом оборудовании не допускается. Не допускается с момента подачи напряжения входить в высоковольтный отсек стационарной лаборатории.

После окончания испытаний необходимо снизить напряжение испытательной установки до нуля, отключить её от сети напряжением 380/220В, заземлить вывод установки. Только после этого допускается пересоединять провода или в случае полного окончания испытания отсоединять их от испытательной установки. При выполнении работ, связанных с применением органических растворителей, нагреванием масла, необходимо включить вентиляцию, подготовить и проверить исправность защитных средств (защитные очки, фартук, перчатки). На всех склянках с химреактивами должны быть надписи с названием реактива. Хранить в рабочих помещениях какие-либо неизвестные вещества запрещается. Все химреактивы должны храниться в металлическом вытяжном шкафу, закрывающемся на ключ.

Запрещается набирать жидкость в пипетку ртом. Для набора жидкостей следует пользоваться грушей. Все работы с применением нагрева или химически активных веществ, и при которых выделяются вредные и горючие пары и газы должны производится на столе, покрытом несгораемым материалом, оборудованном бортиками и принудительной вытяжной вентиляцией.

Пробы с трансформаторным маслом должны храниться вдали от нагревательных приборов и после СХА должны сливаться в металлическое ведро, оборудованное крышкой. Персоналу лаборатории запрещается уходить с рабочего места и оставлять без присмотра зажженные горелки (спиртовки), включенные нагревательные приборы, испытательное оборудование. При необходимости наблюдение за рабочим местом и оборудованием должно быть поручено другому лицу, имеющему право работы в лаборатории.

При работе с легковоспламеняющимися жидкостями (растворители, спиртовые растворы и т. ) не пользоваться открытым огнем, не допускать во время работы вблизи от ЛВЖ возникновения искр, в том числе электрических, которые могут возникнуть при коммутации электрического тока.

Проводимые измерения и испытания повышенным напряжением не представляют опасности для окружающей среды. После проведенных испытаний, трансформаторное масло сдается на склад маслохозяйства, а затем утилизируется специализированной организацией в установленном порядке.

Оформление результатов измерений

Согласно требованиям ГОСТ Р 50571. 16-99 для регистрации и обработки результатов измерений и испытаний, должен вестись рабочий журнал, который должен быть пронумерован и прошнурован. По результатам проверки составляется протокол испытаний трансформаторного масла.