Тест высоковольтных силовых трансформаторов

Высоковольтные силовые трансформаторы — это сложное (дорогостоящее) оборудование, необходимое для полноценной работы энергосистемы. Покупка, подготовка, сборка, эксплуатация и техническое обслуживание силовых трансформаторов – все эти действия сопровождаются существенными затратами на энергосистему. Поэтому тест силового высоковольтного трансформатора, перед вводом этого оборудования в работу, видится процедурой обязательной, соответствующей всем положениям норм и правил.

Необходимость первичной проверки силового трансформатора

Когда высоковольтный трансформатор принимается от завода-изготовителя или перераспределяются из другого места, уже существует необходимость первичной проверки.

Следует убедиться, что оборудование находится в сухом состоянии, отсутствуют повреждения, возможные при транспортировке, внутренние соединения не ослаблены.

Необходимо проверить соответствие коэффициента трансформации, импеданса и полярности тем значениям, что указаны на паспортной табличке.

Проверяется целостность основной изоляции, электропроводки, готовность силового трансформатора к эксплуатации. Следующие параметры:

  • физические размеры,
  • класс по напряжению,
  • номинал МВА (кВА).

являются основными, определяющими объём подготовительных работ, необходимых для включения силовых высоковольтных трансформаторов в действие.

Габариты оборудования и номинал МВА также определяют тип и количество вспомогательных устройств, которые прилагаются к силовому трансформатору. Все эти факторы влияют на объем мероприятий тестирования относительно подтверждения готовности к подключению высоковольтного оборудования и последующей эксплуатации.

Конструкция высоковольтного силового трансформатора
Классическая схема: 1 — расширительный бак; 2 — указатель уровня масла; 3 -концевой вентиль; 4 — реле Бухгольца; 5 — обезвоживающий сапун; 6 — циферблатный термометр; 7 — масляный насос; 8 — резервуар; 9 — радиатор; 10 — вентилятор; 11 — секция охлаждения; 12 — реле давления; 13 — трансформатор тока; 14 — изолятор

Существует множество вариантов испытаний и проверок, выполняемых при сборке силового трансформатора на подстанции. Однако инженер-испытатель не вправе непосредственно выполнять все существующие испытания и проверки.

Но в любом случае, инженер-испытатель должен быть уверен, что исполненные тесты удовлетворительны, прежде чем принимать окончательное решение о готовности силового трансформатора к вводу в эксплуатацию.

Часть тестов и процедур допускается выполнять специалистам на этапе сборки. Также могут потребоваться специальные тесты, за исключением тестов, перечисленных ниже. Многие из тестов требуют специального оборудования и опыта, которыми монтажники не обладают и потому не вправе выполнять.

Если часть теста выполняется монтажниками, другая часть испытания выполняется лицом (лицами), производящим окончательные электрические тесты на силовых высоковольтных трансформаторах.

Тесты доступные персоналу на местах

Несмотря на существующие ограничения, подробные описания позволяют (или помогают) персоналу на местах выполнять основные тесты. Процедуры и тесты ниже представлены в целом, но применяются часто при тестировании силовых высоковольтных трансформаторов.

Кроме того, следующие ниже перечисления тестов обеспечивают точку привязки, отталкиваясь от которой следует обращаться за помощью, когда это необходимо. Обсуждаются или описываются следующие пункты:

  1. Данные паспортной таблички
  2. Испытание сопротивления изоляции
  3. Проверка вспомогательных компонентов и проводов
  4. Тестирование грозового разрядника
  5. Испытание изоляции ручников
  6. Устройства температуры
  7. Тест трансформатора тока
  8. Температура обмотки и тепловой фон
  9. Факторинг мощности проходных изоляторов
  10. Дистанционная индикация температуры
  11. Трансформаторный факторинг мощности
  12. Вспомогательная мощность (под собственные нужды)
  13. Отношение напряжений
  14. Автоматическое коммутирующее устройство
  15. Полярность
  16. Система охлаждения
  17. Коэффициент трансформации
  18. Потенциальное устройство изоляторов
  19. Переключатели ответвлений
  20. Защита и сигнализация вспомогательного оборудования
  21. Импеданс короткого замыкания
  22. Полная нагрузка
  23. Нулевая последовательность
  24. Проверка расцепителей
  25. Сопротивление обмотки

Перед процедурой измерения параметров трансформатора, инженеру-испытателю следует ознакомиться с правилами безопасности.

Последовательность тестирования силовых трансфрматоров

Ниже приведена приблизительная последовательность тестирования высоковольтных силовых трансформаторов:

  1. Проверка на предмет отсутствия влаги в схеме и повреждений от транспортировки.
  2. Проверка данных паспортной таблички (распечатки) на соответствие напряжения и внешней фазировки подключения к линии или шине.
  3. Проверка калибровки всех тепловых датчиков, нагрева «горячей точки», мостовых РТД (резонансных туннельных диодов) и соответствующих аварийных контактов. Настройки аварийных контактов должны соответствовать примерно следующим:
  • первая ступень работает постоянно (принудительное охлаждение)
  • вторая ступень срабатывает при Т = 80 ° C
  • третья ступень срабатывает при Т = 90 ° C
  • тревога «горячей точки» при Т = 100°C (на отключение 110°C)
  • сигнал тревоги для верхнего предела Т масла: 80°C при 55°C ,75°C при 65°C
Тест проходных изоляторов
Тест проходных изоляторов: 1 — пружинная пластина; 2 — линия напряжения; 3 — тест защиты; 4 — земля: 5 — мегомметр
  1. Проверка (измерение мегомметром) всех точек подключения: вентиляторов, насосов, сигнализаторов, нагревателей, переключателей ответвлений и других устройств, действующих в схеме силового трансформатора, а также соединительных кабелей.
  2. Масляные резервуары трансформаторов мощностью выше 150 МВА требуется высушить в вакууме. Нельзя применять испытательные напряжения к обмотке в процессе вакуумной сушки. Клеммы следует закоротить и заземлить на время циркуляции масла из-за потенциала статического заряда, который может накапливаться на обмотке.
  3. После того, как резервуар заполнен маслом, необходимо подтвердить, что образец масла прошёл лабораторный тест, а результаты теста занесены в отчет испытаний масляных резервуаров. При заполнении резервуара следует обращать внимание на уровень масла и температуру.
  4. Тестируется питание и правильное вращение насосов, вентиляторов, переключателя ответвлений под нагрузкой, если это предусмотрено. Кроме того, проверяется работоспособность нагревателя, аварийных сигналов и других устройств.

Тестирование обмоток силовых трансформаторов

Предполагается, что все высоковольтные силовые трансформаторы большой мощности (> 1 мВА) требуют проверки специальным тестовым набором TTR (Transformer Turns Ratio):

  • импеданса,
  • сопротивления обмотки постоянного тока,
  • коэффициента мощности и сопротивления обмотки,
  • проходных изоляторов и разрядников.

Прибор типа TTR — это устройство, используемое для измерения коэффициента трансформации между обмотками. Классическая схема применения приборов типа TTR показана ниже.

Тест коэффициента трансформации через ТТР
Схема теста коэффициента трансформации через TTR: 1 — прибор типа TTR; 2 — принтер; 3 — линия высокого потенциала; 4 — линия низкого потенциала; 5 — трансформатор силовой

Следует выждать до 24 часов от момента завершения заливки трансформаторного масла, прежде чем выполнять тест коэффициента трансформации (мощности).

Дальнейшая последовательность:

  1. Нагрузить схему общей цепи и точки полярности.
  2. До включения питания, проверить схемы защиты групп и реле сбора газа.
  3. При активизации группы или установки нагрузки контролировать токи и напряжения группы, включая работу устройства РПН.
  4. Проверить правильность фазировки и напряжения в системе. Если возможно, мощные трансформаторы (> 1 МВА) необходимо оставить под напряжением на 8 часов перед подключением нагрузки.
  5. Проверить работоспособность счетчиков и реле.
  6. Запустить в эксплуатацию и сообщить информацию службе энергоснабжения.
  7. Создать (распечатать) отчет об испытаниях.

Созданный (распечатанный) отчёт должен включать следующее:

  • все сведения по тестам,
  • данные по влажности и маслу,
  • имевшие место проблемы,
  • данные по эксплуатации,
  • время выдержки под напряжением,
  • время запуска в эксплуатацию,
  • любые имевшие место неординарные проблемы.

Паспортные данные и маркировка электрических выводов

Съём данных паспортной таблички не тестируется. Эти данные попросту регистрируются лицом (лицами), выполняющим испытания оборудования. Акт записи сведений паспортной таблички помогает персоналу ознакомиться с тестируемым устройством.

Табличка данных силового транчформатора
Табличка данных высоковольтного силового трансформатора содержит большую часть базовых сведений относительно системного электрического оборудования

Для высоковольтного силового трансформатора большую часть необходимой информации можно получить из основной паспортной таблички. Если присутствует устройство переключения под нагрузкой, должна присутствовать отдельная табличка на это устройство.

Трансформаторы тока имеют соответствующие таблички, как правило, на карманах проходных изоляторов, где они монтируются.

Дополнительно информация присутствует на паспортной табличке, расположенной внутри дверцы шкафа управления системой охлаждения (типичная конфигурация для мощных габаритных трансформаторов).

Также оснащаются информационными табличками:

  • изоляторы,
  • предохранители,
  • двигатели вентиляторов и насосов,
  • молниеотводы и разъединители.

В процессе теста необходимо стремиться заполнить все соответствующие области в листе данных. Информационные листы под тест содержат различное информационное пространство для ввода данных, но часто имеют недостаточно места для полной записи. Также важна запись информации, не указанной конкретно в листе тестовых испытаний.

Терминальная маркировка силовых трансформаторов определяется стандартами ANSI. Высоковольтные силовые трансформаторы с обратной связью имеют терминалы, обозначенные H и X (например, H1, H2, X1, X2,).

Символ «H» обозначает обмотку с более высоким напряжением, символ «X» — обмотку более низкого напряжения. Если смотреть со стороны высокого напряжения, клемма проходного изолятора «H1» располагается справа.

Структура трёхфазного силового трансформатора
Структура 3-фазного СТ: 1 — проходные изоляторы; 2 — диафрагма сброса давления; 3 — масляная ёмкость; 4 — реле Бухгольца; 5 — трубы радиатора охлаждения; 6 — высоковольтная обмотка; 7 — заливка маслом; 8 — заземление

Высоковольтные силовые трансформаторы с тремя или более обмотками имеют обозначение обмоток H, X, Y и Z, соответственно.

Здесь: H — высоковольтная обмотка (повышающая с номинальным напряжением в кВА, если обмотки имеют одинаковое напряжение), обмотки X, Y и Z предназначены для понижения номинальных значений напряжения.

Проверка вспомогательных компонентов и проводников

Размер, тип и расположение высоковольтного силового трансформатора определяют объем внешнего оборудования, связанного с ним. Силовой высоковольтный трансформатор допустимо оснащать устройствами, которые не предполагается использоваться во время установки.

Между тем, даже если не предполагается ввод такого оборудования в эксплуатацию, проверка надлежащей работы обязательна. Так предоставляются гарантии целостности вспомогательного оборудования для возможного использования в будущем по необходимости. Этот подход особо актуален для нового силового трансформатора, чтобы подтвердить полную функциональность.

Перед подключением необходимо проверить всю проводку на трансформаторе. Проверке подлежат:

  • панели управления,
  • шкафы выводов
  • кабели, приходящие на трансформатор.

Следует закрепить все винты, гайки и болты клемм, включая провода на трансформаторах тока, в соединительных коробках высоковольтных изоляторов.

Если используется переключатель РПН, устройство также необходимо проверить. Проверка проводников вспомогательного оборудования силового трансформатора полезна по нескольким причинам.

Тщательная проверка — это предотвращение повреждений или разрушений устройств, сложных, дорогостоящих, трудно заменяемых. Процесс тестирования также предоставляет персоналу возможность ближе ознакомиться с оборудованием.

Тест проводки заставляет персонал внимательнее посмотреть на оборудование, служит для перекрестной проверки чертежей, документации, фактически представляющие физическое оборудование. Тест проводки помогает убедиться, что проводники и компоненты имеют надлежащий размер, надежны и готовы к обслуживанию.

Ручной тест мегомметром (тест изоляции потенциала DC)

Большинство ручных мегомметров имеют выходное напряжение 250 — 500 вольт постоянного тока. Вся проводка высоковольтных силовых трансформаторов требует тестирования мегомметрами потенциалом 250В или 500В постоянного тока.

Схема теста ёмкости силового трансформатора
Схема теста ёмкости силового высоковольтного трансформатора: ИП — измерительный прибор; ТР — силовой трансформатор; ДФ — детектор фазы; МР — мощность рассеяния; ЕС — ёмкостное сопротивление; 1, 2 — перемычки; 3 — отключение нейтрали от земли; 4 — земляной щуп

Терминал силового трансформатора под соединение мегомметра специально выделяется среди многочисленных клеммных коробок, установленных на крупногабаритных силовых трансформаторах.

Канал, объединяющий проводники, может накапливать влагу или попадать под утечку воды. Кроме того, когда проводка тянется через металлический канал к силовому трансформатору, существуют риски сжатия изоляции до оголенного провода.

Любая клеммная коробка, установленная на вертикальной поверхности, должна иметь небольшое дренажное отверстие, просверленное снизу. Отверстие делается на случай попадания воды в коробку через швы.

Большие коробки или шкафы обычно имеют резистивные нагреватели и вентиляционные отверстия, покрываются экранами для предотвращения накопления влаги. Терминальные коробки, установленные на горизонтальных поверхностях, должны иметь качественные погодные уплотнения крышек.

Предварительная проверка мегомметром проводов и низковольтных компонентов желательна до начала теста непосредственно силового трансформатора. Ранее завершение этих тестов важно, потому что позволяет применять питание к цепям сигнализации и управления без причинения ущерба.

Наличие вспомогательной мощности облегчает проведение оперативных проверок, особенно когда необходимо использовать переключатели регуляторов напряжения для проведения различных испытаний. Изменение положения регуляторов с помощью ручного механизма является медленным и утомительным процессом.

Тестирование трансформатора тока (ТТ)

Трансформаторы тока подвергаются тесту с использованием метода испытаний на коэффициент тока до того, как высоковольтный силовой трансформатор полностью смонтирован.

Следует тестировать ТТ ещё до монтажа на силовом высоковольтном трансформаторе. В некоторых случаях ТТ приходится тестировать подключением измерительных проводов к обоим концам установленного проходного изолятора.

Схема теста трансформатора тока
Схема теста ТТ: 1 — вольтметр; 2 — амперметр; 3 — источник переменного тока; 4 — дюальный (двойной) вольтметр; 5 — измеритель угла фазы; 6 — трансформатор тока; п — полярный; нп — неполярный

Если ТТ уже смонтированы на силовом трансформаторе, крупные проводники пропускаются через центры ТТ, прежде чем вставлять изоляторы. Иногда невозможно выполнить тест на коэффициент передачи по току. Коэффициенты трансформации ТТ можно проверить, применяя напряжение ко всей обмотке трансформатора тока.

То есть, провести тест коэффициента напряжения ответвлений, а затем измерить падение напряжения на каждом отдельном ответвлении. Это простой тест для выполнения, когда отношения напряжения прямо пропорциональны коэффициенту трансформации ТТ между ответвлениями.

Тем не менее, тест по коэффициенту напряжения ответвлений недопустимо выбирать в качестве замены теста коэффициента тока. Метод коэффициента напряжения следует рассматривать как последнюю альтернативу.

Тестирование оборудования при номинальном токе обеспечивает большую уверенность в том, что силовой трансформатор при его включении в эксплуатацию будет функционировать так, как ожидалось. Метод коэффициента тока отражает эту философию.

Напротив, метод отношения напряжения не обеспечивает установления истинной полярности установленного ТТ (отношение первичного к вторичному току). Поэтому некоторые точки остаются непроверенными.

В дополнение к коэффициенту напряжения ответвлений может быть проведено вторичное испытание коэффициента тока. Для этого теста номинальный или меньший ток подводится через ответвление, а выходной ток полной обмотки ТТ измеряется действием трансформатора. Это эквивалентно процедуре, используемой для проведения теста импеданса короткого замыкания на автотрансформаторе.

Тестирование полярности трансформатора тока (ТТ)

Один из методов, используемых для установления полярности ТТ высоковольтных силовых трансформаторов, носит название «Флашинг трансформатора тока». Этот тест можно выполнить, применяя постоянный ток в диапазоне 6 — 12 вольт.



Тест выполняют, используя штангу для работы под напряжением для включения и отключения тестовой цепи. Автомобильная аккумуляторная батарея вполне удобна для выполнения теста. Можно даже применить фонарный аккумулятор.

Сопротивления обмотки трансформатора обычно достаточно для ограничения тока 12-вольтовой автомобильной батареи. Однако добавление последовательно к испытательной цепи токоограничивающего сопротивления (нагрузочного модуля) видится целесообразным в любой тестовой цепи с автомобильной батареей.

Следует иметь в виду: цепь тестирования постоянного тока генерирует ударное напряжение при отключении.

Необходимо соблюдать меры предосторожности для предотвращения поражения электрическим током. Если тест выполняется непосредственно на трансформаторе тока, всегда нужно включать сопротивление (нагрузочный модуль) в соединениях с «флэш» разъемом.

Аккумуляторные батареи имеют высокое внутреннее сопротивление и не нуждаются в дополнительном резисторе. Дуговую вспышку на силовом трансформаторе можно ограничить, если обмотки силового трансформатора закорочены на стороне, противоположной той, что тестируется.


 


Добавить комментарий

Внимание: Спам не пройдёт. Работает фильтрация комментариев. *