Контроль стану ізоляції трансформаторів
Допустимість включення трансформаторів без сушіння визначається результатами комплексу випробувань і вимірювань з урахуванням умов, в яких знаходився трансформатор до початку монтажу і в процесі його виконання.
Умови включення трансформаторів без сушіння та необхідність сушіння активної частини регламентовані «Інструкцією по контролю ізоляції трансформаторів перед введенням в експлуатацію», а також «Інструкцією транспортування, зберігання, монтажу та введення в експлуатацію силових трансформаторів на напругу до 35 кВ включно без ревізії їх активних частин» .
Коротка характеристика методів контролю вологості.
Для включення трансформатора без сушіння потрібно оцінити ступінь зволоження ізоляції, яка визначається наступними характеристиками головною ізоляції трансформаторів, залитих маслом:
виміром 15-секундного і однохвилинного опору ізоляції (R15 і R60) і знаходженням коефіцієнта абсорбції;
виміром тангенса кута діелектричних втрат обмоток;
виміром ємності і знаходженням співвідношення С2 / С50 (метод «ємність - частота»);
знаходженням відносин Д С / С і збільшень цих значень в кінці і на початку огляду, якщо при монтажі проводився огляд активної частини трансформатора поза масла (метод «ємність - час»);
виміром ємності в нагрітому і холодному станах і визначенням відносини згорить / Схол, якщо за умовами монтажу необхідний підігрів трансформатора в маслі (метод «ємність - температура»).
Коефіцієнт абсорбції. Стан ізоляції обмоток визначають за коефіцієнтом абсорбції, т. Е. По співвідношенню опорів ізоляції обмоток залежно від часу прикладення напруги. Вимірюють мегаомметром опір ізоляції обмоток через 15 і 60 с після прикладення напруги і визначають коефіцієнт абсорбції, рівний відношенню R15 / R60. Якщо при 10-30 ° С ставлення R15 / R60 одно 1,3, коефіцієнт абсорбції відповідає нормі.
Тангенс кута діелектричних втрат. Величина tg δ також характеризує загальний стан ізоляції, будучи показником її зволоження і втрат в ній.
При додатку до ізоляції напруги з мережі споживається не тільки реактивна, але і активна потужність. Ставлення активної потужності, споживаної ізоляцією, до реактивної називається тангенсом кута діелектричних втрат, виражається у відсотках. Величина tg δ обмоток трансформатора до 35 кВт потужністю щонайменше 2500 кВ • А не повинна перевищувати 1,5% при 10 ° С, 2% - при 20 ° С, 2,6% - при 30 ° С і 8% - при 70 ° С.
Метод «ємність-частота». Про ступінь зволоженості обмоток судять по залежності ємності від частоти проходить по обмотках струму при незмінній температурі (метод «емкость- частота»). Ємність обмоток при частотах 2Гц (С2) і 50 Гц (С50) вимірюють спеціальним приладом контролю вологості ПКВ при 10- 20 ° С. Ставлення С2 / С50 характеризує ступінь зволоженості ізоляції обмоток. Це ставлення має бути не більше: 1,1-при температурі обмоток 10 ° С; 1,2 - при 20 ° С і 1,3 - при 30 ° С.
Метод «ємність - час». Визначають відносний приріст ємності по часу ДС по відношенню до ємності С випробуваної обмотки при одній і тій же температурі. Метод «ємність - час» Д С / С дозволяє виявити навіть незначне зволоження ізоляції трансформатора.
Метод «ємність - температура». Інший ємнісний метод контролю вологості ізоляції обмоток заснований на залежності ємності обмоток від температури. Фізична основа його полягає в зміні діелектричної постійної ізоляції, а отже, і її ємності при зміні температури. Вплив температури на величину діелектричної постійної у зволоженою ізоляції проявляється сильніше, ніж у сухий. Найбільше допустиме значення відносини згорить / Схол обмоток в маслі становить 1,1.
Параметри ізоляції вимірюють при її температурі не нижче 10 ° С. Вимірювання допускається виконувати не раніше ніж через 12 годин після закінчення заливки бака трансформатора маслом.
Обсяг і порядок перевірки трансформаторів для визначення можливості включення їх без сушіння та умови включення без сушіння наведені в інструкції і тут не розглядаються.
Трансформатори всіх потужностей піддають кон- тролиюму прогріванню в маслі при наявності ознак зволоження масла, з яким прибув трансформатор, або якщо час зберігання на монтажі без доливання масла перевищує час, вказане інструкцією, але не більше 7 міс, або час перебування активної частини трансформатора на повітрі перевищує час, визначений інструкцією, але не більше ніж удвічі, або характеристики ізоляції не відповідають нормам.
Якщо в результаті контрольного прогріву трансформатора характеристики ізоляції не приведені у відповідність з нормами або час його зберігання без доливання масла перевищує 7 міс, але не більше року, виконують контрольну підсушування ізоляції.
Сушку трансформаторів всіх потужностей виробляють обов'язково: при наявності слідів води на активній частині або в баку; тривалості перебування активної частини на повітрі, що перевищує більш ніж удвічі нормований час; зберіганні трансформатора без доливання масла більше одного року; невідповідність характеристики ізоляції нормам після контрольної підсушування.
Контрольний прогрів, який виробляють у власному баку трансформатора з маслом без вакууму, триває до тих пір, поки температура верхніх шарів масла перевищить вищу з температур, зазначених у паспорті, на 5-15 ° С в залежності від методу прогріву. При контрольної підсушування обмоток трансформатора прогрів здійснюється тими ж методами, що і контрольний прогрів до температури верхніх шарів масла, рівної 80 ° С, при вакуумі, передбаченому конструкцією трансформатора. Режим контрольної підсушування рекомендований наступний: через кожні 12 год підсушування протягом 4 ч виробляти циркуляцію масла насосом через трансформатор; тривалість підсушування не повинна перевищувати 48 год (без урахування часу нагріву). Коли характеристики ізоляції досягнуто норми, підсушування припиняють, але не раніше, ніж через 24 годин після досягнення температури 80 ° С. Схема підсушування трансформатора показана на рис. 1.
Мал. 1. Схема підсушування трансформатора:
1 - бак трансформатора, 2 - вакуумметр, 3 - кран, 4 і 5 - масляний і вакуумний насоси. Стрілками позначено рух масла
Найбільш поширеним способом сушіння активної частини трансформатора є спосіб індукційних втрат в кожусі, заснований на його нагріванні вихровими струмами, що виникають при впливі на кожух змінного магнітного потоку. Магнітний потік змінюють за допомогою спеціальної намагничивающей обмотки, намотуваним на кожух і живиться змінним струмом. Вихрові струми нагрівають кожух, в результаті чого через повітряний прошарок нагрівається і активна частина. Перед сушінням масло з бака трансформатора повністю видаляють.
Для рівномірного нагріву обмотку розташовують по нижній і верхній частинах бака, залишаючи близько 1/3 висоти вільною. У нижній частині бака укладають близько 60- 65% загального числа витків. Нагрівання регулюють перемиканням витків обмотки.
Перетин дроту і число витків намагничивающей обмотки, а також необхідну потужність для нагрівання трансформатора визначають за спеціальними довідниками.
Щоб усунути відставання нагріву нижньої частини бака від верхньої, додатково підігрівають дно бака трансформатора повітродувкою або закритими електропечами. Теплоізоляція бака створює сприятливі умови для прискорення сушки і економії електроенергії. Її зазвичай виконують двошарової з азбестових листів товщиною 4-5 мм. Листи кріплять шпагатом або кіперною стрічкою, але не дротом. Кришку утеплюють щоб уникнути конденсації на ній вологи. Для контролю температур встановлюють термопари в середній фазі обмоток і термометри на залозі бака.
Перевіряють надійність ущільнень плавним збільшенням вакууму. Потім проводять пробний нагрів трансформатора. Приблизно протягом години на різних щаблях регулювання зіставляють результати вимірювання струмів з розрахунковими даними. Спостерігають за швидкістю нагріву бака. Якщо результати пробного нагріву задовільні, трансформатор вважають готовим до сушіння.
Мал. 2. Схема сушіння трансформатора способом індукційних втрат:
1 - вакуумна установка, 2 - кран для регулювання вакууму, 3 - вакуумметр, 4 - тимчасові вводи для вимірювання, 5 - трансформатор, 6 - намагнічує обмотка, 7 - труба для продувки гарячим повітрям, 8 - кабелі живлення, 9 - електричні печі, 10 - відстійник для зливу масла, 11 - заземлення бака, 12 - сепаратор (центрифуга)
Сушку трансформатора способом втрат в кожусі починають з розігріву трансформатора. При цьому забезпечують плавне зростання температури кожуха регулюванням числа витків. Тривалість розігрівання кожуха коливається від 12 до 15 год для трансформаторів середньої потужності. Необхідно ретельно контролювати температурний режим сушіння, не допускаючи збільшення температури обмоток більш 100-105 і кожуха 110-120 ° С. Сушіння проводять під вакуумом. Першим показником закінчення сушіння є усталене протягом 6 ч опір обмоток при постійних вакуумі і температурі обмоток. Другий показник - зникнення або незначне виділення конденсату. Після закінчення сушіння і зниження температури обмоток трансформатора до 75-80 ° С його бак заповнюють висушеним під вакуумом маслом через нижній кран. Трансформатори на напругу до 35 кВ включно дозволяється заливати маслом (без вакууму) при його температурі не нижче 10 ° С. У процесі сушіння і заливки трансформатора маслом температуру нагрівання бака і активної частини регулюють періодичним включенням і відключенням харчування намагничивающей обмотки. Схема сушіння трансформатора способом індукційних втрат приведена на рис. 2.