Испытания трансформаторов и реакторов - Испытание трансформаторного масла перед заливкой Испытания трансформаторов и реакторов

Страница 11 из 15

Свежее масло перед заливкой вновь вводимых трансформаторов, прибывших без масла, должно быть испытано по показателям п.п. 1, 2, 4 - 12 табл. 2.14.

Из трансформаторов, транспортируемых без масла, до начала монтажа следует произвести отбор пробы остатков масла (со дна). Электрическая прочность остатков масла в трансформаторах напряжением 110 - 220 кВ должна быть не ниже 35 кВ и в трансформаторах напряжением 330 - 500 кВ - не ниже 45 кВ.

Масло из трансформаторов напряжением 110 кВ и выше, транспортируемых с маслом, до начала монтажа испытывается по показателям п.п. 1 - 6 и 12 табл. 2.14.

Испытание масла из трансформаторов с массой масла более 1 т, прибывающих с маслом, при отсутствии заводского протокола испытания масла перед включением в работу производится по показателям п.п. 1 - 11 табл. 2.2, а масла из трансформаторов напряжением 110 кВ и выше, кроме того, по п. 12 табл. 2.14.

Испытания масла, залитого в трансформатор, перед включением его под напряжение после монтажа производится по показателям п.п. 1 - 6 табл. 2.14.

При испытании масла из трансформаторов напряжением 110 кВ и выше по показателям п.п. 1 - 6 табл. 2.14 следует производить и измерение тангенса угла диэлектрических потерь масла. Измерение тангенса угла диэлектрических потерь масла следует производить также у трансформаторов, имеющих повышенное значение тангенса угла диэлектрических потерь изоляции.

Масло из трансформаторов I и II габаритов, прибывающих на монтаж заполненными маслом, при наличии удовлетворяющих нормам показателей заводского испытания, проведенного не более чем за 6 мес. до включения трансформаторов в работу, разрешается испытывать только по показателям 1 и 2 табл. 2.14.

Определение пробивного напряжения трансформаторного масла при частоте 50 Гц производится в соответствии с требованиями ГОСТ 6581-75 с целью определения его качества. Наличие невидимой влаги, продуктов сгорания, окисления, разложения масла снижают его электрическую прочность. Испытание производится с помощью специально оборудованных аппаратов, например, АИМ-30, АИИ-70 и стандартной измерительной ячейки (сосуда, см. рис. 2.23).

Таблица 2.14. Предельные допустимые значения показателей качества трансформаторного масла

Показатель качества масла	Свежее сухое масло перед заливкой в оборудование				Масло непосредственно после заливки в оборудование
Показатель качества масла	по ГОСТ 982- 80* марки ТКп	по ГОСТ1 0121- 76*	по ТУ 38-1- 182-68	по ТУ 38-1- 239-69	по ГОСТ 982- 80* марки ТКп	по ГОСТ1 0121- 76*	по ТУ 38-1- 182-68	по ТУ 38-1- 239- 69
1	2	3	4	5	б	7	8	9
1. Электрическая прочность масла, кВ, определяемая в стандартном сосуде, для трансформаторов и изоляторов напряжением: до 15 кВ выше 15 до 35 кВ от 60 до 220 кВ от 330 до 500 кВ	30 35 45 55	30 35 45 -	30 35 45 55	- - - 55	25 30 40 50	25 30 40 50	25 30 40 50	- - - 50
2. Содержание механических примесей	Отсутствие (визуально)
3. Содержание взвешенного угля в трансформаторах и выключателях	Отсутствие
1	2	3	4	5	б	7	8	9
4. Кислотное число, мг КОН на 1 г масла, не более	0,02	0,02	0,03	0,01	0,02	0,02	0,03	0,01
5. Реакция водной вытяжки	Нейтральная
6. Температура вспышки, °С, не ниже	135	150	135	135	135	150	135	135
7. Кинематическая вязкость, 1·10-6 м2 /с, не более при 20°С при 50°С	- 9,0	28 9,0	30 9,0	- 9,0	- -	- -	- -	- -
8. Температура застывания, °С, не выше1	-45	-45	-45	-53	-	-	-	-
9. Натровая проба, баллы, не более	1	1	1	1	-	-	-	-
10. Прозрачность при +50 С	Прозрачно
11. Общая стабильность против окисления (по ГОСТ 981-75*): - количество осадков после окисления, %, не более - кислотное число окисленного масла, мг КОН на 1 г масла, не более	0,01 0,1	Отсут- ствие 0,1	0,03 0,3	Отсут- ствие 0,03	- -	- -	- -	- -
12. Тангенс угла диэлектрических потерь, %, не более: при 20 С при 70 С при 90 С	0,2 1,5 -	0,2 2,0 -	0,05 0,7 1,5	- 0,3 0,5	0,4 2,0 -	0,4 2,5 -	0,1 1,0 2,0	- 0,5 0,7

Примечание: данные табл. 1.8.38 ПУЭ.

1Проверка не обязательна для трансформаторов, устанавливаемых в районах с умеренным климатом.

2Нормы тангенса угла диэлектрических потерь масла в маслонаполненных вводах см. ПУЭ.

В цепи обмотки ВН испытательного трансформатора должно быть включено сопротивление из расчета 0,2 - 1 Ом на 1 В для ограничения тока короткого замыкания в момент пробоя. Ток при пробое не должен быть менее 20 мА при напряжении пробоя свыше 15 кВ. В цепи обмотки НН должен быть установлен автоматический выключатель с временем срабатывания не более 0,02 с. Форма кривой испытательного напряжения должна быть практически синусоидальной. Коэффициент амплитуды (отношение максимального значения напряжения к эффективному) испытательного напряжения должен быть в пределах 1.34 - 1.48 .

Приборы, применяемые для измерения испытательного напряжения должны иметь класс точности не ниже 1,5.

Корпус измерительной ячейки изготавливается из изоляционного материала, который не взаимодействует с трансформаторным маслом. Например, фарфор, электроизоляционные пластмассы, электроизоляционное стекло. Электроды должны быть сферической формы диаметром 25 мм, изготовленные из латуни по ГОСТ 17711-72 и отполированы (шероховатость поверхности по классу 9 ГОСТ 2789-73). Электроды должны быть смонтированы так, чтобы их оси находились на одной горизонтальной линии, параллельной нижней поверхности испытательной ячейки. Зазор между электродами должен составлять (2,5 ± 0,05) мм. Данный зазор необходимо проверять шаблонами (шаблон "2,45 мм" должен проходить между электродами, а шаблон "2,55 мм" - нет). Глубина погружения электродов в трансформаторное масло должны быть не менее 15 мм.

Для промывки измерительной ячейки после длительного хранения или после сильно загрязнения применяют последовательно керосин по ГОСТ 18499-73 и петролейный эфир по ГОСТ 11922-66. При обнаружении потемнения поверхностей электродов они должны быть демонтированы, отполированы замшей, тщательно промыты растворителем и вновь смонтированы. При появлении конденсации влаги на электродах (в результате быстрого испарения растворителей) ячейку необходимо слегка нагреть.

Обработанную ячейку ополаскивают испытываемой жидкостью и заполняют порцией масла, предназначенной для испытания. В тех случаях, когда проводят ежедневные испытания трансформаторного масла и значения пробивного напряжения его не ниже установленных норм, обработка испытательной ячейки сводится к ее ополаскиванию испытываемым маслом. В нерабочем состоянии измерительную ячейку необходимо хранить заполненной маслом. При этом пробивное напряжение такого масла должно быть в пределах норм.

Если перед началом испытаний в пробе трансформаторного масла обнаружены капельки влаги, определение пробивного напряжения не производят, а качество масла характеризуют как неудовлетворительное.

Температура масла при испытании должна быть в пределах 15 - 35°С и не отличаться от температуры помещения. Плотно закрытый сосуд с пробой масла должен быть выдержан в помещении не менее 30 мин. При этом сосуд должен быть защищен от воздействия дневного света.

Перед заполнением измерительной ячейки емкость с пробой трансформаторного масла несколько раз осторожно переворачивают вверх дном, для того чтобы содержащиеся в пробе загрязнения равномерно распределились по всему объему. При этом нельзя встряхивать сосуд во избежание попадания пузырьков воздуха в испытываемое масло. Измерительную ячейку и электроды также ополаскивают небольшим количеством масла из сосуда с пробой. Затем медленно заполняют ячейку, следя за тем, чтобы непрерывная струя масла падала на стенку ячейки и не образовывалось пузырьков воздуха.

После заполнения ячейки до приложения напряжения должна быть выдержка 10 мин. При наличии в масле пузырьков воздуха последние следует удалить осторожным перемешиванием жидкости стеклянной палочкой. Подача напряжения на испытательную ячейку производится в соответствии с инструкцией к аппарату, с помощью которого определяют электрическую прочность трансформаторного масла.

Определение пробивного напряжения масла допускается производить единолично лицом, имеющим Ш квалификационную группу по ТБ, прошедшему проверку знаний настоящей инструкции и инструкции по работе с аппаратом для испытания трансформаторного масла, а также практически обученным работе с этим аппаратом.

Перед началом измерений необходимо проверить исправность защитного заземления аппарата, исправность блокировки, исправность изоляции питающего провода и вилки, Работу производить в диэлектрических перчатках, стоя должен располагаться на диэлектрическом коврике. Перестановку измерительной ячейки, перемешивание масла в ней можно производить только после отключения аппарата от сети с помощью штепсельной вилки.

Ремонт и испытания аппарата для определения электрической прочности масла производятся в соответствии с требованиями п. 25 приложения 1 ПЭЭП.

Подъем напряжения должен производиться плавно, желательно автоматически, с постоянной скоростью, равной 2 кВ/c ± 20%.

При одном заполнении ячейки трансформаторным маслом осуществляется шесть последовательных пробоев с интервалом в 5 мин. После каждого пробоя при помощи стеклянной палочки масло между электродами осторожно перемешивают для удаления продуктов разложения из межэлектродного пространства, не допуская при этом образования воздушных пузырьков.

Обработка результатов испытания. Среднее арифметическое значение пробивного напряжения Uпр, кВ, вычисляют по формуле

где Uпрi, - напряжение пробоя в i-ом испытании, i=1, n.

Значение Uпр должно отвечать нормированному значению коэффициента вариации V, вычисленного по формуле

Среднеквадратичная ошибка среднего арифметического значения Uпр определяется

Если значение V превышает 20%, то производят еще одно заполнение ячейки маслом из того же сосуда с пробой масла и выполняют дополнительно шесть испытаний. После этого определяют значения Uпр, V и u при n= 12 .

Нормы показателей качества масла приведены в табл. 2.14.

Тангенс угла диэлектрических потерь трансформаторного масла при частоте 50 Гц характеризует его качество и зависит: для свежих масел - от степени очистки его на заводе, а в эксплуатации - от степени загрязнения и старения масла.

Измерение тангенса угла диэлектрических потерь tg производится в соответствии с ГОСТ 6581-75.

При измерении tg масла используют высоковольтные мосты переменного тока, (Р-525, Р-5026, р-595) и измерительную ячейку трехзажимного типа, изготовленную в соответствии с ГОСТ 6581-75 (см. рис. 2.24).

Электроды измерительной ячейки изготавливаются из стали 12Х18Н9Т по ГОСТ 5632-72. Рабочие поверхности электродов полируются - шероховатость по классу 9 ГОСТ 2789-73. Изолирующие прокладки изготавливают из твердых материалов с высоким электрическим сопротивлением, таких как плавленый кварц, фторопласт-4 и др. Сборка измерительной ячейки должны быть выполнена таким образом, чтобы взаимное расположение электродов не нарушалось — собственная емкость ячейки должна воспроизводиться с отклонением не более 15%.

измерительная ячейка для измерения пробивного напряжения жидких диэлектриков

Рис. 2.23. Стандартная измерительная ячейка (сосуд) для измерения пробивного напряжения жидких диэлектриков.

Схема плоской измерительной ячейки трехзажимного типа

Рис. 2.24. Схема плоской измерительной ячейки трехзажимного типа, применяемой при измерении тангенса угла диэлектрических потерь жидких диэлектриков (ГОСТ 6581-75)

1- измерительный электрод; 2- высоковольтный электрод; 3- охранный электрод; 4, 5-держатели ( прокладки ) из изоляционного твердого материала; 6- зажимы для соединения с измерительной схемой; Н И - нулевой индикатор; Тр- высоковольтный трансформатор; R3 С4 R4- элементы высоковольтного моста для измерения тангенса потерь

Обязательными размерами в онструкции измерительной ячейки являются: зазор между высоковольтным и измерительным электродами, который должен быть равен (2 ± 0,1) мм; зазор между измерительным и охранным электродами равный (2 ± 0,1) мм.

Электроды ячейки должны иметь контактные зажимы, обеспечивающие надежное соединение электродов с соответствующими элементами схемы. При этом охранный электрод должен быть присоединен к заземлению и к экрану кабеля, соединяющего внутренний (измерительный) электрод с измерительным прибором.

Напряжение, приложенное к электродам измерительной ячейки, должно соответствовать напряженности электрического поля в рабочем зазоре равной 1 кВ/мм ± 3%, если в стандартах на трансформаторное масло не указана иная величина.

Источник напряжения должен обеспечивать получение практически синусоидальной формы кривой напряжения (коэффициент амплитуды в пределах 1,34 – 1,48); колебания напряжения не более 1% изменения частоты не более 0,5%.

В качестве нулевого индикатора при измерении высоковольтным мостом должны применяться вибрационный гальванометр, селективный микровольтметр и осциллоскоп.

При необходимости очистку деталей ячейки производят растворителями. Заключительное ополаскивание (после нефтяных масел) производят петролейным эфиром по ГОСТ 11992-66. Затем ячейку промывают, используя нейтральные моющие средства, такие как вспомогательные вещества ОП-7 или ОП-10 по ГОСТ 8433-57. Потом детали ячейки ополаскивают сначала в обычной воде, затем 5 - 6 раз в дистиллированной воде по ГОСТ 6709-72. Встряхиванием электродов удаляют остатки воды, и электроды на 90 мин. помещают в сушильный шкаф с температурой 105 - 110°С. При подготовке ячейки необходимо обращать внимание на тщательную очистку изолирующих деталей. При сборке ячейки необходимо избегать прикосновения пальцев к рабочей поверхности электродов. Сборку рекомендуется производить в капроновых или хлопчатобумажных перчатках.

На собранной пустой ячейке производят измерение емкости С0, tg. Если tg > 0,0001 (0,01%), то ячейку необходимо вновь промыть. В нерабочем положении измерительная ячейка должна храниться заполненной чистым трансформаторным маслом.

При очередном измерении tg масла подготовка ячейки сводится в двух-трехкратному ополаскиванию деталей ячейки испытываемым маслом.

Предварительную обработку пробы трансформаторного масла, взятого из электроаппаратов или подготовленного для их заполнения, не производят.

Сосуд с пробой масла для измерения tg должен быть выдержан при комнатной температуре не менее 30 мин. Перед заливкой масла в измерительную ячейку сосуд с пробой масла медленно переворачивают, чтобы масло перемешалось, не допуская при этом образования пузырьков воздуха. Измерительный сосуд заполняют испытываемым маслом таким образом, чтобы масло стекало непрерывной струей и чтобы не образовывалось пузырьков воздуха.

Порядок работы при измерении tg масла определяется инструкцией к мосту, с помощью которого производится измерение.

Измерение tg масла, как правило, производят для двух значений температуры 20°С и 70°С или 20°С и 90°С. Соответствующие указания имеются в стандарте (технических условиях) на конкретный сорт масла.

Для подогрева измерительной ячейки рекомендуется использовать зеркальную лампу 500 Вт с регулятором напряжения, вмонтированным в стенд измерительной установки. Температуру контролируют термометром, опущенным в измерительную ячейку или с помощью специально подобранного терморезистора, например, типа ММТ-14, опущенного в масло испытательной ячейки и включенного в схему неуравновешенного моста. Показывающий прибор этого моста градуируется по температуре.

Заполненную ячейку помещают в испытательный стенд и присоединяют к электрической схеме. Первое измерение производят при температуре, равной температуре помещения. Нагревание ячейки производят со скоростью не менее 2°С/мин до заданной температуры. В течение 20 мин производят выдержку ячейки, при этом колебания температуры должны быть не более ±20 С. После этого определяют tg испытываемого масла.

Измерительную ячейку выдерживают под напряжением только в процессе определения tg . Отсчет значения tg проводят не позже, чем через 3 мин после включения напряжения.

Если затруднительно провести замеры tg при заданных температурах, то допускается произвести эти замеры при других температурах, отличающихся на 10 – 150С от заданных. После чего необходимо построить зависимость tg от температуры (шкала tg выполняется в логарифмическом масштабе). Путем экстраполяции полученной кривой определяют tg для заданных температур.

Точное значение tg масла при измерениях с помощью трехзажимной измерительной ячейки определяется по формуле

где С0, tg - параметры для пустой ячейки;

С1, tg - параметры для ячейки с испытываемым маслом.

Емкости С0, С1 подсчитываются в соответствии с указаниями инструкции к измерительному мосту.

При tg >> tg0 принимают, что tg = tg1.