Испытание масла перед вводом трансформаторов в эксплуатацию

Испытание трансформаторов перед вводом в эксплуатацию

После окончания сборки (монтажа) трансформатора производят испытания, в объем которых входят практически все низковольтные испытания, проводимые на заводе-изготовителе. Сравнение результатов испытаний с заводскими, в определенной степени, позволяет оценить качество монтажных работ.

Проводятся следующие испытания трансформаторов:
1. Испытание на маслоплотность.
Испытание трансформаторов с пленочной защитой производят путем создания внутри гибкой оболочки избыточного давления воздуха 10 кПа (0,1 кГс/см2). Испытания остальных трансформаторов производят избыточным давлением азота 10кПа в надмасленом пространстве расширителя. Температура масла в баке при испытании должна быть не ниже 20°Сдля трансформаторов 220—750 кВ и не ниже 10°С для трансформаторов 110—150 кВ. Длительность испытания не менее 3 часов.
Воздухоосушитель на время испытания должен быть отсоединен.
Трансформатор считается маслоплотным, если при визуальном осмотре отсутствует течь масла.
2. Проверка характеристик масла
В баке масло проверяется на соответствие требованиям Объем проверок и требований к трансформаторному маслу, а в баке контактора на соответствие требованиям инструкции на устройства РПН.
3. Измерение потерь холостого хода при малом напряжении по схемам, по которым производилось измерение на предприятии-изготовителе, в соответствии с ГОСТ-3484— 77, раздел 5. Значение и частота напряжения должны соответствовать паспортным.
Измерение потерь холостого хода производится в начале всех испытаний и измерений до подачи на обмотки трансформатора постоянного тока (измерения сопротивления обмоток постоянному току, прогрев обмоток постоянным током, измерения сопротивления изоляции обмоток).
Для трехфазных трансформаторов соотношение потерь не должно отличаться от паспортных потерь более чем на 5 %, для однофазных трансформаторов отличие полученных потерь от паспортных должны быть не более 10 %.
4. Проверка устройств РПН и ПБВ проводится, руководствуясь соответствующей инструкцией.
5. Проверка коэффициента трансформации выполняется на всех ступенях переключения в соответствии с разделом 2 ГОСТ 3484—87. Измеренные коэффициенты трансформации не должны отличаться более чем на 2% от коэффициентов, рассчитанных по номинальным напряжениям.
6. Измерения сопротивления обмоток постоянному току, на соответствие указанным в паспорте трансформа юра. Перед измерением необходимо провести не менее 3-х циклов переключения устройств РПН или ПБВ. Значения сопpoтивлений трехфазных трансформаторов, полученные на одинаковых ответвлениях разных фаз при одинаковой температуре не должны отличаться друг от друга более чем на 2 9с.
Сопротивления обмоток однофазных трансформаторов постоянному току не должны отличаться более чем на 5 % от значений, указанных в паспорте трансформатора.
При оценке результатов измерений сопротивлений обмоток постоянному току, температура обмоток определяется в соответствии с ГОСТ 3484-87.
7. Измерение характеристик изоляции (R, tga) трансформатора и их оценка в соответствии с приложением Контроль и оценка состояния изоляции трансформаторов перед вводом в эксплуатацию.
8. Испытание изоляции обмоток с номинальным напряжением до 35 к В выполняется при воздействии одноминутным напряжением промышленной частоты, равным 90% от испытательного, указанного в паспорте.
9. Испытание изоляции обмоток индуктированным напряжением 50 Гц величиной не более 1,3 номинального тока при выдержке в течение 20 с. При этом вводы нейтрали, имеющие меньшую изоляцию, чем линейные, должны быть заземлены
10. Испытание и наладка системы охлаждения — в соответствии с инструкцией.
11. Наладка газовой защиты трансформатора. Работа газового реле, установленного на трансформаторах с пленочной защитой, проверяется в соответствии с инструкцией на газовые реле. Не допускается проверка работы газового реле путем нагнетания в него воздуха. Заполнение газового реле маслом производиться при медленном открывании запорной арматуры со стороны расширителя. При этом пробка для выпуска газа из реле должна быть открыта.
Значение уставки газового реле должна соответствовать требованиям эксплутационной документации на трансформатор. При отсутствии в эксплутационной документации указаний, следует принять уставку, соответствующую максимальной чувствительности, исключающей срабатывание реле при пуске и остановке насосов системы охлаждения.
12. Испытания изоляции между токоведущими и заземленными частями цепей осуществляется с присоединенными трансформаторами тока, газовыми и защитными реле, маслоуказателями, отсечным клапаном, датчиками температуры и установленными термометрами манометрическими — напряжением 1000В, 50 Гц в течение одной минуты, при отсоединенных разъемах термометров манометрических. Испытания изоляции термометров манометрических производится напряжением 750 В, 50 Гц в течение 1 мин.
13. Проверка установленных трансформаторов тока и отсечного клапана в соответствии с инструкцией.

Для мощных высоковольтных трансформаторов целесообразно проведение некоторых дополнительных испытаний.
• Плотность допускается проверять путем создания повышенного давления при температуре, близкой к максимальной рабочей температуре трансформатора, когда вязкость масла понижена.
• Анализ растворенных в масле газов позволяет получить не только начальную информацию для последующего сопоставления в эксплуатации, но и обнаружить возможный перегрев масла, вследствие дефекта в маслонагревателях либо из-за повреждения масляных насосов.
• Проверку характеристик масла целесообразно проводить на пробах, взятых в условиях, когда вероятность загрязнения после заливки масла в бак наибольшая, например, после прогрева трансформатора с системами охлаждения М (ONAN) и МД (ONAF), или даже при специальном перемешивании масла в таких трансформаторах, а также при перемешивании масла собственными насосами в трансформаторах с системой охлаждения МЦ (OFAF) и НМЦ (ODAF). Влагосодержание масла следует определять после прогрева трансформатора до максимальной рабочей температуры. Это позволит лучше оценить состояние всей изоляции трансформатора.
• Испытания маслозаполняемых высоковольтных вводов дополняются анализом газов, растворенных в масле: при испытаниях изоляции ввода одноминутным напряжением на заводе могут иметь место слабые частичные разряды и образование газов (главным образом водорода). Газы очень медленно — до нескольких месяцев — диффундируют в масло и образуют начальную концентрацию, могущую вызвать неправильную оценку состояния ввода в эксплуатации. Полезная информация о состоянии масла и поверхностных слоев остова ввода может быть получена с помощью снятия температурной зависимости tgδ изоляции измерительной обкладки.
• Измерения пускового тока двигателя масляных насосов при их запуске в холодное время года позволяют обнаружить недопустимую перегрузку и предотвратить их повреждение при эксплуатации.
• Измерение сопротивления постоянному току контактов контакторов устройств РПН для получения первоначальной информации с целью контроля в эксплуатации.
• Измерение характеристик изоляции (R, tgδ) может быть более эффективным при учете влияния параметров масла и особенностей конструкции трансформатора. Например, загрязнение отдельных частей изоляции, увлажнение масла, увлажнение переключателя, загрязнение масла в контакторе и т. д.

Источник

Испытание трансформаторного масла

Трансформаторное масло применяется в качестве изолирующей среды в силовых и измерительных трансформаторах, маслонаполненных вводах и выключателях.

Условия работы масла в электрооборудовании (нагревании рабочим током, действие горящей дуги, загрязнение частицами твердой волокнистой изоляции, увлажнение от соприкосновения с окружающей средой и т.п.) предъявляют к нему довольно жесткие требования.

Свежее трансформаторное масло перед заливкой в оборудование должно пройти испытание в соответствии с требованиями ПУЭ. Эксплуатационное трансформаторное масло испытывается в соответствии с требованиями ПЭЭП.

Для испытаний пробу трансформаторного масла, прибывшего с завода-изготовителя или находящегося в электрооборудовании, отбирают из нижней части ем кости или бака оборудования, предварительно промыв маслом сливное отверстие. Посуда, в которую отбирают пробу масла, должна быть чистой и хорошо высушенной.

Минимальное пробивное напряжение масла определяют на аппаратах типа АМИ-80 или АИИ-70М в маслопробойном сосуде со стандартным разрядником, который со стоит из двух плоских латунных электродов толщиной 8 мм с закругленными краями и диаметром 25 мм с расстоянием между электродами 2,5 мм.

Перед испытанием банку или бутылку с пробой масла несколько раз медленно переворачивают вверх дном, добиваясь, чтобы в масле не было пузырьков воздуха. Фарфоровый сосуд, в котором испытывают масло, вместе с электродами три раза ополаскивают маслом их пробы. Масло льют на стенки сосуда и электроды тонкой струей, чтобы не образовались воздушные пузырьки. После каждого ополаскивания масло пол ностью сливают.

Уровень залитого масла в сосуде должен быть на 15 мм выше верхнего края электрода. Защитному маслу в сосуд необходимо отстояться 15-20 мин. для удаления воздушных пузырьков. Повышение напряжения до пробоя производится плавно со скоростью 1-2 кВ/с. После пробоя, который отмечается искрой между электродами, напряжение снижают до нуля и вновь увеличивают до следующего пробоя. Всего производится шесть пробоев с интервалами между ними 5-10 мин. После каждого пробоя из промежутка между электродами стеклянными или металлическими чистыми стержнями помешиванием удаляют обуглероженные частицы масла. Затем жидкости дают отстояться в течение 10 мин.

Напряжение, при котором происходит первый пробой, во внимание не принимается. Пробивное напряжение трансформаторного масла определяется как среднее арифметическое значение из пяти последующих пробоев.

Нормы приемо-сдаточных испытаний.

Объем приемо-сдаточных испытаний трансформаторного масла.

В соответствии с требованиями ПУЭ трансформаторное масло на месте монтажа электрооборудования испытывается в следующем объеме:

1. Анализ масла перед заливкой в оборудование.

2. Анализ масла перед включением оборудования.

3. Испытание масла из аппаратов на стабильность при его смешивании.

Анализ масла перед заливкой в оборудование.

Каждая партия поступившего с завода трансформаторного масла перед заливкой в оборудование должна подвергнуться однократным испытаниям по всем показателям, приведенным в табл. 2.14, кроме п.3. Значения показателей полученных при испытаниях, должны быть не хуже приведенных в табл. 2.14.

Масла, изготовленные по техническим условиям, не указанным в табл. 2.14, должны подвергаться испытаниям по тем же показателям, но нормы испытаний следует принимать в соответствии с техническими условиями на эти масла.

Анализ масла перед включением оборудования.

Масло, вновь залитое в оборудование, перед его включением под напряжение после монтажа должно быть подвергнуто сохраненному анализу. В сокращенный анализ масла входят: определение минимального пробивного напряжения, качественное опре деление наличия механических примесей и взвешенного угля, определение кислотного числа, выяснение реакции водной вытяжки или количественное определение водорастворимых кислот и установление температуры вспышки. Нормы испытаний представлены в пп. 1-6 табл. 2.14, а для оборудования 110 кВ, кроме того, в п. 12 табл. 2.14.

Испытание масла из аппаратов на стабильность при его смешивании.

При заливке в электрооборудование свежих кондиционных масел разных марок смесь проверяется на стабильность в пропорциях смешения, причем стабильность смеси должна быть не хуже стабильности одного из смешиваемых масел, обладающего мень шей стабильности.

Проведение периодических проверок, измерений и трансформаторного масла, находящегося в эксплуатации

В процессе эксплуатации качество трансформаторного масла должно соответствовать нормам, указанным в табл. 2.21.

Объем и периодичность испытаний эксплуатационного масла зависит от конкретного типа оборудования или аппарата.

Для силовых трансформаторов, автотрансформаторов и масляных реакторов трансформаторное масло испытывается в объеме и сроки, согласно нормативов.

Для масляных выключателей трансформаторное масло испытывается в объеме и сроки, согласно нормативов.

Для измерительных трансформаторов трансформаторное масло испытывается в объеме и сроки, согласно нормативов.

Для маслонаполненных вводов трансформаторное масло испытывается в объеме и сроки, согласно нормативов.

Источник

Испытание трансформаторного масла

Трансформаторное масло для изоляции и охлаждения некоторых видов электроэнергетического оборудования. В качестве примера можно привести масляные высоковольтные выключатели, реакторное оборудование и силовые трансформаторы. Для нормальной работы перечисленных устройств должны регулярно проводиться испытания трансформаторного масла. С чем связана такая необходимость, и какова методика испытаний Вы узнаете, ознакомившись с данной статьей.

Зачем нужно проводить испытания трансформаторного масла?

Масло обладает определенными электрическими и физическими свойствами, которые со временем изменяются и перестают отвечать действующим нормам. То есть, можно сказать, что оно стареет. Давайте рассмотрим, какие при этом могут происходить изменения нормы показателей.

Заметим, что в сухих трансформаторах также наблюдается процесс старения твердой изоляции.

Изменение физических свойств

От физических характеристик эксплуатационного масла напрямую зависит, насколько надежно будет функционировать электрическое оборудование. Поэтому в процессе проверки уделяется пристальное внимание следующим свойствам трансформаторного масла:

• Допустимое значение плотности (удельного веса). Важно, чтобы этот параметр уступал льду. Это связано с тем, что при образовании в неработающей установке льда (в зимний период), он формировался на дне бака, не создавая препятствий для свободной циркуляции в системе масляного охлаждения. Нормой считается плотность в пределах 860-880 кг/м 3 при температуре равной 20,0°С. Соответственно законам физики, показатели удельного веса изменяются в зависимости от температуры (при нагреве – увеличиваются, а охлаждении — уменьшаются).
• Критический нагрев масла до температуры воспламенения (температура вспышки). Этот параметр должен быть достаточно высоким, чтобы исключить возгорание, когда трансформатор, работая в режиме перегрузки, подвергается сильному нагреву. Нормой считается температура в пределах 125-135°С. Со временем, под воздействием частых перегревов, масло начинает разлагаться, что приводит к резкому снижению показателя температуры вспышки.
• Показатель окисления (кислотное число) трансформаторного жидкого диэлектрика. Поскольку наличие кислот приводит к повреждению изоляции обмоток трансформатора, то важно определить их наличие. Кислотное число отображает количество (в мг.) гидроксида калия (KOH), необходимого для удаления следов кислоты в 1-м грамме продукта.

Изменение электрических свойств

По сути, трансформаторное масло является диэлектрической средой, соответственно, показателями качества для него будут изоляционные характеристики. К таковым относятся:

• Показатель диэлектрической прочности. Это характеристика пробивного напряжения, нормы которой устанавливаются в зависимости от класса электрооборудования. Допустимое соотношение между рабочим и пробивным напряжением показано ниже.

Таблица 1. Соотношение рабочего и пробивного напряжения.

Класс напряжения электроустановки (кВ)	Норма пробивного напряжения для электроизоляционных масел (кВ)
≤15,0	30,0
От 15,0 до 35,0	35,0
От 60,0 до 150,0	55,0
От 220,0 до 500,0	60,0
750,0	65,0

• Диэлектрические потери в изоляции, происходящие вследствие рассеивания электроэнергии в изоляционных материалах, под воздействием электрополя.
• Наличие воды и механических примесей (указываются в процентном содержании).

Электрические показатели, как и физические, со временем изменяются, что требует их проверки на соответствие нормам РД 34.45-51.300-97.

Порядок и методика проведения испытаний

Существует установленный порядок для процедуры испытаний трансформаторного масла, он включает в себя три этапа:

1. Получение образцов. Для отбора пробы необходимо руководствоваться соответствующими методическими указаниями.
2. Проведение испытаний, согласно выбранной методике. Это может быть полный или частичный физико-химический анализ или определение электрической прочности (проходимость электрического тока) в условиях определенной температуры.
3. Подведение итогов анализа. В протоколе испытаний указываются результаты проводимых тестов, и составляется заключение о соответствии испытуемого масла принятым нормам.

Разобравшись с порядком проведения испытаний, рассмотрим основные методики.

Сокращенный химический анализ

Данная методика испытаний включает в себя:

• Проверка качества по внешнему виду взятой пробы. В ходе этого экспресс анализа можно определить наличие воды и шлама.
• Определение пробивных напряжений. Данный тест мы рассмотрим отдельно.
• Определение кислотного числа. Данный тест производится в спецлаборатории, техническую сторону анализа мы приводить не будем, поскольку она интересна только специалистам. Что отображает данный показатель, было рассказано выше.
• Определение температуры вспышки. В современных спецлабораториях для этой цели используют автоматические приборы, позволяющие зафиксировать температуру воспламенения масла в большом диапазоне. В частности, представленный на рисунке ниже прибор способен измерить температуру воспламенения в пределах от 40,0°С до 370°С.
  Автоматический прибор ТВЗ-ЛАБ-11 фиксации температуры вспышки
• Анализ, получивший название «реакция водной вытяжки». По данной методике можно определить наличие щелочи и кислоты во взятой пробе. Масло считается отвечающим норме, если реакция показала нейтральный результат.

Полный химический анализ

Изоляционное масло подвергается полным испытаниям в тех случаях, когда даже одна из характеристик становиться критичной или замечен процесс интенсивного старения. Благодаря полному физико-химическому анализу можно с большой точностью определить допустимый срок технической эксплуатации, установить вероятную причину старения и рекомендовать процедуру восстановления. При полном испытании проводятся все тесты сокращенного анализа и дополнительно проверяются следующие характеристики:

• Проверка допустимого уровня диэлектрических потерь, повышение которых говорит о наличии продуктов старения и/или загрязнении выше допустимой нормы. Результатом данного теста является показатель тангенса угла диэлектрических потерь.
• Определение количества примесей, образующихся в процессе эксплуатации и снижающих показатели диэлектрической прочности. Данная характеристика может быть получена различными способами, из которых самые простые визуальный осмотр и гравиметрический способ. Но, к сожалению, эти два метода не позволяют произвести оценку гранулометрического состава примесей, а именно от этого показателя зависит характеристика электрической прочности.

В состав современных лабораторий входят автоматические ультразвуковые установки, позволяющие с большой точностью определить количественное содержание примесей.

Автоматический анализатор количества механических примесей ГРАН-152

• Определение количества влаги, содержащейся в пробе. На основании этого показателя можно определить изоляционные свойства тестируемого продукта и получить информацию о допустимом сроке эксплуатации. По наличию влаги и ее количеству можно установить факт разгерметизации бака трансформатора и его частую работу в перегруженном режиме. Изображение автоматического прибора-анализатора, позволяющего установить количественное содержание влаги, приведено ниже.
  Измеритель содержания влаги Aquameter KFM 3000
• Анализ, позволяющий определить состав растворенных в пробе газов (газосодержание). Этот показатель отражается на диэлектрической плотности трансформаторных масел. Ниже представлен мобильный аппарат-газоанализатор, позволяющий установить состав абсорбции.
  Переносной газоанализатор трансформаторного масла Transport X
• Проба на наличие антиокислительных присадок. Результат анализа позволяет установить необходимость замены или регенерации испытуемого масла.
• Определение устойчивости к окислению (стабильность диэлектрической смеси). Анализ производится путем обработки воздушной смесью пробы масла (при том допускается добавка специального катализатора). После этого снимаются характеристики после окисления и сравниваются с теми, что были изначально.

Определение электрической прочности

Данный показатель можно назвать основным параметром, описывающим изоляционные свойства жидкого диэлектрика. Расчет прочности трансформаторного масла производится по формуле: E = U_НП / h, где U_НП – величина напряжения пробоя, h – межэлектродный зазор. Результаты с пробы снимаются при помощи специального прибора, например такого, как на рисунке ниже.

Устройство контроля электрической прочности КПН-901

Характерно, что показатели измерения пробивного напряжения не зависят от проводимости масла, но обе эти характеристики чувствительны к влаго- и газосодержанию, а также наличию технологических примесей. Как только перечисленные показатели выходят за допустимые пределы, наблюдается увеличение проводимости и снижение электрической прочности.

Объем и периодичность испытаний

Согласно действующим нормам масло испытывается в следующих случаях:

1. В процессе хранения электрических аппаратов. Регулярность испытаний зависит от класса напряжения оборудования. Например, масло в устройствах до 35,0 кВ тестируется раз в полгода, а в оборудовании, рассчитанном на 110,0 кВ и более, испытания проводятся через каждые 4-е месяца. Если заправка производилась свежими трансформаторными маслами, то достаточно проверки электрической прочности, в противном случае выполняют сокращенный химанализ.
2. Перед запуском в работу. Проба из бака оборудования должна быть взята до включения трансформаторов или других устройств, использующих масло. Объем испытаний указывается производителем электрооборудования.
3. В процессе эксплуатации масляных выключателей, высоковольтных трансформаторов, специальных аппаратах измерения тока и т.д. Регулярность испытаний зависит от назначения оборудования и класса напряжения. Например, для силовых трансформаторов до 35,0 кВ, проводят испытания со следующей периодичностью:

• После запуска в работу 5 раз в течение первого месяца, при этом 3 теста должны быть выполнены в первые две недели, оставшиеся в последующие две недели.
• Далее производятся измерения с периодичностью в 4-е месяца.

Пример протокола испытания с пояснением

Приведем в качестве примера протокол испытаний эксплуатационного трансформаторного масла, с разделением основных информационных полей.

Пример протокола испытаний трансформаторного масла

В протоколе содержится следующая информация:

1. «Шапка», где отображается номер документа, его название, указывается марка масла и нормы испытания по определенному ГОСТу.
2. Таблица с названием проводимых тестов и их результатами.
3. Заключение экспертизы.
4. Название и печать лаборатории, проводившей испытания, дата документа и подпись ответственного лица.

Источник