Температурный пересчет сопротивления изоляции трансформатора

Пересчет сопротивления к требуемой температуре

Обмотка электрической машины или кабель имеет токопроводящую жилу покрытую изоляцией, которая защищает окружающих от тока и сам кабель или жилу от повреждения вследствие короткого замыкания. При измерении Rx (сопротивления изоляции) мы подаем постоянное напряжение мегаомметром на голую жилу и определяем отношение поданного напряжения к величине тока утечки. Чем хуже изоляция, тем значение Rx ближе к нулю и тем больший ток утечки. Тут вроде все логично. Ток утечки убегает через изоляцию и чем она хуже, тем ток больше. Если Вам все понятно, тогда вопрос: куда убегает ток при измерении сопротивления изоляции голой шины? Значение сопротивления изоляции обычно должно быть больше нормируемой величины, что будет говорить о том, что изоляция в порядке и не устарела, или другими словами — оборудование пригодно к работе.

Сопротивление постоянному току измеряется либо по схеме амперметр-вольтметр, либо с помощью специального прибора — микроомметра. Сопротивление измеряется как отношение разности напряжения на концах измеряемого участка к току на этом участке. Закон Ома, в общем. То есть чем ближе у нас величина сопротивления к нулю, тем лучше наш проводник проводит электрический ток. А если провод оборван, то значение сопротивления равно бесконечности. Значение сопротивления постоянному току обычно сравнивают с заводскими значениями и между собой. Если с течением времени значение резко изменяется в какую-либо сторону, стоит задуматься о возможном дефекте.

Значения сопротивления изоляции и сопротивления постоянному току для разного оборудования нормируется и описывается в технической документации и нормах испытания электрооборудования. Для каждого оборудования это своя величина и это отдельная тема, которая подробнее раскрывается в других материалах на сайте.

Порою, необходимо сравнивать полученные значения R или Rx, замеренные в ходе работы, с заводскими значениями. Так можно выявить изменение в большую или меньшую сторону, что будет давать возможность говорить о состоянии оборудования — пригодно оно для работы, или же мы становимся свидетелями зарождающегося дефекта. Загвоздка состоит в том, что сопротивление зависит от различных внешних условий. Поэтому сравниваемые величины необходимо привести к одному значению температуры. В советских паспортах на оборудование встречались заводские данные, приведенные к температурам 20 или 15 градусов цельсия. В случае с иностранным (китайским, европейским) оборудованием иногда приходится приводить к температуре в 75 градусов. Впервые казалось чем-то необычным, но потом привыкаешь и молча пересчитываешь.

Приведение сопротивления постоянного тока к нужной температуре

Теперь непосредственно к формулам приведения к температуре. Значит, начнем с формул для приведения сопротивления постоянному току к требуемой величине. Смысл такой: сопротивления при разных температурах прямо пропорциональны величинам данных температур. Формула, следующая:

K для меди равно 235, для Al — 245.

При приведении к 15 градусам для медного проводника, например:

Тут всё просто: при проведении замеров омиков, померял температуру, записал данные. Потом уже на базе за компом и кофе, или же сразу на объекте на мобилке, пересчитал и привел к заводским по этой формуле.

Пересчет сопротивления изоляции к требуемой температуре

Пересчет сопротивления изоляции в общем случае. Данное математическое упражнение не носит такой распространенный характер, как в случае с омиками. Для Rx обычно просто записывают значение в мегаомах или их производных и значение коэффициента абсорбции. Но раз есть методика, грех не упомянуть её. Значит замерили при температуре 21,7, а необходимо привести допустим к 30 градусам по Цельсию. На помощь приходит следующая формула:

Кроме возведения в степень, отличную от двух, в данной формуле трудность вызывает определение коэффициента альфа. Альфа — температурный коэффициент сопротивления. Данный коэффициент имеется как у проводников, так и у изоляционных материалов. Но в контексте данной статьи больший смысл будет иметь приведение значений альфа для материалов, из которых изготавливают изоляцию силовых машин.

Вот некоторые значения, которые удалось раздобыть из открытых источников. Перепроверьте перед употреблением.

Пересчет сопротивления изоляции кабельных линий. Если мы имеем дело с кабелями и нужно произвести пересчет сопротивления изоляции кабеля к требуемой температуре, то в заводских инструкциях или ГОСТах даются таблицы, где приводятся значения переводных коэффициентов. С помощью этих переводных коэффициентов можно пересчитать Rx к требуемой величине. Данные коэффициенты получаются опытным путем на заводе-изготовителе. Приведем данные из ГОСТ 3345-76. В котором описано, что R20=Rt*K. В данной таблице описываются кабели с изоляцией из полиэтилена, пропитанной бумаги и резины.

В таблице берется значение коэффициента, которое соответствует температуре, при которой производились измерения. И затем это значение умножается на значение сопротивления изоляции. В итоге получается величина Rx, приведенная к 20 градусам Цельсия. В данном госте описаны коэффициенты пересчета для диапазона температур от плюс 5 до 35 градусов по Цельсию. При других температурах потребуется использовать другие способы пересчета. Самый лучший вариант — это измерения при температуре, соответствующей заводским измерениям. Но это идеальный вариант и редко случается. А если Вам выдали разные протоколы и там везде двадцать градусов, то задумайтесь, а не обманывает ли Вас подрядчик.

Пересчет сопротивления изоляции силового трансформатора. В некоторых методиках проведения измерений на силовых трансформаторах присутствует коэффициент приведения сопротивления изоляции к требуемой температуре. Однако, здесь слоев меньше и знать нужно следующее: есть распространенные классы изоляции. Изоляция класса А и изоляция класса В. И для них справедливы следующие правила.
Rx класса А при снижении температуры на 10 градусов становится больше в 1,5 раза.
Rx класса В при увеличении температуры на 18 градусов становится меньше в 2,0 раза.
Справедливы и обратные утверждения. Для более наглядного представления, на примере изоляции класса А, введем коэффициент изменения Rx при изменении температуры и сведем эти данные в табличку.

В общем, существуют способы пересчета сопротивления изоляции электрооборудования к требуемой величине. В этом могут помочь формулы или таблицы, представленные в паспортах или ГОСТах на данное оборудование. В случае с таблицами, где приведены коэффициенты для пересчета, нужно внимательно смотреть к какому именно оборудованию относятся эти таблицы.

Источник

Приведение сопротивления изоляции и тангенса обмоток силового трансформатора к температуре

Заглянувший

Группа: Пользователи
Сообщений: 5
Регистрация: 3.9.2019
Пользователь №: 56107

Добрый день всем коллегам. Работаю в ЭТЛ, искал НТД для приведения значений сопротивления изоляции и тангенса обмоток силовых трансформаторов в одной и той же температуре (для анализа данных), долгий и упорный поиск привел меня к следующим источникам:
1) по сопротивлению изоляции обмоток
Формула приведения сопротивления изоляции к температуре для сравнения измерений, полученных при разной температуре (Справочник по наладке электрооборудования электростанций и подстанций, стр.83, МСК 1971г)
Rt2= Rt1∙10(-(t2-t1/α))

Rt1 — измеренное сопротивление изоляции при температуре t1
α — коэффициент, зависящий от типа изоляции (для силовых масляных трансформаторов класс изоляции «А»)

t2=20гр 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20
t1 — температура при измерениях 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80
разность температур t2-t1 10 5 0 -5 -10 -15 -20 -25 -30 -35 -40 -45 -50 -55 -60
коэффициент приведения 0,56 0,75 1,00 1,33 1,78 2,37 3,16 4,22 5,62 7,50 10,00 13,34 17,78 23,71 31,62

Примечание: согласно РД 34.45-51.300-97 п. 2.3 «Сравнение характеристик изоляции должно производиться при одной и той же температуре изоляции или близких ее значениях (расхождение — не более 5°C). Если это невозможно, должен применяться температурный перерасчет в соответствии с инструкциями по эксплуатации конкретных видов электрооборудования»

Формула приведения тангенса обмоток к температуре для сравнения измерений, полученных при разной температуре (Сборник методичеких пособий по контролю состояния электрооборудования, стр.157, МСК 1999 г)
tgпр= tgи∙К

tgи — измеренное сопротивление изоляции при температуре t1

Температура, к которой приводим значения измерений, ⁰С 20
t1 — температура при измерениях 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
разность температур t2-t1 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
коэффициент приведения К 1,31 1,29 1,25 1,22 1,18 1,15 1,12 1,09 1,06 1,03 1,00

Примечание: согласно РД 34.45-51.300-97 п. 2.3 «Сравнение характеристик изоляции должно производиться при одной и той же температуре изоляции или близких ее значениях (расхождение — не более 5°C). Если это невозможно, должен применяться температурный перерасчет в соответствии с инструкциями по эксплуатации конкретных видов электрооборудования»

Вопрос: используете ли вы такие же коэффициенты, либо есть какие то другие (более правильные) ?

Источник

Температурный пересчет сопротивления изоляции трансформатора

ГОСТ 3484.3-88
(CT СЭВ 5266-85)

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

Методы измерений диэлектрических параметров изоляции

Power transformers.
Measuring methods of dielectric parameters of insulation

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством электротехнической промышленности СССР

В.В.Боднар, канд. техн. наук (руководитель темы); А.А.Долженко, канд. техн. наук; С.Т.Сапин

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 30.08.88 N 3051

3. Срок проверки — 1994 г., периодичность проверки — 5 лет

4. Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 5266-85

6. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

Обозначение НТД, на который дана ссылка

Настоящий стандарт распространяется на силовые трансформаторы общего назначения по ГОСТ 11677-85 и устанавливает методы измерений сопротивления изоляции обмоток, тангенса угла диэлектрических потерь и емкости обмоток.

Методы измерений, установленные настоящим стандартом, применяют для специальных и регулировочных трансформаторов при измерениях диэлектрических параметров изоляции, если это предусмотрено стандартами или техническими условиями на эти трансформаторы.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Измерение диэлектрических параметров изоляции следует проводить при температуре изоляции не ниже 10 °С.

В протоколе измерений указывают температуру изоляции, при которой проводили измерения.

1.2. Температуру изоляции сухих и масляных трансформаторов определяют методами, установленными ГОСТ 3481.1-88* для измерения температуры обмоток трансформаторов.

* Вероятно ошибка оригинала. Следует читать ГОСТ 3484.1-88 — Примечание «КОДЕКС».

1.3. Допускается температуру изоляции трансформаторов принимать равной температуре обмоток, если интервал между окончанием измерений температуры обмоток и началом измерений диэлектрических параметров изоляции не более 3 ч для трансформаторов мощностью 10 МВ·А и выше, не более 2 ч — для трансформаторов мощностью от 1 до 10 МВ·А и не более 1 ч — для трансформаторов мощностью до 1 MB·A включительно.

1.4. При нагреве трансформатора диэлектрические параметры изоляции измеряют не ранее чем через 1 ч после прекращения нагрева током короткого замыкания, потерями холостого хода или постоянным током и не ранее чем через 0,5 ч после прекращения нагрева индукционным методом (внешний нагрев).

1.5. Измерение сопротивления изоляции рекомендуется проводить до измерений тангенса угла диэлектрических потерь и емкости обмоток.

1.6. Схемы соединений обмоток выбирают так, чтобы измерение тангенса угла диэлектрических потерь проводилось на тех же участках изоляции, что и измерение сопротивления изоляции.

1.7. Диэлектрические параметры изоляции определяют с учетом характеристик пробы масла из трансформаторов напряжения 110 кВ и выше по влагосодержанию и тангенсу угла диэлектрических потерь.

1.8. Выбор трансформаторов для испытаний — по ГОСТ 11677-85.

2. АППАРАТУРА

2.1. Мегаомметр с зажимом компенсации тока утечки, применяемый для измерения сопротивления изоляции при постоянном напряжении не менее 2500 В.

Допускается применение мегаомметра на 1000 В для измерения сопротивления изоляции трансформаторов с высшим напряжением до 10 кВ включительно, а также с высшим напряжением 35 кВ мощностью менее 16 МВ·А.

Рекомендуется применять мегаомметр типа Ф4108 или мегаомметры других типов класса точности не ниже 2,5.

Допускается (например, при полной или частичной автоматизации процесса измерений сопротивления изоляции) применять специализированные измерительные стенды. Погрешность измерения при этом не должна выходить за пределы ±5%, что подтверждают метрологической аттестацией стенда.

2.2. Измерительный мост с питанием от источника переменного напряжения частоты (50±2,5) Гц применяют для измерения тангенса угла диэлектрических потерь и емкости обмоток.

Рекомендуется применять измерительный мост переменного тока типа Р5026 с образцовым конденсатором на напряжение, при котором производят измерения тангенса угла диэлектрических потерь и емкости обмоток, или измерительные мосты других типов, пределы допускаемой основной погрешности измерений которых не более, чем измерительного моста типа Р5026.

3. ПОДГОТОВКА К ИЗМЕРЕНИЯМ

3.1. Трансформатор, на котором проводят измерения, должен быть собран с установленными на нем составными частями и деталями, которые влияют на результаты измерений (в т.ч. вводы). Наружная поверхность вводов должна быть сухой и чистой.

3.2. Изоляция трансформатора перед изменениями должна быть обработана по технологии, применяемой для трансформаторов конкретных типов.

4. ПРОВЕДЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЙ

4.1. Измерение сопротивления изоляции обмоток и определение коэффициента абсорбции

4.1.1. Измерение сопротивления изоляции обмоток проводят в соответствии с табл.1. Последовательность измерений не нормируют. Выводы обмотки, на которой проводят измерения, следует соединить между собой.

Измерение сопротивления, емкости и тангенса угла диэлектрических потерь изоляции обмоток трансформатора

Двухобмоточные трансформаторы и трехобмоточные автотрансформаторы

Трансформаторы с расщепленной обмоткой ( и )

Обмотка, на которой проводят измерения

Заземляемые части трансфор- матора

Обмотка, на которой проводят измерения

Заземляемые части трансфор- матора

Обмотка, на которой проводят измерения

Источник