Проверка группы соединения трансформатора
В процессе изготовления, эксплуатации, после длительного хранения в нерабочем состоянии может возникнуть необходимость в проверке группы соединения обмоток трансформатора. Угол сдвига фаз между линейными напряжениями, измеренными на одноименных зажимах, проверяют с целью определения эксплуатационной способности оборудования, поиска дефектов и сокращения аварий. Тестирование может быть плановым и внеплановым. Методы его проведения рассмотрены в данной статье.
Когда нужна проверка
Методики предназначены для однофазных и трехфазных силовых трансформаторов (СТ). На электроподстанциях проверку производят один раз в год в плановом режиме. Исследование также необходимо при подозрении на внутренние повреждения оборудования. Перечень возможных дефектов включает:
- загрязнение и увлажнение изоляции, чаще всего это обнаруживается на участках отводов низкого напряжения;
- неудовлетворительное контактное соединение, местные перегревы;
- сокращение расстояния между неизолированными отводами низкого напряжения в местах вводов-шпилек;
- неправильную установку привода переключателя напряжения;
- воздушные пузыри в силовом трансформаторе, недостаточную опрессовку проводов, уменьшение медного сечения.
В срочном порядке устройство проверяют в двух случаях: если произошло срабатывание на сигнал или отключение газовой защиты. При выходе из строя защитного оборудования из-за короткого замыкания в обмотках возникает тление и горение изоляции. При срабатывании на сигнал повреждения минимальны, поэтому внешние проявления отсутствуют. Газовая защита установлена на трансформаторах мощностью 1000 кВа и выше. На маломощных СТ, не имеющих защитных функций, исправность групп соединений устанавливают при их выходе из строя или планово. Для этого применяют следующие способы.
Два вольтметра
Проверка группы соединения трансформатора методом двух вольтметров применима к СТ с одной и двумя фазами. Она предполагает совмещение графических изображений величин первичной и вторичной обмотки. В процессе тестирования делают замеры параметров между определенными выводами. Далее значения сравнивают с данными, предоставленными заводом-изготовителем.
Достоинствами методики считают простоту измерительных приборов, которые всегда есть под рукой. Второй плюс – отсутствие необходимости задумываться о полярности включения вольтметров. Однако есть и минусы. Один из них – нужно делать таблицы, несколько замеров, расчеты. При больших коэффициентах трансформации (больше 20) требуется использовать добавочное устройство – трансформатор напряжения. Третий недостаток заключается в том, что при больших значениях КТ метод не отличается точностью.
Метод фазометра
Измерения фазометром еще называют прямым методом. Он подходит для проверки группы соединения трехфазных трансформаторов. При его применении делают два замера на разных линейных напряжениях. Удобнее всего в процессе работы использовать 4-х квадрантный фазометр. На приборе есть четыре квадранта. Два индуктивных и 2 емкостных для опережающего и отстающего углов. В идеале замеры следует производить группометром (электронный или логометрический фазометр с числовой градацией, которая характеризует группу соединения в часовом обозначении). При кажущейся простоте у методики есть свои недостатки:
- для каждого трансформатора придется подобрать свое R (токоограничивающее сопротивление реостата);
- более сложная схема испытания по сравнению с методом двух вольтметров;
- необходима проверка фазометра, так как он может быть неисправен.
Испытания прибора проводят с помощью силового трансформатора с заведомо известной и правильной группой соединения обмоток. Исследованием должен заниматься персонал, обладающий всеми знаниями и навыками работы с фазометрами.
Посредством постоянного тока
Данный способ используют в основном для проверки групп соединения обмотки однофазных СТ. В процессе монтажа замеры производят посредством вольтметра. Берется источник постоянного тока, например, гальваническая батарея. В цепь с рубильником включают измерительный прибор. Включение выполняется полярностью +-.
После включения рубильника необходимо убедиться, что вольтметр работает правильно – его стрелка отклонилась в нужном направлении. После этого механический разъединитель отключают, прибор переключают на обмотку с низшим напряжением такой же полярности. Если трансформатор нулевой группы, при включении рубильника стрелка отклонится в положительную сторону. Если СТ имеет, например, шестую группу, вывод рубильника приведет к броску стрелки к плюсу.
У этого простого метода тоже есть свои недостатки. Среди них нужно отметить необходимость наличия источника постоянного тока, при проверке трехфазных трансформаторов испытания значительно усложняются.
С помощью моста переменного тока
Мостовые измерения, как и предыдущий способ, больше подходят для однофазных СТ. В случае с трехфазным оборудованием испытание будет долгим и сложным. В основе тестирования – трансформаторный измерительный мост переменного тока. Испытатель имеет возможность менять сопротивление, а также владеет информацией о значениях R1 и R2.
На мосту нужно выставить ползунок в таком положении, чтобы вольтметр показывал 0. Ток, проходящий через измерительный прибор, ограничивают реостатом токовой цепи (r). Если удалось добиться нулевого значения вольтметра, значит, по соотношению сопротивлений можно будет понять соотношение напряжений. На втором этапе необходимо сделать второй замер, перевернув обмотку. После этого полученные данные анализируются, и делается вывод о состоянии обмоток.
Условия проведения проверки
Методы проверки группы соединения обмоток трансформатора используются в соответствии с указаниями ГОСТ 3484.1-88. В государственном стандарте предоставлены чертежи, схемы и формулы, необходимые для расчета правильных показателей. ГОСТ предусматривает только две группы соединения:
1. Y/Y-0 или ∆/∆-0 – однотипные.
2. Y/∆-11 и ∆/Y-11 – разнотипные.
Где Y – это звезда, ∆ – треугольник. Группы маркируются числами.
Стандарты обеспечивают жесткий контроль, который позволяет минимизировать число аварийных и внештатных ситуаций. Тип подключения обязательно указан в сопроводительных документах завода-изготовителя и продублирован на корпусе устройства.
Перед проведением испытаний следует внимательно ознакомиться с технической документацией. Помимо этого, необходимо провести внешний осмотр оборудования. В результате визуального обследования выявляют недокомплекты, видимые повреждения корпуса и элементов, изоляции, выводов. Испытывать СТ разрешено при температуре окружающей среды от 10 до 40 °C.После завершения тестовых работ данные заносят в протокол. Запуск трансформатора в эксплуатации возможен только при полном совпадении полученных параметров требованиям и нормативам. Проверка групп соединения обмотки трансформаторов – сложное и трудоемкое мероприятие. В случае испытания оборудования электрических подстанций тестирование производят специальные мобильные экспертные лаборатории.
