1 Мета роботи

Вивчити і практично відпрацювати послідовність випробувань силового трансформатора 10/0,4 кВ. Дати висновок про можливість його включення в експлуатацію без попередньої сушки.

2 Програма роботи

2.1 Ознайомитись з об'єктом випробувань, вимірювальними приладами і випробувальною апаратурою.

2.2 Визначити необхідний об'єм профілактичних випробувань силового трансформатора, для чого виконати:

2.2.1 Вимірювання опору ізоляції обмоток. Визначити коефіцієнт абсорбції;

2.2.2 Вимірювання співвідношення ємностей ;

2.2.3 Випробування ізоляції підвищеною напругою промислової частоти;

2.2.4 Вимірювання опору обмоток постійному струму;

2.2.5 Перевірка групи з'єднання обмоток;

2.2.6 Перевірка струму і втрат холостого ходу трансформатора.

3 Вказівки по підготовці до лабораторної роботи

3.1 По [1 с. 35…39]; [2 с. 173…187]; [3 с. 240…257]; [4 с. 105…108] вивчити методику і об'єм випробувань силового трансформатора при введенні в експлуатацію і після капітального ремонту.

3.2 З'ясувати послідовність операцій, прийняту в [1, 2, 3] і до чого може привести її недотримання.

3.3 Визначити, яка вимірювальна апаратура і прилади потрібні для виконання конкретних операцій.

3.4 Чітко засвоїти заходи безпеки при виконанні профілактичних випробувань трансформаторів.

4 Вказівки щодо виконання роботи

4.1 Визначення опору ізоляції

Опір ізоляції вимірюють мегомметром, що має напругу 2500 В. При випробуванні трансформаторів з вищою напругою 10 кВ і нижче допускається застосування мегомметрів на 1000 В. Опір ізоляції обмоток трансформатора вимірюють в послідовності і за правилами, вказаними в [1,2,3,] і представленими в таблиці 1.

Таблиця 1 – Схеми вимірювання характеристик ізоляції трифазних трансформаторів

Обмотки, на яких роблять вимірювання	Заземлені частини трансформатора
Н. Н.	Бак, ВН
В. Н.	Бак, НН

Всі допустимі точки обмотки, на якій виконують вимірювання, з’єднують між собою (рисунок 1).

Рисунок 1 - Схема для визначення опору ізоляції обмоток трансформатора

При цьому необхідно визначити коефіцієнт абсорбції, порівняти його з допустимим значенням і пояснити фізичну сутність відношення . Вимірювання опору ізоляції виконують двічі: через 15 і 60 с після появи напруги на випробовуваному об'єкті з подальшим визначенням коефіцієнта абсорбції .

Для трансформаторів класів напруги обмотки ВН до 35 кВ включно, залитих маслом, значення опорів ізоляції повинно бути не менше, вказаних в таблиці 2.

Таблиця 2 –Найменші допустимі значення однохвилинних опорів ізоляції обмоток трансформаторів в маслі, МОм

Потужність трансформаторів	Температура обмотки, ºС
	10	20	30	40	50	60	70
До 6300 включно	450	300	200	130	90	60	40

Після виконання вимірювань по п. 4. 1 дати висновок про стан ізоляції і результати занести в протокол випробувань.

4.2 Вимірювання відношення

При визначенні ступеня зволоженості ізоляції трансформатора методом ємність - частота використовують прилад ПКВ-7 (прилад контролю вогкості). Дати пояснення, чому в конкретному випадку рекомендований метод відношення , а не і . У чому полягає фізична суть методів ємностей. Вимірювання співвідношення виконують за схемами таблиці 1.

Порядок вимірювань наступний:

Перед вимірюваннями обмотка, що випробується, повинна бути заземлена на якийсь час (не менше 2 хвилин) для зняття можливих зарядів ємностей.

1. Прилад розташовується в безпосередній близькості до вимірюваного об'єкту, корпус приладу заземлюється.

2. Перевіряється напруга живлення (220 В), потім шнур приладу підключається до мережі.

3. Вмикається тумблер «МЕРЕЖА» і прилад прогрівається протягом 2-3 хвилин.

4. Перемикач границі ставиться в положення «100 тис. пФ».

5. Тумблер Т1 «ИЗМ-УСТ» встановлюється в положення «УСТ» і ручкою «0» виконується установка стрілки вимірювача на нуль. Перемикання тумблера Т1 в положення «УСТ» і перевірка нуля при відключенні об'єкту вимірювання обов'язкові перед кожним вимірюванням.

6. Приєднується об'єкт вимірювання по можливості коротшим дротом до затискачу «ОБ'ЄКТ».

7. Для вимірювання величини С₅₀ тумблер Т₂ («С₅₀»-«С₂ – С₅₀») встановлюється в положення «С₅₀», тумблер Т₃ («ЕВ» - «ПКВ») в положення «ПКВ». Тумблер Т₁ переводиться в положення «ІЗМ» і через 10-15 с беруться показання за шкалою приладу. В тому випадку, якщо вибрана межа не відповідає величині ємності (показання складають менше однієї п'ятої шкали), перемикач межі ставиться в потрібне положення.

- для вимірювання величини «С₂-С₅₀» тумблер Т₂ встановлюється в положення «С₂-С₅₀», тумблер Т₃ – в положення «ПКВ».

Показання по приладах беруться не менше, ніж через 30 с після перемикання тумблера Т₁ в положення «ІЗМ».

Визначення відношення робиться за формулою:

(1)

Межа відношення підбирається так само, як в пункті «для вимірювання величини «С₅₀». Встановлені ГОСТом для трансформаторів на напругу до 35 кВ наступні межі значення відношення С₂/С₅₀, приведені в таблиці 3. Величини С₅₀ і С₂-С₅₀ визначаються за шкалою за допомогою таблиці 4.

Таблиця 3 – Найбільші допустимі значення С₂/С₅₀ обмоток трансформатора після капітального ремонту

Потужність трансформатора, кВА	температура обмоток, °С
	10	20	30	40
до 6300 включно	1,2	1,3	1,4	1,5

Таблиця 4 - Переклад відліку по приладу у величину вимірюваної ємності

Межі вимірювань, тис. пФ	1	2	10	20	100
К	10	20	100	200	1000

«К» - коефіцієнт, на який потрібно помножувати показання приладу, щоб одержати величину вимірюваної ємності в пікофарадах.

Після виконання вимірювань по визначенню ступеню зволоженості ізоляції обмоток п. 4. 2, дати висновок про можливість переходу до наступної операції п. 4. 3.

4.3 Випробування ізоляції підвищеною напругою

При випробуванні ізоляції підвищеною напругою чітко з'ясувати, які допустимі значення випробувальної напруги рекомендовані для обмоток трансформатора 10 кВ і 0,4 кВ. Пояснити, чому, в основному, випробування проводять прикладеною підвищеною напругою змінного струму промислової частоти, а не індукованою і не випрямленою напругою.

При задовільних результатах перевірки стану ізоляції трансформатора обмотки напругою до 35 кВ включно піддаються випробуванням підвищеною напругою змінного струму промислової частоти. Випробувальні напруги регламентуються нормами і приведені в таблиці 5.

Таблиця 5 – Значення випробувальних напруг ізоляції обмоток трансформаторів

Клас напруги обмотки, кВ до	0,69	3	6	10	15	20	35
Випробувальна напруга, кВ	4,5	16,2	22,5	31,5	40,5	49,5	76,5

Випробування підвищеною напругою змінного струму промислової частоти виконується разом з виводами від постійного джерела підвищеної напруги протягом 1 хвилини по схемі, приведеній на рисунку 2 і таблиці 1.

Підйом напруги при виробництві випробувань допускається виконувати відразу до 40 % випробовуваної напруги, а потім плавно з швидкістю не більше ніж 3 % випробовуваної напруги в 1 с. Після закінчення випробування зниження напруги дозволяється робити із швидкістю до 25 % випробовуваної напруги протягом не менше 5 с, а потім можна відразу відключити напругу.

Рисунок 2 - Схема випробування ізоляції трансформатора

Результати випробувань заносяться в протокол і вважаються задовільними, якщо під час випробування не помічено пробоїв.

4.4 Вимірювання опору обмоток постійному струму

При визначенні опору обмоток постійному струму необхідно вимірювати лінійні опори на всіх відгалуженнях обмоток фаз. За наявності нульового виводу (обмотка НН) додатково вимірюється один з фазних опорів. Вимірювання виконуються мостовим методом або методом амперметра-вольтметра (за завданням викладача).

При вимірюванні методом амперматра-вольтметра, якщо опори малі (біля одиниці Ом і нижче), дроти кола вольтметра під'єднують до затискачів трансформатора безпосередньо. Одночасно вимірюється температура обмотки. За температуру обмотки приймається температура верхніх шарів масла в трансформаторі.

Струм при вимірюваннях, як правило, не повинен перевищувати 20 % номінального струму обмотки. Схеми вимірювання показані на рисунку 3.

Виміряні значення опорів заносяться в протокол і не повинні відрізнятися більш ніж на 2 % від середнього значення опору, одержаного на тому ж відгалуженні для інших фаз, або заводських даних.

а) для малих опорів;

б) для великих опорів.

Рисунок 3 - Схема вимірювання опору постійному струму обмотки трансформатора методом амперметра-вольтметра

4. 5 Перевірка коефіцієнта трансформації

Перевірка виконується методом двох вольтметрів на всіх відгалуженнях обмоток і для всіх фаз (рисунок 4).

При вимірюванні коефіцієнта трансформації, напруга подається з боку обмотки вищої напруги. Напруга, що звичайно подається, складає 380 або 220 В і легко подається вимірюванню як з боку вищої напруги, так і на боці нижчої напруги; при цьому забезпечується одночасно безпека виконання вимірювань.

Виміряний коефіцієнт трансформації не повинен відрізнятися більш ніж на 2 % від коефіцієнта трансформації, одержаного на тому ж відгалуженні на інших фазах або заводських даних (паспортних). Результати вимірювань заносяться в протокол випробувань, дається висновок.

4. 6 Перевірка групи з'єднань обмоток

Пояснити, з якою метою виконують контрольну перевірку групи з'єднання обмоток.

4.6.1 Перевірка групи з'єднання обмоток трансформатора методом фазометра

Струмову обмотку однофазного фазометра підключають через резистор до затисків однієї з обмоток, а паралельну обмотку – до однойменних затисків іншої обмотки тієї ж фази випробовуваного трансформатора відповідно до рисунка 5.

Рисунок 5 – Схема перевірки групи з’єднання обмоток трансформатора фазометром

До однієї з обмоток трансформатора (звичайно обмотки ВН) підводиться напруга, достатня для нормальної роботи фазометра, який показує кут зсуву між векторами напруги обмоток (ВН і НН).

При визначенні групи з'єднання трифазних трансформаторів виконують не менше двох вимірювань (для різних пар лінійних затисків, наприклад, і або і ).

4.6.2 Перевірка групи з'єднання обмоток трансформатора методом двох вольтметрів

Для перевірки групи з'єднань трифазних трансформаторів методом двох вольтметрів з'єднують затиски (А і а) випробовуваного трансформатора. До однієї з обмоток (за звичаєм ВН) підводять напругу і вимірюють послідовно напруги між затисками В-В, В-С і С-В (дивись рисунок 6).

В иміряні напруги , , , порівнюють з відповідними розрахунковими напругами, обчисленими по формулах відповідно до таблиці 6.

Рисунок 6 - Схема перевірки групи з'єднання трансформатора методом двох вольтметрів

Якщо виміряні значення вказаних напруг відповідають граничним відхиленням, встановленим для коефіцієнта трансформації, то групу з'єднань вважають правильною.

Результати визначення групи з'єднань обмоток трансформатора занести в протокол випробувань.

4.7 Вимірювання втрат і струму холостого ходу

При вимірюванні втрат і струму холостого ходу, з погляду заходів безпеки, необхідно перевірити, чи від'єднані дроти від виводів ВН та справність блокування дверей.

До однієї з обмоток трансформатора (зазвичай до обмотки НН) при розімкненій іншій обмотці підводять номінальну напругу номінальної частоти, практично синусоїдальної форми. При випробуванні трифазних трансформаторів система напруги повинна бути практично симетричною, тобто кожна з лінійних напруг не повинна відрізнятися від середнього арифметичного значення більш ніж на ±4,5 %.

Під час холостого ходу вимірюють втрати і струм х. х. Схема вимірювань показана на рисунку 7.

За струм холостого ходу при випробуванні трансформаторів приймають середнє арифметичне значення з показань трьох амперметрів, а за значення підведеної напруги – середнє арифметичне з показань трьох вольтметрів. За напругу, що підводиться, допускається приймати лінійну напругу на затискачах «а – с» (А – С).

Рисунок 7 - Схема для визначення струму холостого ходу та втрат в трансформаторі

Згідно з Нормами випробування електроустаткування при досліді холостого ходу виміряні втрати можуть перевищувати номінальне значення на 10 %, а виміряний струм х.х. – на 30 %.

Якщо напруга при досліді відрізнялася від номінального значення, то виміряне значення втрат (Р₀) приводять до номінальних умов за формулою

, (2)

де - виміряні втрати при -, кВт;

Р₁ - частка втрат, обумовлена гістерезисом, кВт;

Р₂ - частка втрат, обумовлена вихровими струмами, кВт;

К – коефіцієнт пропорційності.

Коефіцієнт обчислюють за формулою

К=( )², (3)

де - дійсна напруга при вимірюваннях, В;

U_н - номінальна напруга трансформатора, В.

При значеннях індукції в магнітній системі від 1,2 до 1,7 Тл беруть наступні значення:

Р₁ = 0,5×10-3 кВт; Р₂ = 0,5×10-3 кВт – для холоднокатаної сталі;

Р₁ = 0,8×10-3 кВт; Р₂ = 0,2×10-3 кВт – для гарячекатаної сталі.

Результати досліду холостого ходу заносяться в протокол випробувань.