Список литературы

1. Инструкция по переключениям в электроустановках.-М.: Изд-во НЦ ЭИАС, 2004.

2. Рожкова Л. Д., Козулин В. В. Электрооборудование станций и подстанций -М : Энергия, 1980

Рис. 4.2. Принципиальная электрическая схема лабораторного стенда.

Лабораторная работа эо – 5 Измерение тангенса угла диэлектрических потерь и емкости высоковольтных вводов

1. Цель работы

Целью лабораторной работы является изучение методики измерения диэлектрических потерь (тангенса угла диэлектрических потерь) высоковольтных маслонаполненных вводов с бумажной изоляцией силовых трансформаторов или выключателей на напряжение 110 кВ, а также расчёт тангенса угла диэлектрических потерь tgδ, позволяющего оценивать состояние изоляции ввода.

2. Теоретическая часть

В воды и изоляторы высокого напряжения применяются в качестве изоляционных конструкций в трансформаторах, генераторах, баковых масляных выключателях, распределительных устройствах. Состояние изоляции вводов оказывают существенное влияние на их надёжность в целом.

М

Рис 5.1. Маслонаполненный ввод

аслонаполненные вводы (рис. 5.1)в зависимости от области применения и класса напряжения выполняются со следующим исполнением внутренней изоляции: масляной, маслобарьерной, бумажно-масляной, твёрдой, выполненной из лакированной бумаги. У вводов с бумажно-масляной изоляцией изоляционный остов, накладываемый на токоведущую трубу, выполнен из кабельной бумаги, пропитанной маслом и разделённой уравнительными обкладками из алюминиевой фольги, необходимыми для выравнивания напряжённости электрического поля в изоляционном остове.

На состояние бумажно-масляной изоляции оказывают существенное влияние температура, влага, кислород, продукты окисления трансформаторного масла и др., приводящие к старению и разрушению изоляционного остова ввода. Для контроля состояния изоляционного слоя маслонаполненных вводов проводятся следующие испытания:

— внешний осмотр;

— измерение сопротивления изоляции;

— измерение tgδ и ёмкости;

— контроль состояния масла;

— проверка герметичности;

— испытание повышенным напряжением.

Объём и периодичность проведения испытаний вводов регламентированы «Объёмами и нормами испытаний электрооборудования» и «Правилами устройства электроустановок» (ПУЭ).

Диэлектрические потери являются одним из важнейших, а для некоторых аппаратов – единственным показателем, характеризующим состояние изоляции. Тангенс угла диэлектрических потерь tgδ, определяемый как отношение активной составляющей тока утечки через изоляцию к его реактивной составляющей при приложении переменного напряжения, выражается в процентах:

Значение tgδ нормируется для каждого вида оборудования и зависит от температуры (при температурах ниже +10 С измерение tgδ не производится) и значения прикладываемого напряжения. Для электрических машин измерение tgδ не нашло применения.

Измерение tg производится мостами типов Р5026, МД-16 и Р595. Мосты переменного тока собраны по схеме Шеринга. Схема моста Шеринга приведена на рисунке 5.2. Измерение tg возможно на высоком (3 - 10 кВ) и низком напряжении. Точность измерения диэлектрических потерь определяется как точностью самой измерительной установки, так и погрешностями, связанными с условиями и методикой производства измерений. Из-за значительной температурной зависимости диэлектрических потерь неточность определения средней температуры изоляции, а так же последующий пересчет результатов измерений к нормированной температуре могут дать существенную погрешность в полученном значении tg объекта.

Рис.5.2. Схема мостовой измерительной установки

Так, например, для маслобарьерных вводов – около 10 %. Для бумажно-бакелитовой изоляции эта погрешность достигает 25-30 %. Если учесть, что температурный пересчет производится по усредненным кривым (рис. 5.3), а температурная зависимость tg сильно зависит от степени увлажнения, то практически ошибка будет еще больше.

У

Рис. 5.3. Усредненные кривые пересчета температур

бумажно-масляной изоляции при температурах от +10 до +50 С потери в сухой изоляции не так сильно зависят от температуры (погрешность порядка 3 - 5 % при ошибке в 5 С). Однако у увлажненной изоляции наблюдается значительный рост tg при увеличении температуры, и погрешность определения tg может достигнуть 10 %.

При измерениях в эксплуатационных условиях возможны, кроме того, погрешности от паразитных токов в измерительной схеме, а также погрешности от влияний со стороны оборудования, находящегося под напряжением. Для обеспечения точности измерения мост и вспомогательная аппаратура, необходимая для измерения, располагаются в непосредственной близости от проверяемого объекта.

Измерение диэлектрических потерь проводят по нормальной и по перевернутой схемам. Нормальной схемой включения называется схема, в которой измерительный элемент расположен между одним из электродов объекта С_х и заземлением. Измерительный элемент, включенный по нормальной схеме, находится под низким потенциалом относительно земли. Экранирование схемы может быть осуществлено наиболее просто и эффективно, поэтому нормальную схему включения применяют во всех случаях, когда имеется возможность изолировать от земли оба электрода объекта (при измерениях в лабораторных условиях, на оборудовании в процессе монтажа, на оборудовании, имеющем специальные выводы для измерения tg и т. п.). По нормальной схеме у вводов замеряется основная изоляция. Нормальная схема изображена на рисунке 5.4.

Перевернутой называется схема установки, в которой измерительный элемент включен в провод высокого напряжения от испытательного трансформатора к объекту (рисунок 5.5). Эта схема позволяет производить измерение объектов, у которых один из электродов наглухо заземлен.

Перевернутая схема является основной, применяемой в эксплуатационных условиях. Недостатком перевернутой схемы является то, что вся измерительная часть находится под высоким напряжением. Это усложняет конструкцию измерительной установки и ее экранирование, так как экраны находятся под высоким напряжением. По перевёрнутой схеме замеряются последние слои изоляции.