Размагничивание трансформатора

Перед проведением опыта XX трансформатора, находящегося в эксплуатации, необходимо размагнитить его магнитопровод от ос­таточного намагничивания, возникающего вследствие внезапного сброса питающего напряжения (отключение трансформатора от сети) и обрыва тока при его переходе не через нуль.

Снятие остаточного намагничивания производится пропусканием постоянного тока противоположных полярностей по одной из обмоток каждого стержня магнитопровода трансформатора.

Процесс размагничивания осуществляется в несколько циклов. Начальный ток размагничивания должен быть не менее 150% тока XX трансформатора при номинальном напряжении, пересчитанного для той обмотки, на которой будет производиться размагничивание. Одинаковый ток равный 150% номинального тока ХХ подают на фазы А(+) – 0(-), В(+) – 0(-), С(+) – 0(-), поочерёдно, но не А-В, В-С, С-А. Затем меняют полярность А(-)–0(+), В(-)–0(+), С(-)–0(+), поднимают ток сниженный на 20% от предыдущей подачи, снова меняют полярность поднимают ток сниженный на 20% от предыдущей подачи, и так далее, до тех пор, пока ток не снизится до значения 50% от тока ХХ при низком напряжении, пересчитанного для той обмотки, на которой он измеряется. При регулировании тока не реостатом, т.к. трансформатор имеет большую индуктивность, можно разрывать ток выключателем, при условии достаточно точного отключения в момент насыщения магнитопровода необходимым током.

В качестве источника постоянного тока могут использоваться переносные аккумуляторы, выпрямительные устройства.

При вводе в эксплуатацию нового трансформатора снятие оста­точного намагничивания может не производиться, если трансфор­матор не прогревался постоянным током и измерению тока и по­терь XX не предшествовало измерение сопротивления обмоток по­стоянному току.

Измерение сопротивления короткого замыкания.

Полное сопротивление короткого замыкания (Z_T) трансформато­ров и автотрансформаторов класса напряжения 110 кВ и выше оп­ределяется с целью выявления возможных деформации с поврежде­нием изоляции обмоток, вызванных сквозными короткими замыка­ниями. Для этого производится сопоставление измеренного значе­ния Z_T с исходным — базовым значением этого параметра, опреде­ленным на исправном трансформаторе.

В документации, поставляемой заводом-изготовителем транс­форматоров, в качестве базовых для трехфазного трансформатора приводятся среднеарифметические значения Z_T всех трех фаз, одна­ко использование их в качестве базовых не рекомендуется, так как при наличии деформации в какой-либо обмотке одной из фаз трансформатора она может оказаться не выявленной, ибо фазное значение Z_T этой обмотки может «затеряться» при исчислении сред­неарифметического значения Z_T.

Необходимо сопоставлять фазные значения Z_T трансформато­ра. При этом в качестве базовых должны использоваться значения параметра, измеренные при пусконаладочных испытаниях вновь вводимого трансформатора.

При контроле состояния однофазных трансформаторов могут использоваться в качестве базовых заводские данные.

Значения Z_T при вводе трансформатора в эксплуатацию не должны превышать значения, определенного по U_K, на основном ответвлении более чем на 5%. Значения Z_T при измерениях в процессе эксплуатации при капитальном ремонте не должны превышать исходные более чем на 3%. У трехфазных трансформаторов дополнительно нормируется различие значений Z_T по фазам на основном и крайних ответвлениях. Оно не должно превышать 3%.

Фазное значение Z_T трансформатора (Ом) определяется из выра­жения

Где U_К.ИЗ – измеренное значение напряжения короткого замыкания фазы, В;

I_К.ИЗ – измеренное значение тока короткого замыкания фазы, А.

Напряжение и ток короткого замыкания определяются из опыта короткого замыкания, который проводится на низком напряжении (380, 220 В).

При проведении опыта короткого замыкания в процессе эксплу­атации трансформатор возбуждается со стороны обмотки более высокого напряжения (ВН, СН).

Измерения необходимо производить 4-х проводным методом, для исключения влияния погрешности измерительных проводов, т.к. 2-х проводный метод не обеспечивает необходимой точности проводимого измерения. Провод необходимо подсоединять болтовым соединением.

При испытании трехфазных транс­форматоров на обмотки АВ, ВС, СА поочерёдно через регулировочный автотрансформатор подается линейное напряжение, обеспечивающее ток в цепи желательно до 5 А (при сечении подводимых проводов 2,5мм², и изме­ряется ток и напряжения каждого опыта.

Для схемы соединения трансформатора Y на стороне подводимого напряжения пересчёт линейных значений Zк в фазные производится по формуле:

Для схемы ВН-У:

Zв = (Ом);	(7.3)
Zа = (Ом);	(7.4)
Zс = (Ом);	(7.5)

Для схемы ВН-Д:

ZA = ZAC - (Ом);	(7.6)
ZВ = ZAB - (Ом);	(7.7)
ZC= ZBC- (Ом);	(7.8)

Z_(A,B,C) – фазное сопротивление к.з.

Z_(AB,BC,AC) – линейное сопротивление к.з.

Измеренное значение Z_К автоматически приводится к частоте 50Гц при выборе параметра из окна «Configuration», «System», «Line Frequency Modulation» 50Hz  5%.

 - частота при которой производилось измерение.

Оценка состояния обмотки производится путем сравнения измеренного, рассчитанного и приведенного к частоте 50Гц, Z_К по фазам с данными предыдущих измерений, при их отсутствии с паспортными данными:

ZK = (%)

(7.9)

Z_КБ - базовое сопротивление короткого замыкания, по отношению к которому определяется отклонение Zк.

Сечение закоротки на стороне НН необходимо выбирать из расчёта тока до 5А в цепи ВН, с учётом Кт. Минимальное сечение необходимо принять с плотностью тока на стороне НН не более 3А/мм2, что обеспечит высокую точность измерения. Закоротку необходимо устанавливать (на сторону НН (СН), на которой измеряется Zк) под болт, для исключения влияния переходного сопротивления контактов. Сечение алюминиевой закоротки должно быть в 1,3 раза боль­ше сечения медной закоротки.

Одновременно со снятием показаний вольтметра и амперметра снимается показание частотомера. Схемы измерений в опытах ко­роткого замыкания трехфазных и однофазных трансформаторов и автотрансформаторов с использованием амперметра и вольтметра приведены на рис. 7.3. – 7.8. Присоединение частотомера на указан­ных схемах показано условно. Контроль частоты напряжения может осуществляться в любой удобной для снятия показаний точке сети объекта (распределительного устройства).

Значение Zк трансформатора например ВН-НН, при подаче напряжения со стороны ВН, не изменится, если произвести подачу напряжения со стороны НН, но необходимо учесть пересчёт в соответствии со схемой соединения НН.

На величину Zк влияют такие факторы как изменение геометрии обмотки (деформация или распресовка обмотки), её расположение на стержне. Намагниченность магнитопровода, в отличие от опыта ХХ, на истинность измерений не влияет.

На трансформаторах с однофазными РПН переключать ответвления необходимо на всех фазах для удобства испытаний. Крайние положения измеряются на каждой фазе, обязательно на первом и последнем положениях. При деформации регулировочной обмотки (на РПН с реверсом регулировочной обмотки) изменения Zк наблюдаются в сторону уменьшения на 1 ответвлении и увеличения на последнем, или наоборот.

При подозрении на деформацию обмотки по результатам измерений, необходимо провести дополнительные измерения по зонам, а также на других положениях переключателей, для более глубокого анализа.

Измеренное значение сопротивления короткого замыкания (Ом) следует привес­ти к частоте 50 Гц по формуле:

А)

Б)

В)

Г)

Рис. 7.3. Схемы измерений напряжения и тока короткого замыкания для определения Z_T автотрансформатора (схема и группа соединения Ун авто /Д-0-11):

А — обмотки ВН-СН (измерения на фазе АВ);

Б — обмотки ВН-НН₁ (измерения на фазе АВ);

В — обмотки СН-НН₁ (измерения на фазе АВ)

Г — обмотки СН-НН₁ (измерения на фазе АВ)

Отклонение измеренного фазного значения сопротивления ко­роткого замыкания от базового значения (%) определяется из вы­ражения

Оценку состояния обмоток испытуемого трансформатора про­изводят сравнением полученного значения ΔZ_T с предельно допустимым отклонением этого параметра от базового значения, устанав­ливаемого отраслевыми нормативными документами.

Максимальная чувствительность при измерениях напряжения и тока короткого замыкания достигается выбором пар обмоток, рас­положенных рядом на стержне магнитопровода.

При испытаниях целесообразно придерживаться такой последо­вательности работ, чтобы избежать частых пересоединений закороток. Например, при испытании трехобмоточных трансформаторов рекомендуется произвести измерения в следующей последователь­ности: ВН-СН, ВН-НН, СН-НН, НН1-НН2.

Класс точности измерительных приборов должен быть не ниже 0,5.

Выбор значений тока и напряжения короткого замыкания можно производить следующим образом. Определяется ожидаемое номинальное значение сопротивления короткого замыкания (Ом) из выражения:

Где U_НОМ – линейное номинальное напряжение обмотки (ВН, СН) трансформатора, кВ;

U_K – напряжение короткого замыкания трансфор­матора, %;

I_HOM – номинальный ток обмотки (ВН, СН) транс­форматора, А;

U_HOM, U_K – паспортные данные трансформатора для конкретной обмотки, конкретного ответвления.

Номинальный ток трансформатора (А) определяется из выражения

где S_HOM — номинальная мощность трансформатора, кВА.

U_НОМ – линейное номинальное напряжение обмотки трансформатора для конкретной обмотки, конкретного ответвления, кВ;

Ожидаемый ток при опыте короткого замыкания можно производить следующим образом из выражения:

Где U – линейное напряжение подаваемое на обмотку трансформатора, кВ;

Z_K – напряжение короткого замыкания трансфор­матора, Ом;

Ток в закоротке для конкретной схемы измерения можно определить из выражения:

Где I_ожид – Ожидаемый ток КЗ на стороне подачи напряжения (ВН), А;

К_Т – Коэффициент трансформации трансфор­матора тех обмоток, на которых проводится опыт.

Порядок выполнения работ:

1. Ознакомиться с паспортом трансформатора, выписать S_ном, U_ном, U_к, I_ном для всех ответвлений всех сочетаний обмоток, выписать схему соединения обмоток, выписать проведённые ранее корректные измерения.

2. Посчитать Z_к для всех необходимых сочетаний обмоток и ответвлений.

3. Определить ожидаемый ток при измерениях, для всех необходимых сочетаний обмоток и ответвлений.

4. Определить ожидаемый ток закороток, для всех необходимых сочетаний обмоток и ответвлений.

5. Составить удобную таблицу для записи параметров, пример

ВН-СН
Положение РПН	А - В				В - С			С - А
	U, В	I, А	Z,ОМ	U, В		I, А	Z,ОМ	U, В	I, А	Z,ОМ
1
9
19
ВН-НН1
1
9
19

6. В соответствии с ожидаемым током КЗ и уровнем напряжения подобрать приборы для измерений.

7. Подготовить латр, приборы с соединительными проводами, удлинитель, двухжильные кабели (для подсоединения к вводам), закоротку необходимой длины и сечения, метизы для установки закоротки и подсоедиенения к вводам.

8. Допуститься к работе.

9. Расшиновать трансформатор со всех сторон, включая нейтраль.

10. Произвести измерения в следующей последователь­ности: ВН-СН, ВН-НН₁, ВН-НН₂, СН- НН₁, СН- НН₂, НН₁- НН₂.

11. Определяемое в таблице Z не является искомым, т.к. определено из линейных значений токов и напряжений. Z_к определяется из выражений пересчёта линейных значений Z в фазные Z_к которые указаны выше.