Как оценить возможность включения в работу нового электрооборудования — Проверка полярности и групп соединения обмоток силовых трансформаторов
Одной из важнейших проверок у трансформаторов является проверка полярности обмоток и схем их соединения, что при определенном чередовании фаз подаваемого напряжения при включении их в работу определяла группу соединения трехфазных трансформаторов. Из теории известно, что для возможности параллельной работы трансформаторов они должны иметь одну и ту же группу.
Полярность обмоток определяется методом, изложенным в § 3. (Согласно требованиям Норм эта проверка производится в случае отсутствия паспортных или заводских данных при монтаже и после ремонтов со сменой обмоток при эксплуатации.)
Для определения групп трансформаторов и оценки их в плане соответствия заводским данным исходят из следующих основных предпосылок.
- Выводы обмоток высшего напряжения (ВН) обозначаются прописными буквами А, В, С, Xf Y, Z, выводы обмоток низшего напряжения (II1I) —а, б, с, х, у, г.
Рис. 118 Изображение однополярных выводов при одинаковом направлении обмоток
- У обмоток, имеющих одинаковое направление намотки, все начала (однополярные) при изображении располагаются с одной стороны, а концы — с другой (рис. 118). У обмоток, имеющих разное направление на-
Рис. 119. Изображение однополярных выводов при различных направлениях намотки обмоток
мотки, начала и концы располагаются с разных сторон (рис,119).
- Условно считается, что вектор первичного Uax и вторичного Uax напряжений и соответствующим им ЭДС Елх имеют одно и то же направление, если считать, что обе обмотки имеют одно и то же направление намотки, при этом положительному направлению обоих векторов соответствует обход обмоток от концов X, х к началам А, а. Если направление намотки у обмоток разное, то положительному направлению вектора ЭДС соответствует обход обмотки высшего напряжения от конца X к началу А, вектор ЭДС обмотки низшего напряжения изображается противоположным ему на 180°.
- Начало обмоток и нулевой вывод располагаются на крышках трансформаторов в последовательности ОАВС, о, а, Ь, с слева направо, если смотреть на них со стороны выводов ВН.
Рис. 120. Векторная диаграмма напряжений
- Обмотка ВН считается первичной, НН — вторичной.
- Векторная диаграмма линейных и фазных напряжений первичных считается исходной и во всех случаях неизменной независимо от схемы соединения обмоток трансформатора и подключения его к сети. Чередование фаз сети согласно ГОСТ принимается А—В—С (рис.120).
- У трехфазных трансформаторов обмотки соединяются в основном в звезду (У) и в треугольник (Д). В зависимости от схемы соединения выводов для образования треугольника и от порядка подключения фаз напряжения сети к выводам возможно получение разных групп соединения. Группа соединения определяется сдвигом по фазе линейного или фазного напряжения обмотки HIT по отношению к одноименному линейному или фазному напряжению обмотки BН. В зависимости от всех перечисленных факторов группы соединений трансформаторов могут отличаться друг от друга на п.30° (п — число в пределах 1 —12). В связи с тем что часовые деления циферблата составляют то же число, а угол между каждой парой часовых делений составляет также 30°, принято группы трансформаторов определять по часовой системе, считая вектор напряжения стороны BН исходным и направленным на цифру 12. Вектор напряжения НИ направляется при изображении группы на ту цифру циферблата часов, которая определяет группу. Первая группа означает, что вектор Uнн опережает одноименный вектор U нн на 30°, вторая — что вектор этот опережает на 60° и т. д.
В СССР выпускаются трансформаторы в основном Двух групп — 12 (У/У) и И (У/Д), но в зависимости от подсоединения их обмоток к фазам системы (сети) встречаются также группы 1, 5, 7. Примеры различных групп соединения и соответствующие им векторные диаграммы показаны на рис. 121.
Рис. 121. Примеры схем соединения обмоток силовых трансформаторов. Точками обозначены согласно ГОСТ однополярные выводы. В случаях 1, 4, 5 направление обмоток одинаковое, а в случаях 2, 3, 6 — разное. Стрелками показано направление ЭДС обмоток
Для определения группы трансформаторов можно пользоваться следующим простым приемом. Например, нужно определить группу трансформатора для случая 6 рис. 121 соединения обмоток. Напряжения (или ЭДС) обмоток ВН и ИМ стержня фазы А (аналогично В и С) могут или совпадать, или быть противоположными по фазе, так как обмотки располагаются на одном стержне магнитопровода. Определив предварительно полярность поляромером как для однофазных трансформаторов, убеждаемся в том, что для случая 6 одноименные по фазам обмотки имеют противоположное направление намотки. В соответствии с этим на векторной диаграмме строим вектор ab, противоположный по фазе вектору А, вектор бс — вектору В и вектор са — вектору С на том основании, что со стороны треугольника линейные напряжения будут соответствовать по фазе фазному на стороне звезды.
Изобразив эти векторы, обозначают вершины треугольника, которые они составляют. Эти вершины должны именоваться общими буквами, участвующими в наименовании двух соседних векторов (вершина сторон, образованных векторами ab и бс, должна называться В и т. д.). Построив в треугольнике звезду фазных напряжений, нетрудно определить фазный вектор напряжения стороны НН и сравнить его с одноименным на циферблате часов. Угол в разбираемом случае составляет 210°. Значит, группа при данном соединении обмоток, данной полярности обмоток и наименовании фаз будет седьмая.
Аналогично можно рассуждать, но только в обратном направлении, если необходимо соединить обмотки так, чтобы получить необходимую (заданную) группу.
Группу трансформатора можно изменять, не делая никаких изменений в схеме соединения самих обмоток, только за счет циклической перестановки фаз напряжения со стороны ВН или НН. Очевидно, что если вместо фазы В на высокую сторону подсоединить фазу At вместо С — фазу Ву а вместо А — фазу С. то группа изменится с седьмой на одиннадцатую. Аналогично группа изменится на третью, если еще раз произвести циклическую перестановку фаз, т, е. на фазу С подсоединить фазу А, на фазу А — фазу В и на фазу В — фазу С
Непосредственная проверка группы соединения обмоток трехфазного трансформатора производится с помощью гальванометра (методом поляромера), фазометра или специального векторметра.
Рис. 122. Проверка группы соединения трансформаторов с помощью гальванометра (методом поляромера)
С помощью гальванометра группа определяется следующим образом. На выводы А и В обмотки ВН поднимается аккумуляторная батарея напряжением 6 В через рубильник (рис. 122). К выводам ab, бс, са поочередно подключается гальванометр с нулем посередине или магнитоэлектрический милливольтметр с полярностью, указанной на рисунке. При подключении гальванометра определяется знак отклонения его в момент замыкания рубильника. Опыт повторяется при подаче питания на выводы ВС и АС.
Рис. 123. Проверка группы соединений обмоток силовых трансформаторов с помощью фазометра
В зависимости от сочетания всех полученных знаков отклонения, записываемых в таблицу, и сравнением их с приведенными в таблицах для определения групп трансформаторов устанавливается проверяемая группа.
Рис. 124 Проверка группы соединения обмоток силовых трансформаторов с помощью фазоуказателя
Метод поляромера прост и удобен, но требует тщательности определения отклонений, так как в некоторых случаях, когда гальванометр слишком чувствителен, нулевое отклонение фиксируется нечетко. В этих случаях следует снизить напряжение батареи или выбрать более грубый гальванометр.
Фазометром или универсальным фазоуказателем типа Э-500/2 можно измерить непосредственно угол между вектором напряжения НИ и ВН, подсоединяемых по схемам рис. 123 и 124. По измеренному углу и по рис. 121 определяется группа.
Испытание измерительных трансформаторов тока и напряжения
Перед началом испытаний проводят визуальный осмотр проверяя технический паспорт, состояние фарфора изоляторов, число и место установки заземлений вторичных обмоток. Проверка заземления вторичных обмоток выполняется там, где оно может безопасно отсоединяться без снятия высокого напряжения, на панели защиты.
Также проверяется резьба в ламелях зажимов трансформаторов тока. Трансформаторы класса токов Д и З проверяют на комплектность, номер комплекта должен совпадать.
Встроенные трансформаторы проверяют на сухость и устанавливают в соответствиями с надписями “верх”/”низ”. У выключателей с встроенными трансформаторами тока проверяют наличие уплотнения труб и сборных коробок, через которые проходят цепи трансформаторов тока.
При осмотре масляных трансформаторов удаляют резиновую шайбу из-под заливной пробки.
Проверка сопротивления изоляции обмоток
Мегаомметром на напряжение 1-2,5 кВ проверяют сопротивление первичной изоляции, каждой из вторичных обмоток и сопротивление между обмотками.
Испытание прочности изоляции обмоток производится напряжением 2 кВ на протяжении одной минуты.
Изоляцию вторичных обмоток разрешается испытывать одновременно с цепями вторичной коммутации переменным током напряжением 1 кВ в течение 1 мин.
Все испытания проводятся в соответствии с нормами.
Проверка полярности вторичных обмоток трансформаторов тока
Данная проверка проводится методом импульсов постоянного тока при помощи гальванометра.
Замыкая цепь контролируют направление отклонения стрелки прибора, при отклонении вправо, однополярные зажимы те, что присоединены к “плюсам” батареи и прибора. Для испытаний, в качестве источника тока, используются аккумуляторы или сухие батареи.
Проверка коэффициента трансформации трансформаторов тока
Нагрузочным трансформатором НТ в первичную обмотку подается ток, близкий к номинальному, не менее 20% номинального. Коэффициент трансформации проверяется на всех ответвлениях для всех вторичных обмоток.
Если на встроенных трансформаторах отсутствует маркировка, она восстанавливается следующим образом:
Подается напряжение Х автотрансформатора AT или потенциометра на два произвольно выбранных ответвления трансформатора тока. Вольтметром V измеряют напряжение между всеми ответвлениями. Максимальное значение напряжения будет на крайних выводах А и Д, между которыми заключено полное число витков вторичной обмотки трансформатора тока. На определенные таким образом начало и конец обмотки подают от автотрансформатора напряжение из расчета 1 В на виток (число витков определяют по данным каталога). После этого, измеряя напряжение по всем ответвлениям, которое будет пропорционально числу витков, определяют их маркировку.
Снятие характеристик намагничивания трансформаторов тока
Витковое замыкание во вторичной обмотке — самый распространенный дефект трансформаторов. Обнаруживается он во время проверки характеристик намагничивания, основных при оценке неисправностей, определении погрешностей. Выявляется дефект по снижению намагничивания и уменьшению крутизны.
При замыкании даже нескольких витков, характеристики резко снижаются.
Полученные характеристики оцениваются сравнением с типовыми значениями, либо с данными полученными при проверке других однотипных трансформаторов с теми же коэффициентов и классом точности.
Не рекомендуется снимать характеристики реостатом, из-за возможности появления остаточного намагничивания стали сердечника трансформатора тока при отключении тока.
В протокол проверки обязательно записывают по какой схеме проводилась проверка, для того чтобы полученные значения можно было использовать при следующих проверках.
Для трансформаторов высокого класса точности и с большим коэффициентом трансформации достаточно снимать характеристику до 220 В. При снятии характеристик намагничивания вольтметр включают в схему до амперметра, чтобы проходящий через него ток не входил в значение тока намагничивания. Амперметр и вольтметр, применяемые при измерениях, должны быть электромагнитной или электродинамической системы.
Пользоваться приборами детекторными, электронными и другими, реагирующими на среднее или амплитудное значение измеряемых величин, не рекомендуется во избежание возможных искажений характеристики.
Проверка трансформаторов напряжения
Проверка трансформаторов напряжения не отличается от проверки силовых трансформаторов. Отличается методы проверки дополнительной обмотки 5-стержневых трансформаторов напряжения типа НТМИ, так как обмотка соединена в разомкнутый треугольник.
Полярность проверяется поочередным подключением “плюса” батареи ко всем выводам обмотки, а “минус” остается нулевым. При верном подключении наблюдают отклонение стрелок гальванометра в одну сторону.
После включения трансформатора в сеть необходимо измерить напряжение небаланса.
Испытание измерительных трансформаторов — Проверка полярности выводов или группы соединения обмоток
Производится при монтаже, если отсутствуют паспортные данные или есть сомнения в достоверности этих данных. Полярность и группа соединений должны соответствовать паспортным данным. Данная проверка также необходима для ТН с поврежденными заводскими обозначениями выводов, подвергшихся ремонту с отсоединением обмоток, используемых в устройствах релейной защиты и электроавтоматики с фазочувствительными элементами.
Для ТН предусматривается схема соединений по группе 0. Порядок определения группы соединения ТН аналогична порядку определения группы соединения силовых трансформаторов.
Однополярными являются выводы обмоток, имеющие одинаковый знак э.д.с. Однополярными выводами у ТН являются выводы А-а-ад, и Х-х-хд. Проверку полярности обмоток однофазных ТН рекомендуется проводить импульсами постоянного тока по схеме рис. 6 . Вывод (+) гальванического элемента и прибора подключаются соответственно к выводам А и а ТН. Если эти выводы однополярны, то стрелка прибора отклонится вправо при замыкании и влево при размыкании. В качестве измерительного прибора используется гальванометр невысокой чувствительности или милливольтметр.
Рис. 6. Схема проверки полярности выводов обмотки однофазных ТН.
а) выводы однополярны; б) выводы неполярны.
Проверка полярности выводов у трехфазных ТН проводится по схемам рис. 7.
Рис. 7. Схема проверки полярности и правильности обозначения выводов ТН.
а — пятистержневого трехфазного ТН проверка стороны с соединием Y0 и трехфазного со схемой соединения Y0/Y0; б — пятистержневого ТН проверка стороны с соединен открытый треугольник ; в — трехфазного двухобмоточного со схемой соединения Y/Y0
При проверки ТН с соединением соответствующим рис. 7.а при подключении (+) гальванического элемента и прибора к выводам одноименных фаз в случае правильной полярности стрелка прибора при включении отклоняется вправо. При переключении прибора на выводы других фаз стрелка отклоняется влево.
При проверке выводов ТН, соединенных в разомкнутый треугольник соответствующих рис. 7.б, (+) гальванического элемента поочередно подключается к выводам А, В, С, а (+) прибора остается подключенным к а,. Если выводы однополярны, стрелка прибора при замыкании цепи всегда отклоняется вправо.
При проверке выводов ТН, соединенных в соответствии с рис. 7.в, (+) прибора подключается к выводу а. (-) прибора — к выводу 0 вторичной обмотки. При правильной полярности и подключении гальванического элемента (+) на вывод А, (-) на вывод С стрелка прибора при включении элемента отклонится вправо. Если (+) прибора при этом подключить на вывод b, то стрелка прибора при включении элемента отклонится влево. При подключении (+) прибора в тех же условиях к выводу с, стрелка прибора не отклонится или отклонится незначительно в любую сторону. Аналогично осуществляется проверка при включении гальванического элемента (+) на вывод В, (-) на вывод С. При правильной полярности и подключении (+) прибора на вывод b, а (-) на 0 стрелка отклонится вправо. При тех же условиях, но (+) прибора включить на вывод а, стрелка отклонится влево. Стрелка не отклонится или отклонится незначительно, если (+) прибора включить на вывод с.
Проверка однополярных выводов ТТ, также как и у ТН, проводят в случаях нарушения заводской маркировки и после ремонта с отсоединением обмоток. Обязательной данная проверка является для ТТ встраиваемых во вводы выключателей, т. к. Они не имеют заводской маркировки и конструктивно выполнены так, что могут быть легко перевернуты во время монтажа.
Полярность обмоток ТТ проверяется по схеме рис. 8. При присоединении однополярных выводов первичной и вторичной обмоток Л1 и И1 (или Л2 и И2) соответственно к (+) батареи и к (+) прибора в момент замыкания цепи стрелка прибора должна отклониться вправо. Однополярными у ТТ являются выводы (см. рис. 2) Л1, Н2. Hi и И1 (или 1И1, 2И1. ). Если выводы однополярны, то при направлении тока в первичной обмотке от Л1 к К1, от Н2 к К2. от Hi к Л2 вторичный ток проходит по цепи от И1 к И2. И1 (или от 1И1 к 1И2, от 2И1 к 2И2,…). При проведении измерений, необходимо иметь ввиду, что батарея в цепи первичной обмотки включается на малое сопротивление. Поэтому, при выборе напряжения батареи может возникнуть необходимость включения в цепь токоограничивающего сопротивления. Кроме того, при измерениях на ТТ с большими номинальными токами на выводах вторичной обмотки может кратковремен но появляться высокое напряжение опасное для обслуживающего персонала.
Для определения «верх», «низ» встраиваемых ТТ через последний продевают провод выполняющего роль первичной обмотки (см. рис. 9). Зажим (+) батареи под ключают к проводу со стороны «верх» ТТ, (+) прибора к выводу И11, а (-) — к рабочему ответвлению. Если «верх» и И 1 однополярны, то стрелка прибора отклонится вправо.
Проверка измерителных трансформаторов напряжения
При новом включении производится осмотр трансформатора напряжения и его вторичных цепей, проверяются электрическая прочность изоляции, полярность обмоток и маркировка вторичных цепей, измеряются напряжение короткого замыкания и сопротивление обмоток на постоянном токе, проверяются исправность вторичных цепей напряжения и надежность действия плавких предохранителей и автоматов, а также цепей контроля и сигнализации при повреждениях.
При плановых проверках, которые проводятся 1 раз в 3—4 года и совмещаются с капитальным ремонтом трансформатора напряжения, производится осмотр, проверяются электрическая прочность изоляции, исправность устройств защиты и контроля цепей напряжения. После ремонтов с отсоединением обмоток от выводов производится проверка однополярных зажимов.
Определение полярности обмоток трансформатора напряжения производится по той же схеме, что и трансформаторов тока. Источник постоянного тока подключается к обмотке высшего напряжения, а прибор — к обмотке низшего напряжения.
Рисунок 10 – Определение напряжения короткого замыкания трансформатора напряжения
Некоторыми особенностями отличается проверка полярности выводов трехфазного трансформатора напряжения, у которого отсутствует нулевой вывод первичной обмотки. Поэтому зажимы батарейки постоянного тока в этом случае подключаются к выводам двух фаз высшего напряжения, а прибор к нулевому и фазному выводам обмотки низшего напряжения. При этом в случае, если обмотки трансформатора напряжения соединены по схеме Y/Y-12, стрелка прибора будет отклоняться вправо при замыкании цепи постоянного тока, когда положительный вывод прибора будет подключен к той фазе, на вывод высшего напряжения которой подан плюс батарейки постоянного тока. Величина напряжения короткого замыкания, которая необходима для определения внутреннего сопротивления трансформатора напряжения, измеряется по схеме, приведенной на рисунке 10. Напряжение, подаваемое на выводы обмотки низшего напряжения, плавно увеличивается до тех пор, пока ток не достигнет номинального значения. Напряжение короткого замыкания будет равно:
а сопротивление трансформатора напряжения, приведенное к стороне низшего напряжения (Ом):
где UH — номинальное напряжение на стороне низшего напряжения ТН; Uк — напряжение на стороне низшего напряжения, измеренное при опыте короткого замыкания, когда ток в обмотке низшего напряжения был равен номинальному.
Рисунок 11 – Определение коэффициента трансформации трансформатора напряжения.
а — прямым измерением; б — методом сравнения; в — дополнительной обмотки пятистержневого трансформатора напряжения.
У трехобмоточных трансформаторов напряжения, имеющих две обмотки низшего напряжения, необходимо измерять три значения ик, как и у трехобмоточного силового трансформатора (между обмоткой высшего напряжения и каждой обмоткой низшего напряжения, а также между двумя обмотками низшего напряжения).
У всех трансформаторов напряжения при новом включении проверяется коэффициент трансформации. Коэффициент трансформации трансформаторов напряжения с номинальным первичным напряжением до 10 кВ проверяется по схеме рисунке 11, а при подаче на первичную обмотку переменного напряжения 220—380 В.
Для трансформаторов напряжения 35 кВ и выше определение коэффициента трансформации по схеме рисунке 11, а затруднено из-за малой величины напряжения на стороне низшего напряжения. В подобных случаях для определения коэффициента трансформации целесообразно использовать схему сравнения, приведенную на рисунке 11, б. При этом обмотки высшего напряжения двух проверяемых однофазных трансформаторов напряжения соединяют параллельно, а на обмотку низшего напряжения одного из них подают напряжение 50—60 В. Напряжения, измеренные на зажимах обмоток низшего напряжения, должны быть равны, если равны коэффициенты трансформации обоих трансформаторов напряжения.
На рисунке 11, в приведена схема измерения коэффициента трансформации дополнительной обмотки пятистержневого трансформатора. В этой схеме напряжение подается на выводы двух фаз стороны высшего напряжения, а обмотка третьей фазы шунтируется, что необходимо для правильного определения коэффициента трансформации.
У всех трансформаторов напряжения производится измерение тока намагничивания при подаче номинального напряжения на обмотку низшего напряжения. Следует иметь в виду, что ток намагничивания трансформаторов напряжения 110 кВ и выше достигает 10 А и выше, вследствие чего для проверки необходим достаточно мощный источник питания. Поскольку кривые тока или напряжения могут быть сильно искажены, при новом включении и при плановой проверке следует производить измерение тока намагничивания по одной и той же схеме, используя потенциометр или автотрансформатор. Использование разных схем может привести к существенно различным замерам. Измерение тока намагничивания следует производить быстро, так как вторичные обмотки не рассчитаны на длительное прохождение столь больших токов.
При измерении тока намагничивания трансформаторов напряжения следует строго соблюдать правила техники безопасности, так как при этом сторона высшего напряжения находится под высоким напряжением.
Во время проверки трансформаторов напряжения производится проверка автоматов и предохранителей, установленных в их вторичных цепях для защиты от коротких замыканий.
- Войдите, чтобы оставлять комментарии