Испытание трансформаторов и реакторов напряжением до 35 кВ

Преобразование параметров электрической энергии в величины, оптимальные для передачи и практического использования, осуществляется силовыми трансформаторами, являющимися неотъемлемой частью проводящих сетей. От технического состояния этого оборудования во многом зависит эффективность и безопасность использования электричества во всех элементах системы жизнеобеспечения и отраслях производственной деятельности человека. Для этого Правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей (ПТЭЭП) и Правилами устройства электроустановок (ПУЭ-7) предусмотрена необходимость проведения испытаний силовых трансформаторов, масляных реакторов, автотрансформаторов и заземляющих дугогасящих реакторов с целью проверки их работоспособности, оценки качества изоляции, выявления дефектов. В соответствии с действующим законодательством, эти работы выполняются силами специализированных организаций с соответствующей лицензией и государственной аккредитацией. Помимо допуска на занятие такой производственной деятельностью, исполнители должны располагать совершенной материально-технической базой и быть укомплектованы персоналом, прошедшим комплексное обучение, проверку знаний и имеющим соответствующие допуски по электробезопасности. В Москве и Московской области испытания трансформаторов и реакторов напряжением до 35 кВ (ГОСТ 11920-85) на договорной основе оперативно, недорого и с полной гарантией объективности результатов производит строительная лаборатория «ТехЛабКонтроль».

Цели, объекты и сроки испытаний

Задачи, решаемые проведением испытаний силовых трансформаторов, масляных реакторов, автотрансформаторов и заземляющих дугогасящих реакторов – обеспечение безопасной и эффективной эксплуатации силового оборудования. Действующие нормы и правила предусматривают необходимость таких проверок в следующих случаях:

• перед вводом в эксплуатацию (первичная проверка);
• плановые профилактические проверки (по графику) с целью своевременного выявления неполадок и предотвращения аварийных ситуаций;
• послеремонтные испытания – проводятся после капитальных ремонтов для проверки и уточнения фактических рабочих характеристик.

В ходе испытаний, проверке подвергаются все основные элементы трансформатора – активная часть, жидкий диэлектрик (для маслонаполненных электроустановок), изоляция вводов, состояние средств защиты и предохранительных устройств, целостность корпусных деталей, бака и расширителя.

Условия испытаний, приборы и оборудование

При проведении испытаний трансформаторов и сухих токоограничивающих реакторов до 35 кВ особое внимание уделяется соблюдению правил и требований безопасности. В комплекс относящихся к этому мероприятий входит подготовка рабочего места и средств защиты, приборов и оборудования с проверкой их работоспособности и сроков поверки. Испытания должны проводиться в сухую, безветренную погоду при температуре воздуха не ниже + 12°C (при проверке сопротивления изоляции + 5 °C). В закрытых помещениях температура воздуха не должна превышать + 30 °C, а относительная влажность 75 %. Приборы и оборудование, необходимые для работы:

• измеритель К540-3;
• передвижная высоковольтная электролаборатория ЭТЛ-35К;
• универсальный измерительный прибор Р 4833;
• мегаомметр, рассчитанный измерение сопротивления при напряжении 500-2500 В.

Используемые при испытаниях приборы должны быть поверены, испытательные установки аттестованы в органах Ростехнадзора. Вместо перечисленных средств измерений и оборудования допускается применение аналогов с тем же классом точности. При производстве работ соблюдение требований ПТЭЭП и ПУЭ-7 обязательно, включение оборудования без заземления запрещается!

Характеристики, определяемые в ходе проверки силового электрооборудования

При испытаниях трансформаторов и реакторов напряжением до 35 КВ исследуются следующие параметры оборудования:

1. Сопротивление изоляции (R). Этот показатель считается основным при оценке работоспособности, безопасности силового электрооборудования и имеет нормируемые значения, находящиеся в обратно пропорциональной зависимости от температуры обмоток. Для масляных трансформаторов 35 кВ и мощностью до 10000 кВА допустимое сопротивление изоляции находится в пределах 450 – 70 Мом, свыше 10000 кВА пределы R от 900 до 80 Мом. Для сухих трансформаторов R также зависит от температуры обмоток, номинального напряжения и может меняться в диапазоне от 500 до 100 Мом. Измерения производятся поверенными мегаомметрами по схемам, рекомендованным производителями оборудования в соответствии с требованиями ПТЭЭП и ПУЭ-7, не ранее чем через 12 часов после завершения заполнения бака маслом. Отсчеты снимаются каждые 15 секунд при заземленных обмотках, за конечный результат принимается сопротивление, считанное спустя 60 секунд после начала замеров. Отношение R60 / R15 при сухой изоляции не должно быть менее 1,3 – эта величина считается коэффициентом абсорбции. Для проверки качества изоляции могут применяться следующие методы:
   • испытание сопротивления повышенным напряжением;
   • испытание сопротивления постоянному току.
   Перед измерениями необходимо очистить ввода трансформатора от пыли и грязи, полностью разгрузить оборудование, провести заземление обмоток на время, требуемое условиями проведения работ.
   
2. Проверка работы переключающего устройства. Проверка правильности монтажа переключающих устройств производится по результатам измерений сопротивления изоляции обмоток постоянному току регулируемой обмотки на всех сочетаниях точек замера. Корректность работы трехфазного переключающего устройства проверяется измерением сопротивления обмоток между фазами – оно должно быть одинаковым.
3. Проверка коэффициента трансформации. Эта работа выполняется с целью проверки соотношения числа витков в обмотках на всех ступенях трансформации – оно должно быть одинаковым (отличие не более 2 % от нормируемых значений). Для проведения испытаний используется метод «двух вольтметров». Результаты исследований позволяют оценить правильность сборки переключателя напряжения, выявить наличие межвитковых замыканий.
4. Испытание масляного бака и радиаторов гидравлическим давлением. Герметичность емкостей для охлаждающей жидкости маслонаполненных трансформаторов напряжением до 35 кВ включительно проверяется гидравлическим давлением масляного столба, высота которого превышает уровень заполненного расширителя на 0,6 м. В электроустановках с волнистыми баками и пластинчатыми радиаторами эта величина принимается равной 0,3 м.
5. Проверка системы охлаждения. Параметры работы охлаждающих устройств определяются инструкциями завода - изготовителя.
6. Проверка состояния силикагеля. Для поглощения избыточной влаги и пылевых частиц, поступающих в охлаждающую жидкость (масло) из воздуха, используется специальное вещество – силикагель. Он заключен в специальном клапане (сапуне). В нормальном состоянии силикагель имеет равномерную голубую окраску зерен, при переувлажнении и засорении он изменяет цвет.
7. Испытание трансформаторного масла. Свежее трансформаторное масло (охлаждающая жидкость) перед заливкой в новые трансформаторы обязательно должно быть подвергнуто испытаниям на содержание механических примесей, на прозрачность, стойкость против окисления. Кроме этого, необходимо определить тангенс угла диэлектрических потерь, температуру вспышки и застывания, исследовать натровую пробу (оценить баллы), кинематическую вязкость, кислотное число и реакцию водной вытяжки. На новых трансформаторах следует произвести отбор пробы остатков жидкости со дна бака. Результаты таких анализов определяют возможность или невозможность использования масла в системе охлаждения электроустановки. Испытание трансформаторного масла проводятся и в процессе эксплуатации оборудования. Сроки проверок качества охлаждающей жидкости для силовых трансформаторов напряжением до 35 Кв:
   • перед вводом в эксплуатацию;
   • в течение первого месяца эксплуатации (дважды, в первой половине и во второй);
   • через 1 год после пуска; и далее не реже 1 раза в 4 года;
   • перед началом и после завершения капитального или восстановительных ремонтов. 

   При неудовлетворительных результатах испытаний или по истечении установленного производителем срока службы масла производится его замена с соблюдением правил безопасности и условий сохранения чистоты окружающей среды.

8. Испытание трансформатора включением толчком на номинальное напряжение. Это один из способов определения исправности трансформатора. Он заключается в трех – пятикратном включении оборудования на номинальное напряжение и анализе параметров его работы. Наблюдение аномальных явлений будет свидетельствовать о неудовлетворительном состоянии трансформатора.

Обработка данных, оформление результатов испытаний

В ходе испытаний трансформаторов и реакторов напряжением до 35 кВ, производители работ ведут рабочий журнал, в котором отражаются следующие сведения:

• дата измерений;
• температура, влажность и давление окружающей среды;
• наименование, тип, заводской номер трансформатора;
• температура изоляции обмоток;
• номинальные данные объекта испытаний;
• результаты внешнего осмотра;
• используемая схема испытаний;
• результаты проверки по всем направлениям, предусмотренным ПТЭЭП и ПУЭ-7.

Полученные в ходе испытаний материалы оформляются протоколом по правилам ГОСТ ИСО/МЭК 17025–2009, ГОСТ Р 50571.16–2007. Результаты сравниваются с первоначальными (заводскими) или нормативными, на основании этого составляется заключение с одним из выводов: о пригодности трансформатора к дальнейшей эксплуатации, необходимости проведения восстановительного ремонта или утилизации с заменой на аналог.