Ремонт электрооборудования
 Скачать 1.8 Mb.
|
|
Общие сведения Все отремонтированные трансформаторы проходят испытания, позволяющие убедиться в качестве выполненного ремонта, отсутст- вии дефектов, препятствующих нормальной эксплуатации, в соответ- ствии их характеристик паспортным данным, а также действующим требованиям и нормам. Для этого после ремонта трансформаторы подвергаются двум видам испытаний: контрольным и типовым. Контрольным испытаниям подвергают каждый трансформатор, выпускаемый из ремонта. Типовым – подвергают трансформаторы, при ремонте которых были внесены какие-либо изменения парамет- ров: напряжение, тип обмотки, марка провода и др. Согласно ГОСТ 11677-65, в объем контрольных испытаний вхо- дит следующее: 1) проверка коэффициента трансформации на всех ответвлениях обмоток; 2) проверка группы соединения обмоток; 3) измерение сопротивления обмоток постоянному току; 4) испытание электрической прочности пробы масла; 5) измерение сопротивления изоляции; 6) испытание электрической прочности изоляции; 7) измерение потерь и тока холостого хода; 8) измерение напряжения и потерь короткого замыкания; 9) испытание электрической прочности витковой изоляции; 10) испытание бака трансформатора на плотность. Испытание трансформаторного масла Масло определяют на электрическую прочность – пробой и ди- электрические потери. Испытание трансформаторного масла на про- бой проводят в маслопробойном аппарате. В чистую сухую стеклян- ную (иногда фарфоровую) посуду емкостью не менее 0,5 л отбирают пробу масла из нижнего или специально предусмотренного крана в баке трансформатора. Чтобы удалить из масла специальные включе- ния, ему перед пробоем дают отстояться в разряднике в течение 20 минут. Затем временно наблюдают за стрелкой киловольтметра, по- казывающего напряжение, при котором происходит пробой. Всего делают шесть пробоев с интервалами в 10 минут. 80 Первый пробой не учитывают. Среднее арифметическое про- бивного напряжения остальных пяти пробоев принимают за пробив- ное напряжение, которое должно быть 25 кВ при напряжении транс- форматора до 15 кВ включительно и до 30 кВ – при напряжении трансформатора от 15 до 35 кВ. При ремонтах выполняют сокращенный химический анализ, в объем которого входит определение кислотного числа масла, темпе- ратуры вспышки паров, реакции водной вытяжки, содержание взве- шенного угля и механических примесей, одновременно проверяют прозрачность масла. Так как у нас в лаборатории нет соответствую- щего оборудования, то этот пункт в лабораторной работе не преду- смотрен. Методика выполнения работы Определение коэффициента трансформации и группы соедине- ния обмоток. Коэффициент трансформации (k л ) обычно определяют как отношение линейного напряжения высокой стороны (U вн ) к ли- нейному напряжению низкой стороны (U нн ) k л = U вн /U нн (1) Согласно вышеуказанному ГОСТу, допускается отклонение измеренного коэффициента трансформации от расчетного не более ± 1 %, для трансформаторов с фазным коэффициентом трансформации 3 % и ниже и не более ± 0,5 % для всех других трансформаторов. Для проверки групп соединения обмоток пользуемся методом двух вольтметров. Схема проверки групп соединения обмоток приведена на рисунке 1. A B в a с С Рис. 1. Схема проверки группы соединения обмоток трансформаторов Между выводами А и а на трехфазном трансформаторе устанав- ливаем перемычку, а к обмотке ВН подводим симметричное по фазам 81 напряжение 100–200 В. Затем измеряем напряжение U АВ , U ВС , U СА и результирующее напряжение U Вв , U Вс , U Сс , U Св Значение этих напряжений, в зависимости от группы соедине- ний, может быть больше, равно или меньше так называемого услов- ного напряжения, подсчитываемого по формуле 1 k U U 2 нн усл (2) Здесь нн U – линейное напряжение на выводах обмотки низкого напряжения (НН). Оно может быть измерено или подсчитано по фор- муле , k U U л нн (3) где U л – напряжение, подведенное к линейным выводам обмотки ВН при опыте, В. При сравнении последовательности расположения результата измерения в соответствующей последовательности обозначений по таблице 1 определяем группу соединения обмоток трансформатора. Сопротивление обмоток постоянному току.В ремонтной прак- тике измеряют сопротивление обмоток постоянному току у всех от- ремонтированных трансформаторов, что позволяет выявить дефекты, допущенные при ремонте: - обрыв параллельных проводов обмоток; - низкое качество соединения пайкой; - плохой контакт в месте подсоединения регулировочного отво- да к переключателю и др. Перечисленные дефекты увеличивают электрическое сопротив- ление обмоток за счет повышения переходного сопротивления в де- фектных участках. Сопротивления, измеренные на всех фазах и сту- пенях, не должны отличаться более чем на 2 %. При контрольных ис- пытаниях силовых трансформаторов наиболее распространены изме- рения при помощи моста или методом амперметра и вольтметра. Во избежание нагрева обмотки и внесения ошибок в результаты измере- ния ток при измерении не должен превышать 20 % номинального то- ка обмотки, т.е. I из < 0,2·I н.тр Сопротивления измеряются между линейными зажимами трансформатора для всех ответвлений и всех фаз. 82 Если есть выведенная нейтраль (нуль), измерение можно делать между фазовым выводом и нулевым. При измерении между линей- ными выводами линейное значение сопротивления пересчитывают на фазное при сопротивлении обмотки звездой по формуле R ф = R изм /2. (4) При соединении обмоток треугольником R ф = изм R 2 3 , (5) где R ф – приведенное фазное сопротивление, Ом; R изм – измеренное сопротивление между линейными выводами, Ом. Результаты измерения считаются удовлетворительными, если фазные значения сопротивления одной и той же обмотки отличаются друг от друга не более чем на ± 5 % или, согласно ПУЭ, не более чем на ± 2 % от расчетных. На величину сопротивления постоянному току очень сильно влияет температура объекта, которую определяют обычно с помощью жидкостного термометра одновременно с измерениями сопротивле- ния. Полученные значения сопротивлений приводим к одной темпе- ратуре, обычно это рабочая температура обмотки, и чаще всего она равна 75 о С. R 75 = , t 235 310 R t (6) где R t – сопротивление фазы, измеренное при температуре обмотки t о С. Отсчет необходимо производить при установившемся значении напряжения при токе не более 20 % от номинального значения фазно- го тока. Время достижения установившегося значения составляет в некоторых случаях 10 минут. 83 Таблица 1 – Определение группы соединения обмоток Груп па со еди не ни я обм от ок Угловое см ещ ен ие ЭДС Возможное соединение обмоток В ек торн ая ди агра м м а ЭДС Измерение напряжения на зажимах Груп па со еди не ни я о бм ото к Угловое см ещ ен ие ЭДС Возможное соединение обмоток В ек торн ая ди агра м м а ЭДС Измерение напряжения на зажимах Вв Вс Сс Св Вв Вс Сс Св 0 0 о Y/Y, Δ/Δ, Δ/Z < < < < 6 180 о Y/Y, Δ/Δ, Δ/Z > > > > 1 30 о Y/Δ, Δ/Y, Y/Z < = < < 7 210 о Y/Δ, Δ/Y, Y/Z > = > > 2 60 о Y/Y, Δ/Δ, Δ/Z < > < < 8 240 о Y/Y, Δ/Δ, Δ/Z > < > > 3 90 о Y/Δ, Δ/Y, Y/Z = > = > 9 270 о Y/Δ, Δ/Y, Y/Z > < = > 4 120 о Y/Y, Δ/Δ, Δ/Z > > > < 10 300 о Y/Y, Δ/Δ, Δ/Z < < < > 5 150 о Y/Δ, Δ/Y, Y/Z > > > = 11 330 о Y/Δ, Δ/Y, Y/Z < < < = 83 84 Правила устройства электроустановок требуют после определе- ния сопротивления обмоток постоянному току проводить опыт холо- стого хода, измерение тока холостого хода (х.х.) и потерь произво- дить для выявления таких дефектов в магнитной системе трансфор- матора, которые увеличивают ток холостого хода (I х.х ) и вызывают дополнительные потери, снижающие КПД (η) трансформатора, а в ряде случаев приводят к недопустимому нагреву обмоток и магнито- провода трансформатора. Для испытания трансформатора в режиме холостого хода собираем схему (рис. 2), содержащую амперметры РА1–РА3, для измерения фазных токов, ваттметры PW1 и PW2 для измерения мощности в первичной обмотке, вольтметры PV2 и PV3 с переключателями S 1 и S 2 для измерения межфазных напряжений на стороне высокой и низкой обмоток. В связи с тем, что на холостом ходу значение cosφ не превышает 0,3–0,4, в испытательной схеме используют малокосинусные ваттметры. Испытываемый трансформатор включают в сеть через регулятор напряжения Е. Для однофазных трансформаторов количество прибо- ров соответственно уменьшают, а также исключают переключатели вольтметров S 1 и S 2 При опыте х.х. к обмотке НН подводим напряжение от 0,8U н до 1,1U н , синусоидальное и симметричное, линейные напряжения не должны отличаться от среднеарифметического более чем на ± 4,5 %. После пяти опытов определяем среднеарифметическое значение фаз- ных токов и напряжений. Ток х.х. определяем в процентах от I н н x x I i 100 i (7) После измерения потерь и тока холостого хода в трансформаторе определим мощность, потребляемую измерительными приборами. Для чего трансформатор отключаем от схемы в точках 1, 2, 3 (рис. 2, а). То- гда показания ваттметров будут соответствовать потерям в измери- тельных приборах. Потери в кабелях равны ΔΡ каб = Ι 2 ·R, (8) где I – ток при испытании, А; R – сопротивления участка кабеля длиной l от измерительного прибора до трансформатора, Ом. 85 V PV V PF f V E A A A PA 2 1 3 1 2 3 PV 2 PA PA 1 A V S PV V 2 3 R T 4 5 6 S 1 L L L 1 2 3 PW 1 PW 2 P а б Рис. 2. Схемы проведения опыта: а – холостого хода; б – короткого замыкания Для построения характеристики холостого хода потери в транс- форматоре ΔΡ о определяем как разность по формуле ΔΡ о = ΔΡ – ΔΡ п – ΔΡ каб , (9) где ΔΡ – показание ваттметра, Вт; ΔΡ п – потери в измерительных приборах, Вт; ΔΡ каб – потери в кабелях, Вт. 86 Значение cosφ о по результатам опыта холостого хода находим по формуле , I U 3 P cos o o o (10) где U o , I o – потери напряжения и тока холостого хода соответственно. Значение тока холостого хода, полученное в результате испыта- ний при номинальном напряжении, не должно отличаться более чем на ± 30 % от указанного в технической документации на трансформа- тор, а потери – на ± 15 %. При опыте короткого замыкания (к.з.) выводы стороны НН трансформатора замыкаем накоротко (4, 5, 6, рис. 2, б), а к выводам ВН подаем такое напряжение, при котором в обмотках устанавлива- ется номинальный ток, т.е. напряжение короткого замыкания. По ре- зультатам опыта короткого замыкания определяем потери мощности (ΔΡ к.з ) и напряжение короткого замыкания ) U ( к , а также КПД. При- боры во вторичной цепи должны быть отключены. Напряжение ко- роткого замыкания определяем в процентах от номинального н к к U 100 U U (11) Значение U к в зависимости от мощности трансформатора со- ставляет от 5 до 10 % номинального напряжения. Поэтому опыт ко- роткого замыкания можно проводить при токах, меньших номиналь- ного. Показания всех приборов фиксируются в 4–5 опытах при уменьшении тока. По данным короткого замыкания вычисляем его параметры R Z x ; I U 3 P cos 2 к 2 к к к к к к (12) Полное сопротивление Z к и активное R к для трансформатора с первичными обмотками, соединенными звездой, определяются I 3 R ; I 3 U Z 2 к к к к к к (13) 87 При соединении первичной обмотки в треугольник используем соотношение I R ; I U 3 Z 2 к к к к к к (14) Для приведения результатов опыта короткого замыкания к но- минальным условиям показания приборов применяем следующие формулы: U U ; к т н к к 2 к т н к к (15) Согласно ГОСТу, допускается отклонение от норм значения на- пряжения и потерь короткого замыкания не более чем на ± 10 %. В справочных таблицах нагрузочные потери приводятся к тем- пературе обмоток 75 о С, поэтому при испытании измеряем темпера- туру обмоток и производим соответствующий пересчет. Измерение сопротивления изоляции обмоток.Сопротивление изоляции измеряем мегомметром между обмоткой ВН и баком при заземленной обмотке НН, обмоткой НН и баком при заземленной об- мотке ВН, обмотками ВН и НН, соединенными вместе, и баком (R из ). Это сопротивление считается удовлетворительным (для трансформа- тора U = 35 кВ), если при t = 20 о С оно не ниже 300 МОм. Испытание электрической прочности главной изоляции повы- шенным напряжением промышленной частоты. Повышенным на- пряжением проверяют электрическую прочность изоляции между обмотками разных напряжений и каждой из них относительно зазем- ленной части трансформатора. Испытание заключается в том, что от постороннего источника переменного тока (которого у нас нет, по- этому это испытание мы не проводим) через специальный трансфор- матор подают напряжение на испытываемую обмотку трансформато- ра, при этом один провод от испытательного трансформатора под- ключают к соединенным между собой вводам испытываемой обмот- ки, в другой соединяют с заземленным баком. Вводы второй обмотки испытываемого трансформатора соединяют между собой и заземляют вместе с корпусом. Напряжение плавно повышают от нуля до U исп с 88 помощью регулировочного трансформатора, подключенного к источ- нику переменного тока с частотой 50 Гц. Если в течение 1 минуты с момента подачи U исп амперметр не показывает увеличения тока, а вольтметр – снижения напряжения и внутри трансформатора не на- блюдается разрядов (потрескиваний), напряжение плавно снижают до нуля и считают, что трансформатор выдержал испытание. В таком порядке испытывают обмотки НН и ВН. U исп = 25 кВ для трансфор- матора U н = 6 кВ; U исп = 35 кВ – при U н = 10 кВ и U исп = 85 кВ – при U н = 35 кВ. Содержание отчета 1. Цель работы. 2. Схемы опытов короткого замыкания и холостого хода. 3. Определение условного напряжения по линейным значениям напряжения трансформатора. 4. Определение фазных сопротивлений обмоток, соединенных «звездой» и «треугольником». 5. Методика приведения результатов опыта короткого замыка- ния к номинальным условиям. 6. Выводы. Контрольные вопросы 1. Перечислите виды испытаний, принятые «Нормами испыта- ния электрооборудования». 2. Как проводят испытания трансформаторного масла? 3. Для чего измеряют сопротивление обмоток трансформатора постоянному току? 4. Как определить группу соединений обмоток? 5. Какие дефекты можно выявить, измеряя токи, потери холо- стого хода и короткого замыкания? 6. Как проводятся испытания электрической прочности главной изоляции повышенным напряжением промышленной частоты? 89 МОДУЛЬ 3 ОБСЛУЖИВАНИЕ И РЕМОНТ ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ Цель модуля. Изучить условия работы воздушных линий (ВЛ) в процессе эксплуатации и мероприятия по обслуживанию ВЛ, обеспе- чивающие их надежную и безаварийную работу. Задачи модуля. Изучить периодические и внеочередные осмот- ры воздушных линий (ВЛ), методику проверки, состояние деревян- ных опор и методику проведения их ремонта, технологию ремонта ВЛ на железобетонных опорах. Общее положение В процессе эксплуатации воздушные линии электропередачи подвергаются воздействию различных нагрузок. Опоры находятся под длительным воздействием нагрузок от веса собственных конст- руктивных частей, а также проводов, тросов, изоляторов и арматуры. Они испытывают кратковременные воздействия переменных нагру- зок от давления ветра, неуравновешенных усилий оттяжения прово- дов во время проведения ремонтных работ. Все опоры подвержены процессу старения, а деревянные – процессу загнивания и самозаго- рания. Провода воздушных линий работают в особых условиях. По ним протекает электрический ток, и они подвергаются тепловому и динамическому воздействию токов нагрузки и аварийных токов. Вместе с тем провода испытывают воздействие колебаний темпера- туры воздуха, грозовых разрядов, гололеда, снега. В процессе эксплуатации происходят обрывы проводов высоко- проходящими машинами, различного рода набросы и т.д. Провода и линейная изоляция иногда работают в атмосфере, загрязненной при- месями агрессивных газов, растворами солей и кислот. Все эти факторы обуславливают создание специальной системы мероприятий по обслуживанию ВЛ (технической эксплуатации), обеспечивающей их надежную и безаварийную работу. Для нормальной и безаварийной работы ВЛ обслуживающий персонал обязан содержать в исправности все элементы линии элек- тропередачи, своевременно проводить необходимые работы по тех- ническому обслуживанию и ремонту оборудования. Поставленные задачи эксплуатации могут быть решены при следующих условиях: 90 - соблюдение допустимых режимов работы ВЛ по токам нагрузки; - постоянное наблюдение за ВЛ (осмотры линий); - проведение измерений и профилактических испытаний; - проведение планово-предупредительных ремонтов (ППР); - ведение технической документации; - расследование причин аварий и разработка мероприятий по их устранению. |