Испытания и диагностика силовых трансформаторов

Силовой трансформатор является основой всех систем электроснабжения. Его устройство относительно простое, а требования к надежности очень высоки. Неожиданное отключение электричества нарушает нормальный ритм производства, создает аварийные ситуации и приносит убытки. Для минимизации таких рисков проводится соответствующая диагностика:

• заводские испытания,
• пуско-наладочные испытания,
• периодические испытания при эксплуатации,
• непрерывный мониторинг температуры, вибраций, ультразвуковая и другая диагностика.

Измерение электрических величин и испытания

По окончании сборки, изделие подвергают испытаниям. Измеряются электрические и механические характеристики, проверяется прочность изоляции, соответствие параметров номинальным значениям. Результаты оформляются протоколами, вносятся данные в паспорт, наносятся на табличку.

После доставки к месту монтажа, проводится ряд мероприятий, в соответствии с гл. 1.8 ПУЭ. В частности, делается измерение сопротивления изоляции и активного сопротивления обмоток при всех положениях РПН. У маслонаполненных аппаратов отбирается проба масла, которая подвергается испытаниям на пробой. Это делается с помощью установки BAUR DTA 100С или другого подобного оборудования. Приемо-сдаточные испытания включают в себя измерение тангенса угла диэлектрических потерь. Эти измерения можно производить с помощью специальной установки - такой, как ТанГенСкан . Детальную картину состояния трансформаторного масла дает анализ растворенных в нем газов. Существует множество анализаторов, среди портативных вариантов можно отметить TRANSPORT X. Этот прибор использует современную инфракрасную технологию и позволяет получить результаты в течение нескольких минут.

Также производятся проверка коэффициента трансформации, группы соединений, потерь холостого хода, сопротивления короткого замыкания, испытания бака с радиаторами и другие действия, в соответствии с нормами. В процессе эксплуатации, согласно приложению 3 ПТЭЭП, также проводятся испытания. Дальнейшие меры по усилению надежности дают методы непрерывной диагностики. Она производится на работающем оборудовании и позволяет выявлять дефекты, не доводя до разрушительных последствий.

Рассмотрим классические методы и способы диагностики. Проверка сопротивления изоляции производится мегаомметром (например Megger MJ15 ), рабочее напряжение которого можно менять, чтобы соответствовать нормам, установленным для данного оборудования. Измеренное сопротивление не должно быть ниже установленных норм.

Проверка активного сопротивления обмоток. Выявляет такие дефекты, как плохие контакты на переключателе напряжения или между обмотками и вводами, повреждение проводящей части обмоток. Сопротивления эти (особенно у обмоток на низкой стороне) очень малы. Такие измерения проводят двойным мостом по четырехпроводной схеме. Это исключает влияние соединительных проводов и переходных сопротивлений между ними и измерительной цепью. Портативный прибор МИКО-2.3 дает возможность проводить такие измерения с высокой точностью.

Диагностика на работающем оборудовании

Существует множество направлений диагностики трансформаторов во время работы. Этот контроль может вестись непрерывно, регулярно или эпизодически. Большие возможности дает мониторинг частичных разрядов с помощью портативного прибора АЕ-150 . Он содержит магнит, с помощью которого крепится к баку трансформатора. Четыре ультразвуковых датчика снимают данные, которые передаются беспроводным способом и анализируются специальным программным обеспечением.

Для выявления мест локальных перегревов очень эффективен тепловизионный контроль. Даже простой осмотр с помощью тепловизора может показать места развивающихся дефектов. А если применять профессиональное программное обеспечение, возможности многократно возрастут.

Много информации дает контроль уровня вибрации. Его повышение однозначно говорит о том, что в трансформаторе произошли нежелательные изменения. Вибрационная диагностика трансформатора - сложный процесс, выделяют несколько методов:

• измерение вибрации бака трансформатора,
• спектральный,
• частотный.

Первые два используются при работе трансформатора, третий применяется на отключенном и расшинованном трансформаторе. Результаты вибрационного обследования сравниваются с предыдущими результатами и установленными нормами. Три основных параметра: ускорение, виброскорость, виброперемещение. Спектральный метод исследует частотные характеристики вибрации. Анализом спектра занимается компьютерное оборудование. Исследуются гармоники вплоть до седьмой. По этим данным вычисляются коэффициенты качества прессовки обмоток и других элементов.