Методика измерения tg d изоляции обмоток

Тангенс угла диэлектрических потерь изоляции обмоток измеряют по вышеприведенным схемам мостом переменного тока по перевернутой схеме.

Измерения на трансформаторах, залитых маслом, допускается производить при напряжении переменного тока частотой 50 ± 5 Гц, не превышающем 2/3 заводского испытательного напряжения испы­туемой обмотки [Л.5].

Поскольку tg d увеличивается с повышением температуры, то для оценки степени ухудшения изоляции обмоток рекомендуется измеренные значения tg d приводить к температуре измерения изоляции на заводе. Например, если tg d изоляции обмоток измерялся при температуре t_x, отличной от температуры t_o, записанной в паспорте трансформатора, то фактический (приведенный к заводской температуре) tg d изоляции обмоток определяется после деления измеренного tg d на коэффициент К₁ (табл. 3.1).

Таблица 3. 1. Значения коэффициента К₁ для пересчета значений tg d

Разность температур tx-to, С
Значения К1	1,03	1,06	1,09	1,12	1,15	1,31	1,51	1,75	2,0	2,3

Учитывая, что при повышении температуры на 10 °С значение tg d увеличивается в среднем в 1,26 раза, можно также определить К₁ по формуле:

Таблица 3. 2. Значения коэффициента К₃ для пересчета значений tg d масла

Разность температур t, °С
Значение К3	1.04	1.08	1.13	1.17	1.22	1.5	1.84
Разность температур t, °С
Значение К3	2.25	2.75	3.4	4.15	5.1	6.2	7,5

На результаты измерения tg d изоляции обмоток помимо температуры также оказывает влияние tg d масла в момент испытаний. Если на заводе применялось масло, которое при лабораторной темпе­ратуре t_м1 имело значение tg d_м1, а при последующем измерении характеристик изоляции применялось масло, имеющее при лабора­торной температуре t_м2 значение tg d_м2, то необходимо привести измеренные в лаборатории значения tg d_м1 и tg d_м2 к температурам t_o и t_x измерения характеристик изоляции, используя табл.3.3..

Учитывая, что при повышении температуры на 10°С значение tg d масла увеличивается в 1,5 раза, можно определить значение коэф­фи­циента К₃ по формуле:

	-	значение коэффициента К3 для случая измерения характеристик изоляции на заводе;
	-	значение коэффициента К3 для случая послезаводских измерений характеристик изоляции обмоток.

Фактическое значение tg d масла при заводских измерениях характеристик изоляции обмоток (tg d_м1ф) определяется приведением заводских лабораторных значений tg d масла к температуре измерения характеристик изоляции:

,

Аналогично, фактическое значение tg d масла при после­завод­ских измерениях характеристик изоляции обмоток (tg d_м2ф) опре­деляется по формуле:

,

Обобщающее вычитаемое К_м2, позволяющее учесть влияние масла при приведении значений tg d изоляции обмоток при после­завод­ских испытаниях к заводским значениям определяется по формуле:

Окончательно фактический tg d изоляции обмоток с учетом влияния температуры и масла на результаты послезаводских измерений характеристик изоляции определяется по формуле [Л.5]:

С учетом параметров, использованных выше, окончательно имеем:

 

Пример

Измерение R_60” производится по схеме ВН - НН, бак.

Данные заводского протокола: измерено на трансформаторе при t_о = 58°С сопротивление изоляции обмоток R_60” = 1300 МОм; измерен в лаборатории при t_м1 = 20°С тангенс угла диэлектрических потерь масла tg d_м1 = 0,15 %.

Данные протокола испытаний на монтаже: R_60”изм = 420 МОм при температуре t_x = 61 °С и tg d_м2 = 2,5 % при температуре t_м2 = 70 °С.

Расчет фактического значения сопротивления изоляции

1). Определим коэффициент К₂, учитывающий влияние на значение сопротивления изоляции обмоток различия в температурах изоляции при заводских и монтажных испытаниях характеристик изоляции:

 

2). Определим коэффициент К_м1, учитывающий влияние на значение сопротивления изоляции обмоток различия в значениях tg d масла при заводских и монтажных испытаниях характеристик изоляции:

3). Значение фактического сопротивления изоляции обмоток с учетом влияния температуры и tg d масла составляет:

Значение фактического сопротивления изоляции обмоток составляет 91,6 % значения сопротивления при заводских испытаниях, но находится в допустимых пределах (менее допустимых 70 %).

Измерение tg d изоляции обмоток производится по схеме ВН - НН, бак. Данные заводского протокола: при температуре t_o=58°С измеренный tg d изоляции обмоток составил tg d = 0,7%; измеренный в лаборатории при температуре t_м1 = 20°C тангенс угла диэлектрических потерь масла составил tg d_м1 = 0,15 %.

Данные протокола испытаний после монтажа: при температуре t_х= 61°С измеренный tg d изоляции обмоток составил tg d_изм= 0,95 %; измеренный в лаборатории при температуре tg d_м2 = 70°С тангенс угла диэлектрических потерь масла составил tg d_м2 = 0,40 %.

Расчет фактического значения tg d изоляции обмоток

1. Определим коэффициент К₁, учитывающий влияние на значение tg d изоляции обмоток различия в температурах изоляции при заводских и монтажных испытаниях характеристик изоляции:

2. Определим значение вычитаемого К_м2, учитывающего влияние на значение tg d изоляции обмоток различия в значениях tg d масла при заводских и монтажных испытаниях характеристик изоляции:

3. Значение фактического tg d изоляции обмоток с учетом влияния температуры и tg d масла составляет:

Значение фактического tg d изоляции обмоток превышает значение tg d изоляции обмоток при заводских испытаниях на 11 %, но находится в допустимых пределах (менее допустимых 50 %).

3.5. Оценка состояния изоляции обмоток трансформаторов по результатам измерения R_60” и R_60” /R_15”

Монтажные испытания и испытания после капитального ре­мон­та

Во время монтажа и капитального ремонта возможно недопустимо большое увлажнение изоляции обмоток. Измеренные значения R_60” и R_60”/ R_15” являются одним из основных показателей при принятии обоснованного решения о допустимости включения трансформатора в работу после монтажа и капитального ремонта без сушки.

Нормирование по допустимому значению R_60” и R_60”/R_15”

Оценка ухудшения состояния изоляции производится путем сравнения результатов испытаний с нормами.

Поскольку значение сопротивления R_60” изоляции определяется не только состоянием изоляции трансформатора, но также его геометри­ческими размерами, количеством и видом изоляции, то при нормировании допустимых значений R_60” в качестве определяющих параметров использовались напряжение и мощность трансфор­ма­то­ра.

Допустимые значения сопротивления R_60” установлены не для всех трансформаторов. Оценить состояние изоляции по допус­тимому значению сопротивления R_60” после монтажных работ можно толь­ко у трансформаторов напряжением до 35 кВ включительно (табл.3.3) [Л.5], а после капитального ремонта - у трансформаторов напряжением до 110 кВ включительно [Л.5] (табл 3.4).

 

Таблица 3.3. Наименьшие допустимые значения сопротивления изоляции R_60” обмоток трансформатора напряжением до 35 кВ включительно, залитого маслом (после монтажных работ)

Мощность трансформатора,	Значение R60”, МОм, при температуре обмотки, °С
кВА
До 6300 включительно
10 000 и более

Допустимые значения отношения R_60”/R_15” также установлены не для всех трансформаторов. После монтажных работ оценить состояние изоляции по допустимому значению R_60”/R_15” можно только у трансформаторов напряжением до 35 кВ включительно мощностью менее 10000 кВА, а после капитального ремонта - у трансформаторов напряжением до 110 кВ включительно всех мощностей. У вышеперечисленных транс­форматоров значение R_60”/R_15” должно быть не менее, чем 1,3 [Л.5].

Таблица 3.4. Наименьшие допустимые значения сопротивления изоляции R60” обмоток трансформатора в масле (после капитального ремонта)

Характеристика трансформатора	Значения R60, МОм, при температуре обмотки, °С
(напряжение и мощность)
До 35 кВ включительно независимо от мощности
110 кВ независимо от мощности

Нормирование по допустимому относительному отклонению от первоначального (заводского, передкапитальным ремонтом) значения R_60”

Оценка ухудшения состояния изоляции производится путем сравнения результатов испытаний с первоначальными значениями. Значение сопротивления изоляции R_60” после монтажных работ для трансформаторов на напряжения 110 - 750 кВ должно быть не менее 70 % значения, указанного в паспорте [Л.5]. Согласно последним указаниям [Л.6] это сопротивление изоляции должно быть не менее 50 % от величины, указанной в паспорте. Допустимо снижение сопротивления изоляции R_60” за время капитального ремонта [Л.5] для трансформаторов напряжением до 35 кВ включительно мощностью до 10000 кВА включительно - не более чем на 40 %; для трансформаторов напряжением до 35 кВ включительно мощностью более 10000 кВА и напряжением 110 кВ и более всех мощностей - не более чем на 30 %.