Меню

Измерение температуры первичной обмотки трансформатора



Измерение сопротивления изоляции обмоток силовых трансформаторов

Сопротивление изоляции обмоток силовых трансформаторов , имеющих параллельные ветви, производится между ветвями, если при этом параллельные ветви могут быть выделены в электрически несвязанные цепи без распайки концов.

Измерение сопротивления изоляции силовых трансформаторов рекомендуется производить до измерения тангенса угла диэлектрических потерь и емкости обмоток.

Измерение сопротивления изоляции обмоток трансформаторов производится мегомметром между каждой обмоткой и корпусом (землей) и между обмотками при отсоединенных и заземленных на корпус остальных обмотках.

Состояние изоляции силовых трансформаторов характеризуется не только абсолютным значением сопротивления изоляции , которое зависит от габаритов трансформаторов и применяемых в нем материалов, но и коэффициентом абсорбции (отношением сопротивления изоляции, измеренного дважды — через 15 и 60 с после приложения напряжения на испытуемом объекте, R6o»и R15″). За начало отсчета допускается принимать начало вращения рукоятки мегаомметра.

Измерение сопротивления изоляции позволяет судить как о местных дефектах, так и о степени увлажнения изоляции обмоток трансформатора. Измерение сопротивления изоляции должно производиться мегаомметром, имеющим напряжение не ниже 2500 В с верхним пределом измерения не ниже 10000 МОм. На трансформаторах с высшим напряжением 10 кВ и ниже допускается измерение сопротивления изоляции производить мегаомметром на 1000 В с верхним пределом измерения не ниже 1000 МОм.

Перед началом каждого измерения по рис.1 испытуемая обмотка должна быть заземлена не менее 2 мин. Сопротивление изоляции R6o»- не нормируется, и показателем в данном случае является сравнение его с данными заводских или предыдущих испытаний. Коэффициент абсорбции также не нормируется, но учитывается при комплексном рассмотрении результатов измерения.

Обычно при температуре 10 — 30°С для неувлажненных трансформаторов он находится в следующих пределах: для трансформаторов менее 10000 кВА напряжением 35 кВ и ниже — 1,3, а для трансформаторов 110 кВ и выше — 1,5 — 2. Для трансформаторов, увлажненных или имеющих местные дефекты в изоляции, коэффициент абсорбции приближается к 1.

В связи с тем, что при приемосдаточных испытаниях приходится измерять трансформаторов при различных температурах изоляции, следует учитывать, что значение коэффициента изменяется с изменением температуры. Зависимость Ka б c = R6o» / R15″- показана на рис.2.

Для сравнения сопротивления изоляции необходимо измерять при одной и той же температуре и в протоколе испытания указывать температуру, при которой проводилось измерение. При сравнении результаты измерений сопротивления изоляции при разных температурах могут быть приведены к одной температуре с учетом того, что на каждые 10 °С понижения температуры R6o» увеличивается примерно в 1,5 раза.

В инструкции на этот счет даются следующие рекомендации: значение R6o» должно быть приведено к температуре измерения, указанной в заводском паспорте, оно должно быть: для трансформаторов 110 кВ — не менее 70 %, для трансформаторов 220 кВ — не менее 85 % значения, указанного в паспорте трансформатора.

Рис. 1. Схемы измерения сопротивления изоляции обмоток трансформатора: a – относительно корпуса; б – между обмотками трансформатора

Рис. 2 Зависимость Ka б c = R6o» / R15″

Измерение сопротивления изоляции вводов с бумажно-масляной изоляцией производится мегаомметром на напряжение 1000 — 2500 В. При этом измеряется сопротивление дополнительной изоляции вводов относительно соединительной втулки, которое должно быть не менее 1000 МОм при температуре 10 — 30 °С. Сопротивление основной изоляции ввода трансформатора должно быть не менее 10000 МОм.

Источник

МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ТРАНСФОРМАТОРОВ И ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН

Тепловой контроль заключается в обеспечении дежурного персонала информацией о тепловом состоянии оборудования. В зависимости от -метода измерений контролируются местные и средние температуры и их превышения. Наибольшее распространение нашли три метода измерений: термометра, сопротивления и термопары.

Метод термометраприменяется для измерения местных температур. При этом используются ртутные, спиртовые и толуоловые стеклянные термометры, погружаемые в специальные гильзы, герметически встроенные в крышки и кожухи оборудования. Ртутные термометры обладают более высокой точностью, но применять их в условиях электромагнитных полей не рекомендуется из-за погрешности, вносимой дополнительным нагревом ртути вихревыми токами.

При необходимости передачи измерительного сигнала на расстояние в несколько метров (например, от теплообменника, предусмотренного в крышке трансформатора, до уровня 2—3 м от земли) используются термометры манометрического типа (например, термосигнализаторы ТСМ-100).

Читайте также:  Методические рекомендации по описанию области аккредитации при обеспечении единства измерений

Прибор состоит из термобаллона и полой трубки, соединяющей баллон с пружиной, показывающей части прибора. Прибор заполнен хлористым метилом. При изменении измеряемой температуры изменяется давление пара хлористого метила, которое передается стрелке прибора. Достоинство манометрических приборов заключается в их вибрационной стойкости. Прибор имеет контактное устройство, используемое для автоматического включения и отключения вентиляторов дутья и насосов циркуляции масла в системах охлаждающих устройств трансформаторов.

Метод сопротивленияоснован на учете изменения сопротивления металлического проводника от его температуры. Так как зависимость эта линейная, то

где Ro— сопротивление при 0°С; Ri— сопротивление, измеренное при отсутствии тока и температуре проводника, равной температуре окружающей среды Фь R2 — сопротивление, измеренное при установившемся значении температуры #2; V — температурный коэффициент сопротивления. Решая (2.5) относительно #2 и принимая во внимание, что для проводника из меди 1/yi = 235, получаем

При ремонте генератора на основе зависимости (2.6) определяется средняя температура нагрева обмотки возбуждения. Значения сопротивлений Ri и i?2 (соответственно в холодном и горячем состоянии ротора) измеряются по методу амперметра и вольтметра.

У работающих генераторов и синхронных компенсаторов средством для дистанционного измерения температур обмотки и стали статора, а также температур охлаждающего воздуха и водорода служат термометры сопротивления, в которых использована та же зависимость значения сопротивления проводника от температуры. Конструкции термометров сопротивления разнообразны. В большинстве случаев это бифилярно намотанная на плоский каркас тонкая медная проволока, имеющая входное сопротивление 53 Ом приО°С.

В качестве измерительной части, работающей в совокупности с термометрами сопротивления, применяются автоматические мосты и логометры, снабженные температурной шкалой. Установку термометров сопротивления в статор производят при изготовлении машины. Медные термометры сопротивления укладывают между стержнями обмотки и на дно паза.

Метод термопары.При измерении температуры используется термоэлектрический эффект, т. е. зависимость ЭДС в цепи от разности температур спая и свободных концов двух разнородных проводников, например, медь — констан-тан, хромель — копель и др. Если измеряемая температура не превышает 100—120 °С, то между термо-ЭДС е и разностью температур нагретых и холодных концов термопары At существует пропорциональная зависимость

где j — постоянная термопары, В/°С.

Термопары присоединяют к измерительным приборам компенсационного типа, потенциометрам постоянного тока и автоматическим потенциометрам, которые предварительно градуируют. С помощью термопар измеряют превышения температур (и косвенно температуру) контролируемых элементов.

С помощью перечисленных выше средств теплового контроля у турбогенераторов измеряются температуры обмоток и активной стали статора, подшипников и уплотнений (вкладышей и охлаждающего масла), охлаждающих сред (газа, дистиллята в обмотках, воды в охладителях и теплообменниках).

Помимо температур контролируются также: давление водорода, общий расход и давление дистиллята в обмотке статора, расход и давление воды в охладителях и теплообменниках, так как от параметров охлаждающих агентов непосредственно зависит температура элементов статора и ротора.

Дата добавления: 2016-06-02 ; просмотров: 1085 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник

Испытание трансформаторов малой и средней мощности — Методы измерения температур

Содержание материала

При испытании на нагрев измеряют температуры охлаждающей среды, масла, магнитопровода и обмоток. Каждое из этих измерений имеет свои особенности. Независимо от метода измерение температуры должно всегда производиться очень тщательно, так как при тепловых расчетах трансформаторов температуры принимаются близкими к предельно допустимым. Поэтому ошибка в несколько градусов может привести или к неправильной отбраковке годного трансформатора или к выпуску трансформатора с повышенным нагревом.
Кроме того, ошибочные результаты измерения температур могут ввести в заблуждение расчетчиков и конструкторов, которые иногда вносят поправки в расчетные формулы нагрева на основании фактических результатов испытаний.

а) Измерение температуры охлаждающей среды

В зависимости от системы охлаждения трансформатора применяются различные методы измерения температуры охлаждающей среды. Для трансформаторов с естественным воздушным или масляным охлаждением за температуру охлаждающей среды принимается температура окружающего воздуха; с принудительным централизованным воздушным охлаждением (общий вентилятор) — температура воздуха, измеренная у всасывающего отверстия вентилятора; с водяным охлаждением масла — температура воды у входа ее в охладитель.
В трансформаторах мощностью до 5600 кВА система принудительного охлаждения не применяется, поэтому мы в этой книге остановимся лишь на методах измерения охлаждающей среды трансформаторов с естественным воздушным и масляным охлаждением, т. е. на методе измерения температуры окружающего воздуха βοκη.
При измерении температуры окружающего воздуха необходимо обеспечить два условия, исключающие ошибки при измерениях;

  1. Измеренная температура окружающего воздуха должна соответствовать не любой температуре, измеренной в произвольной точке помещения, где расположен трансформатор, а представлять среднюю температуру окружающего воздуха. Кроме того, на измеряемую температуру не должно влиять излучаемое трансформатором тепло. Поэтому измерять температуру окружающего воздуха надо не менее чем двумя или тремя термометрами, расположенными в разных точках вокруг трансформатора, на половине его высоты и на расстоянии 1—2 м от него.
  2. Термометры должны быть надежно защищены от кратковременных изменений температуры посторонними воздушными течениями и тепловыми излучениями. Для этого каждый термометр помещается в отдельный сосуд объемом не менее 200 см3, наполненный трансформаторным маслом.
Читайте также:  Цепь для шин измерение

Наиболее точно температура окружающего вое духа может быть определена измерением температуры верхних слоев масла какого-либо другого не находящегося под напряжением трансформатора, расположенного на расстоянии 1—2 м от испытуемого и имеющего с ним приблизительно одинаковые размеры и одинаковый объем масла.
Если наблюдение за обычным термометром затруднено даже при помощи бинокля, то измерение можно производить термопарами.
За температуру окружающего воздуха принимается среднее арифметическое значение температур, измеренных всеми установленными термометрами (или термопарами) через равные промежутки времени (30—60 мин) в течение последней четверти периода испытания, но не менее 3 ч до его окончания.

б) Измерение температуры масла

Температуру масла испытуемого трансформатора измеряют термометром (или термопарой) в верхних слоях масла. Ввиду отвода крышкой трансформатора некоторого количества тепла от верхнего слоя масла, соприкасающегося с крышкой (рис. 9-1), термометр опускают в масло на глубину 100—120 мм ниже уровня крышки. Обычно термометр устанавливают в специальный карман на крышке трансформатора, который для лучшей теплопередачи предварительно заполняется маслом.
Превышение температуры масла над охлаждающей средой определяют как разность между температурой масла и температурой охлаждающей среды.
(9-18)

в) Измерение температуры магнитопровода

Температуру магнитопровода измеряют на поверхности верхнего ярма. У трансформаторов с масляным охлаждением измерение производят термопарами, установленными в трех точках, соответствующих центру сердечников (рис. 9-9). Ввиду возможных повреждений проводов термопар при вывозе их из-под крышки, в точках, представляющих наибольший интерес, устанавливают по две термопары. Термопары устанавливают между листами активной стали верхнего ярма на глубине 5—10 мм от поверхности. При установке и выводе термопар надо обратить особое внимание на достаточную удаленность их от токоведущих частей трансформатора, чтобы исключить всякую возможность пробоя на термопару и обезопасить работающий персонал.
У трансформаторов с воздушным охлаждением при небольшом (безопасном) напряжении температуру поверхности магнитопровода можно измерять термометром расширения, но при этом необходимо учитывать следующие обстоятельства.


Рис. 9-9. Расположение термопар в верхнем ярме магнитопровода.

  1. При наличии в местах установки термометров значительных электромагнитных полей, могущих наводить в ртути термометра вихревые токи, следует применять не ртутные термометры, а спиртовые.
  2. Для улучшения теплоотдачи между поверхностью, температуру которой измеряют, и термометром должен быть обеспечен надежный контакт. Для этого следует резервуар термометра, в котором находится ртуть или спирт, обернуть фольгой и обеспечить плотное соприкосновение его с поверхностью, температуру которой измеряют.
  3. Для того чтобы свести до минимума отвод тепла от термометра и влияние окружающей температуры, поверхность резервуара термометра, обернутую фольгой, не соприкасающуюся с поверхностью, температуру которой измеряют, надо защитить теплоизолирующим покровом (вата, войлок, асбест).

Из соображений безопасности к измерениям термометром следует прибегать только в крайних случаях и с соблюдением всех мер, обеспечивающих безопасность персонала.
Превышение температуры магнитопровода над окружающим воздухом определяют как разность между температурой магнитопровода и температурой окружающего воздуха.
(9-19)

г) Измерение температуры обмоток

Температуру масла и магнитопровода измеряют в продолжение всего времени испытания и по ней определяют установившийся тепловой режим. Температуру же обмоток в процессе испытания не измеряют, а определяют уже после отключения трансформатора при установившемся режиме.
Температуру обмоток непосредственно не измеряют, а определяют косвенным методом по изменению сопротивления обмоток измеренного перед включением трансформатора под нагрузку и после отключения его от источника тока.
Температура, определяемая измерением сопротивления обмотки, является ее средней температурой. При определении этим методом температуры обмоток трехфазного трансформатора измеряют сопротивления на вводах средней и одной из крайних фаз трансформатора.
Измерить сопротивление обмотки одновременно с отключением трансформатора практически невозможно, так как между моментом отключения трансформатора и измерением сопротивления проходит некоторый промежуток времени, хотя и небольшой (обычно от 50 сек до 2 мин), но все же достаточный для того, чтобы температура обмотки понизилась. Поэтому подготовка к измерению сопротивления должна обеспечить наименьший разрыв по времени между отключением трансформатора и измерением сопротивления. Однако и при этом условии измеренное сопротивление не является сопротивлением, которое имела обмотка в момент отключения трансформатора.
Температуру обмоток при установившемся режиме определяют следующим образом.
Время отключения трансформатора фиксируют секундомером.
После отключения трансформатора и отсоединения подводящих питание проводов быстро подключают провода установки для измерения сопротивления одной из обмоток и производят ряд измерений и т. д. в промежутки времени порядка 30—60 сек t1, t2, t3 и т. д. Измеряют таким образом в течение 10—12 мин, затем измерения прекращают , но измерительную установку не отключают. Через 15— 20 мин после отключения трансформатора производят последнее дополнительное измерение сопротивлений гп. Исходя из постоянной времени трансформатора, можно считать, что за это время (15—20 мин) температура обмотки сравняется с температурой масла и практически перестанет изменяться. Для определения температуры другой обмотки трансформатор надо включить под нагрузку повторно.

Читайте также:  Методы измерения физических свойств воздуха

Рис. 9-10. Графическое определение сопротивления обмотки в момент отключения трансформатора.

Температуру обмотки определяют графической экстраполяцией. На оси абсцисс (рис. 9-10) откладывают отрезки времени, в которые производилось измерение, считая от момента отключения трансформатора, а на оси ординат — логарифмы разности сопротивлений, измеренных в моменты времени.
Нанеся на график соответствующие точки, проводят через них прямую АВ, которая продолжается до пересечения с осью ординат. Отсеченный продолжением прямой АВ отрезок на оси ординат представляет собой логарифм разности сопротивления обмотки в момент отключения трансформатора и сопротивления последнего отсчета. Масштаб графика выбирают таким, чтобы наклон прямой по отношению к оси абсцисс был 45—60°.
По значению lg определяют число и, зная по измерениям величину rп, вычисляют сопротивление r0 в момент отключения трансформатора.
Среднюю температуру обмотки при установившейся температуре в момент, предшествующий отключению трансформатора, вычисляют по формуле
(9-20)
где — температура обмотки, при которой перед началом испытания было измерено сопротивление rх.
Если трансформатор длительно находился в отключенном состоянии в условиях практически неизменной температуры окружающего воздуха, то за q принимают температуру окружающего воздуха, при котoрой было измерено rх.

Превышение температуры обмотки над окружающим воздухом определяют по формуле
(9-21)
Измерение сопротивления можно производить методом падения напряжения (вольтметр—амперметр) или мостовым.
Если измерение производят методом падения Напряжения, то удобнее измерять сопротивления (брать отсчеты по приборам) по времени (т. е. через каждые 15 или 30, или 60 сек). Если же измеряют мостовым методом, то удобнее брать отсчеты по компенсации моста, т. е. изменять сопротивление плеч моста и, дождавшись времени, когда стрелка гальванометра установится в нулевом положении, фиксировать время. При этом сопротивление плеч моста изменяют таким образом, чтобы отсчет снимался приблизительно каждые 30—60 сек.
Рассмотрим пример определения превышения температуры обмотки мри испытании на нагрев трансформатора мощностью 320 кВА.
Перед испытанием было измерено линейное сопротивление обмотки ВН rх — 5,024 Ом при q=20° С. Температура окружающего воздуха, измеренная по методике, изложенной в п. «а» настоящего раздела, была 25° С. Через несколько минут после отключения трансформатора при установившейся температуре были измерены следующие сопротивления, Ом:

После этих измерений был сделан перерыв без отключения измерительной установки и через 15 мин после отключения трансформатора измерено сопротивление 6,006 Ом. Затем подсчитана разность сопротивлений и определены логарифмы. Для удобства подсчетов величины измеренных сопротивлений умножаем на 1 000.
Таким путем подсчитывают все остальные точки, которые могут быть сведены в табл. 9-1.
Таблица 9-1

Источник