Национальный стандарт РФ ГОСТ Р 59239-2020 (МЭК 60076-18:2012) "Трансформаторы силовые и реакторы. Метод измерения частотных характеристик" (утв. и введен в действие приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 4 декабря 2020 г. N 1247-ст)

Национальный стандарт РФ ГОСТ Р 59239-2020 (МЭК 60076-18:2012)
"Трансформаторы силовые и реакторы. Метод измерения частотных характеристик"
(утв. и введен в действие приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 4 декабря 2020 г. N 1247-ст)

Power transformers and reactors. Method for frequency response measurement

ОКС 29.180

Дата введения - 1 марта 2021 г.
Введен впервые

ГАРАНТ:

Курсив в тексте не приводится

Предисловие

1 Подготовлен Всероссийским электротехническим институтом - филиалом Федерального государственного унитарного предприятия "Российский Федеральный Ядерный Центр - Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики имени академика Е.И. Забабахина" (ВЭИ - филиал ФГУП "РФЯЦ-ВНИИТФ им. акад. Е.И. Забабахина") и Общества с ограниченной ответственностью "ФАКТС Плюс" (ООО "ФАКТС Плюс") на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 4

2 Внесен Техническим комитетом по стандартизации ТК 016 "Электроэнергетика"

3 Утвержден и введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 4 декабря 2020 г. N 1247-ст

4 Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к международному стандарту МЭК 60076-18:2012 "Трансформаторы силовые. Часть 18. Измерение частотных характеристик" (IEC 60076-18:2012 "Power transformers - Part 18: Measurement of frequency response", MOD) путем изменения отдельных фраз (слов, значений показателей, ссылок), которые выделены в тексте курсивом.

Внесение указанных отклонений направлено на учет потребностей национальной экономики Российской Федерации и особенностей российской национальной стандартизации.

Структура примененного международного стандарта изменена для приведения в соответствие с правилами, указанными в ГОСТ 1.5 (подразделы 4.2 и 4.3). Сопоставление структуры настоящего стандарта со структурой указанного международного стандарта приведено в дополнительном приложении ДВ.

Международный стандарт разработан Техническим комитетом ТК МЭК 14 "Силовые трансформаторы" Международной электротехнической комиссии (IEC).

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5-2012 (пункт 3.5).

Рекомендации по интерпретации результатов измерений частотных характеристик приведены в дополнительном приложении ДА.

Сведения о соответствии ссылочных национальных и межгосударственных стандартов международным стандартам, использованным в качестве ссылочных в примененном международном стандарте, приведены в дополнительном приложении ДБ

5 Введен впервые

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на силовые трансформаторы (автотрансформаторы) общего назначения, трансформаторы собственных нужд электростанций, трансформаторы для комплектных трансформаторных подстанций, линейные регулировочные трансформаторы, преобразовательные, электропечные и фазоповоротные трансформаторы, трехфазные мощностью не менее 5 и однофазные мощностью не менее 1 , а также токоограничивающие, дугогасящие и шунтирующие реакторы классов напряжения до 1150 кВ включительно.

Настоящий стандарт не распространяется на трансформаторы малой мощности, тяговые, пусковые и сварочные трансформаторы. Требования настоящего стандарта могут полностью или частично применяться для этих трансформаторов, если на них нет отдельных нормативных документов.

Настоящий стандарт устанавливает требования к измерительному оборудованию и метод измерений частотных характеристик для применения на месте эксплуатации и в условиях завода-изготовителя. Настоящий стандарт не устанавливает правила интерпретации результатов, вместе с тем некоторые рекомендации приведены в приложениях А и ДА.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 16110 Трансформаторы силовые. Термины и определения

ГОСТ 30830 (МЭК 60076-1-93) Трансформаторы силовые. Часть 1. Общие положения

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины, определения и сокращения

3.1 В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 16110 и ГОСТ 30830, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1.1 частотная характеристика; ЧХ: Отношение амплитуд и разность фазовых углов напряжений, измеряемых в диапазоне частот на двух выводах объекта измерений, когда один из выводов подключен к источнику напряжения.

Примечания

1 Результатом измерения частотной характеристики является набор значений отношений амплитуд и разности фазовых углов напряжений в диапазоне частот.

2 Выходное напряжение измеряется на активном сопротивлении 50 Ом, поэтому характеризует также ток на выходе объекта измерения.

3.1.2 метод частотных характеристик; МЧХ: Метод выявления повреждений с помощью измерений частотных характеристик.

Примечание - В зависимости от вида напряжения генератора сигналов измерительного прибора и способа получения частотных характеристик выделяют две разновидности МЧХ, а именно СМЧХ (свип-генератор переменного напряжения изменяющейся частоты) и ИМЧХ (генератор импульсного напряжения). Настоящий стандарт применим в равной степени к этим двум разновидностям МЧХ при условии соответствия измерительного оборудования требованиям раздела 6.

3.1.3 кабель источника: Кабель, подключенный к выходу генератора измерительного прибора и используемый для подачи напряжения на объект измерений.

3.1.4 кабель входного напряжения V _вх: Кабель, подключенный к каналу измерительного прибора для измерения входного напряжения объекта измерений.

3.1.5 кабель выходного напряжения V _вых: Кабель, подключенный к каналу измерительного прибора для измерения выходного напряжения объекта измерений.

3.1.6 сквозное измерение: Измерение частотной характеристики, выполняемое на отдельной обмотке (обмотке фазы) при подключении кабеля источника и кабеля входного напряжения V _вх измерительного прибора к одному из выводов обмотки, а кабеля выходного напряжения V _вых - к другому выводу обмотки.

3.1.7 измерение по емкостной схеме: Измерение частотной характеристики, выполняемое на двух соседних обмотках (одной и той же фазы) при подключении кабеля источника и кабеля входного напряжения V _вх измерительного прибора к одному из выводов одной обмотки, а кабеля выходного напряжения V _вых - к одному из выводов другой обмотки, при этом остальные выводы обмоток должны быть изолированы.

Примечание - Данное измерение не применимо к обмоткам, имеющим общие части или соединенным между собой.

3.1.8 измерение по индуктивной схеме: Измерение частотной характеристики, выполняемое на двух соседних обмотках (одной и той же фазы) при подключении кабеля источника и кабеля входного напряжения V _вх измерительного прибора к одному из выводов обмотки с более высоким номинальным напряжением, а кабеля выходного напряжения V _вых - к одному из выводов другой обмотки, остальные выводы этих обмоток при этом заземлены.

3.1.9 сквозное измерение с закороткой: Измерение частотной характеристики, выполняемое на отдельной обмотке (обмотке фазы) при закороченных выводах другой обмотки той же магнитной системы и подключении кабеля источника и кабеля входного напряжения V _вх измерительного прибора к одному из выводов обмотки, а кабеля выходного напряжения V _вых - к другому выводу обмотки.

3.1.10 исходное измерение: Измерение частотной характеристики, выполняемое для получения исходных значений для сравнения при последующих измерениях на том же объекте измерений и при той же его конфигурации.

3.2 В настоящем стандарте применены следующие сокращения:

ВН - высшее напряжение;

КЗ - короткое замыкание;

НН - низшее напряжение;

ПБВ - переключение без возбуждения;

ПУ - переключающее устройство;

РПН - регулирование напряжения под нагрузкой;

СН - среднее напряжение;

ТТ - трансформатор тока.

4 Общие положения

Измерения частотных характеристик проводят таким образом, чтобы затем было возможно выполнить анализ состояния объекта измерений с целью обнаружения изменений в его активной части (обмотках, отводах и магнитной системе).

Примечание - МЧХ обычно применяют для обнаружения деформаций и КЗ в обмотках, см. приложение А.

МЧХ может применяться для выявления повреждений трансформатора, вызванных:

- протеканием токов сквозных КЗ или токов, превышающих номинальные значения (включая испытания на стойкость при КЗ);

- повреждением ПУ;

- транспортировкой;

- сейсмической активностью.

Дополнительная информация о применении измерений частотных характеристик приведена в приложении В.

Обнаружение повреждений с помощью МЧХ наиболее эффективно при наличии результатов измерений частотных характеристик трансформатора в исправном состоянии (исходное измерение), поэтому на трансформаторах большой мощности предпочтительно проводить такие измерения при выпуске с завода-изготовителя, а также при вводе в эксплуатацию на месте установки. Если для конкретного трансформатора отсутствует исходное измерение, то для сравнения могут быть использованы результаты измерений аналогичного трансформатора или измерений другой фазы того же трансформатора (см. приложение А).

Измерения частотных характеристик также могут быть использованы для моделирования процессов в электрических системах, включая исследования переходных перенапряжений.

5 Метод измерения

5.1 Общие сведения

Для измерений частотных характеристик на один из выводов объекта измерений относительно его бака (заземленной части) подают сигнал от источника низкого напряжения. Напряжение, измеряемое на этом выводе относительно земли, используют в качестве входного напряжения, а напряжение, измеряемое на другом выводе относительно земли, используют в качестве выходного напряжения. Амплитуду частотной характеристики определяют как скалярное отношение между выходным напряжением V _вых и входным напряжением V _вх в диапазоне частот и выражают в дБ. Фазовый угол частотной характеристики определяют как разность фазовых углов напряжений V _вых и V _вх и выражают в градусах.

Выходное напряжение измеряют на входном сопротивлении измерительного прибора (50 Ом). Любой коаксиальный кабель, подключенный между объектом измерения и измерительным прибором, должен иметь согласованную нагрузку. Для обеспечения точности измерений технические характеристики каналов измерения входного и выходного напряжений должны быть идентичными.

Примечания

1 Характеристическое сопротивление коаксиальных измерительных кабелей выбирается в соответствии с входным сопротивлением измерительного канала, чтобы свести к минимуму отражение сигнала и влияние коаксиального кабеля на результаты измерений в измеряемом диапазоне частот. Использование кабелей с согласованной нагрузкой приводит к тому, что входное сопротивление измерительного канала оказывается подключенным к выводу объекта измерений.

2 Отношение V _вых/V _вх изменяется в широких пределах, и для удобства его выражают в дБ. Амплитуду частотной характеристики в дБ вычисляют как 20 lg(V _вых/V _вх), где V _вых/V _вх - скалярное отношение напряжений.

Пример принципиальной схемы измерений с использованием коаксиальных измерительных кабелей приведен на рисунке 1.

А - кабель источника; В - кабель входного напряжения; С - кабель выходного напряжения; D - заземляющий проводник

Рисунок 1 - Пример схемы измерений частотных характеристик

5.2 Состояние измеряемого объекта во время измерений

Для проведения заводских измерений и измерений на месте эксплуатации испытуемый объект должен быть полностью собран так, как и в условиях эксплуатации, в комплекте со всеми высоковольтными вводами. При этом допускается не устанавливать систему охлаждения и вспомогательное оборудование. Наполненные жидким диэлектриком (газонаполненные) трансформаторы должны быть заполнены жидкостью (газом) того же типа (с идентичной диэлектрической проницаемостью), как и при эксплуатации. Все ошиновки и другие присоединения к трансформатору должны быть отключены, не должно быть никаких соединений с объектом измерений, кроме тех, что используются для проведения измерения. Если в объекте измерений имеются ТТ внутренней установки, не подключенные к системе защиты или измерения, то их вторичные клеммы должны быть закорочены и заземлены. Должны быть обеспечены соединения между магнитной системой, активной частью и баком трансформатора, при этом бак должен быть заземлен.

Если при заводских измерениях трансформатор не собран в том виде, как будет в условиях эксплуатации, например, на заводе-изготовителе использованы вводы "масло-воздух", а в эксплуатации будут установлены вводы "масло-элегаз", то исходное измерение частотных характеристик должно быть выполнено на месте установки после сборки трансформатора. При этом на заводе-изготовителе могут быть выполнены измерения для условий транспортирования (см. ниже).

Если специальные соединения были указаны заказчиком и сделаны на объекте измерений с целью измерения частотных характеристик трансформатора, подготовленного к транспортированию, то дополнительные измерения должны быть выполнены в транспортном состоянии (со сливом масла, если это требуется для транспортировки) до транспортирования и после доставки на место установки, если иное не указано заказчиком.

Для проведения измерений на месте установки все выводы обмоток измеряемого объекта должны быть отключены от соответствующей электрической системы, и должны быть выполнены мероприятия по обеспечению безопасности при проведении измерений. Линейные выводы, вывод нейтрали и выводы третичных обмоток трансформатора должны быть отключены, при этом заземление бака, соединения вспомогательного оборудования и ТТ должны оставаться подключенными к соответствующим электрическим цепям. В случае соединенной в треугольник обмотки, у которой выведены наружу выводы фазных обмоток и имеется возможность разомкнуть треугольник, измерения должны быть выполнены с собранным треугольником (см. также 5.4.4). В случаях, когда прямое подключение к выводам невозможно, подробности выполнения подключения должны быть записаны вместе с результатами измерений, поскольку дополнительные соединения, подключенные к выводам трансформатора, могут повлиять на результаты измерений.

Примечание - Возможны отличия в соединениях встроенных ТТ при измерениях на заводе-изготовителе и в эксплуатации. При этом различия между частотными характеристиками объекта измерений, полученными при закороченных и заземленных вторичных обмотках ТТ и при подключении вторичных обмоток ТТ к цепям релейной защиты с малым входным сопротивлением, как правило, незначительны.

Для трансформаторов, непосредственно присоединенных к газоизолированным шинам, измерения частотных характеристик допустимо проводить путем подключения к заземляющему контакту заземлителя, который при проведении измерений должен быть отключен от земли. В этом случае измерения должны быть выполнены на выводах трансформатора до сборки газоизолированных шин, а также после сборки с подключением к контактам заземлителя.

Измерения на заводе-изготовителе должны быть выполнены при близких температурах окружающей среды (например, в случае проведения испытаний на нагрев - спустя некоторое время, необходимое для остывания трансформатора). При этом должна быть записана температура изоляции измеряемого объекта во время измерений (например, температура верхних слоев жидкого диэлектрика). При измерениях, проводимых на месте эксплуатации, температуру не контролируют, поскольку влияние температуры, как правило, незначительно (экстремальные температуры могут оказывать небольшое влияние на результаты измерений). Влияние температуры на частотные характеристики показано в А.4.8, приложение А.

Не рекомендуется проводить измерения в условиях быстрого изменения температуры объекта измерений (например, сразу после обработки масла или сразу после испытаний на нагрев).

5.3 Измерительные соединения и проверки

5.3.1 Измерительные соединения и заземление

Способы подключения и заземления измерительных кабелей к объекту измерений - в соответствии с приложением С.

Поскольку плохие соединения могут быть причиной значительных погрешностей измерений, особое внимание должно быть уделено непрерывности основных электрических соединений и соединений с землей. Непрерывность соединений должна быть проверена на коаксиальных кабелях со стороны измерительного прибора до проведения измерения. В частности, должны быть проверены подключения к болтам или фланцам на предмет наличия хорошего соединения с обмоткой или баком объекта измерений.

5.3.2 Измерения для проверки нуля

При необходимости в качестве дополнительного измерения может быть выполнено измерение для проверки нуля. При измерениях все измерительные кабели должны быть подключены к одному из выводов обмотки и заземлены обычным способом. Такие измерения показывают частотную характеристику измерительной цепи. При необходимости проверка нуля должна быть повторена на выводах других обмоток.

Измерение для проверки нуля позволяет получить полезную информацию о верхней границе частотного диапазона, в пределах которой можно полагаться на результаты измерений при их интерпретации. Измерение для проверки нуля не является калибровкой измерительного прибора, и потому при наличии любых отклонений от нуля не следует выполнять какую-либо корректировку результатов измерений частотных характеристик объекта.

5.3.3 Проверка повторяемости

По завершении стандартных измерений измерительные кабели и заземляющие соединения должны быть отсоединены от объекта измерений, и должно быть повторено и записано первое из выполненных измерений.

Эта проверка необходима для оценки воспроизводимости результатов и пригодности диагностического диапазона частот в конкретных условиях измерения.

5.3.4 Проверка работоспособности прибора

В случае возникновения сомнений в работоспособности прибора должна быть выполнена одна из следующих проверок:

а) соедините выход источника и входы каналов измерения входного и выходного напряжений измерительного прибора вместе, используя подходящие кабели с низкими потерями. Убедитесь, что измеренное отношение амплитуд составляет не более  0,3 дБ во всем диапазоне частот.

Соедините выход источника и вход канала измерения входного напряжения вместе и оставьте вход канала измерения выходного напряжения не подключенным, убедитесь, что измеренное отношение амплитуд составляет менее минус 90 дБ во всем диапазоне частот;

b) измерение частотной характеристики известного объекта измерений (имитатора) и проверка того, что измеренное отношение амплитуд соответствует известной характеристике объекта измерений в пределах требований, приведенных в 6.1.2, во всем диапазоне частот. Измеряемый объект должен иметь частотную характеристику, охватывающую диапазон затухания от минус 10 до минус 80 дБ;

c) проверка работоспособности по методике, предоставленной изготовителем измерительного прибора. Проверка работоспособности должна подтверждать, что прибор работает в пределах параметров, указанных в 6.1.2, по крайней мере в диапазоне затухания от минус 10 до минус 80 дБ во всем диапазоне частот.

5.4 Схемы измерений

5.4.1 Общие положения

Для наиболее распространенных сочетаний обмоток трансформаторов и реакторов установлен стандартный набор измерений, который, как правило, достаточен для получения исходных измерений. Этот стандартный набор измерений должен быть выполнен во всех случаях. В программу измерений могут быть включены дополнительные измерения, если требуется получить некоторую дополнительную информацию при определенных условиях или требуется сопоставление с предыдущими измерениями. Стандартные измерения на других типах трансформаторов и реакторов, отличающихся от рассмотренных ниже, должны соответствовать приводимым ниже принципам.

5.4.2 Принципы выбора схем измерений

5.4.2.1 Схемы измерения

Стандартные измерения должны включать сквозные измерения для каждой фазы каждой обмотки, при этом разные фазы и обмотки должны по возможности быть отделены друг от друга, а выводы обмоток, незадействованные в измерениях, должны быть изолированы. Дополнительные измерения, если это требуется, могут включать измерения по емкостной схеме, измерения по индуктивной схеме и сквозное измерение с закороткой.

5.4.2.2 Положение переключающего устройства

Для трансформаторов и реакторов, оснащенных устройствами РПН, стандартные измерения на обмотках с ответвлениями должны быть выполнены на нескольких положениях ПУ, соответствующих:

a) наибольшему количеству витков, включенных в цепи измерения;

b) отключению регулировочной обмотки от цепи измерения.

Измерения на других обмотках, не имеющих ответвлений, должны быть выполнены на положениях ПУ, соответствующих включению наибольшего количества витков регулировочной обмотки. Дополнительно могут быть выполнены измерения на других положениях ПУ.

Для автотрансформаторов с регулированием напряжения в линии СН стандартные измерения должны включать:

- измерения последовательной обмотки при минимальном числе витков регулировочной обмотки в цепи измерения (в случае регулирования напряжения без реверсирования - положение ПУ, соответствующее максимуму напряжения на стороне СН; в случае регулирования напряжения с реверсированием - положение ПУ, соответствующее подключению линейного вывода СН к предызбирателю РПН; в случае последовательного включения регулировочной обмотки в линии СН - положение ПУ, соответствующее минимуму напряжения на стороне СН);

- измерения общей обмотки с максимальным числом витков регулировочной обмотки в цепи измерения (положение ПУ, соответствующее максимуму напряжения на стороне СН);

- измерения общей обмотки с минимальным числом витков регулировочной обмотки в цепи измерения (в случаях регулирования напряжения без реверсирования и последовательного включения регулировочной обмотки в линии СН - положение ПУ, соответствующее минимуму напряжения на стороне СН; в случае регулирования напряжения с реверсированием - положение ПУ, соответствующее подключению линейного вывода СН к предызбирателю РПН).

Примечание - Выбор положений ПУ должен быть сделан таким образом, чтобы было по крайней мере по одному измерению с последовательно включенной и отключенной регулировочной обмоткой и в случае наличия повреждений можно было более просто идентифицировать, находятся ли эти повреждения в основной или регулировочной обмотке.

Если не указано иное, включение номинальных положений ПУ или положений, соответствующих подключению к предызбирателю, должно быть выполнено путем переключения РПН в направлении уменьшения напряжения ответвления. Направление переключения РПН (восходящее или нисходящее) должно быть записано в результатах измерений.

Примечание - Положение предызбирателя при регулировании с реверсированием регулировочной обмотки или со ступенями грубого и тонкого регулирования оказывает сложное влияние на измеряемые частотные характеристики.

Для трансформаторов, оснащенных одновременно устройством РПН и устройством ПБВ, устройство ПБВ должно быть в текущем рабочем положении, если это было оговорено, или основном положении при измерениях на положениях РПН, указанных выше.

Для трансформаторов, оснащенных устройством ПБВ, исходные измерения должны быть выполнены на каждом положении ПБВ, при этом устройство РПН (при наличии) должно быть установлено в положении с максимальным количеством включенных витков.

Не рекомендуется при проведении измерений частотных характеристик в эксплуатации переключать устройство ПБВ на другие положения; измерения должны быть выполнены на текущем положении ПБВ. По этой причине необходимо сделать достаточное количество исходных измерений, чтобы обеспечить наличие исходных кривых для любого возможного в эксплуатации положения ПБВ.

5.4.3 Обмотки с соединением в звезду с выведенной нейтралью

В стандартных измерениях напряжение источника должно прикладываться к линейному выводу обмотки или к выводу ВН обмотки (для последовательных обмоток). Дополнительные измерения могут быть выполнены с подачей напряжения источника на вывод нейтрали, если это требуется для сравнения с предыдущими измерениями. Обмотка, соединенная в звезду без выведенной нейтрали, при измерениях должна рассматриваться как обмотка, соединенная в треугольник. Перечень стандартных измерений для соединенной в звезду обмотки с ответвлениями приведен в таблице 1.

Таблица 1 - Стандартные измерения для соединенной в звезду обмотки с ответвлениями

Номер схемы измерений	Подключение кабеля источника и кабеля входного напряжения V вх	Подключение кабеля выходного напряжения V вых	Положение ПУ
1	Линейный вывод фазы N 1	Вывод нейтрали	Максимальное
2	Линейный вывод фазы N 2
3	Линейный вывод фазы N 3
4	Линейный вывод фазы N 1	Вывод нейтрали	С отключенной регулировочной обмоткой
5	Линейный вывод фазы N 2
6	Линейный вывод фазы N 3

5.4.4 Обмотки с соединением в треугольник и другие обмотки без выведенной нейтрали

Если обмотка с соединением в треугольник может быть разобрана на фазные обмотки (например, начала и концы каждой из трех фазных обмоток выведены наружу отдельными вводами), то стандартные измерения должны быть выполнены с разобранным треугольником.

Для крупных генераторных трансформаторов, для которых в условиях эксплуатации затруднительно разбирать межфазные соединения треугольника, рекомендуется проводить в условиях завода-изготовителя исходные измерения как для разомкнутого, так и для замкнутого треугольника.

Стандартные измерения должны быть выполнены на каждой фазе поочередно с цикличной перестановкой (таблица 2) с приложением напряжения источника к выводу, имеющему обозначение младшей по порядку буквой алфавита или цифрой, и измерением выходного напряжения с вывода, имеющего обозначение старшей по порядку буквой алфавита или цифрой.

При измерениях третичных или компенсационных обмоток треугольник должен быть замкнут.

Таблица 2 - Стандартные измерения для соединенной в треугольник обмотки и обмотки без выведенной нейтрали

Номер схемы измерений	Подключение кабеля источника и кабеля входного напряжения V вх	Подключение кабеля выходного напряжения V вых
1	A, U, R или 1	В, V, S или 2
2	В, V, S или 2	С, W, Т или 3
3	С, W, Т или 3	A, U, R или 1

Если третичные или компенсационные обмотки в эксплуатации заземлены одним из выводов, они должны быть разземлены, если это не требует слива жидкого диэлектрика или откачки изолирующего газа.

5.4.5 Обмотки с соединением в зигзаг

Обмотки с соединением в зигзаг должны быть измерены так же, как и обмотки с соединением в звезду с выведенной нейтралью.

Примечание - Частотные характеристики разных фаз обмотки, соединенной в зигзаг, могут отличаться между собой сильнее, чем частотные характеристики обмотки, соединенной в звезду.

5.4.6 Трехфазные двухобмоточные трансформаторы

Стандартные измерения должны содержать по одному измерению каждой фазы каждой из двух обмоток: шесть измерений в случае трансформатора без регулирования напряжения и девять измерений для трансформаторов с РПН.

5.4.7 Трехфазные автотрансформаторы

Стандартные измерения должны включать по одному измерению каждой из фаз последовательной обмотки и общей обмотки, а также дополнительные измерения общей обмотки для трансформаторов с РПН; всего шесть измерений для автотрансформаторов без РПН и девять измерений для автотрансформаторов с РПН. Если автотрансформатор имеет третичную обмотку, все линейные выводы которой выведены наружу бака, то необходимо также выполнить три дополнительных измерения для этой обмотки.

5.4.8 Фазоповоротные трансформаторы

Стандартные измерения должны включать измерения частотных характеристик от входных зажимов к выходным зажимам каждой фазы и от вывода нейтрали шунтирующей обмотки к выходным зажимам каждой фазы, для номинального и двух крайних положений РПН, всего 18 измерений. Фазоповоротные трансформаторы, состоящие из двух частей с внешними соединениями, которые могут быть демонтированы в эксплуатации, при выборе схем измерений должны рассматриваться как два отдельных трансформатора.

5.4.9 Реакторы

Реакторы последовательного включения должны быть измерены от входного зажима к выходному зажиму каждой фазы; для трехфазных реакторов необходимо всего три измерения. Шунтирующие реакторы должны рассматриваться как соединенная в звезду обмотка трансформатора; всего необходимо три измерения для трехфазных реакторов без переключения ответвлений и шесть измерений для трехфазных реакторов с ответвлениями.

5.4.10 Методика задания дополнительных измерений

Если требуются дополнительные измерения, они должны быть заданы путем указания подключений к каждому выводу объекта измерений (кабеля источника, кабеля входного напряжения и кабеля выходного напряжения, заземления, разземления или соединения вместе отдельных выводов объекта измерений), текущего и предыдущего положения ПУ для каждого дополнительного измерения. Эти данные должны быть представлены по форме таблицы 3.

Обозначение выводов, используемое в таблице, должно соответствовать обозначению выводов объекта измерений и должно быть показано на схеме соединения обмоток, содержащейся в спецификации.

Пример задания схем измерений с использованием данного формата приведен в приложении D.

Таблица 3 - Формат для задания дополнительных измерений

Измерение	Положение ПУ	Предыдущее положение ПУ	Подключение кабеля источника и кабеля входного напряжения V вх	Подключение кабеля выходного напряжения V вых	Заземляемые выводы	Соединяемые вместе выводы	Примечание
1
2
3
...
...
...

5.5 Частотный диапазон и количество измеряемых точек по частоте

Нижняя частота измерений должна быть не более 20 Гц.

Верхняя частота измерений для объектов измерений с наибольшим рабочим напряжением свыше 72,5 кВ должна быть не менее 1 МГц.

Верхняя частота измерений для объектов измерений с наибольшим рабочим напряжением не более 72,5 кВ должна быть не менее 2 МГц.

С целью совместимости и удобства измерений рекомендуется выбирать верхнюю частоту измерений не менее 2 МГц для всех объектов измерений.

Примечание - На частотах свыше 1 МГц хорошая повторяемость измерений достигается при использовании коротких соединений с землей при небольшой длине высоковольтных вводов. Измерения на высоких частотах более значимы при оценке состояния обмоток, имеющих небольшие размеры.

На частотах ниже 100 Гц измерения должны быть выполнены с шагом не более 10 Гц; на частотах свыше 100 Гц для каждой декады должно быть измерено не менее 200 точек, распределенных по частоте равномерно в линейном или логарифмическом масштабе.

Допустимо увеличение нижней частоты измерений до 5 кГц, если при измерениях не требуется получение данных для области низких частот, которые обычно используются для выявления отклонений в магнитной системе.

6 Измерительное оборудование

6.1 Измерительные приборы

6.1.1 Динамический диапазон

Минимальный динамический диапазон измерительного прибора должен составлять от плюс 10 до минус 90 дБ максимального уровня выходного сигнала источника напряжения при минимальном отношении сигнал-шум 6 дБ во всем диапазоне частот.

6.1.2 Погрешность измерения амплитуды

Погрешность измерения отношения напряжений V _вых и V _вх должна быть не более 0,3 дБ для всех отношений в диапазоне от плюс 10 до минус 40 дБ и не более 1 дБ для всех отношений в диапазоне от минус 40 до минус 80 дБ во всем диапазоне частот.

6.1.3 Погрешность измерения разности фазовых углов

Погрешность измерения разности фазовых углов напряжений V _вых и V _вх должна быть не более 1° при отношениях сигналов в диапазоне от плюс 10 до минус 40 дБ во всем диапазоне частот.

6.1.4 Частотный диапазон

Минимальный частотный диапазон должен быть от 20 Гц до 2 МГц.

6.1.5 Погрешность выставления частоты

Погрешность выставления частоты (отличие значений, указанных в протоколе измерений, от фактических) должна быть не более 0,1 % во всем диапазоне частот.

6.1.6 Ширина полосы пропускания фильтра

Для измерений на частотах ниже 100 Гц максимальная ширина полосы пропускания фильтра (по уровню минус 3 дБ) должна составлять 10 Гц; выше 100 Гц она должна быть не более 10 % от частоты измерения или не более половины интервала между соседними частотами измерения в зависимости от того, какая из этих величин меньше.

6.1.7 Диапазон рабочих температур

Прибор должен допускать работу и обеспечивать требования по точности и другие требования настоящего стандарта в диапазоне рабочих температур от 0 °С до 45 °С.

6.1.8 Сглаживание записанных данных

Измеренные данные, регистрируемые согласно требованиям настоящего стандарта, не должны сглаживаться каким-либо методом, использующим значения на смежных частотах, при этом допускается усреднение или другие методы снижения шума с использованием нескольких измерений на определенной частоте или с использованием измерений в пределах полосы пропускания фильтра для конкретной частоты измерений.

Исключение составляют данные, отображаемые на экране прибора или любые другие выходные данные, предоставляемые в дополнение к данным, необходимым согласно разделу 7; при этом должна быть предоставлена возможность просмотра данных, записанных в соответствии с разделом 7.

6.1.9 Поверка (калибровка)

Прибор следует поверять (калибровать) согласно требованиям действующих нормативных документов через регулярные промежутки времени.

6.2 Измерительные кабели

Для соединения измерительного прибора с объектом измерений должны использоваться отдельные измерительные кабели (кабель источника, кабель входного напряжения и кабель выходного напряжения). Коаксиальные кабели, используемые для измерений, должны быть одинаковой длины и иметь волновое сопротивление 50 Ом. Затухание сигнала в каждом из измерительных кабелей должно быть менее 0,3 дБ на частоте 2 МГц. При измерении для проверки нуля с включением соединительных кабелей напрямую без объекта испытаний или заземляющих проводов отклонение амплитуды на частоте 2 МГц должно быть менее 0,6 дБ. Длина измерительного кабеля пассивной системы должна быть не более 30 м.

Примечание - При использовании метода измерения, альтернативного приведенному на рисунке 1, например, для измерения входного сопротивления, усилитель или активный пробник измерительной системы размещают вблизи выводов испытуемого объекта. В этом случае кабели между токовым шунтом, усилителем или активным пробником и любыми другими частями прибора не используют для измерений в значении этого пункта, и на них не распространяются требования данного пункта, при условии, что эти кабели не оказывают влияния на измерения и выполнены все другие требования раздела 6.

6.3 Входное сопротивление

Входное сопротивление канала измерения выходного напряжения должно быть 50 Ом с допуском 2 % во всем диапазоне измеряемых частот.

При использовании коаксиальных измерительных кабелей входное сопротивление каналов измерения входного и выходного напряжений должно быть 50 Ом с допуском  2 % во всем диапазоне измеряемых частот.

7 Регистрация измерений

7.1 Данные, подлежащие регистрации при каждом измерении

Результаты измерений должны быть записаны отдельно для каждого измерения в виде файла в формате XML (спецификации 1.0, см. приложение Е). При каждом измерении должны быть записаны следующие данные:

a) идентификатор (уникальная последовательность букв и/или цифр для идентификации объекта измерений, как правило, это диспетчерский номер или идентификатор местонахождения трансформатора или реактора);

b) дата проведения измерения (в формате ГГГГ-ММ-ДД);

c) время окончания измерения (в формате ЧЧhММ, где ЧЧ - часы в формате 24 ч; h - буква "h", используемая в качестве разделителя);

d) завод - изготовитель объекта измерений (трансформатора или реактора);

e) заводской номер объекта измерений (уникальный номер, присвоенный заводом-изготовителем трансформатору или реактору);

f) измерительное оборудование, уникальный идентификатор производителя измерительного прибора, модель измерительного прибора и серийный номер используемого прибора;

g) амплитуда выходного напряжения источника при измерениях;

h) обозначение вывода для подключения кабеля входного напряжения (обозначение вывода объекта измерений, к которому были подключены кабель источника и кабель входного напряжения);

i) обозначение вывода для подключения кабеля выходного напряжения (обозначение вывода объекта измерений, к которому был подключен кабель выходного напряжения);

j) выводы объекта измерений, соединенные вместе; обозначения всех выводов объекта измерений, которые были соединены вместе во время измерений приводят в формате "обозначение вывода 1" - "обозначение вывода 2" - "обозначение вывода 3", - "обозначение вывода 4" - "обозначение вывода 5" - "обозначение вывода 6" и так далее (например, запись "А-В-С, D-Е-F" будет означать, что выводы А, В и С были соединены между собой, при этом выводы D, Е и F также были соединены между собой, но без соединения с выводами А, В и С);

k) заземленные выводы (обозначения каждого вывода, соединенного с баком (кожухом) объекта измерений во время измерения, через запятую);

l) положение устройства РПН (фактическое положение РПН во время измерений);

m) предшествующее положение устройства РПН (положение, из которого устройство РПН было переведено в положение, используемое во время измерений);

n) положение устройства ПБВ (фактическое положение во время измерений);

о) температура объекта измерений (температура изоляции объекта во время измерений, как правило, температура верхних слоев масла, в градусах Цельсия);

р) заполнение жидким диэлектриком (да или нет, в зависимости от того, был ли объект во время измерений полностью заполнен жидким диэлектриком, как при нормальной эксплуатации);

q) комментарии (свободный текст, который может быть использован для установления состояния объекта во время измерений, например, "рабочее" для указания состояния, когда объект расшинован, но высоковольтные вводы не демонтированы, или "транспортное", если для измерений на объекте, подготовленном к транспортировке, использовались специальные вводы);

r) длины неэкранированных соединений для каждого кабеля, если коаксиальные кабели были подключены не напрямую к клеммам вводов (должна быть предоставлена любая дополнительная информация, необходимая для повторения условий измерений);

s) результаты измерений (частота в Гц, амплитуда в дБ и фазовый угол в градусах) для каждой частоты измерения (значения указывают в виде текстовой строки в формате 1.2345Е+04 для частоты и -1.2345Е+01 для амплитуды и фазового угла).

Каждый файл должен иметь имя в следующем формате:

Идентификатор объекта измерений_обозначение вывода для подключения кабеля входного напряжения_обозначение вывода для подключения кабеля выходного напряжения_положение ПУ_дата_время.xml.

Пример - T1234a_H0_H1_1_2019-09-18_14h33.xml

7.2 Дополнительная информация для каждого набора измерений

Для каждого набора измерений, выполненного единовременно на одном объекте, должен быть предоставлен дополнительный файл данных. Этот файл должен содержать следующую информацию:

а) данные объекта измерений:

1) завод-изготовитель,

2) год изготовления,

3) заводской номер,

4) наибольшая номинальная мощность для каждой обмотки,

5) номинальное напряжение для каждой обмотки,

6) напряжения КЗ каждой пары обмоток,

7) номинальная частота,

8) схема и группа соединения обмоток, конфигурация и расположение обмоток,

9) количество фаз (одна или три),

10) тип трансформатора или реактора (например, генераторный, фазоповоротный, сетевой, распределительный, печной, для промышленного применения, для электрических железных дорог, шунтирующий, последовательный и др.)

11) конфигурация трансформатора (например, автотрансформатор, двухобмоточный трансформатор; третичная обмотка, у которой на крышку бака выведены не все выводы и пр.),

12) конструкция трансформатора или реактора (стержневой, броневой), количество стержней и ярем (3 или 5), типы обмоток и пр.,

13) устройство РПН: количество положений, диапазон и конфигурация (линейный, с реверсом, со ступенями грубого-тонкого регулирования, с установкой в линии или в нейтрали и пр.),

14) устройство ПБВ: количество положений, диапазон, конфигурация и пр.,

15) организация - собственник объекта измерений,

16) диспетчерское наименование объекта (при наличии),

17) любая другая информация, которая может повлиять на результат измерения.

Примечание - Рекомендуется включать изображение таблички объекта измерений, содержащую электрическую схему соединения обмоток. В этом случае не требуется повторять указанные выше данные, если они содержатся в табличке;

b) данные о месте проведения измерений:

1) расположение (например, наименование места, испытательного поля, порта и пр.),

2) наименование площадки (при наличии),

3) значимые окружающие условия (например, рядом расположенные воздушные линии или ошиновки под напряжением),

4) любые другие особенности;

c) параметры измерительного оборудования:

1) принцип действия прибора (свип-генератор или генератор импульсов),

2) наименование прибора и обозначение модели,

3) завод-изготовитель,

4) серийный номер прибора,

5) дата поверки (калибровки),

6) любые другие особенности прибора;

d) сведения об организации, проводившей измерения:

1) наименование организации,

2) специалист, проводивший измерения,

3) любая дополнительная информация;

e) настройки измерений:

1) остаточная намагниченность магнитопровода: было ли измерение частотных характеристик проведено сразу после измерений сопротивления обмоток постоянному току или испытания электрической прочности изоляции напряжением коммутационного импульса или выполнялось размагничивание магнитопровода,

2) был ли заземлен бак объекта измерений,

3) тип измерения (например, с разомкнутой вторичной обмоткой, с короткозамкнутой вторичной обмоткой и пр.),

4) длина и место подключения к баку соединительных проводов, используемых для заземления экранов измерительных кабелей,

5) длина измерительных коаксиальных кабелей,

6) причина проведения измерений (например, заводские приемо-сдаточные испытания, повторение измерений, поиск неисправности, пусконаладка нового трансформатора, ввод в эксплуатацию ранее эксплуатировавшегося трансформатора, срабатывание релейной защиты, повторный ввод в эксплуатацию, приемочные испытания, гарантийные испытания, замена высоковольтных вводов, ремонт устройства РПН, повреждение и т.д.),

7) любая дополнительная информация;

f) фотографии объекта во время измерений, показывающие положение высоковольтных вводов и подключение к ним.

Библиография

[1]	CIGRE Working Group A2.26, Brochure 342, "Mechanical Condition Assessment of Transformer Windings using Frequency Response Analysis (FRA)", Brochure 342, Paris, April 2008
[2]	A. Kraetge, M. Kruger, J.L. Velasquez, H. Viljoen and A. Dierks, "Aspects of Practical Application of Sweep Frequency Response Analysis (SFRA) on Power Transformers", CIGRE 2009 6th Southern Africa Regional Conference, Paper 504, 17-21 August 2009
[3]	J. Christian and K. Feser, "Procedures for Detecting Winding Displacements in Power Transformers by the Transfer Function Method," IEEE Transactions on Power Delivery, vol. 19, no.1, pp. 214-220, January 2004
[4]	S.A. Ryder, "Methods for Comparing Frequency Response Analysis Measurements," in Conference Record of the 2002 IEEE International Symposium on Electrical Insulation. Boston, MA, USA, 7-10 April 2002, pp. 187-190
[5]	D.M. Sofian, Z.D. Wang, and J. Li, "Interpretation of Transformer FRA Responses - Part 2: Influence of Transformer Structure," IEEE Transactions on Power Delivery, vol. PP, no. 99, pp. 1-8, 28 June 2010
[6]	Z.D. Wang, J. Li, and D.M. Sofian, "Interpretation of Transformer FRA Responses - Part I: Influence of Winding Structure," IEEE Transactions on Power Delivery, vol. 24, no. 2, pp. 703-710, April 2009
[7]	A.W. Darwin, D.M. Sofian, Z.D. Wang and P.N. Jarman, "Interpretation of Frequency Response Analysis (FRA) Results for Diagnosing Transformer Winding Deformation," CIGRE 2009 6th Southern Africa Regional Conference, Paper 503, 17-21 August 2009
[8]	J.A. Lapworth and P.N. Jarman, "UK Experience of the Use of Frequency Response Analysis (FRA) for Detecting Winding Movement Faults in Large Power Transformers," CIGRE Transformers Colloquium, 2-4 June 2003