Приложение В (справочное). Применение измерений частотных характеристик

Приложение В
(справочное)

Применение измерений частотных характеристик

В.1 Транспортирование трансформаторов

Метод частотных характеристик нашел широкое применение для обнаружения и оценки степени повреждений трансформаторов во время их транспортирования. Данный метод с помощью одного набора измерений позволяет получить информацию о механическом состоянии магнитопровода, обмоток и прессующей конструкции. Все эти элементы трансформаторов подвержены повреждениям при транспортировании. Необходимо отметить, что есть и другие элементы, которые также подвержены повреждениям при транспортировании, но состояние которых не может быть эффективно определено этим методом. Примером является изоляция магнитопровода относительно ярмовых балок и бака, которую необходимо проверять отдельно.

Как и во всех других применениях МЧХ, для получения достоверных результатов, измерения для последующего сравнения необходимо проводить при одних и тех же условиях. Поэтому если измерения при транспортировании или по прибытию на место установки проводят на трансформаторе в транспортном состоянии, то необходимо сделать измерение в этом состоянии до отправки трансформатора. Как правило, трансформаторы транспортируют без высоковольтных вводов, с закрытыми транспортными люками, или, что более предпочтительно для целей измерений, с небольшими транспортными вводами, которые рекомендуются к установке для упрощения проведения измерений в транспортном состоянии. В общем случае, трансформаторы средней и большой мощности транспортируют без масла (в зависимости от размеров, массы и транспортных ограничений), и исходные измерения, сделанные на заводе-изготовителе, когда трансформатор был полностью залит маслом, не могут быть использованы для сравнения с измерениями в транспортном состоянии, поскольку результаты будут сильно отличаться друг от друга. Также следует отметить, что измерения, сделанные в транспортном состоянии, как правило, не могут быть использованы в качестве исходных для последующих измерений в эксплуатации. Измерения, проводимые для обнаружения и оценки степени повреждений во время транспортирования, в общем случае, должны соответствовать процедурам, изложенным в настоящем стандарте, и они должны включать сквозные измерения без закороток, при которых все неиспользуемые выводы остаются изолированными. Это связано с тем, что измерения с закоротками не обладают высокой чувствительностью к обнаружению дефектов в магнитопроводе. Измерения необходимо проводить с использованием достаточного количества точек в области низких частот, поскольку эта область связана с магнитопроводом, который особенно подвержен повреждениям при транспортировании.

Исходное измерение выполняют перед началом транспортирования, другие измерения для проверки целостности трансформатора могут быть выполнены в любой момент во время транспортирования. Важно отметить, что измерения частотных характеристик должны быть последним электрическим испытанием до транспортирования и первым испытанием после прибытия трансформатора на место назначения. Проведение других измерений между измерениями частотных характеристик, в частности, испытания с использованием постоянного тока (например, измерение сопротивления обмоток постоянному току) могут изменить остаточную намагниченность магнитопровода и затруднить надежную оценку состояния магнитопровода. Состояние магнитопровода в части его намагниченности должно быть отмечено в протоколах испытаний (было ли предыдущим испытанием измерение сопротивления обмоток постоянному току или испытание напряжением коммутационного импульса), вместе с положением ПУ и уровнем масла или жидкого диэлектрика (если трансформатор заполнен не маслом). Если измерения были выполнены сразу после слива масла, то этот факт должен быть указан в информации об измерениях, поскольку остаточное содержание масла внутри изоляции оказывает влияние на результаты измерений. Последующее измерение без масла может привести к неоднозначным результатам, поскольку остатки масла могут вытекать из обмоток во время транспортирования, что может привести к изменениям емкости обмоток, и, следовательно, некоторому сдвигу их частотных характеристик.

Важно, чтобы транспортное состояние трансформатора было хорошо документировано и известно персоналу, который будет проводить повторные измерения. Если существует несколько конфигураций транспортного состояния, для каждой из них потребуется сделать описание и исходные измерения. Если трансформатор проходит несколько определенных этапов во время транспортирования (например, перевозка автотранспортом, морским транспортом, по железной дороге, погрузка-разгрузка краном), очень важно определить, где именно был причинен тот или иной ущерб; в этом случае целесообразно проведение измерений до и после конкретных транспортных этапов, особенно если они связаны с различными правовыми нормами или договоренностями о страховании. После получения трансформатора в конечном пункте назначения следует провести измерение в транспортном состоянии для сравнения с первоначальным измерением с целью выявления любых повреждений, которые могли возникнуть во время транспортирования. Если это измерение не выявляет каких-либо отклонений, то следует выполнить еще одно измерение частотных характеристик на трансформаторе, полностью собранном и залитом маслом для последующей эксплуатации, для использования в дальнейшем в качестве исходного измерения. Во всех случаях рекомендуется фотографировать соединения между измерительным оборудованием и высоковольтными вводами (расположение и подключение кабелей, соединительных и заземляющих проводников и т.п.).

В.2 Испытания на стойкость при коротких замыканиях

Метод частотных характеристик доказал свою способность выявлять повреждения в обмотках при испытаниях на стойкость при КЗ. Этот метод обнаружения дополняет визуальный осмотр, поскольку он позволяет выявить небольшие изменения размеров обмоток, которые не всегда можно легко разглядеть, но при этом небольшие перемещения отводов и других частей не всегда могут быть легко обнаружены с помощью частотных характеристик.

При использовании частотных характеристик для выявления отклонений при испытаниях на стойкость при КЗ необходимо соблюдать следующие положения.

Исходные измерения должны быть выполнены в испытательном центре (лаборатории) перед проведением испытаний на стойкость при КЗ.

Рекомендуется включить в программу измерений частотных характеристик измерения с закоротками, поскольку эти измерения могут быть полезны для установления причины возможных отклонений (остаточная намагниченность или отклонения в обмотке).

По завершении испытаний на стойкость при КЗ выполняют последующие измерения частотных характеристик. Рекомендуется проводить измерения частотных характеристик также между опытами КЗ с целью обнаружения развивающегося дефекта перед следующим опытом КЗ, при этом для большего удобства такие измерения могут быть выполнены при замыкании накоротко одной из обмоток.

Измерения ЧХ между опытами КЗ имеют ограничения по схемам измерений, вызванные необходимостью свести к минимуму разборку и демонтаж соединений и ошиновок во время испытаний на стойкость при КЗ. При этом также необходимо свести к минимуму влияние на частотные характеристики измеряемого трансформатора подключенного к нему испытательного и измерительного оборудования, в т. ч. длинных ошиновок и кабелей. В любом случае при каждом последующем измерении между опытами КЗ необходимо обеспечить идентичное состояние и подключение к трансформатору. Для обеспечения повторяемости измерений необходимо точное воспроизведение мест подключения измерительных кабелей, способов и мест подключения заземления экранов кабелей. Для целей измерения ЧХ между опытами КЗ подключение измерительных кабелей может быть выполнено как к вводам испытуемого трансформатора, так и к элементам ошиновок испытательной схемы, подключенных к вводам трансформатора. Если схема испытаний на стойкость при КЗ предполагает соединение выводов обмоток с заземленными частями, на время измерений частотных характеристик такое соединение следует разобрать.

Целесообразно до начала испытаний на стойкость при КЗ определить схемы измерений, по которым будут выполнены измерения частотных характеристик до и после каждого опыта КЗ. Количество схем следует выбирать минимально возможным, чтобы измерения частотных характеристик не увеличивали чрезмерно продолжительность испытаний на стойкость при КЗ и при этом обеспечивали своевременное обнаружение начальных повреждений объекта испытаний. Если испытания на стойкость при КЗ предполагают несколько режимов испытаний, рекомендуется делать контрольные измерения частотных характеристик (для последующего сравнения) перед началом испытаний в каждом из режимов. После окончания испытаний в каждом из режимов следует повторить измерения частотных характеристик.

Измерения до и после испытаний по возможности должны быть выполнены с использованием одного и того же измерительного оборудования, одних и тех же измерительных кабелей и схемы их соединения для устранения как можно большего числа потенциальных источников неопределенности в отношении причин отклонений, наблюдаемых в измеряемых частотных характеристиках.