В пункте 3.198, СНиП 3.35.36-85, "Электротехнические устройства" сказано, что вопрос о допустимости включения трансформатора без сушки должен решаться на основании комплексного рассмотрения условий и состояния трансформатора во время транспортировки, хранения, монтажа и с учетом результатов проверки и испытаний в соответствии с требованиями ГОСТ 11677-75. В правилах также сказано, что при соблюдении условий транспортировки и хранения трансформаторов, указанных в упомянутом стандарте, допускается включение трансформаторов без осмотра активной части.
Каким же условиям должен удовлетворять трансформатор, чтобы его можно было включить в работу после монтажа без сушки? Для этого обратимся к "Инструкции по контролю состояния изоляции трансформаторов перед вводом в эксплуатацию Госстроя СССР" 1961 года (СН 171-61). В ней можно выделить несколько наиболее важных моментов.
Согласно инструкции для включения трансформаторов напряжением до 35 кВ включительно без сушки должны быть соблюдены условия:
1. Герметичность трансформатора
При транспортировке и хранении не должна быть нарушена герметичность трансформатора. Проверка герметичности трансформаторов, транспортируемых без масла, производится созданием в баке избыточного давления. Трансформатор считается герметичным, если после достижения в гладких и трубчатых баках давления 0,25 атмосфер и в волнистых баках 0,15 атмосфер оно спустя 6 часов снизится не более чем до 0,21 или 0,13 атмосфер соответственно. Проверка герметичности трансформаторов, транспортируемых с маслом, но без расширителя, производится давлением столба масла высотой 1,5 метра в течение 3 часов. Трансформатор считается герметичным, если при проверке не наблюдается течи масла в местах, расположенных выше уровня масла, с которым прибыл трансформатор. Если трансформатор транспортировался с расширителем, заполненным маслом, то проверка состояния уплотнений производится путем проверки наличия масла в расширителе по маслоуказателю.
Во всех случаях проверяется наличие на нижнем спусковом кране пломбы. Повреждение пломбы или окраски головок болтов (гаек) у заглушек крана, если это свидетельствует о возможности открытии крана, рассматривается как нарушение герметичности трансформатора.
2. Осмотр активной части трансформатора
Осмотр активной части трансформатора должен быть произведен по возможности в помещении.
Допускается производить осмотр активной части трансформатора вне помещения, но при этом должны быть приняты меры по ее защите от пыли, внезапного дождя, выпадения росы или инея.
Температура активной части должна быть равна или выше температуры окружающего воздуха.
При осмотре активной части трансформатора при температуре окружающего воздуха ниже нуля трансформатор с маслом должен быть прогрет до температуры не ниже 20 °С, определенной по температуре верхних слоев масла; трансформатор без масла может быть вскрыт после длительного прогрева, обеспечивающего к концу осмотра температуру верхнего ярма не ниже 10 °С.
Если относительная влажность окружающего воздуха 75% и более, то осмотр производят при условии подогрева активной части с таким расчетом, чтобы во все время осмотра температура верхнего ярма была выше температуры окружающего воздуха не менее чем на 10 °С.
Продолжительность пребывания активной части трансформатора на воздухе с момента вскрытия трансформатора для осмотра не должна превышать времени указанного в таблице 1.
Таблица 1
| Характеристика трансформаторов | Продолжительность соприкосновения активной части с окружающим воздухом, ч, не более | |||
| при относительной влажности воздуха | при температуре окружающего воздуха ниже 0 °С | |||
| до 65 | до 75 | свыше 75 | ||
| U ≤ 35 кВ, P < 10000 кВ×А U ≥ 35 кВ, P ≥ 10000 кВ×А | 24 16 | 16 12 | 12 8 | 12 8 |
Продолжительность заливки трансформатора маслом не входит в эти сроки.
3. Заполнение трансформатора маслом
Трансформаторы, транспортируемые без масла, должны по прибытии на место назначения заполняться маслом в возможно короткий срок, но не позднее 6 месяцев со дня отправки с завода для трансформаторов мощностью до 40000 кВ×А включительно.
Заполнение маслом должно производиться только после проверки герметичности, испытания пробы остатков масла, проверки, не увлажнился ли индикаторный силикагель, и предварительной проверки характеристик изоляции обмоток.
Трансформаторы, транспортируемые с маслом, но без расширителя, должны быть долиты маслом с установкой расширителя не позднее чем через 6 месяцев после отправки трансформатора с завода.
Заливаемое и доливаемое масло должно удовлетворять требованиям ГОСТ 6581-75 и иметь пробивное напряжение, кВ¸ не ниже:
Для напряжения обмотки ВН, кВ:
| < 15....................................... 15 – 35.................................. | 30 35 |
Трансформаторы напряжением до 35 кВ включительно допускается заливать маслом без вакуума при температуре масла не ниже 10 °С, однако в этом случае температура активной части трансформатора должна быть выше температуры масла. Продолжительность заливки маслом без вакуума должна быть не более 8 часов.
Доливка масла в трансформаторы после установки расширителя и радиаторов должна производиться без вакуума через расширитель.
Заливка трансформатора заканчивается только тогда, когда верхнее ярмо или любая дополнительная обмотка и изоляционные детали, расположенные выше ярма, окажутся полностью в масле.
4. Пробы масла из трансформатора
Пробивное напряжение пробы масла из трансформатора или пробы остатка масла со дна трансформатора, транспортируемого без масла, не должно быть ниже величин указанных в ГОСТ 6581-75.
В масле не должно быть следов воды. В отобранной пробе должны быть также определены отсутствие механических примесей, кислотное число и реакция водной вытяжки. Для пробы остатков масла должен быть также определен tg δ масла. Отбор пробы должен производиться из нижней части бака при температуре отбираемого масла не ниже 5 °С. Отбор пробы остатков масла у трансформаторов, прибывших без масла, производится через пробку в дне бака. Во всех случаях отбор должен производиться до подкачки или доливки в трансформатор сухого масла.
5. Величина сопротивления изоляции R60’’
Величина сопротивления изоляции R60’’, для трансформаторов, залитых маслом, удовлетворяющим ГОСТ, не должна быть меньше значений, указанных в таблице 2.
Таблица 2
| Обмотка ВН | Наименьшие допустимые значения R60’’, МОм, при температуре обмотки, °С | ||||||
| 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | |
| U ≤ 35 кВ, P кВ×А: < 10000 ≥ 10000 | 450 900 | 300 600 | 200 400 | 130 260 | 90 180 | 60 120 | 40 80 |
Отношение R60’’ / R15’’, для трансформаторов мощностью менее 10000 кВ×А напряжением до 35 кВ включительно при температуре 10 – 30 °С должно быть не ниже 1,3.
Для трансформаторов 10000 кВ×А и более, транспортируемых с маслом без расширителя, можно, а для трансформаторов, транспортируемых без масла, обязательно нужно величину R60’’ сравнивать с данными заводского протокола испытания. При этом сопротивление изоляции R60’’, замеренное при монтаже, не должно отличаться от данных заводского протокола, приведенных к температуре монтажа, более чем на 30% в сторону ухудшения.
 |
| Рисунок 1. График для определения величины коэффициентов зависимости от температуры. K1 – для tg δ; K2 – для R60’’; K3 – для отношения ΔC/C |
Для приведенных значений R60’’, измеренных на заводе, к температуре при монтаже, а также для определения нормированных значений R60’’ при температурах, не кратных десяти, производится пересчет с помощью коэффициента K2, который находится по графику на рисунке 1.
Пример 1. Трансформатор 15000 кВ×А. По заводскому протоколу R60’’ = 280 МОм при температуре 55 °С. Температура изоляции трансформатора при измерении при монтаже 17 °С. Определить минимально допустимое значение R60’’ при монтаже.
Разность температур t2 – t1 = 38 °С.
По рисунку 1 находим, что K2 = 4,5.
Сопротивление изоляции, приведенное к 17 °С:
R60’’ = 280 × 4,5 = 1260 МОм.
С учетом 30%-ного допуска минимальное сопротивление при монтаже
R60’’ = 1260 × 0,7 = 880 МОм.
Пример 2. При измерении сопротивления изоляции трансформатора на 35 кВ мощностью 3200 кВ×А при температуре 24 °С оно оказалось равным 450 МОм. Необходимо определить нормированное значение при температуре 24 °С. Для этого указанную в таблице 2 норму R60’’, например 30 °С, приводим к температуре 24 °С с помощью коэффициента K2.
Для разности температур t2 – t1 = 30 – 24 =6 °С по графику рисунка 1 находим K2 = 1,27.
Норма R60’’, при 24 °С будет:
R60’’ = 200 × 1,27 = 254 МОм.
Следовательно, сопротивление изоляции, измеренное при монтаже, выше нормы.
6. Отношение емкостей обмотки C2/C50
Отношение емкостей обмотки трансформатора (замеренных при частотах 2 – 50 Гц) C2/C50 при различных температурах обмотки tобм не должно превышать значений, указанных в таблице 3.
Таблица 3
| Обмотка ВН | C2/C50 при tобм, °С | ||
| 10 | 20 | 30 | |
| U ≤ 35 кВ, P2, кВ×А: < 10000 ≥ 10000 | 1,1 1,05 | 1,2 1,15 | 1,3 1,25 |
Отношение C2/C50 должно обязательно измеряться для трансформаторов напряжением до 35 кВ включительно, транспортируемых с маслом, без расширителя.
Для трансформаторов мощностью менее 2500 кВ×А напряжением до 35 кВ включительно, транспортируемых с расширителями, отношение C2/C50 измеряется только в том случае, если повреждены пломба на кране или в маслоуказателе не оказалось масла, но обмотки и переключатель покрыты маслом или пробивное напряжение масла ниже нормы, но не более чем на 5 кВ.
7. Величина tg δ изоляции обмотки
Величина tg δ изоляции обмотки трансформаторов не должна превышать значений, указанных в таблице 4.
Таблица 4
| Обмотка ВН | tg δ при tобм, °С | ||||||
| 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | |
| U ≤ 35 кВ, P, кВ×А: < 2500 < 10000 ≥ 10000 | 1,5 1,2 0,8 | 2,0 1,5 1,0 | 2,6 2,0 1,3 | 3,4 2,6 1,7 | 4,6 3,4 2,3 | 6,0 4,5 3,0 | 8,0 6,0 4,0 |
Примечание. Значение tg δ относятся ко всем обмоткам данного трансформатора.
Для трансформаторов, транспортируемых без масла, величина tg δ, измеренная после монтажа, сравнивается с данными протокола заводского испытания, приведенными к температуре измерения на монтаже, и не должна отличаться от этих данных более чем на 30% в сторону ухудшения. Для приведения значений tg δ, измеренных на заводе, к температурам измерения при монтаже, а также для определения нормированных значений tg δ при температурах, не кратных 10, производится пересчет с помощью коэффициента K1, значение которого находится по графику на рисунке 1. Пересчет tg δ производится аналогично пересчету сопротивления R60’’.
Для трансформаторов мощностью менее 10000 кВ×А tg δ производится только в том случае, если величины R60’’/R15’’ и при C2/C50, замеренные после монтажа, оказались ниже нормы.
8. Величина ΔC/C
Величина ΔC/C, измеренная в конце ревизии, и разность значений ΔC/C, измеренных в конце и в начале ревизии и приведенных к одной температуре, не должна превышать значений, приведенных в таблице 5.
Таблица 5
| Характеристика трансформатора | ΔC/C, %, при t, °С | Приращение ΔC/C, %, при t, °С | ||||||||
| 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | |
| Uном ≤ 35 кВ, P < 10000 кВ×А Uном ≤ 35 кВ, P ≥ 10000 кВ×А | 13 8 | 20 12 | 30 18 | 45 29 | 75 44 | 4 3 | 6 4 | 9 5 | 13,5 8,5 | 22 13 |
Величина ΔC/C замеряется в обязательном порядке для трансформаторов 10000 кВ×А и более, транспортируемых с маслом без расширителя или без масла при условии, если производится ревизия трансформатора.
ВНИИЭ разработал прибор ПКВ-7, позволяющий измерять ΔC/C на трансформаторах, залитых маслом. Таким прибором измерение ΔC/C можно произвести и в том случае, если ревизия трансформатора с подъемом выемной части не выполняется.
Для приведения значения ΔC/C, измеренного в конце ревизии при температуре обмотки t1, к температуре обмотки, измеренной в начале ревизии t2, производится пересчет путем умножения на коэффициент K3, определяемый по графику на рисунке 1.
Пример. Начальное значение ΔC/C обмотки ВН трансформатора мощностью 10000 кВ×А при температуре 21 °С равно 5%. Значение ΔC/C, измеренное в конце ревизии, при температуре 15 °С равно 6%.
Разность температур
t2 – t1 = 6 °С.
По графику на рисунке 1 для 6 °С K3 = 1,3.
Величина ΔC/C, приведенная к 21 °С:
ΔC/C = 6 × 1,3 = 7,8%.
Разность значений C/C в конце и в начале ревизии, приведенных к 21 °С:
7,8 – 5 = 2,8%.
Согласно таблице 5 разность не должна превышать 4%.
Измерение характеристики изоляции обмоток производится в следующих сочетаниях.
Для двухобмоточных трансформаторов:
ВН – бак + НН
НН – бак + ВН
ВН + НН – бак
Для трехобмоточных трансформаторов:
ВН – бак + СН + НН
СН – бак + ВН + НН
НН – бак + ВН + СН
ВН + СН – бак + НН
ВН + СН + НН – бак
При измерениях все неиспытуемые обмотки и бак трансформатора должны быть заземлены.
Если температура масла ниже 10 °С, то для измерения характеристик изоляции трансформатор должен быть нагрет. В некоторых случаях приходится прибегать к измерению отношения емкости при горячем состоянии обмотки к емкости в холодном состоянии обмотки.
Значения Cгор/Cхол не должны превышать значений приведенных ниже:
Для обмотки ВН U ≤ 35 кВ, P, кВ×А:
| < 10000................................. ≥10000................................. | 1,1 1,05 |
Если условия, изложенные выше, не соблюдены, то трансформатор должен быть подвергнут контрольному прогреву или сушке. При этом, если нет оснований предполагать значительного увлажнения изоляции, допускается проведение контрольного прогрева в масле при температуре верхних слоев масла 70 – 80 °С.
При проведении такого прогрева периодически измеряются характеристики изоляции; прогрев прекращается, когда характеристики изоляции будут соответствовать требованиям норм, но не ранее чем через 24 часа после достижения температуры 70 – 80 °С.
Длительность контрольного прогрева в масле не должна превышать 48 часов, не считая времени нагрева. Если за это время характеристики изоляции не достигли требуемых значений, то трансформатор подлежит сушке.
Контрольный прогрев в масле следует производить, если активная часть находилась на воздухе дольше, чем указано в таблице 1, но не более чем в двое; характеристики изоляции не удовлетворяют нормам, но близки к ним; трансформатор не был заполнен или долит маслом в сроки указанные выше.
Контрольный прогрев не допускается, если: на активной части или баке трансформатора обнаружены следы влаги; индикатор указывает увлажнение; продолжительность пребывания активной части на воздухе более чем вдвое превышает время, указанное в таблице 1. В этих случаях, а также при неудовлетворительных характеристиках изоляции, указывающих на значительное увлажнение обмоток, трансформатор должен быть подвергнут сушке.
Источник: Алякртский И. П., Мандрыкин С. А., "Сушка электрических машин и трансформаторов" – Москва: Энергия, 2-ое издание, 1974 – 72с.