ГОСТ 3484.2-88*
______________________
* Обозначение стандарта.
Измененная редакция, Изм. N 1.
Группа Е69
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
ТРАНСФОРМАТОРЫ СИЛОВЫЕ
Испытания на нагрев
Power transformers.
Heating tests
ОКП 34 1000
Дата введения 1990-01-01
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ
1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством электротехнической промышленности СССР
ИСПОЛНИТЕЛИ
В.В.Боднар, канд. техн. наук (руководитель темы); В.Ф.Иванков, канд. техн. наук; Е.А.Юрченко
2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 30.08.88 N 3051
3. Срок первой проверки - 1994 г.; периодичность проверки - 5 лет.
4. Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 5019-85
5. Стандарт полностью соответствует международному стандарту МЭК 76-2-76
6. ВЗАМЕН ГОСТ 3484-77 в части испытаний на нагрев
7. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ
|
|
Обозначение НТД, на который дана ссылка | Номер пункта, приложения |
6.4 | |
Приложение 1 | |
1.4; 3.6.1; 6.1; приложение 5 | |
Вводная часть; 3.6.7; 4.10; 6.2 | |
Приложение 4 | |
5.3 | |
4.13 | |
Приложение 4 |
ВНЕСЕНО Изменение N 1, утвержденное и введенное в действие Постановлением Комитета стандартизации и метрологии СССР от 27.12.91 N 2197 с 01.07.92
Настоящий стандарт распространяется на силовые трансформаторы общего назначения по ГОСТ 11677-85 и устанавливает объем, условия и методы испытания на нагрев, а также требования к измерению температур элементов трансформаторов и окружающей среды.
Методы испытаний, установленные настоящим стандартом, применяют также для специальных трансформаторов, если это предусмотрено стандартами или техническими условиями на эти трансформаторы.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
1. ОБЪЕМ И УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИСПЫТАНИЙ
1.1. Испытания заключаются в нагреве трансформатора одним из методов в соответствии с разд.2 и измерении превышения температур его элементов над температурой охлаждающей среды с целью проверки их соответствия нормам нагрева.
1.2. При испытании на нагрев определяют превышения температур обмоток, а для масляных трансформаторов, кроме того, и верхних слоев масла над температурой охлаждающей среды при номинальных условиях по нагреву и охлаждению.
Необходимость измерения превышения температуры поверхности магнитной системы, места установки термопар и датчиков для измерений определяет разработчик трансформатора.
В трехфазных трансформаторах, имеющих номинальную мощность 125 МВ·А и более, и однофазных, имеющих мощность 63 МВ·А и более, следует определять также превышения температур элементов металлоконструкций. Объем и методику этих измерений определяет разработчик трансформатора. Необходимость измерения превышений температур элементов металлоконструкций трансформаторов, имеющих мощности ниже указанных, также определяет разработчик трансформатора.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
1.3. За номинальные условия охлаждения принимают такие, которые соответствуют нормальным условиям работы трансформатора при следующих факторах внешней среды:
температура охлаждающего воздуха - от 10 до 40 °С, абсолютная погрешность ее определения - в пределах ±1 °С;
температура охлаждающей воды у входа в охладитель - от 5 до 33 °С, абсолютная погрешность ее определения - в пределах ±1 °С;
относительная влажность воздуха - от 45 до 80%, при температуре охлаждающего воздуха выше 30 °С относительная влажность не должна быть выше 70%, абсолютная погрешность ее определения - в пределах ±5%;
атмосферное давление - от 84,0 до 106,7 кПа (630-800 мм рт.ст.), абсолютная погрешность его определения - в пределах ±0,666 кПа (5 мм рт.ст.);
высота установки над уровнем моря - не более 1000 м, кроме трансформаторов класса напряжения 750-1150 кВ, для которых - не более 500 м, абсолютная погрешность ее определения - в пределах ±50 м;
воздействия дождя, ветра, солнечной или другой тепловой радиации отсутствуют.
Результаты испытаний распространяются на все трансформаторы этого типа, имеющие потери не выше 1,1
1.6. Определение превышений температуры каждой из обмоток и элементов металлоконструкций следует проводить в условиях, при которых токи в обмотках испытуемого трансформатора равны номинальным, а отклонение частоты от номинальной в пределах ±2%.
Во всех случаях, когда токи в обмотках отличаются от номинального, полученные результаты следует приводить к номинальным условиям.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
1.7. Определение превышения температуры поверхности магнитной системы следует проводить в условиях, когда к одной из обмоток подведено практически симметричное и синусоидальное номинальное напряжение при частоте, которая не должна отличаться от номинальной более чем ±1%.
2. МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ НА НАГРЕВ
2.1. Метод непосредственной нагрузки
К одной из обмоток трансформатора подводят номинальное напряжение, вторую подключают к соответствующей нагрузке так, чтобы в ней установился номинальный ток. Контроль теплового режима в процессе испытаний осуществляют путем измерения тока на стороне нагрузки и подведенного напряжения.
2.2. Метод взаимной нагрузки
1 - испытуемый трансформатор; 2 - вспомогательный трансформатор; 3 - промежуточный трансформатор
Черт.1
К параллельно включенным трансформаторам подводят номинальное напряжение испытуемого трансформатора, а напряжение, подводимое к промежуточному трансформатору 3, регулируют так, чтобы в обмотке испытуемого трансформатора 1, соединенной непосредственно с трансформатором 2, установился номинальный ток. Контроль теплового режима в процессе испытаний осуществляют путем измерения подведенного напряжения и токов в обмотках испытуемого трансформатора (без прямого измерения потерь).
Если напряжения обоих источников тока не синхронны, то необходимо, чтобы частота источника, питающего трансформатор 3, отличалась на 2-4 Гц от частоты другого источника для исключения влияния биений на показания приборов.
При испытании трансформаторов и автотрансформаторов с большим числом ответвлений для создания необходимого циркулирующего тока допускается не вводить в контур обмоток трансформатор 3, а включать обмотки на разные ответвления, если при этом выполняются допустимые условия по п.1.6.
Допускается напряжение розбаланса получать путем включения параллельно с трансформатором 1 вспомогательного трансформатора 2 с коэффициентом трансформации, группой соединения, отличными от трансформатора 1.
2.3. Метод короткого замыкания и холостого хода
2.3.2. При испытаниях методом короткого замыкания и холостого хода превышение температуры поверхности магнитной системы следует определять в опыте холостого хода в соответствии с пп.1.7; 1.4.
В трансформаторах с принудительной циркуляцией воздуха и масла (в том числе с направленным движением масла) оставляют работающими насосы группы холостого хода, обеспечивающие движение масла в баке трансформатора. При этом рекомендуется оставлять работающей такую часть вентиляторов системы охлаждения, при которой можно получить температуру масла, примерно равную полученной при нагреве в опыте короткого замыкания.
2.4. Метод условной нагрузки (по согласованию между изготовителем и потребителем)
2.4.1. Метод допускается применять для испытания сухих защищенных и незащищенных трансформаторов мощностью выше 1000 кВ·А с естественным воздушным охлаждением, если располагают только одним испытуемым трансформатором или если применение методов непосредственной нагрузки или взаимной нагрузки ограничено возможностями испытательной установки.
Испытание проводят как два следующих один за другим нагрева: в режиме холостого хода в соответствии с п.1.7 при потерях холостого хода по п.1.4 и в опыте короткого замыкания - при номинальном токе в обмотках.
3. ТРЕБОВАНИЯ К ИЗМЕРЕНИЮ ТЕМПЕРАТУР
3.1. Термометры для измерения температуры
Для измерения температуры от 10 до 180 °С в разных точках трансформатора и охлаждающей среде следует применять термоэлектрические термометры (термопары), изготовленные в соответствии с приложением 1, ртутные и спиртовые термометры, электрические термометры сопротивления или другие термопреобразователи, равноценные по точности.
3.2. Измерение температуры охлаждающей среды
3.2.1. Температуру охлаждающей среды (воздуха) измеряют с интервалом не более 1 ч при помощи трех или больше термометров (термопар), расположенных определенным образом вблизи трансформатора или охлаждающего устройства, в зависимости от вида системы охлаждения.
Для трансформаторов с естественной циркуляцией воздуха (системами охлаждения видов М, Н, С, СЗ, СГ, МЦ и НМЦ) сосуды с термометрами располагают не менее чем с трех сторон трансформатора, примерно на середине его высоты, на расстоянии от 1 до 2 м от охлаждающей поверхности.
Для трансформаторов с принудительной циркуляцией воздуха (системами охлаждения видов Д, НД, ДЦ, НДЦ, ННД и СД) при наличии направленного потока воздуха из окружающего пространства к входам охладителей и при отсутствии значительной обратной циркуляции нагретого воздуха сосуды с термометрами следует устанавливать на входе воздуха в охладитель. Термометры должны быть удалены от поверхности бака и охладителей на расстояние от 1 до 2 м, чтобы избежать воздействия теплового излучения.
В случаях, когда имеется значительная обратная циркуляция нагретого воздуха, термометры следует устанавливать в тех местах вокруг трансформатора, где отсутствуют потоки обратной циркуляции воздуха, преимущественно со стороны трансформатора, не имеющей охладителей (если такая имеется).
Если в последней четверти периода испытаний температура охлаждающего воздуха изменяется более чем на 1 °С в час, но не более чем на 5 °С, то за температуру охлаждающей среды принимают среднее арифметическое температур, измеренных в соответствии с п.3.2.1 через равные промежутки времени в течение последней четверти периода испытаний.
Если значения температур охлаждающего воздуха, измеренные в конце периода испытаний значительно отличаются (более чем на 5 °С) от среднего арифметического температур за последнюю четверть периода испытаний, то рекомендуется определять эквивалентную температуру охлаждающей среды в соответствии с приложением 2.
3.2.3. Для трансформаторов с системами охлаждения Ц и НЦ температуру охлаждающей среды (воды) следует измерять на входе в охладитель, для чего термометр (спай термопары) помещают в гильзу, предназначенную для измерения температуры охлаждающей воды, предварительно заполненную водой или маслом. За температуру охлаждающей воды принимают среднее арифметическое значение, по крайней мере, трех измерений, проводимых через примерно равные, но не более 1 ч, промежутки времени в течение последней четверти периода испытаний.
3.3. Измерение температуры верхних слоев масла
Баллон термометра (спай термопары) погружают в гильзу, предварительно заполненную маслом, на глубину 5-10 см ниже уровня крышки бака. Если конструкция гильзы имеет выступающие над крышкой бака части, то их следует покрывать теплоизолирующим материалом. Уровень масла в гильзе должен совпадать с уровнем масла в баке.
При испытании трансформаторов с системами охлаждения М и Н, которые не комплектуются гильзой для термометрического датчика, температуру верхних слоев масла измеряют при помощи термопары, установленной в верхнем слое масла под крышкой бака на глубине не менее 10 см от ее поверхности.
3.3.2. Для трансформаторов с принудительной циркуляцией масла температуру входящего и выходящего из бака масла (верхних и нижних слоев) измеряют при помощи термопар, спаи которых помещают в гильзы, расположенные на маслопроводе возле входа и выхода его из бака.
Для трансформаторов с принудительной циркуляцией масла, которые не комплектуются гильзами, температуру входящего и выходящего из бака масла (верхних и нижних слоев) измеряют при помощи термопар, спаи которых заводят в маслопровод (патрубок) между фланцами с резиновыми прокладками в местах присоединения его к баку так, чтобы спай не касался поверхности металла. Допускается таким же образом измерять температуру масла в трансформаторах с системами охлаждения М и Д со съемными радиаторами.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
3.4. Определение средней температуры масла
для трансформаторов с принудительной циркуляцией масла и охлаждающего воздуха, по разности температур масла на входе в охлаждающее устройство и выходе из него. Допускается таким же образом определять разность температур в трансформаторах с естественной циркуляцией масла и естественной и принудительной циркуляцией охлаждающего воздуха, имеющих баки со съемными радиаторами;
для трансформаторов с естественной и принудительной циркуляцией охлаждающего воздуха, имеющих трубчатые баки или баки с радиаторами, по разности температур наружных поверхностей верхней и нижней частей охлаждающей трубки или верхнего и нижнего патрубка радиатора в местах их присоединения к баку, при этом трубка или радиатор должны быть расположены как можно ближе к середине рассматриваемой стороны бака:
для трансформаторов с гладкими и волнистыми баками по разности температур наружной поверхности бака на высотах, соответствующих верхнему и нижнему краям обмотки.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
3.4.2. Для трансформаторов мощностью до 2500 кВ·А с естественным охлаждением, с гладкими, волнистыми и трубчатыми баками или с баками, имеющими радиаторы без разъема, допускается принимать среднюю температуру масла равной 0,8 температуры верхних слоев масла.
3.5. Измерение температур элементов металлоконструкций
3.5.1. Для измерения температуры поверхностей элементов металлоконструкций при помощи термопар их спаи припаивают, приваривают или запрессовывают в специальные отверстия.
3.5.3. Для измерения температуры поверхности в верхней части магнитной системы спай термопары устанавливают между листами центрального пакета на глубину 15-25 мм.
3.5.4. Для измерения температуры масла вблизи элемента металлоконструкции при помощи термопары ее спай закрепляют на расстоянии 30-60 мм от места установки термопары на поверхности элемента металлоконструкции так, чтобы он не касался греющейся поверхности.
3.5.5. При испытании сухих трансформаторов для определения наступившего теплового равновесия устанавливают термопары в следующих местах:
для защищенных и незащищенных трансформаторов - в центральной части верхнего ярма;
для герметичных трансформаторов и трансформаторов, полностью помещенных в герметический кожух, - в центре верхней части поверхности крышки и в центре боковой части поверхности герметичного кожуха.
3.5.6. Места установки термопар на поверхностях элементов металлоконструкций, трасса их прохождения внутри бака, способ выведения из бака за пределы трансформатора должны быть определены разработчиком трансформатора.
3.6. Определение средней температуры обмоток
Найденная средняя температура обмоток в "холодном состоянии" при изменении температуры охлаждающего воздуха не более чем на 1 °С в час должна быть равна температуре охлаждающего воздуха, измеренной в соответствии с п.3.2, с отклонением в пределах ±2 °С.
Для трансформаторов, не включившихся и не подвергавшихся нагреву в течение не менее 20 ч, измерение сопротивлений обмоток в "холодном состоянии" следует проводить не ранее чем через 6 ч после заливки трансформатора маслом при температуре средних слоев масла не более 40 °С.
3.6.4. Первое измерение сопротивления обмотки после отключения трансформатора от источника питания и нагрузки должно быть проведено как можно раньше (обычно через 60-120 с после отключения), чтобы обмотка не успела заметно остыть. С этой целью схему для измерения сопротивления предпочтительно собирать при помощи специальных разъединителей (с токовыми и потенциальными полюсами), рассчитанных на необходимый ток и напряжение.
3.6.5. Измерение сопротивления обмотки в "холодном" и "нагретом" состояниях следует проводить с использованием одних и тех же приборов и элементов измерительной схемы при одном и том же значении постоянного тока и его полярности.
3.6.6. Если при измерении сопротивления обмотки не удается удовлетворить требование п.3.6.4 в части времени проведения первого измерения, то принимают меры для снижения времени переходного процесса в измерительной цепи или вносят поправки в соответствии с приложением 3.
3.6.7. Если измерение средней температуры обмотки по сопротивлению неприемлемо, например для обмоток, в которых переходное сопротивление контактов соизмеримо с их активным сопротивлением, то среднюю температуру обмотки допускается определять термопарами. При испытании сухих трансформаторов можно применять стеклянные спиртовые термометры.
За среднюю температуру обмотки принимают среднее арифметическое показаний не менее двух пар термопар (термометров), установленных на противоположных сторонах ее верхнего и нижнего краев. При этом допустимое превышение температуры обмотки - по ГОСТ 11677-85.
4. ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ПРОВЕДЕНИЯ ИСПЫТАНИЙ
4.1. Испытанию на нагрев подвергают полностью собранные трансформаторы. Допускается не монтировать элементы, не влияющие на тепловой режим трансформатора, например искровые промежутки на вводах.
Трансформаторы следует испытывать с собственной системой охлаждения.
Трансформаторы с принудительной циркуляцией масла допускается испытывать на нагрев, подключая к трансформатору стационарную испытательную систему охлаждения вместо его собственной. В этом случае превышения температуры верхних слоев масла и средней температуры масла определяют расчетом по результатам испытания охладителей отдельно от трансформатора. При проведении этих испытаний следует руководствоваться указаниями в соответствии с приложением 4.
По выбору изготовителя трансформаторы испытывают одним из методов по пп.2.1, 2.2, 2.3 для масляных трансформаторов и пп.2.1; 2.2; 2.4 - для сухих трансформаторов. Для ускорения нагрева допускается в начале испытания при включении с "холодного состояния" устанавливать в обмотках увеличенный ток, но не более 150% номинального тока, в течение 2-3 ч для масляных трансформаторов и в течение не более 1 ч - для сухих трансформаторов. Допускается ухудшать условия охлаждения, отключать часть охладителей или всю систему охлаждения. По достижении 70% ожидаемого конечного превышения температуры контролируемого элемента должны быть включены отключенные охладители и восстановлены номинальные условия охлаждения и нагрузки.
При испытании сухих трансформаторов продолжительность теплового режима с установленными испытательными токами в обмотках может быть сокращена, если предварительно, до установления токов, провести их нагрев в опыте холостого хода в течение не менее 12 ч.
Указанные мероприятия допускаются, если они не противоречат требованиям технической документации на трансформатор.
4.2. В процессе испытания для определения его продолжительности необходимо контролировать:
для сухих трансформаторов - превышения температур поверхности магнитной системы (трансформаторы с системами охлаждения С, СЗ, СД) или кожуха (трансформаторы с системой охлаждения СГ) и обмоток (при их измерении наложенным постоянным током) над температурой охлаждающего воздуха;
для масляных трансформаторов - превышение температуры верхних слоев масла над температурой охлаждающей среды;
для масляных трансформаторов, испытываемых в опыте холостого хода - превышение температуры поверхности магнитной системы над температурой верхних слоев масла.
4.3. Испытания по любому из методов в соответствии с разд.2 следует продолжать до тех пор, пока не будет выполнено одно из следующих условий:
в установившемся тепловом режиме контролируемое в соответствии с п.4.2 превышение температуры изменяется не более чем на 1 °С в час в течение четырех последовательных измерений, выполняемых с интервалом не менее 1 ч;
Черт.2
Если сначала испытание проводят при отключенной частично или полностью системе охлаждения, увеличенном токе, то после восстановления номинальных условий по охлаждению и нагрузке испытание следует продолжать до установившегося теплового режима.
4.4. При испытаниях по пп.2.1, 2.2 нагрев, по возможности, продолжают до достижения установившегося теплового режима в соответствии с п.4.3, после чего определяют превышения температуры верхних слоев масла, поверхности магнитной системы, элементов металлоконструкций и превышения средней температуры обмоток (при измерении их сопротивлений наложенным постоянным током) над температурой охлаждающей среды.
Если измерение сопротивлений обмоток проводят после отключения трансформатора от источника питания, то для определения превышения температуры второй обмотки (последующих обмоток) следует повторить нагрев в течение не менее 2 ч.
4.5. При испытаниях масляных трансформаторов по п.2.3 нагрев суммарными потерями продолжают до выполнения условий п.4.3, после чего определяют превышение температуры верхних слоев масла и его средней температуры над температурой охлаждающей среды.
Затем для определения превышения температуры обмоток и элементов металлоконструкций устанавливают ток, равный номинальному или в соответствии с п.1.6, и продолжают нагрев в течение не менее 1 ч. Перед отключением определяют превышения температуры верхних слоев масла, средней температуры масла, температуры элементов металлоконструкций и масла вблизи них, средней температуры обмоток (при их измерении наложенным постоянным током) над температурой охлаждающей среды и, непосредственно после отключения трансформатора, определяют среднюю температуру одной из обмоток в соответствии с п.3.6, если она не измерялась наложенным постоянным током в процессе испытаний.
Если среднюю температуру обмоток определяют в двух или нескольких последовательных режимах нагрева номинальным током, то для определения превышения температуры второй обмотки (последующих обмоток) следует повторить нагрев трансформатора суммарными потерями в течение не менее 2 ч, после этого установить в обмотке номинальный ток и продолжить нагрев в течение не менее 1 ч, после чего определить превышение температуры второй (следующей) обмотки.
Если среднюю температуру обмоток измеряют в процессе нагрева методом наложения постоянного тока на ток нагрузки в соответствии с приложением 3, то повторные включения не требуются.
4.7. Испытания на нагрев многообмоточных трансформаторов, во время работы которых одновременно могут нагружаться более двух обмоток, следует проводить отдельно для каждой пары обмоток.
В случаях, когда номинальные мощности отдельных обмоток не позволяют проводить испытания трансформатора при суммарных потерях, то превышение температуры верхних слоев масла определяют в опыте, при котором ток протекает по парам обмоток, для которых суммарные потери наибольшие, и измеренное при меньших потерях превышение температуры допускается приводить к номинальным условиям в соответствии с разд.5.
Превышение температуры отдельных обмоток многообмоточных трансформаторов определяют в опытах, при которых токи протекают по парам обмоток, а в испытуемой обмотке ток равен номинальному или соответствует указанному в п.1.6. Превышение температуры отдельной обмотки при наиболее жестком для нее сочетании нагрузок в многообмоточном режиме следует рассчитывать по формуле (9) путем приведения превышения температуры, полученного в парном режиме, к току, соответствующему по добавочным и вихревым потерям условиям наиболее тяжелого режима.
4.8. Для измерения превышений температуры обмоток, не имеющих внешних присоединений, если программой испытаний предусматривается измерение их температуры отдельно от обмоток, к которым они присоединены, на период испытаний следует установить дополнительный зажим (зажимы), к которому присоединяют отвод указанной обмотки.
4.9. Определение среднего нагрева обмотки, состоящей из обмоток фаз (стержней), допускается проводить на обмотке фазы (среднего стержня) или на обмотках двух фаз (крайнего и среднего стержней), соединяемых при измерении сопротивления последовательно, если это позволяет схема соединения обмоток. Полученный результат распространяется на всю обмотку, если расчетный нагрев обмоток одного напряжения всех фаз (стержней) одинаков.
В трансформаторах с принудительной циркуляцией с направленным потоком масла измерения среднего превышения температуры обмотки следует проводить на обмотках всех фаз (стержней).
4.10. В трансформаторах с концентрическими обмотками с вертикальными осями стержня и обмоток, если две или больше идентичных обмоток размещены одна над другой, при испытаниях на нагрев идентичные обмотки допускается соединять последовательно. Измеренное среднее превышение температуры этих последовательно соединенных обмоток не должно превышать значения, допустимого по ГОСТ 11677-85.
4.11. Испытания на нагрев трансформаторов с расщепленными обмотками низшего напряжения допускается проводить, соединив их части последовательно или параллельно так, чтобы токи в обмотках были номинальными или соответствовали п.1.6.
За среднее превышение температуры обмотки низшего напряжения допускается принимать среднее арифметическое превышений температур ее частей, измеренных раздельно.
4.12. При испытаниях трансформаторов номинальной частотой 60 Гц от источников частотой 50 Гц следует руководствоваться указаниями приложения 5.
4.13. Методы испытаний на нагрев масляных трансформаторов следует применять также при испытаниях трансформаторов, заполненных другими горючими и негорючими и жидкими диэлектриками, с учетом требований ГОСТ 16555-75.
5. ПРИВЕДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЙ НА НАГРЕВ
К НОМИНАЛЬНЫМ УСЛОВИЯМ
5.1. Определение конечного превышения температур элементов сухого трансформатора
1,6 - для трансформаторов с естественной циркуляцией охлаждающего воздуха;
1,8 - для трансформаторов с принудительной циркуляцией охлаждающего воздуха.
5.2. Определение конечного превышения температуры элементов масляного трансформатора
0,8 - для трансформаторов с естественной циркуляцией охлаждающего воздуха;
1,0 - для трансформаторов с принудительной циркуляцией охлаждающего воздуха и при охлаждении водой.
В полученные результаты в соответствии с п.2.3.3 следует внести поправки по формулам:
, °С.
1,6 - для трансформаторов с естественной и принудительной циркуляцией масла, но с ненаправленным потоком;
2,0 - для трансформаторов с принудительной циркуляцией и направленным потоком масла.
5.3. Оформление результатов испытаний
Данные наблюдений и результаты испытаний следует оформлять в виде протокола по ГОСТ 16504-81.
6. ТРЕБОВАНИЯ К СРЕДСТВАМ ИСПЫТАНИЙ
И ТОЧНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ
В схемах испытания с напряжением более 35 кВ для измерения тока, напряжения, потерь допускается использовать измерительные трансформаторы класса точности не ниже 0,5.
1%.
6.2. Для измерения температуры масла и охлаждающей среды следует применять лабораторные термометры с ценой деления 0,1 °С.
Допускается применять стеклянные спиртовые и ртутные термометры, которые имеют шкалы в пределах (0-100) °С, цену деления не более 1 °С, пределы допускаемых погрешностей показаний которых - ±1 °С.
6.3. При измерении температуры масла, охлаждающей среды, элементов металлоконструкций при помощи термопар класс точности применяемого с ними прибора (милливольтметра или потенциометра) должен быть не ниже 0,5, а его внутреннее сопротивление должно превышать сопротивление термопары не менее чем в 200 раз.
11).
При расчете погрешности по формуле (12) в зависимости от параметра, по которому контролируют тепловой режим, следует принимать:
7. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ
Испытания следует проводить в соответствии с требованиями "Правил технической эксплуатации электроустановок потребителей"* и "Правил техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей"**, утвержденных Госэнергонадзором 21.12.84, а также производственными инструкциями, утвержденными на предприятии, проводящем испытания.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Справочное
ТЕРМОПАРЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ
ТЕМПЕРАТУРЫ ЭЛЕМЕНТОВ ТРАНСФОРМАТОРА
Для измерения температуры при испытаниях трансформаторов следует применять термопары, изготовленные из пары проводов (предпочтительно хромель-копель) диаметром от 0,1 до 1 мм. Каждый из пары проводов заключают в маслостойкую (для термопар, применяемых при испытаниях масляных трансформаторов) и термостойкую изоляцию (180 °С), а затем их скручивают с шагом 5-15 мм.
Провода разрезают на отрезки требуемой длины (обычно от 2 до 20 м) и после проверки целостности изоляции между проводами сваривают или запаивают один из концов пары проводов.
Для определения зависимости между показаниями прибора, подключаемого к термопаре, и температурой, выраженной в градусах, поступают указанным ниже способом.
Из группы термопар одинаковой длины с допуском ±10%, изготовленных из одной партии проводов указанным способом, выбирают две или три. Запаивают или заваривают второй конец пары проводов (ранее не запаянный), а затем один из проводов перерезают и полученные отводы подключают к измерительному прибору поочередно при помощи переключателя.
Один из спаев полученной термопары помещают в сосуд с жидким диэлектриком (например трансформаторное масло), температуру которого поддерживают 0 °С, а другой - в жидкий диэлектрик, температуру которого контролируют ртутным термометром с ценой деления 0,1 °С.
Изменяют температуру жидкого диэлектрика в диапазоне от 0 до 180 °С и через каждые 3-5 °С записывают показания измерительного прибора и термометра.
Полученные результаты применяют для построения графической зависимости между показаниями измерительного прибора и термометра, которую используют в дальнейшем для перевода показаний прибора в градусы Цельсия.
Примечание. При применении термопар, изготовленных из проводов хромель и копель, допускается для перевода показаний прибора в градусы Цельсия использовать таблицы, составленные по данным ГОСТ 3044-84, и применять приборы, шкала которых проградуирована в градусах Цельсия для хромель-копелевых термопар.
В этих случаях следует проводить сопоставление табличных данных и показаний градуировочного прибора с показаниями, полученными при помощи термопар, эталонного прибора и лабораторного термометра.
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Рекомендуемое
ИСПЫТАНИЯ НА НАГРЕВ МЕТОДОМ НЕПОСРЕДСТВЕННОЙ НАГРУЗКИ
1. Этот метод следует применять при изменяющейся температуре охлаждающей среды.
2. Регулирование подводимого напряжения и нагрузки проводят в соответствии с п.2.1.
Примечание. Если измерение средней температуры обмоток не может быть проведено под нагрузкой, то настоящий метод используют для определения превышений температуры масла, магнитной системы и элементов металлоконструкций.
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
Рекомендуемое
ИЗМЕРЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ОБМОТОК ПРИ ИСПЫТАНИИ НА НАГРЕВ
1. Измерение сопротивления обмоток методом наложения постоянного тока
1.1. Метод наложения постоянного тока применяют при испытании на нагрев (как при коротком замыкании, так и при нагрузке в условиях эксплуатации) при большой постоянной времени обмотки испытуемого трансформатора и измерительной цепи и при отсутствии возможности начать измерения немедленно после окончания нагрева трансформатора.
1.2. При этом методе сопротивление обмоток трансформатора измеряют на постоянном токе, накладываемом на переменный ток нагрузки.
Постоянный ток может быть включен в течение всего периода испытаний или только на время, необходимое для измерения. Значение постоянного тока не должно превышать 2% номинального тока измеряемой обмотки.
1.3. Сопротивление обмотки измеряют при помощи двойного моста или вольтметра и амперметра по одной из схем в соответствии с черт.3-6.
1 - измеряемая обмотка; 2 - регулируемый резистор; 3 - резистор; 4 - фильтр; 5 - гальванометр;
6 - компенсирующий трансформатор; 7 - аккумуляторная батарея; 8 - дроссель;
9 - разделительный конденсатор
Черт.3
|
|
а) измерения при коротком замыкании и нагрузке  | б) измерение при коротком замыкании  |
1 - питающий трансформатор; 2 - измеряемая обмотка (первичная); 3 - микроамперметр; 4 - выключатель;
5 - фильтр; 6 - шунт; 7 - фильтр; 8 - милливольтметр; 9 - аккумуляторная батарея;
10 - дроссель; 11 - индуктивности; 12 - измеряемая обмотка (вторичная)
Черт.4
1 - питающий трансформатор; 2 - шунт; 3 - измеряемая обмотка; 4 - индуктивность; 5 - резистор;
6 - микроамперметр; 7 - конденсатор; 8 - аккумуляторная батарея; 9 - выключатель;
10 - милливольтметр; 11 - дроссель; 12 - фильтр
Черт.5
1 - питающий трансформатор; 2 - шунт; 3 - измеряемая обмотка; 4 - индуктивность; 5 - фильтр;
6 - микроамперметр; 7 - фильтр; 8 - милливольтметр; 9 - аккумуляторная батарея; 10 - выключатель;
11 - дроссель
Черт.6*
________________
* Черт.6. Измененная редакция, Изм. N 1.
В измерительную диагональ моста через трансформатор 6 с коэффициентом трансформации 1 подают напряжение, соответствующее напряжению на измеряемой обмотке, но с обратным знаком. Дополнительно в эту цепь вводят фильтр 4.
Постоянный ток, накладываемый на испытуемые обмотки, измеряют при помощи шунта 6 и милливольтметра 8 с фильтром 7.
Падение напряжения постоянного тока на этих обмотках измеряют гальванометром с фильтром 5.
Вместо индуктивностей 11 допускается применять соответствующие трансформаторы напряжения.
Применяемые в схеме фильтры должны в микроамперметре и милливольтметре ограничивать переменную составляющую напряжения до значения, не превышающего постоянную составляющую. При установке шунта в фазовом проводе первичной обмотки 2 и применении одного трансформатора напряжения 11 можно измерять сопротивление одной фазы, но при этом учитывать, что шунт и милливольтметр будут находиться под полным переменным напряжением. В этом случае необходимо принять меры для исключения влияния электрического поля на показания милливольтметра (например путем экранирования). При этом показания милливольтметра отсчитывают при помощи оптических средств с расстояния, предусмотренного требованиями безопасности.
1.6. Измерения по схеме в соответствии с черт.5 проводят в режиме короткого замыкания и нагрузки в том случае, когда обмотки испытуемого трансформатора соединены в треугольник или в звезду без выведенной нейтрали.
Если у питающего трансформатора (генератора) нет выведенной нейтрали, то используют другую фазу схемы, заземлив ее через достаточную индуктивность.
Шунт 2 должен быть рассчитан на рабочий ток обмотки 3. Остальные условия измерения должны соответствовать п.1.5
.
1.7. Измерения по схеме в соответствии с черт.6 проводят в режиме короткого замыкания и нагрузки при отсутствии вывода нейтрали у испытуемой обмотки и питающего трансформатора (генератора) в том случае, если допустимо заземление одного из фазных проводов. Измерение проводят для обмоток 3, соединенных как в звезду, так и в треугольник.
1.8. Для уменьшения влияния термоэлектрического эффекта в контактах шунтов и переходных процессов в трансформаторах на точность измерения сопротивления рекомендуется принимать следующие меры:
1) уменьшать нагрев шунтов (путем выбора соответствующего сечения проводников шунта и охлаждения);
2) выносить из зоны нагрева контакты шунта, если они из разнородных металлов;
3) увеличивать постоянную времени фильтров измерительных приборов, стабилизировать режим нагрева.
2. Определение средней температуры обмоток непосредственно после отключения
2.1. По окончании испытания на нагрев трансформатор отключают от источника тока. В трансформаторах с искусственным охлаждением одновременно отключают вентиляторы или прекращают циркуляцию воды. Циркуляцию масла (в том числе направленное движение масла) сохраняют на весь период проведения измерений. Вслед за отключением трансформатора измеряют сопротивление обмотки по истечении времени, достаточного для исчезновения переходного процесса в цепи измерительного тока. Измерения повторяют через промежутки времени длительностью 30-60 с.
Поправку на превышение температуры, обусловленной изменением сопротивления обмотки за время от момента отключения от источника питания до момента начала измерений, вносят методами экстраполяции кривых изменения сопротивления во времени с применением полулогарифмической шкалы (первый метод) и с применением линейной шкалы (второй метод).
Черт.7
Если несколько начальных точек окажется вне прямой, то при построении их не учитывают.
Черт.8
ения.
2.2. Для масляных трансформаторов с удельными потерями в обмотке из медного провода не более 66 Вт/кг, а в обмотке из алюминиевого провода не более 20 Вт/кг допускается по согласованию изготовителя с потребителем применять метод поправочных коэффициентов.
Таблица 1
|
|
|
Время, мин | | |
| для меди | для алюминия |
1,0 | 0,09 | 0,032 |
1,5 | 0,12 | 0,045 |
2,0 | 0,15 | 0,065 |
3,0 | 0,20 | 0,091 |
4,0 | 0,23 | 0,113 |
2.3. При испытаниях трансформаторов с большой постоянной времени установления тока в измерительной цепи в соответствии с п.3.6.6 в результаты измерений следует вносить поправку.
Поправку вносят следующим образом:
Черт.9
В измеренные значения сопротивлений той же обмотки в "горячем" состоянии вносят поправку, используя полученную графическую зависимость.
Внесение поправок возможно, если все измерения в "горячем" и "холодном" состояниях проводились по одной и той же схеме в соответствии с требованиями п.3.6.5.
2.4. При определении средней температуры обмоток непосредственно после отключения с целью уменьшения времени установления тока последовательно с обмоткой включают добавочный резистор. Сопротивление резистора должно быть достаточно стабильным и практически не должно изменяться при протекании по нему тока. Допускается в качестве добавочного резистора применять лампы накаливания, если опытным путем доказана стабильность их сопротивления в установившемся тепловом режиме, а время, в течение которого температура нити накаливания принимает установившееся значение, не должно превышать 3-5 с. Допускается кратковременно шунтировать резистор, пока ток не достигнет 0,2-0,9 установившегося.
Напряжение на зажимах источников постоянного тока, применяемых при этих измерениях, в процессе измерений должно оставаться стабильным. Для обеспечения этого условия должны применяться аккумуляторные батареи большой емкости. Допускается применять в качестве источника питания выпрямительное устройство с пульсацией напряжения на выходе не более 1%.
С целью уменьшения времени установления тока в измерительной цепи применяют также схемы, ограничивающие намагничивание магнитной системы за счет противовключения постоянного тока в частях испытуемой обмотки при измерении ее сопротивления. Например, при измерениях, выполняемых на многопараллельных обмотках, чтобы обеспечить противовключение, один из проводов отсоединяют от отвода и подключают к этому же отводу при помощи разъединителя. При измерении сопротивления указанный провод включается последовательно с остальной частью обмотки, сопротивление которой измеряется, для этого необходимо разомкнуть разъединитель. Для вывода отсоединяемого провода из бака трансформатора на время испытаний устанавливают дополнительный ввод.
ПРИЛОЖЕНИЕ 4
Рекомендуемое
ИСПЫТАНИЯ НА НАГРЕВ ТРАНСФОРМАТОРОВ С ПРИНУДИТЕЛЬНОЙ
ЦИРКУЛЯЦИЕЙ МАСЛА БЕЗ СОБСТВЕННОЙ СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ
Таблица 2
|
|
|
Температура масла, °С | Плотность масла, кг/м | Удельная теплоемкость, Вт·с/кг·°С |
40 | 873,1 | 1807 |
50 | 866,7 | 1868 |
60 | 860,3 | 1928 |
70 | 854,0 | 1988 |
80 | 847,6 | 2048 |
90 | 841,3 | 2109 |
Для промежуточных температур масла значения плотности и удельной теплоемкости определяют линейным интерполированием.
При проведении испытаний соединяют охладительную установку с испытываемым трансформатором в соответствии с черт.10.
Принципиальная схема установки для испытаний трансформаторов
с принудительной циркуляцией масла без собственной системы охлаждения
1, 2 - насосы испытательной системы охлаждения;
3, 4 - насосы, обеспечивающие циркуляцию масла;
5, 6 - измерительные диафрагмы
Черт.10
При помощи камерных измерительных диафрагм по ГОСТ 26969-86 измеряют и устанавливают расход масла, поступающего из охладительной установки в трансформатор, такой же, как и при работе собственной системы охлаждения трансформатора. Если гидравлическое сопротивление трубопроводов между смесительным теплообменником и баком трансформатора примерно соответствует гидравлическому сопротивлению трубопроводов между собственной охладительной установкой и баком трансформатора, то расход масла можно считать равным, если равно число насосов одинаковой производительности в этом контуре при испытаниях и в собственной системе охлаждения трансформатора.
Допускается ускорять процесс испытаний путем прекращения циркуляции охлаждающей среды в части или всех теплообменниках, пока температура масла в смесительном теплообменнике не достигнет значения на 5-10 °С ниже значения, рассчитанного по формуле (27).
В установившихся тепловых режимах определяют превышения средних температур обмоток над средней температурой масла, рассчитываемой в соответствии с п.3.4, и температур элементов металлоконструкций над температурой масла вблизи них, измеряемой в соответствии с п.3.5.4.
Аналогично проводят испытания на нагрев трансформаторов с направленным движением масла, дополнительно устанавливая расход масла из промежуточного (смесительного) теплообменника к обмоткам.
ПРИЛОЖЕНИЕ 5
Справочное
ИСПЫТАНИЯ НА НАГРЕВ МАСЛЯНЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ
С НОМИНАЛЬНОЙ ЧАСТОТОЙ 60 ГЦ ОТ ИСТОЧНИКА С ЧАСТОТОЙ 50 ГЦ
Метод применяют в том случае, если добавочные потери в элементах металлоконструкций трансформаторов составляют не более 30% потерь короткого замыкания соответствующей пары обмоток.
При испытаниях допускается применять измерительные трансформаторы тока и напряжения, предназначенные для работы при частоте 50 Гц, учитывая при необходимости их угловые погрешности, определенные при частоте 50 Гц.
