Одна из обязательных проверок, выполняемых при техническом обслуживании высоковольтных силовых трансформаторов — это измерение электрического сопротивления постоянному току его обмоток. Основным критерием для принятия решения об исправности/неисправности — вычисление относительной разности электрического сопротивления обмоток одного и того же класса напряжения разных фаз, которое не должна превышать 2%.
В случае превышении указанного критерия возникает вторая задача — определение причины превышения. Возможными причинами могут стать:
- проблемы с контактными соединениями;
- обрыв одного или нескольких жил многожильного обмоточного провода;
- замыкание обмоточного провода различного рода;
- проблемы с контактами устройства РПН.
Один из приемов поиска неисправности в произвольной электрической цепи — «разбиение» на отдельные участки с последующим измерением электрического сопротивления каждого отрезка.
В высоковольтных силовых трансформаторах, оборудованных устройством РПН типа РС‑3/РС-4/РС-9, установленных в центре звезды обмотки ВН, разбиение электрической цепи на участки можно выполнить при помощи неподвижных контактов контактора, доступ к которым открывается после снятия его крышки. Кроме того, неподвижные контакты контактора находятся в глубине бака контактора, в стесненных условиях, поэтому подключение к ним измерительных кабелей миллиомметра (для проведения измерений по четырехзажимной схеме) возможно только при помощи специальных щупов. Для реализации данной задачи компания «СКБ ЭП» разработала специальный щуп Кельвина [1], которым комплектует (по заказу) миллиомметр МИКО-9 (рисунок 1).
Рис. 1. Проведение измерения электрического сопротивления через контактор устройства РПН
с помощью миллиомметра МИКО-9 и щупов Кельвина
Миллиомметр МИКО-9 — новая разработка компании «СКБ ЭП». Прибор предназначен для измерения электрического сопротивления постоянному току в индуктивных и безиндуктивных цепях в диапазоне от 10 мкОм ÷ 30 кОм на токах до 10А. Миллиомметр имеет ряд отличительных функций и особенностей, в том числе, возможность подключения сразу к трем фазам трансформатора и измерение с автоматическим переключением; полная автоматизация процесса измерений; режим размагничивания магнитной системы трансформатора; режим «тест охлаждения»; режим безразборной проверки устройств РПН (метод DRM-тест) и ряд других функциональных характеристик.
Рассмотрим реализацию приема поиска неисправности в электрической цепи путём «разбиения» ее на 4 участка и измерения электрического сопротивления через контактор устройства РПН с помощью современного миллиомметра МИКО-9 и щупа Кельвина:
1 участок: Измерение электрического сопротивления участка цепи от ответвления регулировочной обмотки до неподвижного контакта контактора (рисунок 2).
Измеряемый участок включает в себя: электрическое сопротивление кабелей (соединяющих ответвление регулировочной обмотки с неподвижным контактом контактора), переходное сопротивление между подвижным и неподвижными контактами избирателя, а так же переходное сопротивление всех контактных соединений измеряемой цепи.
Особенностью схемы измерения является то, что измерительный ток подается на ввод ВН трансформатора и, протекая через его основную обмотку, намагничивает его сердечник, тем самым уменьшая время переходного процесса. Далее, ток протекает через часть регулировочной обмотки и через подвижный и неподвижный контакты избирателя.
Точками снятия падения напряжения является четный и нечетный неподвижные контакты контактора. При таком подключении часть регулировочной обмотки, а так же провода, соединяющие ответвление регулировочной обмотки с избирателем, а избирателя с контактором, используются в качестве продолжения одного из потенциальных проводов измерительного кабеля прибора МИКО-9.
Для формирования заключения о причине превышения относительной разности сопротивления обмоток 2% предлагается использовать в качестве критерия абсолютное значение сопротивления (R Брак), составляющих 2% сопротивления обмотки трансформатора.
Правило формирования заключения звучит следующим образом: относительная разность сопротивления обмоток превышает 2% в связи с тем, что абсолютная разность сопротивления от ответвления до контактора превышает R Брак.
Рис. 2. Схема обследования цепи от ответвления
регулировочной обмотки до контактора
2 участок: Обследование участка цепи от ввода ВН до начала регулировочной обмотки (рисунок 3).
В данной схеме, так же как и на 1 участке, часть цепей трансформатора используется в качестве продолжения потенциальной цепи измерительного кабеля. Кроме того, так же как и на 1 участке для получения вывода о причине превышения относительной разности сопротивления порогового значения 2% предлагается перевести допускаемую относительную разность сопротивления в абсолютное значение, и результаты вычисления разности измеренных сопротивлений сравнивать с этим значением.
Рис. 3. Схема подключения МИКО-9 при измерении сопротивления основной обмотки
3 участок: Измерение электрического сопротивления контактов контактора.
В числе возможных проблем, связанных с контактором может быть обрыв проводников, соединяющих подвижные контакты с шинкой нейтрали или обгорание поверхности главных контактов. Для проверки состояния этих элементов, измерения электрического сопротивления выполняется по схеме, представленной на рисунке 4.
Контакторы устройств РПН выпускаются в виде самостоятельного изделия, технические характеристики которого (в том числе электрическое сопротивление его элементов) зависят от типа и модификации. В связи с этим, для исключения из результатов измерений электрическое сопротивление цепей, относящейся к трансформатору (в частности электрическое сопротивление от контактора до ввода «нейтраль») необходимо использовать два щупа Кельвина — один для подключения к неподвижному контакту контактора, другой для подключения к контакту шинки «нейтраль».
Не смотря на то, что разность электрического сопротивления главных контактов может быть минимальна, применение критерия исправности контактора, основанного на этой разности, не корректно. Контакты контактора могут быть изношены одинаково сильно. В этом случае показателем состояния контактов является абсолютное значение переходного сопротивления. Вопрос о максимально допустимом электрическом сопротивлении главных контактов, при котором допускается дальнейшая их эксплуатация, находится в компетенции производителей контакторов данного типа.
Рис. 4. Схема подключения МИКО-9, в случае проверки контактора
4 участок: Измерение электрического сопротивления от шинки «нейтраль» контактора до ввода «нейтраль» трансформатора. В измеряемую цепь входит: сопротивление кабеля и сопротивление контактных соединений.
Особенностью диагностики данного участка является то, что при вычислении относительной разности сопротивления обмоток разных фаз сопротивление этой цепи вычитается, поэтому применение критерия оценки ее состояния приведенного на 1 участке — невозможно. В связи с этим, так же как и на 3 участке, для принятия решения о состоянии этой цепи необходимо сравнивать абсолютное значение сопротивления с допуском, относящимся к проверяемому типу трансформатора.
Таким образом, проведение измерения электрического сопротивления нестандартным способом позволяет:
- С более высокой точностью перепроверить результаты измерений, на основании которых было получено заключение о превышение относительной разности сопротивления обмоток порогового значения 2%, так как в сопротивлении участка доля сопротивления проблемного участка всегда больше, чем в сопротивлении всей цепи;
- На основании информации о местоположении проблемного участка, до принятия решения о выводе трансформатора в ремонт, предпринять определенные организационно-технические мероприятия, связанные с подготовкой к ремонту.
В 2017 году планируется запуск в производство «Щупа Кельвина для устройств РПН», который предназначен для перепроверки (с более высокой точностью) превышения отклонения относительной разности электрического сопротивления обмоток силовых трёхфазных трансформаторов нормированного значения 2%, а также для определения местонахождения причины этого отклонения.
Щуп работает с прибором МИКО-9 для измерения сопротивления обмоток по отрезкам путем подключения к ним через неподвижные контакты контактора типа РС-3, РС-4 или РС-9.
Если вы хотите получить больше информации о представленном приёме диагностики, новом миллиомметре МИКО-9, а также о способе эксплуатации щупа Кельвина, обращайтесь к менеджерам по тел. +7 (3952) 719-148.
Источник: ©ООО «СКБ ЭП»
