Author: Мусаэлян Э.С.
Tags: электротехника электроэнергетика электрооборудование электростанции учебное пособие
Year: 1986
Text
для Учлщиы к тклняцят.
Э£.МУСаЧ!ЯгН
НАЛАДКА
И ИС) ЛЯГАНИЕ
Э IЪКГРООБОР>ДОВА] i ЧЯ
ЭШ-ЛТОСДАЭДИЙ
И ПОДСЕКЦИЙ
f'-'l
Э. С. МУСАЭЛЯН
НАЛАДКА
И ИСПЫТАНИЕ
ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ
ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ
И ПОДСТАНЦИЙ
ТРЕТЬЕ ИЗДАНИЕ. ПЕРЕРАБОТАННОЕ
И ДОПОЛНЕННОЕ
Допущено Министерством энергетики и
электрификации СССР в качестве учебника
для учащихся энергетических и энергостро-
ительных техникумов
МОСКВА ЭНЕРГОАТОМИЗДАТ 1986
ББК 31.277.1
М 91
УДК 621.311.2/.4:621.313/.316.002.72
Рецензент: Алма-Атинский энергостроительный техникум
Сбив Л и СТЕНА
Мусаэлян Э. С.
М 91 Наладка и испытание электрооборудования
электростанции и подстанций: Учебник для техни-
кумов.— 3-е изд., перераб. и доп. — М.: Энерго-
атом издат, 1986. — 504 с.: ил.
Изложены методы проверок н испытаний вводимого в эксплуата-
цию электрооборудования станций и подстанций в объеме директив-
ных указаний, описаны приборы н устройства, используемые при на-
ладочных работах. Второе издание вышло в 1079 г. Третье издание
дополнено сведениями по новому электрооборудованию. По-новому си-
стематизирована методика оценки состояния электрооборудования.
Для учащихся энергетических н энергостронтельных техникумов.
м
2302040000-298
---------------161-86
051(01)86
ББК 31.277.1
© Издательство «Энергия», 1979.
© Энергоатомиздат, 1986, с изменениями
ПРЕДИСЛОВИЕ
Энергетическая программа, являющаяся по существу
вторым планом ГОЭЛРО, предусматривает значительное
развитие энергетической базы СССР в срок до 2000 года.
В соответствии с Энергетической программой в европей-
ской части СССР основное развитие получит атомная энер-
гетика с применением реакторов на тепловых (медленных)
и быстрых нейтронах. В последнем случае предусматрива-
ется вторичное использование плутония, извлекаемого из
топлива, отработанного в тепловых реакторах.
В районах Урала и Сибири получит развитие теплоэнер-
гетика на базе энергоблоков мощностью 150—1200 МВт.
Основное внимание при этом будет уделено сооружению
не единичных теплоэлектростанций (ТЭС), а топливно-
энергетических комплексов (ТЭК), использующих местное
топливо.
Важное место в Энергетической программе по-прежне-
му занимает гидроэнергетика. Особое развитие получат
гидроэлектростанции, сооружаемые в. комплексе с атомны-
ми электростанциями (АЭС), в котор’ых гидроаккумулиру-
ющие электростанции (ГАЭС) используются для сглажи-
вания пиков и заполнения провалов нагрузки энергоси-
стем, а АЭС работают в базовом режиме.
Для передачи электроэнергии в пределах Единой энер-
гетической системы СССР (ЕЭС СССР), в которую будут
входить все существующие и строящиеся электростанции
страны, предусматривается строительство линий электропе-
редачи (ВЛ) на повышенных до 1150 кВ переменном и
1500 кВ постоянном напряжениях с силовыми трансфор-
маторами единичной мощностью более 1000 МВ-А.
Важнейшей стадией сооружения электростанций и под-
станций является наладка электрооборудования. В ее объ-
ем входят подготовка электрооборудования к монтажу;
проверка и наладка вторичных устройств управления, за-
щиты и автоматики; проверка и испытания электрообору-
дования, включение его в работу. От качества наладочных
работ зависит экономичная и надежная работа вновь смон-
тированного оборудования. Наладочные работы выполня-
1*
4
Предисловие
ются специализированными организациями или силами экс-
плуатационных организаций.
Настоящая книга является третьим изданием учебника
по наладке электрооборудования электростанций и под-
станций. В книге изложены основные принципы и методы
оценки состояния электрооборудования, соответствия его
проектным требованиям, проверки и настройки вторичных
устройств, конкретные вопросы проверки, испытаний и на-
стройки аппаратуры, описаны аппараты и приборы, исполь-
зуемые при производстве наладочных работ, приводятся
требования директивных норм, являющихся основным до-
кументом, на основании которого производится оценка со-
стояния и возможности ввода электрооборудования в экс-
плуатацию; даются сведения по организации наладочных
работ и составлению отчетной технической документации.
В третьем издании по-новому систематизирован мате-
риал гл. 1, 10 и 11, объединены гл. 6 и 7. Глава 12 значи-
тельно обновлена за счет новой элементной базы релейной
аппаратуры, гл. 13 написана с учетом современного обору-
дования ТЭС, АЭС и подстанций 750 кВ и выше.
Во всех главах исключено описание устаревшего обо-
рудования и описывается новое; применен новый ГОСТ и
последние директивные требования; учтены полезные за-
мечания читателей.
В настоящем издании применены новые буквенные обо-
значения элементов схем в соответствии с разработками
проектных институтов Минэнерго СССР, выполненных в
развитие ГОСТ 2.710-81. Таблица используемых обозначе-
ний приведена в приложении 1.
В работе над книгой принимали участие инженеры
В. В. Черняк (гл. 9, § 12.1, 12.2, 12.4, 12.7, 12.10), М. М. Ми-
румян (§ 12.3, 12.5, 12.6, 12.8, 12.9), А. Е. Гомберг (гл. 10,
11, §12.11).
Автор выражает благодарность рецензенту книги
Н. А. Семенову — преподавателю Алма-Атинского энерго-
строительного техникума и редактору Л. И. Арцншевско-
му за ценные замечания и дополнения, сделанные ими при
подготовке книги к изданию.
' Все замечания и пожелания автор просит направлять
по адресу: 113114, Москва, М-114, Шлюзовая наб., 10,
Энергоатом издат.
Автор
Глава первая
МЕТОДЫ ОЦЕНКИ ВОЗМОЖНОСТИ ВКЛЮЧЕНИЯ
НОВОГО ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ В РАБОТУ
1.1. ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ МЕТОДЫ
ВЫЯВЛЕНИЯ ДЕФЕКТОВ ОБОРУДОВАНИЯ
Электрооборудование электростанций и подстанций
весьма разнообразно по своей номенклатуре, но оно имеет
общие по своему назначению конструктивные узлы: корпус,
магнитопровод, обмотки, изоляция, статор, ротор, коллек-
тор, подшипники, контактные соединения, кинематика по-
движных систем аппаратов и приводов и т. п., а также
идентичные по назначению устройства управления и сигна-
лизации, контроля и защиты.
Общие конструктивные узлы определяют и общие де-
фекты оборудования, выявляемые в большинстве случаев
в процессе проверок и испытаний. В качестве примеров та-
ких общих дефектов оборудования, наиболее часто встре-
чающихся в практике наладочных работ, можно привести
следующие:
у корпусов — повреждения их в процессе транспорти-
ровки и монтажа, дефекты сварных или болтовых соедине-
ний, неплотности в стыках, дефекты уплотнений и т. д.;
у обмоток — увлажнение изоляции (имеющее место ча-
ще всего в результате длительного и неправильного хране-
ния оборудования), механические повреждения, нарушения
междувитковой изоляции, соединений в обмотках, токопод-
водах и выводах, несоответствие маркировки выводов тре-
бованиям ГОСТ и заводским схемам паспортов и сопрово-
дительной документации;
у устройств переключения обмоток силовых трансформа-
торов — механические повреждения, неправильное соедине-
ние отпаек или неправильная работа переключателя;
6 Методы оценки нового электрооборудования
Гл. 1
у магнитопроводов — замыкания отдельных листов ста-
ли между собой, нарушение изоляции стяЯсных болтов,
если они есть, коррозия листов стали, засорение вентиляци-
онных каналов (статоров и роторов электрических машин),
- слабая затяжка болтов (чаще силовых трансформаторов);
у коллекторов машин постоянного тока — дефекты паек
«петушков», засорение промежутков между пластинами;
у подшипников синхронных генераторов — нарушения
изоляции их от фундаментной плиты;
у коммутационных аппаратов — неудовлетворительная
регулировка тяг, привода и контактной системы, увлажне-
ние бакелитовых частей тяг и внутрибаковой изоляции
.(масляных выключателей), нарушение герметичности, пра-
вильной работы в различных циклах, неудовлетворительное
состояние контактных поверхностей;
у вводов высокого напряжения, конденсаторов связи —
увлажнение бакелитовых деталей;
. у фарфоровой изоляции — повреждения наружной по-
верхности, внутренние дефекты;
у контактных соединений ошиновки или зажимов аппа-
ратов — неудовлетворительное качество опрессовки, пайки
или болтовых соединений;
у силовых кабелей — дефекты концевых заделок или
соединительных муфт, обрывы жил, повреждения оболо-
чек; *
у бетонных реакторов — увлажнение бетонных стоек;
у устройств заземлений — дефекты соединений зазем-
ляющих проводок с корпусом оборудования и между от-
дельными участками заземляющих устройств, несоответст-
вие сопротивления растеканию контура требованиям техни-
ки безопасности.
Для обеспечения надежной работы электрооборудования
все его дефекты, а также дефекты монтажа должны быть
своевременно устранены.
Обнаружение этих дефектов является одной из основ-
ных задач наладки. Второй задачей являются установле-
ние соответствия оборудования техническим требованиям
и проекту, оценка возможности включения электрообору-
дования в работу и наладка его устройств управления, ре-
лейной защиты и автоматики.
Общие дефекты оборудования и требования к нему
определяют общие методы их выявления, проверки, измере-
§ 1.1 Общие принципы выявления дефектов
7
ния и испытания, которые могут быть объединены в следу-
ющие основные группы:
1) методы определения состояния механической части
электрооборудования;
2) измерения и испытания, определяющие состояние
магнитной системы электрооборудования;
3) измерения и испытания, определяющие состояние
токоведущих частей и контактных соединений электрообо-
рудования;
4) измерения и испытания, определяющие состояние изо-
ляции токоведущих частей электрооборудования;
5) методы проверки схем электрических соединений;
6) методы проверки, настройки и испытаний устройств
релейной защиты, автоматики, управления, сигнализации и
других вторичных устройств (см. гл. 9—12);
7) методы окончательной оценки пригодности электро-
оборудования к эксплуатации (опробование электрообору-
дования).
Во всех перечисленных группах применяются общие для
различных видов оборудования методы и средства изме-
рений.
Задачи быстрейшего ввода энергетических объектов,
технологическая последовательность монтажных работ и
необходимость заблаговременного устранения дефектов
требуют выполнения максимального количества проверок и
испытаний в процессе монтажа оборудования до его полно-
го окончания, что должно учитываться при организации
наладочных работ (и что в какой-то степени повлияло на
структуру изложения материала в учебнике). К таким ра-
ботам относятся: ревизия электрооборудования, различные
измерения, определяющие состояние изоляции обмоток и
других токоведущих частей электрических машин и аппа-
ратов; испытание изоляции повышенным напряжением',
измерение сопротивления постоянному току обмоток, кон-
тактов и других токоведущих частей; измерение потерь
холостого хода силовых трансформаторов; определение по-
лярности обмоток, снятие характеристик намагничивания',
измерение коэффициента трансформации силовых и изме-
рительных трансформаторов; проверка и наладка схем
электрических соединений оборудования и различных уст-
ройств управления, релейных защит и автоматики.
К измерениям и испытаниям электрооборудования, ко-
8
Методы оценки нового электрооборудования
Гл. I
торые могут быть выполнены только на работающем обо-
рудовании, относятся опробование электрооборудования в
работе, снятие характеристик электрических машин и изме-
рение основных технических параметров.
1.2. МЕТОДЫ ОЦЕНКИ СОСТОЯНИЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ЧАСТИ
ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ
Осмотр (ревизия) является главным методом оценки со-
стояния механической части электрооборудования. При
осмотре оценивается общее состояние оборудования, выяв-
ляются все наружные дефекты, проверяется соответствие
оборудования проекту и техническим требованиям по пас-
портным’данным и заводской документации.
Измерения и испытания. Состояние механической части
масляных выключателей, кроме производства ревизии,
определяется по результатам измерений скорости включе-
ния и отключения (по виброграммам), «вжатия» контактов
(хода) при включении, одновременности замыкания и раз-
мыкания контактов в пределах одной и всех трех фаз, ми-
нимального напряжения срабатывания привода, проверкой
отсутствия течи масла из баков, опробованием работы вы-
ключателей при повышенном, пониженном и нормальном
напряжениях оперативного тока. Состояние механической
части воздушных выключателей определяется: измерением
«вжатия» контактов, времени работы контактов, регламен-
тируемых директивными нормами; измерением «сброса»
давления при операциях включения и отключения, давле-
ния трогания главных контактов Ъыключателя и давления
для завершения операции выключателя; измерением напря-
жения срабатывания электромагнитов включения и отклю-
чения; проверкой расхода воздуха на утечку; опробованием
выключателей в условиях повышенного, пониженного и
нормального напряжений оперативного тока, осциллогра-
фированнем различных циклов.
Механическое состояние электрических машин определя-
ется по результатам опробования их на холостом ходу и
под нагрузкой с проверкой нагрева и вибрации, работы
масляной системы и системы охлаждения, силовых транс-
форматоров — по измерению сопротивления постоянному
току обмоток, коэффициента трансформации (для оценки
состояния трансформаторов с простыми переключателями),
§ 1.3 Намерения и испытания магнитной системы
6
а также по результатам снятия круговых диаграмм (для
оценки состояния трансформаторов с переключателями под
нагрузкой), по отсутствию течи масла из бака и радиато-
ров, по работе системы принудительной циркуляции масла
и обдува (если последние имеются).
Состояние устройств заземления определяется измере-
нием сопротивления растеканию, напряжения прикоснове-
ния, переходных сопротивлений постоянному току отдель-
ных мест присоединений.
Механическое состояние измерительных трансформато-
ров, различных сборок, щитов, неподвижных узлов комп-
лектных распределительных устройств, реакторов и т. п.
определяется в основном только по результатам внешнего
осмотра.
1.3. ИЗМЕРЕНИЯ И ИСПЫТАНИЯ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ
СОСТОЯНИЕ МАГНИТНОЙ системы
Общепринятым способом определения состояния магни-
топроводов электромагнитов и их обмоток является изме-
рение тока или потерь холостого хода, а также снятие ха-
рактеристик намагничивания.
У силовых трансформаторов измеряют потерн, у транс-
форматоров напряжения — ток холостого хода. Измерен-
ные значения потерь и токов сравниваются с паспортными
или опытными данными для проверяемого типа оборудова-
ния. Превышение их, тем более значительное, является
признаком повреждения магнитопровода (нарушение изо-
ляции между листами стали, замыкание пакетов) или за-
мыкания части витков обмоток.
У измерительных трансформаторов тока (ТТ) и дроссе-
лей снимается характеристика зависимости тока намагни-
чивания 1Нам в обмотке от подаваемого на нее напряжения
U. Характер изменения 1иам, особенно в начальной части
(до перегиба), позволяет судить (рис. 1.1) о наличии у ТТ
междувнткового повреждения (короткозамкнутых витков).
Резкое снижение характеристики намагничивания в началь-
ной ее части в этом случае объясняется значительным раз-
магничиванием магнитопровода при малых значениях
магнитного потока. При незначительном количестве замк-
нутых витков характеристика изменяется только в началь-
ной части, при значительном — ив насыщенной области.
10 Методы оценки нового электрооборудования
Гл. 1
Снятые характеристики намагничивания ТТ сравнивают-
ся с типовыми или опытными. Значительные отклонения
характеристик от типовых или опытных также являются
признаком повреждения.
Состояние магнитопроводов электрических машин прове-
ряется снятием характеристик холостого хода и короткого
Рис. 1.1 Зависимость йшм от пода-
ваемого напряжения U в обмотку ис-
правного трансформатора тока и при
наличии короткозамкнутых витков:
/ — исправный ТТ; 2 — ТТ с малым коли-
чеством короткозамкнутых витков (один-
два витка); 3 — закорочены три-четыре
витка; 4 — закорочено значительное коли-
чество витков
замыкания (у синхронных генераторов), а также нагрузоч-
ных характеристик (у машин постоянного тока) и сравне-
нием полученных характеристик с заводскими, имеющимися
в сопроводительной документации. По характеристикам
одновременно определяются дополнительные параметры,
необходимые для наладки устройств регулирования воз-
буждения и дальнейших расчетов, производимых при экс-
плуатации.
1.4. ИЗМЕРЕНИЯ И ИСПЫТАНИЯ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ
СОСТОЯНИЕ ТОКОВЕДУЩИХ ЧАСТЕЙ
И КОНТАКТНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
Методика определения состояния токоведущих частей и
их контактных соединений основана на непосредственном
влиянии на сопротивление постоянному току качества вы-
полнения и дефектов их (обрывы, короткозамкнутые витки,
нарушения целостности и т. п.).
При наличии значительного количества короткозамкну-
тых витков измеренное сопротивление постоянному току
обмоток, как правило, меньше, а при обрыве или наруше-
нии контактных соединений оно превышает приведенное в
паспорте или в протоколах предыдущих измерений.
§ 1.4 Измерения и испытания токоведущих частей 11
Нарушение последовательности изменения сопротивле-
ния постоянному току обмоток силовых трансформаторов
при его измерении по отпайкам является признаком того,
что отпайки на переключателях подключены неверно. При
этом отклонение одного из измерений от предыдущих и
заводских данных является признаком дефекта соединения
обмотки с переключателем или нарушения пайки внутри об-
мотки.
При наличии нарушений пайки «петушков» у якоря ма-
шин постоянного тока имеет место значительное отклоне-
ние сопротивления постоянному току, измеренного между
парой коллекторных пластин, от сопротивления остальных
исправных пар.
При плохом регулировании контактов выключателя
имеет место значительное превышение переходного сопро-
тивления постоянному току силовых контактов против
нормативных данных. Признаком неудовлетворительной
регулировки контактов является также значительное рас-
хождение сопротивлений постоянному току по отдельным
фазам.
Встречающиеся в практике значения измеряемых сопро-
тивлений постоянному току определяют выбор класса и
типа прибора, с помощью которого должно производиться
измерение. Нормальные сопротивления постоянному току
обмоток силовых трансформаторов, генераторов, компен-
саторов, мощных электродвигателей, контактов выключате-
лей, разъединителей, якорных и последовательных обмоток
машин постоянного тока обычно составляют очень неболь-
шие значения (значительно меньше 1 Ом). Сопротивления
же постоянному току обмоток электродвигателей неболь-
шой мощности, обмоток реле обычно значительно боль-
ше 1 Ом.
Наиболее точным, простым и удобным в работе методом
измерения является мостовой метод. Малые величины (ме-
нее 10 Ом) измеряют двойным мостом, большие (бо-
лее 10 Ом) —одинарным мостом. В настоящее время нахо-
дят широкое применение универсальные мосты, измеряю-
щие как малые, так и большие величины. Точность мосто-
вых способов измерения сопротивления постоянному току
достигает 0,01 %, что вполне удовлетворяет требованиям.
Достаточно широкое применение также имеет метод
амперметра-вольтметра. Метод этот менее точен, чем мос-
12 Методы оценки нового электрооборудования Гл. 1
товой, так как требует одновременного измерения тока и
напряжения; класс измерения определяется суммарным
классом точности измерения амперметра и вольтметра, т. е.
при классе точности каждого прибора 0,5 % точность изме-
рения составляет 1 %•
Состояние заземляющих проводок и качество их монта-
жа оценивают по результатам специальных измерений, про-
изводимых измерителем заземления (см. гл. 2). Измерения
очень малых сопротивлений (меньше 0,01 Ом) производятся
микроомметрами.
:Малые значения сопротивления постоянному току пере-
ходных сопротивлений различных контактов удобно оцени-
вать не измерением их сопротивления, а измерением паде-
ния напряжения на участках одинаковой длины ошиновки,
не имеющей контактного соединения, и с наличием контакт-
ного соединения при одном и том же токе. Если падение
напряжения на участке ошиновки с контактным соединени-
ем ненамного отличается от падения напряжений на уча-
стке без соединения, то это является признаком удовлетво-
рительного состояния контакта.
Результаты, полученные при измерении сопротивления
постоянному току, не являются единственным критерием
состояния токоведущих частей. Дополнительно качество
контактов может определяться специальным испытанием—
прогревом их током от постороннего источника или рабо-
чим током нагрузки и определением степени нагрева.
1.5. ИЗМЕРЕНИЯ И ИСПЫТАНИЯ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ
СОСТОЯНИЕ ИЗОЛЯЦИИ
Методы испытаний, проверок и измерений, определяю-
щих состояние изоляции токоведущих частей электрообору-
дования, вытекают из физической сущности изоляции. Лю-
бая изоляция (диэлектрик), применяемая в электрических
машинах и аппаратах, по существу, является конденсато-
ром со сложной средой. Обкладками его являются наруж-
ные элементы конструкции аппарата (корпус, сердечник) и
токоведущие части (жилы кабеля, провода, шины), среда—
изоляционный материал, структура которого определяется
не только используемым материалом (в машинах — слюда,
в аппаратах — слюда, волокно, бумага, маслобарьерная
изоляция), но и состоянием ее—наличием дефектов, в част-
§ 1.5 Измерения и испытания изоляции
13
ности увлажнением. Физические процессы в изоляции при
приложении к ней напряжения аналогичны тем, которые
имеют место в электрическом конденсаторе. Для удобства
рассмотрения этих процессов принято изображать изоля-
цию в виде схемы замещения, представленной на рис. 1.2.
Многолетний опыт проверки состояния изоляции с по-
Рис. 1.2. Схема замещения изоляции
электрооборудования:
Сг« /г — геометрическая емкость и ток ее
заряда; С agc, /абс — абсорбционная ем-
кость и ток ее заряда; /?из, 1 ут— сопро-
тивление изоляции постоянному току и
ток утечки, им определяемый; >ПрОб —ток
в изоляции при пробое ее; ^ПрИЛ — иа-
пряжение, приложенное к изоляции при
измерениях и испытаниях; F — разрядник,
условно изображающий пробой в изоля-
ции; ^абс~ сопротивление абсорбции
мощью различных измерений, средн которых главное место
занимает измерение сопротивления изоляции и коэффици-
ента абсорбции с помощью мегаомметра, подтверждает
правильность такого представления изоляции в электриче-
ских аппаратах и машинах.
При приложении выпрямленного напряжения в схеме
замещения (рис. 1.2) в первый момент времени проходит
только ток 7Г заряда геометрической емкости Сг, т. е. емкб-
кости, определяемой геометрическими размерами изоляции.
В этот момент реальная среда — материал изоляции не
проявляется, как будто между границами ее (обкладками
конденсатора Сг) вакуум.
Этот ток быстро прекращается, а положительные и от-
рицательные заряды, накопившиеся на границах изоляции
за этот период времени, создают в ее толще электрической
поле, под действием которого после прекращения прохож-
дения тока 7Г возникает явление поляризации, характерное
уже для реального изоляционного материала со сложной
структурой. Это явление связано с прохождением тока
1 абс в период времени после заряда геометрической емкости.
Ток поляризации определяется медленным поворотом
под влиянием электрического поля диполей (рис. 1.3), ха-
рактерных для изоляции, а также зарядом отдельных кон-
денсаторов Сабс, образующихся между слоями. Значение
. 14 Методы оценки нового электрооборудования
Гл. 1
его зависит от дефектов и неоднородности изоляции и со-
противления /?абс отдельных участков, представляющих со-
бой чисто активное сопротивление.
Отдельные емкости, с которыми связано явление поля-
ризации, называются абсорбционными емкостями, а сопро-
Рис. 1.3. Условная схема ди-
электрика:
1 — обкладка конденсатора (на гра-
ницах диэлектрика); 2 — диэлект-
рик — среда; 3 — дшюль
тивления, их связывающие, —
абсорбционными сопротивлени-
ями.
Для рассмотрения влияния
поляризации на изменение то-
ка в толще изоляции при при-
ложении к нему выпрямленно-
го напряжения вполне доста-
точно представить сложные
цепочки схемы замещения в
виде одной общей абсорбцион-
ной емкости Сабе и общего со-
противления Каве, как это по-
казано на рис. 1.2.
Известно, что процесс ори-
ентировки диполей в электри-
ческом поле происходит мед-
ленно и требует затрат энер-
гии. В результате ток заряда
конденсатора по сравнению с
тем, как это было бы в вакууме, изменяется во времени так
же медленно и значительно увеличивается.
Известно также, что постоянная времени цепочек из R и
С равна T—RC, т. е. чем больше R, тем больше и время
заряда Т. Это объясняет, кстати, почему заряд абсорбци-
онной емкости происходит медленно.
Увлажненность изоляции влияет в первую очередь на
значение RZf>c- Чем больше увлажненность, тем меньше
Race, И в этом случае ток поляризации увеличивается, зату-
хание его происходит быстрее. Это свойство используется в
методе определения состояния изоляции с помощью мега-
омметра, который объединяет в себе источник выпрямлен-
ного напряжения, прикладываемого при измерениях к изо-
ляции, и прибора, измеряющего ток.
В общем случае, чем больше /?абс, что имеет место при
сухой изоляции, тем меньше ток заряда абсорбционной ем-
кости (ток абсорбции) и тем больше время заряда. Чем
§ 1.5 Измерения и испытания изоляции
15
меньше /?абс (у влажной изоляции), тем больше ток аб-
сорбции и тем меньше время заряда. Это видно нз выра-
жения
I = U— е~‘,г
'sap D с ’
*'абс
где /эар — ток заряда абсорбционной емкости; U — прило-
женное напряжение; t — время приложенного напряжения;
т—КабсСабе — постоянная времени; е — основание нату-
ральных логарифмов, равное 2,71828.
После прекращения процесса поляризации, т. е. заряда
абсорбционной емкости, ток /абс становится равным нулю,
но через изоляцию продолжает проходить ток сквозной
Рис. 1.4. Кривые изменения во времени токов и RBS сухой и влажной
изоляции при. приложении к ней выпрямленного напряжения
проводимости (ток утечки), определяемый общим сопротив-
лением постоянному току изоляции, условно изображен-
ным на рис. 1.2 в виде сопротивления 7?из. Сопротивление
/?из также зависит от состояния изоляции. У загрязненной
или увлажненной изоляции оно значительно меньше, чем
у чистой или неувлажненной, что влияет на значение тока
утечки. Кривые изменения токов в сухой и увлажненной
изоляции с учетом явления поляризации представлены на
рис. 1.4.
16 Методы оценки нового электрооборудования
Гл. 1.
При приложении к изоляции напряжения, превышающе-
го электрическую прочность, происходит пробой ее в наибо-
лее слабом месте, сопровождающийся выгоранием и раз-
рушением поврежденного участка. Разрядник на схеме рис.
1.2 условно изображает такой пробой в изоляции.
Сопротивление изоляции постоянному току RK3 являет-
ся основным показателем состояния изоляции. Наличие
грубых внутренних и внешних дефектов (повреждение,
увлажненность, поверхностное загрязнение), как уже гово-
рилось, снижает сопротивление. Определение Риз, Ом, про-
изводится измерением .тока утечки 7ут, проходящего через
изоляцию, при приложении к ней выпрямленного напряже-
ния.
В связи с явлением поляризации, имеющим место в изо-
ляции, определяемое сопротивление RK3 зависит от времени
с момента приложения напряжения. Правильный резуль-
тат может дать измерение тока утечки по истечении 60 с
после приложения, т. е. в момент, к которому ток абсорбции
в изоляции в основном затухает. Определение Rus произво-
дится с помощью мегаомметров, отградуированных непо-
средственно в значениях сопротивления постоянному току.
Коэффициент абсорбции Лабе лучше всего определяет
увлажнение изоляции. Коэффициент абсорбции — отноше-
ние 7?из. измеренного мегаомметром через 60 с с момента
приложения напряжения, к Ra3, измеренному через 15 с:
^абс ^60^15-
Если изоляция сухая, то коэффициент абсорбции значи-
тельно превышает единицу, у влажной изоляции коэффи-
циент абсорбции близок к единице. Объясняется это време-
нем заряда абсорбционной емкости у сухой и влажной
изоляции. В первом случае (сухая изоляция) время велико,
ток заряда изменяется медленно, значения 7?из, соответст-.
вующие 15 и 60 с после начала измерения, сильно различа-
ются. Во втором случае (влажная изоляция), время мало,
ток заряда изменяется быстро и уже к 15 с после начала
измерения достигает установившегося значения, поэтому
/?йз, соответствующие 15 и 60 с после начала измерения,
почти не различаются.
Коэффициент абсорбции является вторым основным по-
казателем состояния изоляции машин и трансформаторов.
§ 1.5 Измерения и испытания изоляции
17
На рис. 1.5 представлены кривые изменения /?Из во време-
ни для увлажненной и сухой изоляции.
Сопротивление изоляции Ra3, а также коэффициент аб-
сорбции /Сабе сильно зависят от температуры. Поэтому для
сравнения следует пользоваться их значениями, измеренны-
Рис. 1.5. Кривые изменения сопротивле-
ния изоляции /?из во времени для сило-
вого трансформатора:
р
/ — влажного (— »1,1); 2 — высушенного
( — к>1,7)
ми при одной температуре. Влияние температуры подчиня-
ется закону
R,, = R,,.
где Rft, Rt* —сопротивления изоляции постоянному току
при температурах и а — коэффициент, зависящий от
типа изоляции: для изоляции класса А — 40, для изоляции
класса В — 60.
Сопротивление изоляции класса А при понижении тем-
пературы на каждые 10 °C увеличивается в 1,5 раза и на-
оборот. На основе этого закона составлена таблица, по ко-
торой производится приведение измеренных RlI3 к одной
температуре:
Разность
температур
tr-ti .... 1 2 3 4 5 10 15 20 25 30
Коэффи-
циент изме-
нения /?в0 . . 1,04 1,08 1,13 1,17 1,22 1,5 1,84 2,25 2,75 3,4
Сопротивление изоляции класса В при повышении тем-
пературы на каждые 18° снижается примерно в 2 раза. Из
этого закона исходят при приведении значений Ra3 к одной
температуре для изоляции класса В.
2—408 .. . : .
18 Методы оценки нового электрооборудования
Гл. 1
Сопротивление изоляции постоянному току и коэффици-
ент абсорбции не измеряются при температуре менее
+10 °C, так как в этом случае результаты измерения из-за
нестабильного поведения влаги не отражают истинного со-
стояния изоляции. При температуре ниже 0 °C вода превра-
щается в лед, и последний является идеальным диэлектри-
ком. По этой причине сопротивление изоляции RK3, изме-
ренное при такой температуре, не выявляет увлажненности
и других дефектов. Так как измерения при температурах,
близких к нулю, также могут вызвать сомнения, наиболее
устойчивые результаты можно получить лишь при темпера-
турах, превышающих +10 °C.
Метод «емкость — время». Оценка состояния волокнис-
той изоляции класса А в настоящее время производится
дополнительно методом «емкость — время». При этом ме-
тоде производятся заряд емкости изоляции, а затем разря-
ды быстрый (закорачиванием сразу после окончания заря-
да) и медленный (закорачиванием через 1 с после оконча-
ния заряда). В первом случае определяется емкость С, во
втором случае — прирост емкости за счет абсорбционной
емкости, которая успевает проявиться за 1 с у влажного
трансформатора, но не успевает проявиться у сухого.
У сухого трансформатора АСсух незначительна [(0,02—•
0,08) С при f=10°C], у влажного (также при f=10°C)
ДСвл»0,1С.
Для других значений температур максимально допусти-
мые величины АСсух/С приведены ниже:
Температура, при которой про-
изводится измерение, °C...... 10 20 30 40 50
ДС/С, %...................... 8 12 18 29 44
Емкостные методы позволяют оценивать состояние во-
локнистой изоляции потому, что для этой изоляции харак-
терна зависимость явления поляризации от увлажненности.
У многослойной изоляции класса В явление поляризации
значительно и у сухой изоляции, из-за чего емкостные ме-
тоды в этом случае неэффективны.
Емкостно-частотный метод. Для оценки состояния во-
локнистой изоляции класса А, используемой в силовых
трансформаторах напряжением 35 кВ и ниже, может при-
мениться метод частотной зависимости емкости (емкостно-.
§ 1.5 Измерения и испытания изоляции 19
частотный). Как уже известно, ток заряда геометрической
емкости изменяется как у сухой, так и у влажной изоляции
очень быстро (в пределах первого полупериода частоты
50 Гц, т. е. 0,01 с). Известно также, что емкость влажной
изоляции в отличие от емкости сухой изоляции содержит
более значительную абсорбционную емкость, ток заряда
которой изменяется медленнее, чем ток заряда геометриче-
ской емкости. Это свойство и используется в методе час-
тотной зависимости емкости, при которой измеряется ем-
кость изоляции на частотах 2 и 50 Гц. При измерении
емкости изоляции на частоте 50 Гц (С50) успевает про-
явиться только геометрическая емкость, одинаковая у су-
хой и влажной изоляции. При измерении емкости изоляции
на частоте 2 Гц (С2) успевает проявиться абсорбционная
емкость влажной изоляции, так как у сухой изоляции она
меньше и заряжается очень медленно. У сухой изоляции
отношение С2/С50 в связи с этим близко к единице, а у
влажной значительно больше единицы. (Измерения С2/С50
производят приборами ПКВ-8.)
Метод измерения токов утечки. В качестве дополни-
тельного метода оценки состояния изоляции класса В в на-
стоящее время применяется измерение токов утечки при
приложении к изоляции выпрямленного напряжения раз-
личного значения, т. е. снятие характеристики
Л’т = f (^выпр)»
где 7уТ — ток утечки; 1/Выпр — прикладываемое к изоляции
напряжение.
Известно, что у машин, имеющих увлажненную изоля-
цию, зависимость токов утечки от приложенного выпрям-
ленного напряжения нелинейна (рис. 1.6). Нелинейность
тем больше, чем больше прикладываемое напряжение. Не-
линейность у влажной изоляции связана с явлением иони-
зации, наступающим при определенном напряжении и рез-
ким увеличением в связи с этим тока утечки. Критерием
увлажненности благодаря этому может служить коэффици-
ент нелинейности Квелин, который директивными нормами
определяется как отношение сопротивления изоляции по-
стоянному току Rw3 при значении тока утечки, соответству-
ющем минимальному испытательному напряжению (С/Исп=
=0,5 t/ном), к /?из при значении тока утечки, соответствую-
щем Г/ИСц=1/тох (см. § 6.1).
20 Методы оценки нового электрооборудования
Гл. I
Коэффициент нелинейности изоляции, состояние которой
можно считать удовлетворительным, не превышает 3.
Метод измерения тангенса угла диэлектрических потерь.
Распространенным методом определения состояния изоля-
ции оборудования является измерение тангенса угла ди-
электрических потерь tg 6. Как известно, tg 6 есть отноше-
ние активной составляющей тока Za, проходящего через
Рис. 1.6. Зависимость токов утечки /ут для электро-
двигателя 6 кВ от приложенного напряжения:
/ — увлажненной обмотки; 2 — обмотки с удовлетворитель-
ной изоляцией
Рис. 1.7. Диаграмма токов при приложении к изоля-
ции перемеииого напряжения
изоляцию при приложении к ней переменного напряжения,
к реактивной 1с (рис. 1.7). Активная составляющая
обусловлена активными потерями на нагрев й ионизацию,
реактивная составляющая — зарядкой и разрядкой конден-
сатора в каждый период приложенного переменного напря-
жения. Активный ток мог бы являться показателем состоя-
ния изоляции, так как все внутренние дефекты изоляции и
ее увлажненность увеличивают этот ток. Однако значение
его зависит также от размеров оборудования. Поэтому для
оценки состояния изоляции используется отношение состав-
ляющих тока
tgfi = V/c.
При любых размерах оборудования и удовлетворитель-
ном состоянии изоляции отношение это будет одинаковым
и будет изменяться лишь при относительно большем изме-
нении активной составляющей по сравнению с реактивной,
§ 1.5 Измерения и испытания изоляции
21
что имеет место при наличии дефектов или увлажненности.
Тангенс угла диэлектрических потерь tg 6 зависит от
температуры и значения прикладываемого напряжения.
Зависимость tg6 от напряжения видна из кривых на рис.
1.8, а от температуры — на рис. 1.9. Зависимость tg 6 от
температуры объясняется тем, что с увеличением, темпера-
Рис. 1.S Рис. 1.9
Рис. 1.8. Зависимость tg6 изоляции от приложенного напря-
жения:
А — точка начала ионизации; V кр — критическое напряжение, при ко-
тором начинается ионизация
Рис. 1.9. Зависимость tg6 изоляции от температуры:
1 — увлажненная изоляция; 2 —сухая изоляция; АБ— зона устойчивых
измерений; пунктиром показаны участки неустойчивых измерений
туры уменьшается сопротивление изоляции и соответствен-
но увеличивается активная составляющая тока /й, опреде-
ляющая потери.
Зависимость tg6 от напряжения объясняется степенью
ионизации, особенно бурно наступающей после критическо-
го напряжения (точка Б на рис. 1.9).
Для электрических машин tg 6 не дает характерных ре-
зультатов из-за сильного влияния на результат его измене-
ния короны (внешней ионизации), не характеризующей
состояние изоляции, а также связывающего состава изоля-
ции класса В.
Измерение tg 6 широко используется для оценки состоя-
ния изоляции трансформаторов и вводов высокого напря-
жения. Измерение рекомендуется производить при темпе-
ратуре от 10 до 40°С. Возможно приведение значения tg б
к необходимой температуре.
22 Методы оценки нового электрооборудования
Гл. 1
Значения коэффициентов tg6
ратуры приведены ниже:
Разность температур
h—ti................. I
Коэффициент измене-
ния tg б волокнистой изо-
ляции ..................1,03
Коэффициент измене-
ния tg б трансформаторно-
го масла................1,04
Разность температур
ts—ti.....................20
Коэффициент измене-
ния tg6 волокнистой изо-
ляции ..................1,75
Коэффициент измене-
ния tg б трансформаторно-
го масла................2,25
в зависимости от темпе-
2 3 4 5 10 15
1,06 1,09 1,12 1,15 1,31 1,51
1,08 1,13 1,17 1,22 1.5 1,84
25 30 35 40 45 60
2 2,3 — — — —
2,75 3,4 4,15 5,1 6,2 7,5
Измерения tg6 при температуре ниже 10 °C не произво-
дятся по той же причине, что и другие изоляционные изме-
рения (см. выше).
Испытание изоляции повышенным напряжением. Для
выявления грубых и сосредоточенных дефектов в главной
и междувитковой изоляции, которые из-за недостаточного
уровня напряженности электрического поля при предвари-
тельной проверке и измерениях не могли быть обнаружены,
производится испытание изоляции повышенным напряже-
нием, которое является основным испытанием, после кото-
рого выносится окончательное суждение о возможности
нормальной работы оборудования в условиях эксплуата-
ции.
Испытание проводится только после предварительной
проверки состояния изоляции и при условии удовлетвори-
тельных их результатов. Аппараты с изоляцией, находя-
щейся в масле, кроме того, могут подвергаться испытаниям
только при удовлетворительном результате анализа масла.
Установленный уровень испытательных напряжений соот-
ветствует пробивным напряжениям изоляции при наличии
в них сосредоточенных грубых дефектов, поэтому при испы-
таниях повышенным напряжением и выявляются эти дефек-
ты. Уровень испытательных напряжений ниже уровня
пробивного напряжения для нормальной изоляции и уров-
ня заводских испытательных напряжений и составляет 0,75
§1.5 Измерения и испытания изоляции
23
^/исп,зав- Это объясняется нецелесообразностью развивать
во время испытаний незначительные дефекты, не влияющие
на нормальную работу, до опасных, существенно уменьшаю-
щих электрическую прочность во время эксплуатации и не
выявленных при испытаниях.
В качестве испытательного напряжения используется
обычно напряжение промышленной частоты 50 Гц. В завод-
ских условиях испытания электрооборудования с номи-
нальным напряжением 300 кВ и выше иногда производятся
при частоте 100 Гц и больше. Напряжение промышленной
частоты доступно в условиях эксплуатации, а кроме того,
обеспечивает возможность проведения испытания изоляции
при наличии таких же диэлектрических потерь (а именно
они и вызывают тепловой пробой) и такого же распределе-
ния градиентов электрического поля, как и в условиях экс-
плуатации.
Время приложения испытательного напряжения ограни-
чено во избежание преждевременного старения ее: для
главной изоляции — 1 мин, для междувитковой изоляции—
5 мин. Продолжительность испытания междувитковой изо-
ляции больше потому, что запас электрической прочности у
витковой изоляции значительно выше, чем у главной. Ука-
занного времени обычно достаточно для осмотра электро-
оборудования во время его испытания и выявления места
пробоя. Испытание повышенным напряжением произво-
дится напряжением не только переменного тока, но и
выпрямленным. Последнее используется главным образом
для испытания изоляции крупных электрических машин, тяг
выключателей, раарядников и силовых кабелей. Основным
недостатком испытания выпрямленным напряжением явля-
ется неравномерное распределение напряжения по толще
изоляции из-за неоднородности ее и распределения напря-
жения в зависимости от проводимости отдельных ее частей.
Однако у выпрямленного напряжения есть и большие преи-
мущества:
1) у электрических машин распределение напряжения
вдоль обмотки более равномерно при выпрямленном на-
пряжении, благодаря чему одинаково испытываются пазо-
вые и лобовые части ее;
2) требуемая мощность выпрямительных установок вы-
сокого напряжения значительно меньше мощности устано-
вок переменного напряжения, благодаря чему передвижные
24 Методы оценки нового электрооборудования
Гл. 1
установки всегда менее громоздки и более портативны (по-
следнее имеет большое значение для наладочных работ,
производимых на объектах, территориально разбросанных
и требующих транспортировки установок);
3) выпрямленное напряжение более безопасно для изо-
ляции и потому пробивное выпрямленное напряжение вы-
ше, чем переменное, в среднем в 1,5 раза.
Преимуществом выпрямленного напряжения является
также возможность при испытаниях измерять токи утечки,
которые являются дополнительным критерием оценки со-
стояния изоляции и предупреждают о развитии теплового
пробоя во время испытаний (рис. 1.10). Время испытания
Рис. 1.10. Зависимость сопротивления
изоляции 7?из и тока утечки /ут от
приложенного выпрямленного напря-
жения:
Участок* О А — дефект не проявляется; Л—
критическая * точка-, после которой К1ле|
резко падает, а /уТ резко возрастает;
участок АС — сильная ионизация дефект-
ного промежутка» форсирование условий
для пробоя; С — точка пробоя изоляции
при иа пряжении пробоя Up
изоляции выпрямленным напряжением более продолжи-
тельно, чем время испытания переменным напряжением, и
установлено нормами до 10—20 мин, что позволяет внима-
тельней осматривать изоляцию оборудования для выявле-
ния пробоев при испытаниях.
Некоторую специфику имеют испытания междувитковой
изоляции. С помощью технических средств, имеющихся в
распоряжении наладочных организаций, эффективно испы-
тать междувитковую изоляцию не представляется возмож-
ным.
У силовых и измерительных трансформаторов испыта-
ние междувитковой изоляции повышенным напряжением
возможно лишь при тройной промышленной частоте, как
это делается на заводах-изготовителях, но таких портатив-
. ных установок промышленность не выпуска.ет. Испытание
при промышленной частоте, и то лишь до значения, пре-
дельно ограниченного характеристикой намагничивания,
т. е. до уровня напряжения, не обеспечивающего эффектив-
§ 1.6 Методы проверки схем электрических соединений
25
ность испытания, сопровождалось бы токами недопустимо-
го значения. По этой причине испытание междувитковой
изоляции у силовых и измерительных трансформаторов не
производится. У электрических двигателей при вводе их в
эксплуатацию междувитковая изоляция повышенным на-
пряжением также не испытывается.
Междувитковая изоляция подвергается испытанию у
генераторов путем повышения возбуждения при вращении
его на холостом ходу до возможного значения 1,3 инсы.
Однако такой уровень испытательного напряжения при
уровне прочности изоляции, значительно превышающем
уровень главной изоляции, малоэффективен. Испытание это
имеет значение лишь для эксплуатационного персонала,
убеждающегося при этом в нормальной работе изоляции в
условиях возможных эксплуатационных перенапряжений.
1.6. МЕТОДЫ ПРОВЕРКИ СХЕМ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ
СОЕДИНЕНИИ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ
Основной частью электрических машин, силовых и изме-
рительных трансформаторов являются обмотки, имеющие
между собой непосредственное электрическое соединение
или соединение с помощью дополнительных элементов (на-
пример, переключателя в силовых трансформаторах).
Важной частью приводов выключателей, автоматических
выключателей или другой коммутационной аппаратуры
также являются элементы, имеющие между собой электри-
ческое соединение (обмотки, вспомогательные контакты и
пр.). Перечисленные электрические соединения внутри ап-
паратов (внутренние схемы электрических соединений),
как и любые другие, требуют проверки правильности их
выполнения.
Все оборудование электростанций или подстанций сое-
диняется электрически с помощью шин, кабелей и проводов
в единую схему соединений (внешние схемы электрических
соединений). Наряду с проверкой схем внутренних соеди-
нений производится также проверка схем внешних элект-
рических соединений всего.основного электрооборудова'ния
в соответствии с проектом. При этой проверке особое вни-
мание обращается на ’соблюдение необходимого чередова-
ния фаз (последовательности) и таких соединений одно-
именных фаз различного оборудования, при которых воз*
26 Методы оценки нового электрооборудования Гл. 1
можны и допустимы параллельная работа силовых транс-
форматоров, работа генераторов, электродвигателей от-
дельных механизмов в общей электрической схеме станции
или подстанции и связь их с энергосистемой (см. гл. 6).
Ошибки в соответствии и чередовании фаз приводят при
включении оборудования в работу к серьезным авариям и
выходу его из строя.
К проверке внешних схем электрических соединений
относится также проверка соответствия размещения обору-
дования (электродвигателей, выключателей, щитов или
панелей, шкафов управления ими и т.п.) схеме заполне-
ния, являющейся неотъемлемой частью проекта. Такая
схема предусматривает определенное расположение всего
электрооборудования в отдельных помещениях электростан-
ции или подстанции и аппаратуры их вторичных устройств.
Электрические схемы соединений внутри аппарата и
внешние (между аппаратами) проверяются проще всего
визуально, прослеживанием. Но это не всегда возможно.
Тогда прибегают к помощи различной вспомогательной ап-
паратуры (пробников, мегаомметров, телефонных трубок),
используемой отдельно или в сочетаниях.
Схема внутренних соединений косвенно проверяется
при определении полярности обмоток, группы соединений
трансформаторов (см. гл. 5), при проверке маркировки и
согласования полярности обмоток машин постоянного тока
(см. гл. 6).
1.7. ОПРОБОВАНИЕ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ
Опробование электрооборудования в действии произво-
дится после полного окончания монтажа и предпусковых
наладочных работ. При опробовании производятся провер-
ки, испытания и измерения, которые не могут быть сделаны
в неподвижном состоянии оборудования и обеспечивают
полную его подготовленность к нормальной работе в усло-
виях эксплуатации. Методы опробования зависят от вида
оборудования. Выключатели, разъединители, короткозамы-
катели, отделители, контакторы и другие виды коммутаци-
онных аппаратов опробуются при полной готовности монта-
жа оборудования и его вторичных устройств подачей опера-
тивного напряжения или воздуха (для выключателей или
разъединителей с воздушным приводом). При этом опробо-
§ 1.8 Оценка состояния электрооборудования S7
палии производятся измерение времени и скорости вклю-
чения и отключения, минимального напряжения срабатыва-
ния электромагнитов привода, одновременности замыкания
и размыкания контактов у масляных выключателей, про-
верка работы приводов при различных уровнях напряжения
оперативного тока или давления воздуха, осциллографиро-
вание различных циклов включения и отключения, по кото-
рым ’судят о нормальной регулировке и работе отдельных
узлов воздушных выключателей.
Силовые трансформаторы опробуются подачей на них
напряжения, при этом проверяются работа трансформато-
ра на слух, действие релейных защит, работа переключа-
теля ответвлений. Опробование крупных трансформаторов
производится по специальной программе, подготавливаемой
наладочным или эксплуатационным персоналом и утверж-
даемой руководством электростанции или управления се-
тей.
Опробование синхронных генераторов и систем их воз-
буждения производится обычно непосредственно перед
включением генераторов в работу по специальной програм-
ме комплексных испытаний, утверждаемой руководством
станции. При этом производятся проверки защитных уст-
ройств, устройств синхронизации, системы возбуждения,
снятие характеристик генератора и возбудителя.
Электродвигатели опробуются подачей напряжения сна-
чала при расцепленной муфте, соединяющей их с привод-
ным механизмом, а затем и совместно с приводимым меха-
низмдм. Измеряемые при этом токи и наблюдение за рабо-
той электродвигателей позволяют судить о качестве монта-
жа и подготовленности электродвигателей к нормальной
работе.
По результатам опробования электрооборудования дела-
ется окончательная оценка пригодности его к эксплуатации;
чаще всего после успешного опробования оборудование ос-
тается в работе (генераторы, силовые трансформаторы),
1.8. ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ
ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ПРОВЕРОК. ИЗМЕРЕНИЙ И ИСПЫТАНИЙ
Основным методом оценки состояния нового электрообо-
рудования, заканчиваемого монтажом и подготавливаемого
к включению в эксплуатацию, является сравнение резуль-
88 Методы оценки нового электрооборудования
Гл. I
сгатов измерений и испытаний с допустимыми, предусматри-
ваемыми специальными нормами. Основными нормативны-
ми документами при этом являются «Нормы испытания
электрооборудования» (в дальнейшем Нормы) и «Правила
устройства электроустановок» (ПУЭ). В Нормах регламен-
тируются необходимые проверки и испытания, норматив-
ные величины, которым должны удовлетворять их резуль-
таты (допустимое сопротивление обмоток, контактов и
других токоведущих частей; допустимое состояние изоля-
ции; испытательные напряжения и пр.).
Согласно ПУЭ и Нормам заключение о возможности
ввода оборудования в эксплуатацию производится на осно-
вании совокупности результатов приемо-сдаточных испыта-
ний, так как часто, особенно в вопросах оценки состояния
изоляции электрических машин, силовых трансформаторов
и необходимости сушки, трудно найти решение по одному
или даже двум критериям.
Широко используется в производстве пусконаладочных
работ для оценки состояния оборудования метод сравнения
результатов измерений группы одного и того же типа обо-
рудования, исходя из предположения, что все проверяемое
однотипное оборудование не может иметь одинаковые по-
вреждения. Так, например, если характеристики намагни-
чивания группы измерительных трансформаторов тока
одинаково ниже типовых, а ток холостого хода нескольких
измерительных трансформаторов напряжения одинаково
превышает допустимый, то это значит, что имеет место не
повреждение изоляции обмоток или магнитопровода, а при-
менение в магнитопроводе другой стали при изготовлении
трансформаторов на заводе или изменение габаритов
стали.
Часто результаты испытаний и измерений (характерис-
тики) генераторов переменного и постоянного тока, резуль-
таты измерения сопротивления изоляции и т. п. сравнивают-
ся для оценки с результатами предыдущих измерений и
испытаний. Для вновь вводимого в эксплуатацию оборудо-
вания такими являются результаты заводских измерений и
испытаний.
Не всегда бывают достаточными проверки и испытания,
предусматриваемые Нормами. Это относится к несерийно-
му оборудованию или головным образцам. В таких случаях
работы производятся в соответствии со специальной про-
§ 1.9 Оформление протоколов проверки и испытаний
•29
граммой, составляемой разрабатывающими или проектиру-
ющими организациями и заводом-изготовителем. В состав-
лении программ должны участвовать представители нала-
дочной организации. Программы утверждаются главным
инженером станции или энергосистемы.
Окончательным способом оценки возможности включе-
ния электрооборудования или присоединения в работу (см.
§ 1.7) является комплексное опробование его в работе.
Примеры программ комплексного опробования электрообо-
рудования приведены в приложении 2.
1.9. ОФОРМЛЕНИЕ ПРОТОКОЛОВ ПРОВЕРКИ
И ИСПЫТАНИИ, ОТЧЕТОВ
Все результаты проверки, испытаний и опробования
электрооборудования в процессе наладочных работ оформ-
ляются протоколами или в виде отчета. Протокол является
•основным официальным документом, по которому делается
заключение о пригодности оборудования и возможности
включения его в нормальную работу. С целью унификации
технической документации, упрощения и сокращения време-
ни, необходимого для ее оформления, наладочной организа-
цией разрабатываются стандартные формы протоколов или
отчетов, требующие лишь заполнения их в процессе и после
окончания работ. Отличительными особенностями этих про-
токолов или отчетов являются строгое соблюдение техно-
логической последовательности работ и наличие кратких
методических указаний, облегчающих производство работ.
Формы протоколов не являются постоянными. В процессе
работ и тем более при конструктивном усовершенствовании
и обновлении заводами оборудования протоколы совершен-
ствуются и изменяются.
Протоколы оформляются в одном или двух экземплярах;
один экземпляр сдается эксплуатационному персоналу, а
второй или черновые записи остаются в наладочной органи-
зации, производящей работу. Протоколы или отчеты содер-
жат заключение, в котором даются общая оценка оборудо-
вания, все результаты измерений, проверок, испытаний и
опробований, таблицы, кривые и диаграммы. Протоколы и
отчеты подписываются ответственным исполнителем и ру-
ководителем наладочных работ на данном объекте.
30 Общие измерения при производстве наладочных работ Гл. 2
Глава вторая
ОБЩИЕ ИЗМЕРЕНИЯ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ
НАЛАДОЧНЫХ РАБОТ
2.1 МЕТОДЫ И ТОЧНОСТЬ ИЗМЕРЕНИЙ. ТИПЫ ПРИБОРОВ
Различного рода измерения являются существенной ча-
стью наладочных работ, проверок и испытаний. От правиль-
ности выбора метода измерений и измерительных приборов
с учетом, условий производства и необходимой точности
измерений зависят качество оценки оборудования, правиль-
ность заключения о пригодности его в эксплуатацию и на-
дежность его последующей работы. В практике производ-
ства наладочных работ измерения производятся чаще всего
методом непосредственной оценки по предварительно от-
градуированному прибору (тока, напряжения, мощности и
т. п.). Но достаточно широко используется измерение ме-
тодом сравнения (сопротивлений — с помощью мостов,
напряжений и ЭДС — с помощью потенциометров). Оба
метода относятся к способу прямого измерения. В отличие
от них применяется также метод косвенного измерения, при
котором интересующая нас величина определяется расчет-
ным путем по предварительно измеренным прямым спосо-
бом вспомогательным величинам (мощность по показаниям
амперметра и вольтметра, тангенс угла диэлектрических
потерь tg S по показаниям ваттметра, вольтметра и ампер-
метра и т. п.). К наиболее точным относятся методы прямо-
го измерения, а из них в первую очередь метод сравнения.
ГОСТ предусматривает следующие классы точности электроизмери-
тельных приборов — 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5; 4,0 и классы 0,02;
0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0 для шунтов и добавочных резисторов к приборам.
При производстве наладочных работ практически используются прибо-
ры класса точности 0,5—2,5 для измерения на налаживаемом оборудо-
вании и 0,02—0,2 для проверки приборов. Точность работы прибора га-
рантируется заводом при определенных условиях (по температуре, элект-
ромагнитным влияниям, перегрузкам, механическим условиям и т. д.) [1 ].
Точность измерений зависит от метода измерений и класса точности
выбранных приборов. Класс точности прибора определяется его погреш-
ностью.
По принципу действия приборы подразделяются на электромагнит-
ные (обозначенные на шкале Э), поляризованные, магнитоэлектрические
81
-й»
§ 2.2 Измерение тока и напряжения
(М), электродинамические (Д), ферродинамические, индукционные, маг»
нитоиндукциоиные, электростатические, вибрационные, тепловые, биме-
таллические, выпрямительные, термоэлектрические (Т), электронные
(Ф). На шкале прибора изобра-
жаются условные обозначения,
классифицирующие погрешность и
условия измерений [1]. На рис. 2.1
в качестве примера изображен
внешний вид амперметра с нане-
сенными на нем условными обо-
значениями.
2.2. ИЗМЕРЕНИЕ ТОКА
И НАПРЯЖЕНИЯ
Для измерения тока и на-
пряжения в цепях постоян-
ного тока в основном ис-
пользуются амперметры и
вольтметры магнитоэлект-
рической системы, обладаю-
щие высокой точностью, чув-
ствительностью и перегру-
зочной способностью. В отдельных случаях применяются
приборы электромагнитной системы. Для измерения тока и
напряжения в цепях переменного тока промышленной час-
тоты используются амперметры и вольтметры электромаг-
нитной, выпрямительной, электронной, электродинамичес-
кой и термоэлектрической систем. Приборы электромагнит-
ной системы прочны, недороги и обладают достаточной точ-
ностью в условиях наладочных работ. Приборы выпрями-
тельной системы относятся к приборам, не обладающим вы-
сокой точностью измерений. Однако большими их достоин-
ствами являются многопредельность и возможность изме-
рения на переменном и постоянном токе. Приборы элект-
ронной системы, обладающие большим внутренним сопро-
тивлением, используются для высокочастотных измерений
при наладке высокочастотных каналов и в других анало-
гичных случаях. Приборы термоэлектрической системы ис-
пользуются также при высокочастотных измерениях, но
им свойственна низкая чувствительность и низкая перегру-
зочная способность, почему в практике наладочных работ
Рис. 2.1. Шкала электроизмери-
тельного прибора
32 Общие измерения при производстве наладочных работ
Гл. Й-'
их применение ограничено. Приборы электродинамической
системы наряду с электромагнитными приборами широко,
применяются в практике наладочных работ. Для измерений;
напряжений при испытаниях повышенным напряжением-
применяются вольтметры электростатической системы. Тех--
нические данные наиболее часто применяемых при налад-
ке амперметров и вольтметров приводятся в [1].
При выборе прибора для того или иного измерения учи-
тывается следующее. Для измерений, не требующих боль-
шой точности (например, измерения токов и напряжений
срабатывания реле постоянного тока, электромагнитов при-
водов, измерения для оценки состояния оборудования, за
исключением генераторов, компенсаторов и мощных сило-,
вых трансформаторов), могут использоваться приборы клас-’
са точности 1—1,5, а в некоторых случаях — и класса 2,5.
Для измерений при проверках синхронных генераторов,
компенсаторов и мощных силовых трансформаторов исполь-
зуются, как правило, приборы класса 0,2—0,5. Для измере-
ний при настройке релейных защит используются чаще
всего приборы класса 0,5. Для измерений при наладке
маломощных устройств — фильтров, промежуточных транс-
форматоров, земляных и дифференциальных защит и т. п.—
внутреннее сопротивление вольтметров должно быть не ме-
нее 1000—2000 Ом/В, а внутреннее сопротивление милли-
амперметров — не более 0.2—0,5 Ом. Для высокочастотных
измерений применяются приборы, внутреннее сопротивле-
ние которых не менее 500—10000 Ом/В.
Очень широкое применение нашли в настоящее время
многопредельные универсальные приборы. Они удобны
своей универсальностью и имеют достаточно большое вну-
треннее сопротивление при измерениях напряжения. Одна-
ко, как правило, точность их невелика и сильно зависит от
формы кривой тока или напряжения.
При измерениях в цепях напряжения или тока несинусоидальной
формы не пользуются приборами выпрямительной системы, так как их
градуировка производится при строго синусоидальной форме тока или
напряжения. В равной степени это относится н к другим приборам пе-
ременного тока, градуировка которых осуществляется в действующих
значениях токд или напряжения. Но в последнем случае ошибки менее
значительны, чем в случае использования приборов выпрямительной си-
стемы. Рекомендуется при измерениях параметров релейной аппаратуры
применять приборы тех же систем, что и сами реле. При использовании
§ 2.2 Измерение тока и напряжения
33
полупроводниковых приборов (выпрямительной системы) должна учи-
тываться их значительная температурная погрешность. При низких
температурах (ниже О °C) такими приборами пользоваться не рекомен-
дуется. Прн измерениях в условиях электромагнитных влияний пользу-
ются астатическими приборами. Однако практика показывает, что и та-
кие приборы подвергаются влияниям, которые, искажают результаты из-
мерений, поэтому при измерениях их размещают таким образом, чтобы
влияния эти были минимальными-.
Прн одновременном измерении тока и напряжения в зависимости от
внутреннего сопротивления приборов выбирается место их установки в
схеме. Если внутреннее сопротивление вольтметра соизмеримо с сопро-
тивлением проверяемого аппарата, то амперметр нельзя устанавливать
до вольтметра, чтобы проходящий через него ток не вошел в измерение,
ио в этом случае должно быть достаточно низким внутреннее сопротив-
ление амперметра, чтобы падение напряжения на нем не повлияло на
результат измерения напряжения. Более подробно об этом говорится при
описании схем включения ваттметра. При измерении тора или напря-
жения, значение которого превышает пределы измерений прибора, пользу-
ются в первом случае измерительными трансформаторами тока (пере-
менный ток) или наружными шунтами (постоянный' ток), а во
втором — измерительными трансформаторами напряжения (переменное
напряжение) или добавочными резисторами (постоянное и переменное
напряжение). При использовании трансформатора тока или трансфор-
маторов напряжения измеренные значения тока или напряжения опре-
деляются по следующим формулам:
Г ._ Г fZ
1язмер 'пряб ’
^измер ^приС •
где Ki и Ки — коэффициенты трансформации трансформаторов соответ-
ственно тока и напряжения.
При использовании шунта измеренное значение тока определяется
по показанию милливольтметра 1/ориг> и падению напряжения At/ш.иом
при номинальном токе шунта /ш.иьм: •
. '______^ПРиб ,
'измер— ... Гш.ном- .
“С'ти.нсМ
При использовании добавочного резистора измеренное значение на-
пряжения определяется по формуле
II — /; #в + 7?д,р
• VnsMep:—~ ,
Ир . ...
где Ив и /?д,р — внутренние сопротивления прибора (вольтметра) и до-
бавочного резистора.
3—408
34 Общие измерения при производстве наладочных работ
Гл.»
Основные технические данные
шунтов, измерительных
трансформаторов тока и напряжения приводятся в [1].
2.3. ИЗМЕРЕНИЕ МОЩНОСТИ
Для измерения мощности в цепях переменного тока при-
меняются приборы электродинамической и ферродинамиче-
ской систем классов точности 0,2—0,5 и индукционной сис-
темы с подвижным диском классов точности 1,5—2,5. Вклю-
чение их в схему производится с соблюдением полярности
обмоток. При использовании электродинамических ваттмет-
ров следует учитывать сильную зависимость их показаний
от cos ср нагрузки. Показания прибора могут быть истинны-
ми лишь при cosq), близком к номинальному для прибора,
в противном случае — со значительными погрешностями.
При низких cos <| пользуются специальными малокосинус-
ными ваттметрами, дающими правильные показания при
cos tp=0,14-0,3. Мощность в цепях постоянного тока при
неизменных напряжении и токе можно определить при из-
мерениях амперметром и вольтметром магнитоэлектричес-
кой системы тока и напряжения по формуле
Р^Ы.
Наиболее широко при измерении мощности в цепях по-
стоянного тока пользуются электродинамическими или ма-
гнитоэлектрическими ваттметрами. В этом случае, учиты-
вая потери в обмотках ваттметра, следует включать их по
схемам, приведенным на рис. 2.2.
Рнс. 2.2. Измерение мощности ваттметром в цепи постоянного тока
Схема измерения на рнс. 2.2, в применяется в случае.' когда можно
пренебречь потерями в обмотках ваттметра. В этом случае измеренное
значение мощности равно:
РИВМ — U1 1ц (l^T.O 4" ^н) — 1ц Ovc, -|- Гн,
§ 2.3 Измерение мощности
35
где Ut,o — падение напряжения на токовой обмотке ваттметра; UB —
напряжение на нагрузке; /в—ток нагрузки; Ря— мощность нагрузки.
Схема измерения на рис. 2.2,6 применяется в случае, когда тре-
буется точное измерение мощности, так как поправку за счет потерь в
обмотке ваттметра, влияющую на результат измерения, проще опреде-
лить, если она имеет место в обмотке напряжения, кроме того, эта по-
правка остается неизменной при всех значениях тока.
Измеренное значение мощности по схеме на рис. 2.2, б равно:
1/г
РцВМ = U (/„-[- = РИ + — ,
к»
где 1В— ток в обмотке напряжения ваттметра; Рв— сопротивление цепи
напряжения ваттметра.
При измерении активной мощности в трехфазных схемах в прак-
тике наладочных работ используются однофазные ваттметры, включае-
мые в зависимости от конфигурапии цепи и нагрузки в различные схе-
мы. На рис. 2.3 показано включение ватметров в трехпроводной равно-
Рис.. 2.3. Схемы включения ваттметра для измерения мощности в трех-
фазной равномерно нагруженной системе при соединениях нагрузки по
схемам У (а) и Д (б)
мерно нагруженной цепи. В обоих случаях ваттметр измеряет мощность
одной фазы, но так как нагрузка равномерна, то мощность всех трех
фаз можно вычислить по формуле
Р = ЗРф = ЗС'ф 7ф cos <р.
Сопротивления в схеме на рнс. 2.3, б должны быть равны;
Pi = Рз — Рг Ч~ Рв •
где Рв — сопротивление обмотки напряжения ваттметра.
На рнс. 2.4 показано наиболее распространенное включение ваттмет-
3*
36 Общие измерения при производстве наладочных работ Гл.&
ров по схеме Арона. Мощность всех трех фаз по этой схеме определя-
ется как сумма показаний двух ваттметров:
Рис. 2.4. Включение ваттметров в трехфазиой системе по схеме Арона в
различные фазы
На рис. 2.5 показано включение трех однофазных ваттметров в че-
тырехпроводной системе с использованием для расширения пределов
измерительных, трансформаторов тока. Мощность всех трех фаз по этой
схеме .равна сумме показаний трех
ваттметров, умноженной иа коэф-
фициент трансформации транс-
форматоров тока:
Рис. 2.5. Схема измерения мощно-
сти в трехфазной четырехпровод-
нбй системе с применением транс-
форматоров тока
Реактивная мощность в трех-
, фазной системе может быть из-
мерена также с помощью обыч-
ных однофазных ваттметров, как
показано на рис. 2.6. Реактивная
мощность трех фаз по схеме на
рис. 2.6,0 определяется из выра-
жения
’ Q = ]/~ЗР ,
по схеме на рис. 2.6,6 — из вы-
ражения
а=Уз (Р1+р2).
- - Сопротивление в последнем случае должно быть равно сопротивле-
нию обмотки напряжения ваттметра.
Для расширения пределов измерения ваттметров при-
меняются шунты или трансформаторы тока в цепи токовых
§ 2.4 Измерение коэффициента мощности, фазы, частоты 37
обмоток и добавочные резисторы или трансформаторы на-
пряжения в цепях напряжения. Основные технические дан-
ные, наиболее часто применяемые в наладке однофазных
ваттметров, приводятся в [1].
Рис. 2.6. Схемы измерения реактивной мощности в трехфазной системе
прн равномерной (о) и неравномерной (б) нагрузках
2.4. ИЗМЕРЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА МОЩНОСТИ, ФАЗЫ,
ЧАСТОТЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЧЕРЕДОВАНИЯ ФАЗ
В ЭЛЕКТРОУСТАНОВКАХ
Непосредственно коэффициент мощности измеряют фа-
зометром электродинамической (Д578, Д5000), ферродина-
мической (Д120) или электромагнитной (Э120, Э500) сис-
тем. Технические данные приборов приводятся в [1].
Прибор ВАФ-85М. Наиболее универсальным прибором,
широко применяемым в практике наладочных работ и экс-
плуатационных проверок при измерениях фазы, является
ВАФ-85М. Прибор позволяет производить определение че-
редования фаз, измерения значения и фазы тока (до 10 А),
напряжения промышленной частоты (до 250 В) и токов
небаланса (до 250 мА) в релейных защитах.
Внутреннее сопротивление прибора при измерениях малых токов со-
ставляет 40 Ом на пределе 0—10 мА, 0,2 Ом —0—50 мА, 0,018 Ом —
0—250 мА. Малое внутреннее сопротивление прибора на малых преде-
лах тока является одним из важных достоинств, позволяющих измерять
токи небаланса в схемах релейных защит. В то же время прибор име-
ет достаточно большое внутреннее сопротивление иа всех пределах из-
мерений напряжения (2500 Ом/В), что также имеет значение прн про-
верках релейных защит. Внешний вид прибора н принципиальная схема
представлены на рис. 2.7.
38 Общие измерения при производстве наладочных работ
Гл. 2
§ 2.4 Измерение коэффициента мощности, фазы, частоты
39
Прибор ВАФ-85М является многопредельным детекторным прибо-
ром. Измерение тока на пределах 0—1—10 А осуществляется с помощью
токосъемной приставки ТА, которая прн охватывании провода образует
обычный измерительный трансформатор тока. Наличие токосъемной при-
ставки является большим преимуществом прибора, так как позволяет
производить измерения в цепях тока без нх разрыва и'без специальных
испытательных зажимов. Вторичный ток приставки, выпрямленный по
однополупериодной схеме, измеряется прибором, имеющим соответст-
вующую градуировку шкалы.
Измерение малых токов в пределах 0—10—250 мА производится с
помощью встроенного в прибор трансформатора тока, ток которого вы-
прямляется также по однополупериодной схеме.
Измерение напряжения 0—250 В производится непосредственной по-
дачей напряжения на индикатор через сопротивления, определяющие
пределы измерения 0—1—125—250 В, и выпрямитель.
Измерение фазы производится с помощью фазозависимого механи-
ческого выпрямителя, включаемого прн измерении последовательно с ин-
дикатором. Напряжение на фазозависимый выпрямитель (напряжение
возбуждения) подается с ротора заторможенного сельсина (фазорегу-
лятора). На статор сельсина прн измерении подается трехфазное напря-
жение с чередованием фаз А, В, С, индуктирующее в роторе напряжение
возбуждения. От • положения ротора сельсина, связанного механиче-
ски с лимбом прибора, зависит фаза напряжения возбуждения механи-
ческого выпрямителя, а тем самым момент замыкания и размыкания его
контактов относительно фазы подаваемого на них тока. Прибор отгра-
дуирован таким образом, что при подаче напряжения 17л в в качестве
измеряемого и вращения лимба против черты прибора устанавливается
нуль лнмба, когда ток в измерительном приборе (среднее его значение)
равен нулю. Значение фазы любого другого измеряемого напряжения
или тока будет определяться относительно напряжения фаз АВ значе-
нием деления лимба против черты в другом положении его, когда ток в
измерительном приборе также равен нулю. Определив фазу тока или на-
пряжения относительно 1)лв,. легко определить и фазу их относительно
друг друга, что и требуется обычно при проверке релейных защит.
Рис, 2.7. Внешний вид (а) и принципиальная схема (б) прибора
1 — Лимб фазорегулятора;. 2 — подвижная планка; 3 — контактные зажимы; 4 —
прибор; 5—(S/C71. 5ЛСР) — переключатель пределов; 6 — (ХЛСХ) — переключа-
тель «фаза — величина»; 7 — переключатель U. I; 8 — прижимной винт; ТА—
токосъемная приставка; VD — диоды; Ш—R11 — резисторы; Т — трансформатор;
г'г' измерительный прибор; С1—СЗ — конденсаторы; М — фазорегулятор (сельсин
СЛ.-405); XVS — механический выпрямитель
40 Общие измерения при производстве наладочных работ
Гл. 2
Прибором ВАФ-85М можно определить наличие переменного маг-
нитного поля, а также примерно его величину. Измерения производят-
ся в последовательности, указываемой в заводской инструкции, прила-
гающейся к прибору.
Универсальный фазоуказатель типа Э-500 предназначен
для определения коэффициента мощности, фазового угла
между векторами тока и напряжения (Э-500/1) или между
векторами напряжения (Э-500/2). Прибор рассчитан на
напряжение питания ПО или 380 В, а по току — на 5 А.
Внутреннее сопротивление приборов: Э-500/1 0,4 Ом на фа-
Рнс. 2.8. Определение фазы на-
пряжения относительно напря-
жения
Рис. 2.9. Принципиальная схе-
ма (а) и внешний вид (б) фа-
зоуказателя типа И517
зу и Э-500/2 1300 Ом на фазу. Погрешность приборов не
более ±5 %. Пример включения прибора при измерении
показан на рис. 2.8.
Измерение частоты производится при проверках и на-
стройках реле частоты (в пределах 45—55 Гц) и высоко-
частотной аппаратуры каналов связи, устройств телемеха-
ники и системной автоматики. Технические данные прибо-
ров, используемых при измерениях, приведены в [1].
Определение чередования фаз в электроустановках.
Для правильного подключения электрооборудования к
действующим установкам, правильной эксплуатации элек-
троустановок и для обеспечения правильной работы уст-
ройств релейных защит и автоматики ГОСТ и ПУЭ уста-
навливается окраска токоведущих частей, в том числе шин
§ 2.5 Измерение сопротивления постоянному току обмоток 41
в распределительных устройствах, учитывающая чередова-
ние фаз, вытекающее из установленного обозначения выво-
дов электрических машин. Как правило, в желтый цвет
раскрашиваются токоведущие части, подключаемые к фазе
А (Ж), в зеленый — к фазе В (3), в красный — к фазе С (К),
что соответствует прямому чередованию фаз. Последова-
тельность чередования фаз проверяется фазоуказателем
(рис. 2.9). Для этого фазы проверяемой системы напряже-
ния подключаются к зажимам фазоуказателя в соответст-
вии с маркировкой выводов фазоуказателя. При прямом
чередовании (Л—В—С) и нажатии кнопки SB диск будет
вращаться в правую сторону (в направлении стрелки),’ а
при обратном (А—С—В) — в левую. Фазоуказатель И517
рассчитан на напряжение от 50 до 500 В и длительность
включения не более 3 с. Диапазон частот 40—60 Гц.
2.5. ИЗМЕРЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ ПОСТОЯННОМУ ТОКУ
ОБМОТОК, КОНТАКТНЫХ СОЕДИНЕНИЙ, ЕМКОСТИ,
ИНДУКТИВНОСТИ
Измерения сопротивлений в пределах, от нескольких ом
до 100 Ом (обмоток электродвигателей небольшой мощно-
сти, обмоток возбуждения машин постоянного тока, реле и
т. п.) производятся одинарными мостами. Примерами оди-
нарных мостов являются мосты типа ММВ (рис. 2.10 н
2.11), нашедшие широкое применение в практике наладоч-
ных работ как приборы для грубых измерений. Пределы
измерения 0,5—5000 Ом с погрешностью 1—2 %.
Результат измерения мостом ММВ определяется произ-
ведением делений большой (/?i//?2) и малой (7?3) рукояток,
Рис. 2.10. Схема моста ММВ
42 Общие измерения при производстве наладочных работ Гл. 2
установленных балансированием моста. В одинарных мос-
тах результат измерения учитывает сопротивление прово-
дов, которыми они присоединяются к измеряемому сопро-
тивлению. Это является основным недостатком таких мос-
тов и, в частности, моста ММВ. Поэтому сопротивления
меньше 1 Ом одинарным мостом измерять нельзя, в этом
Рис. 2.12. Принципиальная схема двойного моста:
R1—R4 — сопротивления плеч моста (регулируемые и нерегулируемые); Rx •— из-
меряемое сопротивление; Rg— эталонное сопротивление; GB — источник постоян-
ного -тока; RR — выносной реостат для регулирования тока; Р — гальванометр
случае сопротивление соединительных проводов становится
соизмеряемым с измеряемым и служит причиной значи-
тельной и недопустимой погрешности.
Недостаток одинарных мостов устранен в двойных мос- -
тах, позволяющих измерять сопротивления до 10~6 Ом.
Принципиальная схема двойного моста показана на рис.
2.12. Сопротивление соединительных проводов в двойном
мосте не влияет на результат измерений, так как сопротив-
ления jRi+jRs и 7?з+^4 значительно превосходят их возмож-
ное сопротивление.
По схеме двойного моста устроен в настоящее время уже
не выпускаемый нашей промышленностью, но еще доста-
точно широко используемый в практике измерений мост
МД-6 (рис. 2.13). Мост позволяет производить измерения в
пределах 11—10-6 Ом.
Мост Р329 (рис. 2.14), нашедший широкое применение
§ 2.5 Измерение сопротивления постоянному току обмоток
43
позволяет производить измерения как по одинарной (в пре-
делах 103—10~3 Ом), так и по двойной (в пределах 100—
10~® Ом) схемам.
Мост РЗЗЗ представляет собой одинарный мост; он
наиболее широко применяется в практике наладочных ра-
бот для измерения сопротивлений в пределах 5-10-3—
Рис. 2.13. Внешний вид моста МД-6:
НГ— зажимы для присоединения наружного гальванометра; ВГ—встроенный
гальванометр; Б — зажимы для батарей; R — реостат для регулирования тока;-
П — переключатель схемы на встроенный ВГ и наружный НГ гальванометры;
К — кнопка точного балансирования моста; КБ — кнопка, включающая батарею
в схему моста; Б —источник постоянного тока 12 В на 40—60 А«ч: — измери-
емое сопротивление
Рис. 2.14. Схема моста Р329 при использовании его в качестве двой-
ного моста. При использовании в качестве одинарного моста питание
подается на GB1, GB2, а измеряемое сопротивление присоединяется к
(в этом случае R4 и R2 — плечо отношения, R1 — плечо сравнения)
999,9-103 Ом. Конструктивно мост выполнен так, что позво-
ляет производить измерения более высоких значений сопро-
тивлений по двухзажимной схеме (пределы 10—333,9Х
Х103 Ом) и по четырехзажимной (пределы 5-10~3—9,999
Ом), в которой почти исключается влияние сопротивления
соединительных проводов, так как два из них входят в цепь
гальванометра, а другие два — в цепь сопротивлений плеч
моста, имеющих сравнительно большие сопротивления.
Принципиальная схема моста представлена на рис. 2.15.
Классы точности моста 0,5—5 %.
44 Общие измерения при производстве наладочных работ Гл.2
Рис. 2.15. Принципиальная схема (а) и схемы измерения сопротивления
постоянному току (б — четырехзажимная и в — двухзажимная):
Rx—измеряемое сопротивление; R. Rl, RJ — сопротивления плеч моста; Р —
встроенный гальванометр; SBAK — кнопка защиты; РЕ — внешний гальванометр
Измерения производятся в последовательности, указы-
ваемой в заводской инструкции и на крышке прибора. Об-
щий вид прибора представлен на рис. 2.16. Кроме измере-
ний сопротивления постоянному току мост РЗЗЗ позволяет
§ 2.5 Измерение сопротивления постоянному току обмоток
45
определять места повреждения кабеля по схемам петель
Варлея и Муррея, а также измерять асимметрию прово-
дов.
Измерения сопротивления обмоток, имеющих большую
постоянную времени (например, силовых трансформато-
ров), во избежание колебаний стрелки индикатора произ-
водят при питании от постороннего источника постоянного
тока, подключаемого к зажимам GB, и с помощью наруж-
Рис. 2.16. Внешний вид моста РЗЗЗ:
НБ — зажимы для присоединения наруж-
ной батареи; НГ — зажимы для присоеди-
нения наружного гальванометра; 171—П4—
декадные переключатели плеча сравнения;
П5 — переключатель плеч отношения; 3—
переключатель схемы; G — гальванометр
Рис. 2.18
Рис. 2.17. Принципиальная схема микроомметра М246
Рис. 2.18. Внешний вид микроомметра М246 (а) и щупов к нему (б);.
1 — шкала; ? — кнопка возврата реле защиты прибора: 3 — предохранители; 4 -г
выключатель; 5 — переключатель пределов; 6 — зажимы для подключения потен-
циальных V и токовых А проводников измерительных щупов; 7 — переключатель
рода и напряжения источника питания; 8 — таблица пределов измерений; 9 —
гнезда для подключения разъема при питании прибора от сети переменного тока
ного гальванометра, подключаемого к зажимам РЕ. Чувст-
вительность гальванометра должна быть не менее 20 мм
на 1 мкА при сопротивлении рамки не более 100 Ом.
Микроомметры. Измерения малых сопротивлений, на-
46 Общие измерения при производстве наладочных работ Гл. 2
пример сопротивления паек якорных обмоток машин посто-
янного тока, могут производиться микроомметрами типа
М246, представляющими собой логометрический прибор с
оптическим указателем (рис. 2.17 и 2.18, fl). Прибор удобен
тем, что снабжен специальными самозачищающимися щу-
пами (рис. 2.18,6), с помощью которых он плотно прижи-
мается к измеряемому сопротивлению.
При подключении аккумуляторной батареи с помощью токовых щу-
пов А (рис. 2.17) ток создает в сопротивлении R напряжение, подавае-
мое на обмотку логометра 1, а в сопротивлении R*— напряжение, по-
даваемое с помощью потенциальных щупов V на обмотку логометра 2.
Ток в обмотке 1 стремится установить указатель шкалы на 0 (создает
противодействующий момент), а ток в обмотке 2 создает противополож-
ный момент (рабочий), пропорциональный падению напряжения на /?».
Отградуированный в омах, прибор показывает при этом значение изме-
ряемого сопротивления.
Контактомеры. В последнее время широкое примене-
ние для измерений малых сопротивлений, в том числе со-
Рис. 2.19. Контактомер для измерения сопротивления контактов выклю-
чателей изготовления Мосэнерго:
о — принципиальная схема; б — внешний вид прибора
§ 2.5 Измерение сопротивления постоянному току обмоток
47
противлений паек якорных обмоток машин постоянного
тока и переходных сопротивлений контактов выключателей,
нашли контактомеры, изготовляемые в энергосистемах
Мосэнфго и Тулэнерго Минэнерго СССР (КМС-68,
КМС-63).
Прибор Мосэнерго позволяет производить измерения в пределах
О—50 000 мкОм с погрешностью менее 1,5 %. Принципиальная схема
его и внешний вид представлены на рис. 2.19. Прибор снабжен щупами
с маркированными наконечниками (А— токовый, V — потенциальный).
Измерения прибором производятся при постепенном переключении SAC2
из положения «20 А» в положение убывающих значений напряжения с
отсчетом по шкале. С помощью переключателя SAC1 и реостата RR до-
биваются установки стрелки прибора около деления 100 (для удобства
и большей точности измерения).
Приборы КМС-68, КМС-63 позволяют производить измерения в
пределах 500—2500 мкОм с погрешностью менее 5 %• Эти приборы так-
же снабжены специальными маркированными щупами. Принципиальная
схема и внешний вцд прибора представлены на рис. 2.20. Измерение про-
изводится по шкале прибора при установке реостата RR в положение^
Рис. 2.20. Контактомеры КМС-68 и КМС-63:
а — принципиальная схема; б — внешний вид
« Общие измерения при производстве ' наладочных работ
Гл. 2
при котором удобно производить отсчет. Схема прибора не допускает
разрыва токовой цепи при измерении во избежание порчи указателя.
Прибор М-1, разработанный монтажно-наладочным уп-
равлением треста «Электроцентрмонтаж» Минэнерго’СССР,
предназначен для измерения переходных .сопротивлений
контактов коммутационной аппаратуры с номинальным на-
пряжением до 500. кВ. Питание прибора может осущест-
вляться от сети переменного тока и от встроенных сухих
элементов. Прибор снабжается специальными проводами,
позволяющими производить измерения контактов с земли
вблизи оборудования [ 1 ].
.Прибор измеряет падение напряжения на измеряемом
объекте, но отградуирован в микроомах благодаря тому,
что ток 1 А поддерживается при измерении постоянным.
Принципиальная схема прибора приведена на рис. 2.21.
Описание и последовательность измерения приводятся в
П1-:
Прибор ИВ-Зм предназначен для проверки качества па-
ек стержней обмоток электрических машин (рис. 2.22).
Технические данные прибора
Напряжение питания, В............................. 7—S
Ток потребления, мА .................................Не более 50
Погрешность измерения, % ............................Не более 10
Масса, кг.......................................... 2,5
Потенциометр постоянного тока. Измерения сопротив-
лений постоянному доку малых значений (обмоток силовых
трансформаторов,- генераторов) могут производиться с
большой точностью при помощи потенциометров постоян-
ного* тока, в которыхиспользуется принцип компенсацион-
ного! методу измерения.
1)ри этом методе измеряемая неизвестная .ЭДС определяется мето-
дом йомпенсации, т. е. уравновешивания ее известным падением напря-
жения:
Ех — Гр Ек,
где Ех — измеряемая ЭД С; /р — известный рабочий ток, вызывающий
падение напряжения в компенсационном сопротивлении; 1?к — точно ре-
гистрируемое (компенсационное) сопротивление, по которому проходит
рабочий ток /р.
§ 2,5 Измерение сопротивления постоянному току обмоток ^9
|От*л | 1 | 2 | х£5 | х$ | х? ~]
Рнс. 2.21, Электрическая схема микроомметра М-1
4—408
1
50 Общие измерения при производстве наладочных работ Гл. 2
Одна из возможных принципиальных схем для измерения компен-
сационным методом представлена на рис. 2.23. Измерения по этой схе-
ме производятся следующим образом. Устанавливается (до полного
успокоения стрелки) с помощью резистора RR ток, падение напряжения
Рис. 2.22. Схема прибора ИВ-ЗМ для проверки качества паек стержней
обмоток электрических машин
Рис. 2.23. Измерение сопротивления постоянному току компенсацион-
ным методом
от которого на 7?эт соответствовало бы пределам измерений потенцио-
метра. В положении 1 переключателя S4C измеряется падение напря-
жения Ue на эталонном резисторе КЯ7. В положении 2 переключателя
SAC измеряется падение напряжения U* на измеряемом резисторе Rx.
Измеряемое сопротивление определяется из выражения
Ux
Rx — Rst т. •
Со
§ 2.5 Измерение сопротивления постоянному току обмоток 51
При измерениях используются потенциометры типов
ПП-63 и КП-59 (пределы измерения 0—100 мВ). Порядок
измерения излагается в заводских инструкциях, прилагае-
мых к каждому прибору.
Рис. 2.24. Схема измерения сопро-
тивления постоянному току мето-
дом амперметра—вольтметра:
/?/? — регулировочный реостат; Rx —
измеряемое сопротивление; S —рубиль-
ник; GB — аккумуляторная батарея
Метод амперметра — вольтметра является достаточно
распространенным методом измерения в практике наладоч-
ных работ. Этим методом пользуются при измерении малых
сопротивлений, несмотря на то, что точность измерения в
этом случае значительно уступает точности измерения двой-
ным мостом. Схема измерения, показана на рис. 2.24. При-
боры, используемые при измерении методом амперметра —
вольтметра, с учетом недостаточной точности его должны
выбираться класса не менее 0,2. Вольтметр необходимо под-
ключить непосредственно к измеряемому сопротивлению
отдельными проводниками. Ток при измерениях должен
быть таким, чтобы показания приборов отсчитывались по
второй половине шкалы. В соответствии с этим выбирает-
ся и шунт, применяемый для возможности измерения тока
прибором класса 0,2. Измерения производятся при несколь-
ких значениях тока (не менее 3—5). За результат прини-
мается среднее значение сопротивления, Ом, подсчитывае-
мое по формуле
Uj , t/г . Un
R 11 12 In
n
где Ui, Us, ... Un — напряжения, соответствующие произ-
водимым измерениям, В; It, /2, ..., 1п— токи, соответствую-
щие производимым измерениям, А; п — количество произ-
веденных измерений.
При измерениях сопротивления постоянному току обмо-
ток, имеющих значительную индуктивность, прежде чем
разрывать цепь тока, разрывают цепь напряжения. В про-
тивном случае возможно резкое отклонение стрелки при-
4*
52 Общие измерения при производстве наладочных работ Гл. 2
бора и его повреждение. Из-за индуктивности ток, необ-
ходимый для измерения, устанавливается не сразу, а по
истечении времени, зависящего от постоянной времени об-
мотки T—L/R. Измерения производят только после пол-
ного успокоения стрелок.
Температурный пересчет измеряемого сопротивления.
Измерения сопротивления постоянному току независимо
от метода производят при установившемся тепловом ре-
жиме, при котором температура окружающей среды отли-
чается от температуры измеряемого объекта не более чем
на ±3°С. Приведение измеренного сопротивления к необ-
ходимой температуре для последующего сравнения про-
изводится по формулам:
п п 235 + 7,
ДЛЯ МеДИ
235-J-Ti
245 I Т
для алюминия JR2=JR1----~ 2
245 + 7! ’
где R2— сопротивление, соответствующее температуре Т2,
jRi — сопротивление, соответствующее температуре 7\; 235
и 245 — постоянные коэффициенты.
Обычно для удобства сравнения полученные результа-
ты измерений приводят к температуре 15°С.
Измерение емкости и индуктивности. Емкость вводов,
конденсаторов связи, обмоток машин и трансформаторов,
а в некоторых случаях и силовых конденсаторов опреде-
ляется при измерении тангенса угла диэлектрических по-
терь мостами МД-16, Р5$5, Р5026. Однако иногда прихо-
дится измерять емкость при отсутствии этих мостов или
значение емкости превышает те, которые могут быть изме-
рены указанными мостами. В этих случаях, если можно
пренебречь потерями в конденсаторе, измерения произво-
дятся амперметром и вольтметром на переменном токе с
последующим определением значения емкости по форму-
ле Cx=±=//t/2nf. Для грубой оценки емкости используются
универсальные портативные мосты, например, типа УМ2.
В лабораторных условиях используются универсальные
мосты и установки. Методом амперметра — вольтметра мо-
жет производиться. и измерение индуктивности, взаимной
индуктивности аналогично измерению емкости. Грубая
оценка индуктивности может производиться также универ-
сальными мостами.
§ 2.6 Измерение времени
53
2.6. ИЗМЕРЕНИЕ ВРЕМЕНИ
Измерения производятся с помощью электрических се-
кундомеров. Наибольшее распространение получили лабо-
раторные переносные электрические секундомеры типов
ПВ-53Л (рис. 2.25) и П14-2М (рис. 2.26), позволяющие
производить измерения в пределах: ПВ-53Л—0—10 с с по-
грешностью не более ±0,05 с, П14-2М— 0—10 мин.
Секундомер ПВ-53Л представляет собой вибрационное устройство
на базе поляризованного реле. Зажимы К и * секундомера ПВ-53Л ис-
Рнс. 2.25. Внешний вид (а) и принципиальная схема (б) секундомера
ПВ-53Л.
1 — зажимы для подключения; 2 —-кнопка возврата стрелок на нуль; R —встро-
енные резисторы; LPT — обмотка секундомера; С — конденсаторы
Рис. 2.26. Внешний вид (а) и принципиальная схема (б) секундомера
типа П14-2М:
М — электродвигатель; YA — электромагнит
54 Общие измерения при производстве наладочных работ Гл. 2
пользуются для шунтирования обмотки электромагнита LPT при оста-
новке секундомера во время измерения, зажимы ПО и 220— для пи-
тания и запуска прибора при измерениях, а резисторы /? — для ограни-
чения тока при шунтировании обмотки LPT. Примеры измерения
времени работы контактов различных реле (устройств) с помощью се-
кундомера ПВ-53Л показаны на рис. 2.27.
Рнс. 2.27. Схема измерения времени с помощью секундомера типа
ПВ-53Л или ПМ-2М реле (устройств):
с —с замыкающими контактами; б — С размыкающими контактами; в —времени
При замыкании рубильника подается напряжение (ток) одновре-
менно на реле (устройство) и секундомер. Как только замкнутся кон-
такты реле, секундомер остановится, показав на шкале время замыка-
ния (размыкания) контактов после подачи на реле иапряження. Перед
измерением и после него следует с помощью кнопки возврата устано-
вить стрелки на нуль. Измерение времени складывается из показаний
малой и большой стрелок.
Секундомер П14-2М представляет собой электромеханический при-
бор с электродвигателем, запускаемый подачей напряжения на зажнмы
1—2 (Л!) (см. рис. 2.26) и по истечении некоторого времени на 3 и 4
(УА), останавливаемый снятием напряжения.
Часто требуется измерять время, исчисляемое в миллисекундах.
В этих случаях измерения производятся с помощью миллисекундоме-
ров, в частности типа ЭМС-54. Пределы измерения прибора ЭМС-54
5—500 мс; погрешность его ие превышает ±5 % номинального значения
шкалы на всех пределах. Внешний вид прибора представлен на рнс. 2.28.
В качестве примера на рнс. 2.29 приведена схема измерений времени
срабатывания реле с замыкающими и размыкающими контактами. Из-
мерения производятся в последовательности, указываемой в прилагае-
мой к прибору заводской инструкции.
В последнее время нашел широкое применение выпус-
каемый промышленностью измеритель временных парамет-
ров реле типа Ф-738. Измеритель Ф-738 предназначен
§ 2.6 Измерение времени
55
для измерения времени срабатывания различных реле и за-
мыкания или размыкания их контактов или разности вре-
мен срабатывания любой комбинации двух пар замыкаю-
щих и размыкающих контактов при срабатывании реле.
Пределы измерения 1 мс—10 с на четырех поддиапазо-
нах. Прибор имеет цифровой отсчет. Напряжение питания
Установка
пределл
О
Установил
нуля
7©
Предохранитель
КЗ Wr сигнальная КЗ
Вкл. Вкл. лампа ПЗ Подготовка
<с> <8> О © Q . S ©
Сеть Контроль Пусковой
Рис. 2.28. Внешний вид миллисекундомера ЭМС-54
о——
Сеть
о—
ог
о1
о220
о127
о 110
Зо-
5о
£о
7о
Во
S
Б) Питание.
обмотки реле
Рис. 2.29. Схема измерения, времени срабатывания реле с замыкающи-
ми (а) н размыкающими (б) контактами
127/220 В. Внешний вид прибора представлен на рис. 2.30.
Внешние электрические соединения и положения клавиш
при различных измерениях приведены в табл. 2.1.
а>
Таблица 2.1. Внешние электрические соединения штепсельных разъемов и положения клавиш органов
________________управления прибора Ф-738 в зависимости от измеряемого параметра ____________________
Измеряемый параметр Внешние электрические сое- динения Положение органов управления
включение испытуемого контакта на разъем включение контактов разъема I на разъем переключателя рода работы выключателя питания реле
исходное конечное
Время срабатывания реле с контактами:
размыкающими (Р) 11 I I3-IIP О в
замыкающими (3) II I I3-II3 0 в
Время отпускания реле с контактами:
размыкающими 11 I IP-IIP в 0
замыкающими Разность времен срабатывания двух II г IP-II3 в О
пар контактов при срабатывании реле:
размыкающих I II IP-IIP О в
замыкающих I II 13-из О в
размыкающего-замыкающего I II IP—ИЗ илн I3-IIP О в
Разность времен срабатывания двух пар
контактов при отпускании реле:
размыкающих I II IP-1IP в О
замыкающих I II I3-II3 в 0
размыкающе-замыкающего 1 II 13—ПР или IP-II3 в 0
Время кратковременного замыкания замы- 11 — пзск —-
кающего контакта
Время кратковременного размыкания раз- мыкающего контакта I — 1 IPCK — 1 —
Примечание. О — отключен, В — включен.
Общие измерения при- производстве наладочных работ Гл. 2
§ 2.7 Измерение температуры
57
2.7. ИЗМЕРЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ
Измерение температуры производится с помощью ртут-
ных или спиртовых термометров1, терморезисторов и тер-
мопар. При измерении температуры термометром его голов-
ка должна плотно прилегать к поверхности, температура
которой измеряется. Для этого удобно головку обернуть в
несколько слоев станиолем и в месте измерения прикрыть
теплоизоляционным материалом (можно ватой). При из-
мерениях температуры в зоне влияния магнитных полей во
избежание погрешности за счет потерь в ртути от вихре-
вых токов применяются спиртовые термометры. Расстанов-
ка термометров и выбор количества их производятся таким
образом, чтобы охватить все основные места объекта изме-
рения, по температуре которых можно с большей точно-
стью определить среднее значение его температуры.
В практике наладочных работ часто пользуются тер-
мопарами и терморезисторами, закладываемыми в обору-
дование при изготовлении его на заводе для контроля тем-
ператур в процессе эксплуатации. Показания этих прибо-
ров соответствуют разности температур «горячего» (т. е.
точки измерения) и «холодного» (помещения, в котором
находятся прибор и переключатель измерений) спаев. За-
водские термопары изготовляются в комплекте с одним
1 В тех случаях, когда для изоляции опасна разлитая ртуть, если
разобьется термометр (например, для изоляции трансформаторов), ртут-
ные термометры не используются.'
58 Общие измерения при производстве наладочных работ Гл. 2
прибором. Пользоваться заводскими термопарами можно
только после их наладки (проверки, регулировки подгоноч-
ных резисторов, сверки показаний приборов с показания-
ми ртутного или спиртового термометра при совместном на-
греве в масляной ванне). Терморезистор при изменении
температуры в месте его установки изменяет свое сопро-
тивление постоянному току, которое измеряется с помощью
логометра, отградуированного в единицах измерения тем-
пературы (°C).
Принципиальная схема измерения температуры с помощью терморе-
зисторбв показана иа рис. 2.31. На рис. 2.31, а показана схема моста,
Рис. 2.31. Схемы измерения темпера'гуры с помощью терморезисторов:
а — с использованием гальванометра; б— с использованием логометра; 1 — со-
единительные провода; 2— терморезистор: RR — регулировочный резистор; 3 —
уравнительный регулировочный резистор
одним нз плеч которого является терморезистор. Гальванометр в диа-
гонали моста градуируется в единицах температуры. Предусматривается
регулирование тока с помощью резистора в цепи питания для обеспече-
ния правильности показаний гальванометра в соответствии с градуи-
ровкой. В схеме иа рис. 2.31, б в качестве измерительного прибора ис-
пользован логометр. В схеме с логометром регулирования тока не тре-
буется, но осуществляется компенсация сопротивления соединительных
проводов с помощью уравнительного резистора. Компенсация сопротив-
ления соединительных проводов в схеме на рис. 2.31, а ие требуется из-
за того, что сопротивления одинаково входят в различные плечи моста.
При большом количестве датчиков в схемах измерения температуры
предусматривается переключатель на соответствующее количество точек,
переключающий гальванометр или логометр на тот или иной терморези-
стор, измеряющий температуру в соответствующей точке оборудования.
В этом случае в цепи каждого терморезистора устанавливаются уравни-
тельные резисторы, компенсирующие сопротивление соединительных про-
§ 2.8 Осциллографирование 59
водов цепи каждого терморезистора в отдельности. При использовании
заводских терморезисторов в процессе наладки необходимо измерением
сопротивления их постоянному току проверять, из какого материала они
выполнены, и осуществлять компенсацию сопротивления соединительных
проводов и предварительно сверять показания прибора с показаниями
ртутного или спиртового термометра, как и в случае использования тер-
мопар. Определение температуры обмоток силовых трансформаторов,
роторов генераторов при их нагреве может производиться измерением
сопротивления постоянному току. Этим способом определяется средняя
температура обмотки, и в ряде случаев он является более предпочти-
тельным, чем измерение температуры отдельных ее точек с помощью
термометров и термодетекторов. Температура, °C, в этом случае опре-
деляется по формуле
Лор = (235 + 7хол) + 7х0Л,
''ХОЛ
где RrOp — сопротивление постоянному току обмотки при температуре
измерения Лор; Лол — сопротивление постоянному току обмотки при
исходной температуре Лол; 235 — постоянный коэффициент для меди.
Измерение сопротивления постоянному току производится мостовы-
ми методами с максимально возможной точностью.
2.8. ОСЦИЛЛОГРАФИРОВАНИЕ
Осциллографирование электрических процессов широко
применяется в настоящее время при производстве различ-
ных видов наладочных работ. В связи с тем, что для каж-
дого вида наладки и измерений наиболее эффективен опре-
деленный тип осциллографа, парк применяемых осцилло-
графов весьма разнообразен. Область применения различных
типов осциллографов в зависимости от вида наладки
и измерений, а также их краткие характеристики приведе-
ны в [1].
В качестве примера электронно-лучевых осциллографов
на рис. 2.32 представлен внешний вид осциллографа С1-19.
Электронно-лучевые осциллографы С1-19Б, Cl-19, С1-22,
С1-5, ЛО-70 позволяют производить измерения амплитуды,
частоты, временных интервалов, фазовые сдвиги, наблюде-
ния за электрическими процессами. Двухлучевые осцилло-
графы Cl-17, С1-18 позволяют, кроме того, наблюдать и
60 Общие измерения при производстве наладочных работ
Гл. 2
ФОКУС
УСИЛЕНИЕ „
4- Сделано
Время/дел.
Синхронизация-------
Внутр
Калибр
Чдел.
0.5
Освещение
ШКАЛЫ
УсилительУ
ОСИ И Л ЛОГРАФ С1- 19
ЯРКОСТЬ
Сеть
Развертка
ДЛИТЕЛЬНОСТЬ
0. 50
Выхода
СТАБИЛЬНОСТЬ
1 l^S
0,5
вход
выход баланс
вход
001
20
ВОЛЪТ/ДЕЛ.
Рис. 2.32. Внешний вид осциллографа С1-19
производить измерения одновременно двух низкочастотных
электрических процессов с фотографированием.
В качестве примера шлейфового осциллографа на рис,
2.33 представлен внешний вид осциллографа Типа Н-105.
§ 2.8 Осциллографироеание
61
Шлейфовые осциллографы позволяют одновременно про-
изводить наблюдение и запись на пленку или бумагу элек-
трических сигналов.
При пользовании шлейфовым осциллографом перед осциллогра-
фированием требуется проверка настройки оптической системы с вы-
бранными гальванометрами (вибраторами). Замена гальванометров и
перемена их местами в осциллографе требуют дополнительной корректи-
ровки настройки, поэтому это следует производить только при необхо-
димости (при выходе из строя и в случае несоответствия по техническим
характеристикам). Выбор гальванометров, являющихся измерительными
элементами осциллографа, производится по частоте записываемого про-
цесса и максимально допустимому отклонению (определяемому чувстви-
тельностью). Никаких перегрузок гальванометры не выдерживают, по-
этому выбор их должен производиться в точном соответствии с приве-
денными в [1] техническими характеристиками.
На двух вибраторах осциллографа предусмотрены нулевые линии,
которые требуются иногда для анализа записываемых' процессов. Для
получения нулевых линий могут быть использованы любые свободные
гальванометры, не требующиеся для записи данного процесса. Для
оценки времени при анализе осциллограммы предусмотрен отметчик вре-
мени. Часто в практике наладочных работ для этого удобнее подавать
напряжение 50 Гц на одни из гальванометров^ По синусоиде этого на-
пряжения можно легко определить' масштаб времени' осцйлограммы.
При пользовании осциллографом важно правильно выбрать скорость пе-
редвижения пленки (бумаги) для получения четких записей и экономии
пленки в соответствии с указаниями заводских инструкций. Установлен-
ная скорость определяется по таблице, имеющейся на осциллографе. Во
избежание порчи механической части переключение скоростей произво-
дится только при остановленном электродвигателе. Качество осцилло-
грамм зависит от правильности установки диафрагмы, определяющей
ширину записываемой линии, и установки накала'лампы. Ширину щели
(диафрагмы) выбирают как можно меньшей во избежание' расплывча-
тости .записи. Удобство последующей обработки осциллограмм зависит
от правильности расположения процессов на пленке, что предварительно
проверяется на экране при подаче исходного напряжения или тока
(с учетом возможных отклонений прй записи процесса), во-время гра-
дуировки вибраторов. Градуирование производится для количественной
оценки осциллограммы подачей исходного напряжения или тока фикси-
руемого значения. Имея такие градуировочные записи на пленке, можно
легко подсчитать ток или напряжение в любой момент процесса, поль-
зуясь ими как масштабом. Визуальное наблюдение производится на эк-
ране. Качество осциллографирования зависит также от правильности
62
Общие измерения при производстве наладочных работ Гл. 2
Длина кадра _
ДВИГАТЕЛЬ СЪЕМКЛ
® © о е
/"о^^ Интервал отметок,с
2 С
05 I4 125 1 5 10 120 1 50 1 мм/с
оооооооо
1100 |250 |500 100012000 |50(Ю ЦОМО мм/с
- с
Скорость ленты , мм/с
Рис, 2.33. Внешний вид осциллографа Н-105
Рис. '2.34. Осциллограмма гашения поля при трехфазном
КЗ турбогенератора 50 МВт
зарядки и установки кассеты, что нужно выполнять в полном соответ-
ствии с заводской инструкцией. Процесс осциллографирования произ-
водится в соответствии с заводской инструкцией и указаниями, имею-
щимися на осциллографах. Пример осциллограммы представлен на
рис, 2.34.
2.9. ИЗМЕРЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ
ИЗОЛЯЦИИ И КОЭФФИЦИЕНТА АБСОРБЦИИ
Сопротивление изоляции RB3 и коэффициент абсорбции
Кабс> как говорилось выше, — важные характеристики со-
стояния изоляции электрических машин и аппаратов, и их
измерение производится при всех проверках состояния изо-
ляции. Измерения сопротивления изоляции и коэффициента
абсорбции производятся с помощью мегаомметра. Наибо-
лее широко в настоящее время используются электронные
§ 2.9 Измерение сопротивления изоляции
63
мегаомметры типа Ф4101 с номинальным напряжением 100,
500 и 1000 В как наиболее современные. Промышленность
освоила, выпуск мегаомметров типа Ф4102. Однако в нала-
дочных организациях все еше широкое применение нахо-
Рис. 2.35. Структурная схема мегаомметра Ф4101:
7 — блок литания; /7 — импульсный стабилизатор напряжения; Ill — преобразо*
ватель напряжения; IV — измерительный усилитель постоянного тока; V — блек
пределов измерения; VI — блок установки напряжения и выход; с —экран
64 Общие измерения при производстве наладочных работ Гл. 2»
дят мегаомметры типов М4100/1—М4100/5 и МС-05 с но-
минальным напряжением 100, 250, 500, 1000, 2500 В, вы-’
пуск которых прекращен. Погрешность прибора Ф4101 не*
превышает ±2,5 %, а прибора М4100—1 % длины рабочей
части шкалы. Питание Ф4101 осуществляется от сети 127—
220 В переменного тока или от внешнего источника постоян- ;
него тока напряжением 12 В. Питание М4100 осуществля-?
ется от встроенного генератора, приводимого во вращение!
рукой. Номинальное напряжение выхода приборов М4100 •
и МС-0,5 обеспечивается при вращении рукоятки с часто- ,
той 120 об/мин, но сохраняет свое значение и при большей
частоте благодаря центробежному регулятору. Структур-
ная схема прибора Ф4101 представлена на рис. 2.35. Измё-'
рения приборами Ф4101, МС-0,5 и М4100 производятся
схемам, приведенным на рис. 2.36—2.38.
2-36 2-37 2-38
Рис. 2.36. Схема измерения мегаомметром сопротивления изоляции I ,;ч
относительно земли 'Я
Рис. 2.37. Схема измерения мегаомметром сопротивления изоляции , J
/ — между токопроводящими жилами (стержнями)
Рис. 2.38. Схема измерения мегаомметром. сопротивления изоляции 1
между токопроводящими жилами црм исключении влияния токов утечки .-1
В случае, когда результат измерения может быть иска-
жен поверхностными токами утечки, на изоляцию объекта
измерения накладывают электрод, присоединяемый к за-
жиму Э (экран) для исключения возможности прохожде- .
ния токов утечки через рамку логометра, используемого в “т
приборах в качестве измерительного органа. При измерении <
сопротивления изоляции между жилами кабеля таким эк- 1
раном может служить металлическая оболочка кабеля.
Перед началом измерения прибор проверяется замыканием зажимов 1
ЗиЛ накоротко. Стрелка при измерении согласно заводской ниструк- Д
ции должна устанавливаться против деления шкалы 0. После удаления
вакоротки стрелка прибора должна установиться против деления оо.
§2.10 Измерение тангенса угла диэлектрических потерь
65
Рис. 2.39. Щуп для измерения RKS мегаомметром:
1 — ручка из изоляционного материала (эбонита, текстолита,
стекла и т. п.); 2 — зажим для присоединения провода от за-
жима Л мегаомметра; 3 — металлическое лезвие щупа
Если эти требования ие соблюдаются, прибором поль-
зоваться нельзя и его следует ремонтировать. Перед
измерением объект заземляют иа 2—3 мин для снятия
остаточных зарядов, которые могут повлиять на пока-
зание прибора.
После подготовки объекта и проверки мегаоммет-
ра производится измерение. При измерении абсолютно-
го значения сопротивления изоляции аппарата (маши-
ны) /?из токоведущую часть ее присоединяют специаль-
ными проводами с усиленной изоляцией (например, типа ПВЛ) к вы-
воду Л мегаомметра. Вывод 3 и корпус или конструкции, относитель-
но которых производится измерение сопротивления изоляции, надежно
заземляются через общий контур заземления. Сопротивление изоляции
Rk3 определяется показанием стрелки мегаомметра, установившейся по
истечении 60 с после подачи нормального напряжения (у мегаоммет-
ров М4100 это имеет место при частоте вращения рукоятки 120 об/мин).
При измерении коэффициента абсорбции Кабс рекомендуется для
точности измерения сначала обеспечить на мегаомметре нормальное на-
пряжение, а потом быстро приложить вывод к заранее зачищенному мес-
ту токоведущей части измеряемого объекта и только после этого начи-
нать отсчет времени. Первое показание прибора фиксируется через 15 с
после начала измерения, второе — через 60 с. За результат измерения
принимается отношение обоих измерений.
Измерения удобно производить с помощью щупов (рис. 2.39), легко
изготовляемых в мастерских. При измерениях сопротивления изоляции
и коэффициента абсорбции должны строго соблюдаться осторожность и
все правила техники безопасности, так как напряжение мегаомметра
опасно для жизни человека. После измерения необходимо разрядить
объект измерения.
2.10. ИЗМЕРЕНИЕ ТАНГЕНСА УГЛА
ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОТЕРЬ И СТЕПЕНИ
УВЛАЖНЕННОСТИ ИЗОЛЯЦИИ
Тангенс угла диэлектрических потерь tgfi является важ-
ной характеристикой изоляции трансформаторов и вводов
высокого напряжения. Обычно tg6 выражается в процен-
тах: tg6% == 100 tg 6.
5—408
66
Общие измерения при производстве наладочных работ Гл. 2
Значение tg6 нормируется для каждого вида оборудо-
вания и зависит от температуры и значения прикладывает
мого напряжения. Для электрических машин измерение
tg6 не нашло применения. Измерение tg6 производится
мостами Р5026, МД-16 и Р595. Измерение tg6 возможно
на высоком (3—10 кВ) и низком напряжении.
Пределы измерения емкости у моста Р5026 на напряже-
нии 3—10 кВ 10—106 пФ, на напряжении менее 100 В
650—5-108 пФ, у моста МД-16 на напряжении 6—10 кВ
0,3-10-4—0,4 мкФ, на напряжении 100 В 0,3-10-3—100 мкФ,
у моста Р595 на напряжении 3—10 кВ— 1—10-5 мкФ и на
напряжении 100 В— 102-=-3-10~4 мкФ.
Мосты Р5026, МД-16 и Р595 выполняют с использова-
нием принципа Шеринга (рис. 2.40), исходя из последова-
Рис. 2.40. Принципиальная схема моста типов Р5026, МД-16 и Р595 (а)
и эквивалентная схема замещения диэлектрика (б):
Т — испытательный трансформатор: С ^—испытуемый объект; С/у —образцо-
вый конденсатор; Р— гальванометр; RR3 — регулируемый резистор; R4— посто-
янный резистор; С4—магазин емкостей; Э — вывод экрана; FV — разрядники;
JBB — вывод высокого напряжения образцового конденсатора, к которому подсо-
единяется при сборке схемы вывод С ят моста; С~.— вывод моста, к которому
-- IV Л
подсоединяется при сборке схемы испытуемый объект; 17, U D , Ur —полное
сх
напряжение н его составляющие на испытуемом объекте; _/, 1_а, — ток пол-
ный и его составляющие испытуемого объекта
тельного соединения емкости и активного сопротивления в
схеме замещения диэлектрика. Для такой схемы
tg6 = ^- = <oR,A.
ЛСх
§ 2.10 Измерение тангенса угла диэлектрических потерь
67
При равновесии моста имеет место равенство
(»RXCX =
Для простоты и удобства измерения значение /?4 в мос-
тах МД-16 выбрано равным 10000/л=3184 Ом. В этом
случае при равновесии моста tg6 легко определяется из
выражения
. „ о .10000
tg б = 2л/-----
Л
с4.10-6 = с4.
На рис. 2.41 и 2.42 представлены схемы включения мос-
тов Р5026 и МДт16.
В схеме на рис. 2,41, о высокое напряжение от вспомо-
гательного трансформатора подается на токоведущий вы-
Рис. 2.41. Включение моста Р5026 при измерениях:
а — по нормальной схеме; б — по перевернутой схеме; в — на низком напряжении
вод проверяемого объекта, что соответствует нормальной
схеме измерения. В отличие от этой схемы существует пе-
ревернутая схема измерения tg6, в которой зажимы моста
для заземления и подачи высокого напряжения меняются
местами. Перевернутая схема менее точна, чем нормальная.
Однако измерения tg6 изоляции трансформаторов, а так-
же установленных на аппарате вводов могут производиться
только по перевернутой схеме в связи с тем, что один из
электродов в этих случаях заземлен. При измерении по
5*
-68 Общие измерения при производстве наладочных работ Гл. 2
перевернутой схеме внутренние узлы моста (RR3, С4 и
т.д.) находятся под высоким напряжением, так как на-
пряжение от трансформатора подается на экран моста; в
связи с тем, что экран с узлами изолирован на полное ис-
пытательное напряжение от корпуса (кроме того заземляе-
Рис. 2.42. Включение моста МД-16 при измерениях:
а — по нормальной схеме; б — по перевернутой схеме; е — иа низком на пряжении
мого), обеспечивается безопасность измерения и при пере-
вернутой схеме. Любые измерения мостом производятся с
полным выполнением требований правил техники безопас-
сти.
Отличительной особенностью мостов Р595 и Р5026 является нали-
чие нуль-индикатора, в качестве которого используется транзисторный
избирательный усилитель с питанием .от элементов постоянного тока со
стрелочным прибором (микроамперметром М4204) на выходе. Макси-
мальная чувствительность нуль-иидикатора не менее 2 мкА/мкВ.
Для обеспечения точности измерения мост и вспомогательная аппа-
ратура, необходимая для измерения, располагаются в непосредственной
близости от проверяемого объекта (рис. 2.43), при этом требуется безу-
словное соблюдение правил техники безопасности, предусматриваемых
для испытаний повышенным напряжением. В качестве испытательного
используется измерительный трансформатор напряжения НОМ-10 или
НОМ-6. Трансформатор подключается по схеме, приведенной на рис. 2.44.
Измерения tgC аппаратов с номинальным напряжением 6 кВ произво-
§ 2.10 Измерение тангенса угла диэлектрических потерь
69
дят иа напряжении 6 кВ, а аппаратов с номинальным напряжением ме-
нее 6 кВ — иа напряжении 220—380 В. Измерения производятся при
удовлетворительных результатах оценки состояния изоляции с помощью
мегаомметра и другими способами и удовлетворительных результатах
испытаний пробы масла маслонаполненных аппаратов. Измерения при
Рис. 2.43. Схема расположения аппа-
ратов при измерении:
С — объект измерения; С .. — образцовый
X IV ~
конденсатор; Т — испытательный транс-
форматор; Р — мост; TAB — регулировоч-
ный автотрансформатор; О — переносное
ограждение
В схему
измерения
Рис. 2.44. Схема включения испытательного трансформатора при изме-
рении tg 6:
5 — рубильник; TUV — регулировочный автотрансформатор; SAC— переключа-
тель полярности выводов испытательного трансформатора Т
сушке изоляции производятся иа напряжение 220—380 В. Результаты
измерений tg6 сравниваются с допустимыми нормами и результатами
предыдущих измерений, в том числе заводских.
На результаты измерений tg6 сильное влияние оказы-
вают паразитные токи и внешние электростатическое и маг-
нитное поля. Для исключения этих влияний в мостах осу-
ществлено экранирование и дополнительно принимаются
следующие меры. Для устранения поверхностных утечек
перед производством измерений тщательно протираются
поверхности изоляторов. Если при этом tg6 все еще пре-
вышает допустимое нормами значение, на изолятор накла-
дывается охранное кольцо К, соединяемое с экраном мос-
70 Общие измерения при производстве наладочных работ Гл. 2
та, как показано на 'рис. 2.45. Поверхностный ток утечки
/ут в этом случае отводится непосредственно в землю и не
влияет на результат измерения. Охранное кольцо делается
из двух витков неизолированного проводника и накладыва-
ется плотно на поверхность изоляторов вблизи соответст-
Рис. 2.45. Измерение tg б при наложении охранного кольца на измеряе-
мый объект:
а — при измерении по нормальной схеме; б — при измерении по перевернутой
схеме
вующего электрода. Паразитные токи существенно влияют
на результаты измерения tgfi объектов с малой емко-
стью (вводы, измерительные трансформаторы, конденсато-
ры связи) .JHa результаты измерения tg6 обмоток силовых
трансформаторов они влияют мало в связи со значитель-
ной емкостью объектов измерения и значительным превы-
шением тока измерения над паразитными токами. Поэто-
му при измерении tg6 изоляции, обладающей значительной
емкостью, использование охранных колец не требуется.
Значительно уменьшает погрешность измерений из-за
влияний и паразитных токов надежное заземление корпу-
сов проверяемого аппарата, испытательного трансформато-
ра, моста, регулировочного автотрансформатора. Надеж-
ные контакты в разъемах и других местах электрических
соединений при сборке схемы измерения также уменьша-
ют погрешность. Для уменьшения влияний паразитных то-
ков все токоведущие части при измерениях по переверну-
той схеме располагаются на расстоянии не менее 0,5 м от
заземленных частей.
В ряде случаев, особенно при измерениях с передвиж-
ных лабораторий, приходится наращивать провод, соеди-
няемый с объектом измерения. Провод должен быть в этих
случаях весь экранирован, особенно если емкость объекта
измерения превышает 10000 пФ.
§ 2.10 Измерение тангенса угла диэлектрических потерь
71
С электрическими и индуктивными влияниями бороться
очень трудно. Частично они учитываются при производст-
ве четырех измерений при разных полярностях передавае-
мого на схему напряжения и включения гальванометра. Но
этого часто бывает недостаточно при измерении tg6 аппа-
.lU-
Urnir
Рис. 2.46. Влияние электростатических полей иа погрешности изме-
рений:
а— О совпадает по фазе с б—17 вл составляет с У_ПИт^ГОЛ 9®°
ратов, установленных вблизи установок, находящихся под
напряжением 110 кВ и выше. Наиболее эффективно кроме
тщательного экранирования и заземления использование
фазорегулятора, позволяющего подобрать такую фазу пи-
тающего мост напряжения, при которой указанные влия-
ния минимальны. Практически часто, если имеется трех-
фазный источник питания, применяется более простой ме-
тод подбора такой фазы напряжения питания (АВ, ВА,
АС, СА, ВС, СВ), при которой результат измерения мини-
мальный (в этом случае влияние минимально). В общем
случае питающее напряжение для измерений должно совпа-
дать по фазе с напряжением влияния. Тогда ток влияния
совпадает с током измерения (так как этот ток емкостный
или индуктивный) и мало сказывается на отношении 1я/1с
(рис. 2.46).
При наличии неустранимых влияний мост иногда не уда-
ется уравновесить. Если при этом мост уравновешивается
по RR3, а введение С4 (см. рис. 2.42) расширяет световую
полосу, это означает, что tg6 отрицателен. В этом случае
измерение производится при отрицательном положении пе-
реключателя ПП (—), а значение tg6 подсчитывается по
формуле, приведенной в заводской инструкции.
При измерениях tg6 возможны электромагнитные вли-
яния на мост испытательного трансформатора и регулиро-
72 Общие измерения при производстве наладочных работ
Гл. 2
вочного автотрансформатора. Во избежание этого рекомен-
дуется располагать их на расстоянии не менее 0,5 м от мос-
та. Порядок измерений мостами Р5026, МД-16 и Р595
излагается в заводских инструкциях.
Измерения tgfi рекомендуется производить при темпера-
туре от -р10 до +40 °C. Для приведения измеренных зна-
чении tg6 к необходимой температуре (например, темпе-
ратуре при измерениях на заводе) используются следую-
щие коэффициенты:
Рис. 2.47. Внешний вид прибора ПКВ-8
Разность температур, °C . 1 2 3 4
Коэффициент изменения
tg6:
волокнистой изоляции 1,03 1,06 1,09 1,12
трансформаторного
масла................ 1,04 1,08 1,13 1,17
Разность температур, °C . 20 25 30 35
Коэффициент изменения
tg6:
волокнистой изоляции 1,75 2 2,3 —
трансформаторного
масла................. 2,25 2,75 3,4 4,15
5 10
1,15 1,31
1,22 1,5
40 45
5,1 6,2
15
1,51
1,84
60
7,5
§ 2.11 Измерения при проверках заземляющих устройств 73
Определение степени увлажненности изоляции. Оценка
состояния изоляции трансформаторов в настоящее время
производится эффективно приборами ЕВ-3 и ПКВ-8, ис-
пользующими метод емкость — время. Максимальная ем-
кость, измеряемая этими приборами, составляет 100 тыс.
пФ при погрешности не более ±5%. Внешний вид прибо-
ра ПКВ-8 приведен на рис. 2.47.
Измерения производятся в последовательности, излага-
емой в заводской инструкции, прилагаемой к прибору.
2.11. ИЗМЕРЕНИЯ ПРИ ПРОВЕРКАХ
ЗАЗЕМЛЯЮЩИХ УСТРОЙСТВ
Заземляющие устройства состоят из следующих основ-
ных элементов: грунт (земля), характеризуемый его удель-
ным сопротивлением (у влажного глинистого — до 1 • 102
Ом-м; у сухого песчаного — более 10-102 Ом-м); искусст-
венный заземлитель (стальные вертикальные электроды из
труб, уголков или стержней и горизонтальные металличес-
кие полосы, заглубленные в землю); естественные заземли-
тели (металлические элементы сооружений, кабелей или
других подобных предметов, находящиеся в земле и могу-
щие быть использованы в системе заземляющих устройств
для стекания токов в землю); заземляющие магистрали и
проводники, связывающие отдельные заземлители между
собой и с оборудованием, подлежащим заземлению.
Основным параметром, характеризующим заземлитель,
является сопротивление растеканию заземлителя Ra- Одна-
ко для установок напряжения выше 1 кВ с глухим зазем-
лением нейтрали в настоящее время более важным пара-
метром, обеспечивающим безопасность, является напряже-
ние прикосновения Uvp.
Согласно требованиям ПУЭ сопротивление растеканию
R3 для присоединения нейтралей генераторов и трансфор-
маторов должно быть не более 2 Ом для установок напря-
жением 660/380 В, 4 Ом для установок напряжением 380/
/220 В, 8 Ом для установок напряжением 220/127 В. При
этом R3 искусственных заземлителей, подключаемых к уст-
ройству, должно быть не более 15 Ом для установок нап-
ряжением 660/380 В, 30 Ом для установок напряжением
380/220 В, 60 Ом для установок напряжением 220/127 В.
Если удельное сопротивление грунта р превышает
74 Общие измерения при производстве наладочных работ Гл. 2
100 Ом-м, то допускается указанные нормы увеличить в
р/100 раз, но не более чем в 10 раз.
Для электроустановок выше 1 кВ с токами замыкания
на землю /3^500 А должно соблюдаться условие, Ом,
Я3<250//3.
Для электроустановок, используемых одновременно и
до 1 кВ, Ом,
Я3<125//3.
Для электроустановок напряжением выше 1 кВ с то-
ками замыкания на землю /3>500 А
1?3<0,5 Ом.
Допустимое напряжение прикосновения Unp в установ-
ках выше 1 кВ определяется длительностью его воздейст-
вия *.
Длительность воздействия,
с.................. . . . . 0,1 0,2 0,5 0,7 1 1—3
Наибольшее допустимое
напряжение прикосновения, В 500 400 200 130 100 65
В этом случае ограничивается также и напряжение на
заземляющем устройстве: U3^10 кВ. Лишь в исключитель-
ных случаях может быть признано допустимым напряже-
ние более 10 кВ, но при этом должны приниматься меры,
исключающие вынос потенциала за пределы электроуста-
новок.
Измерение сопротивления растеканию производится с
помощью измерителен типов М-4160, МС-08.
Для измерения на глубину не менее 0,5 м забиваются вспомога-
тельные заземлители в виде стальных стержней или труб диаметром до
50 мм, располагаемые по схеме рис. 2.48. Стержни должны быть очи-
щены от краски, а в месте присоединения соединительных проводников
и от ржавчины. Можно использовать в качестве вспомогательных от-
дельно стоящие металлические опоры, металлические пасынки деревян-
ных опор или специальные отдельные заземлители около опор. Измери-
1 За длительность воздействия принимается сумма времени работы
резервной защиты и отключения выключателей тока КЗ для рабочих
мест, где персонал, производящий оперативные переключения, может
прикасаться к заземленным частям электрооборудования, или время'ра-
боты основной защиты и отключения выключателем тока КЗ для осталь-
ных рабочих мест и территории РУ.
§2.11 Измерения при проверках заземляющих устройств
75
тель при испытании располагают вблизи отвода от испытуемого зазем-
лителя.
При испытании заземлителей, имеющих большие размеры (100 м и
более по диагонали), вспомогательные электроды располагают по одно-
лучевой схеме, как показано на рис. 2.49.
3 20м X 30м ВЗ
сх--------*-сх-------------х>
S)
Рис. 2-49
Рис. 2.48. Схемы размещения элек-
тродов для измерения сопротивления
растеканию:
а—в — одиночных; г — полосовых заземли-
телей; X — испытуемый электрод; ВЭ —
вспомогательный электрод; 3 — потенци-
альный электрод
Рис. 2.49. Схема размещения токово-
го ВЭ и потенциальных 3 электродов
для испытания заземляющих
устройств (ЗУ), занимающих боль-
шие площади
Рис. 2.50. Принципиальная схема из-
мерителя типа МС-08:
ПТ — преобразователь; ПВ — потенциаль-
ный выпрямитель; Рт, Р Обмотки токо-
вая и потенциальная логометра
Схема измерения /?3 с помощью прибора МС-08 представлена на
рис. 2.50. Схема измерения Ra с помощью прибора М-416 представлена
на рис. 2.51. Методика измерения приводится в [1].
Измерение напряжения прикосновения. Напряжение
прикосновения можно измерять методами амперметра —
вольтметра с длительным приложением напряжения к за-
76
Измерения при проверках заземляющих устройств
Гл. 2
Рис. 2.51. Принципиальная схема измерителя типа М-416:
СВ — батарея; SB — кнопка; UV — преобразователь; Т — трансформатор; Р —
гальванометр; UW — усилитель; ZA — фильтр; R — резистор; ВЭ — вспомогатель-
ный электрод; 3 — зонд; ЗУ — заземляющее устройство; £2 — шкала в омах
землителю (рис. 2.52, а) и амперметра — вольтметра с по-
вторным кратковременным приложением напряжения (рис.
2.52, б).
На рис. 2.52, в и б показаны схемы измерения, где источниками
измерительного тока являются трансформаторы собственных нужд ТВ,
а на рис. 2.52, в — генератор переменного тока G. Сила тока, стекаю-
щего с заземляющего устройства ЗУ, измеряется амперметром РА, а на-
пряжение прикосновения — вольтметром PV, который подключается к
заземленному электрооборудованию 30 и потенциальному электроду П.
В качестве электрода П применяют металлическую пластину размером
25X25 см2, которая кладется на выровненную поверхность земли на рас-
стоянии 60 см от 30. Землю под электродом рекомендуется увлажнять
на глубину 2—3 см. Для обеспечения надежного контакта электрод П
нагружают массой 30 кг.
Резистор R выбирается таким, чтобы суммарное сопротивление ре-
зисторов и вольтметра имитировало сопротивление человека и состав-
ляло 1±0,05 кОм. Если внутреннее сопротивление вольтметра RPV>>
э>20 кОм, то R должно быть равным 1 кОм, в остальных случаях R, Ом,
рассчитывается по формуле
1000
r~rpv— woo *
§ 2.11 Измерения при проверках заземляющих устройств
77
б(1С)кЪ ТВ SBD/22DB
в
ЗУ
3
PV
• вэ
Рис. 2.52. Измерения напряжения прикосновения методом амперметра—
вольтметра:
а — с использованием трансформатора собственных нужд; б — то же с раздели-
тельным трансформатором; в — с использованием генератора переменного тока;
ТВ — трансформатор собственных нужд; Т1 — разделительный трансформатор;
С — генератор (желательно частотой, отличной от 50 Гц); ЗУ — заземляющее
устройство; О — заземленное электрооборудование; ВЭ — вспомогательный элект-
род; 3 — потенциальный электрод; R — резистор
Измерительный ток и пределы измерения приборов РА и PV долж-
ны быть такими, чтобы стрелки приборов отклонялись не менее чем на
2/3 шкалы.
В качестве вспомогательного электрода ВЭ можно использовать
внешние заземлители, например заземляющее устройство опоры обесто-
ченной линии электропередачи, удаленного молниеотвода, отдельного
заземлителя здания, мастерской и т. п. (эти заземлители не должны
78 Общие измерения при производстве наладочных работ
Гл. 2
иметь связей с испытуемым). При отсутствии таких устройств рекомен-
дуется погрузить на глубину 1—2,5 м несколько вертикальных стерж-
невых заземлителей на расстоянии 3,5 м один от другого и соединить их
между собой. При удельном сопротивлении грунта до 100 Ом обычно
достаточно двух-трех стержневых заземлителей.
Показанный на рис. 2.52 тиристорный короткозамыкатель QN обес-
печивает повторный кратковременный режим приложения напряжения.
В этом случае нужны импульсные амперметр РА и вольтметр PV.
Обеспечивая импульсы длительностью 0,05—0,1 с с паузами 5—10 с,
QN позволяет ие применять в указанных схемах специальных мер для
обеспечения электробезопасности при измерениях.
До производства измерений убеж-
даются в отсутствии посторонних токов
в земле, создающих помехи. Помехи
измеряются вольтметром PV при отсут-
ствии измерительного тока через ВЭ.
Если они велики, то принимают меры по
их уменьшению (отключают электро-
сварку) или обеспечивают условия, что-
бы при прохождении измерительного
тока показания вольтметра превосходи-
ли помехи ие менее чем в 10 раз. При
измерении по схеме, приведенной на рис.
2.52, в, можно отстроиться от помех по
Рис. 2.53. Измерение соп-
ротивления растеканию с
помощью ваттметра
частоте.
Если для измерений применяется ге-
нератор G с частотой, отличной от частоты источника помех (обычно
50 Гц), вместо вольтметра можно включить ваттметр PW (рис. 2.53),
на показания которого не влияют токи частотой, отличной от частоты
генератора. В этом случае можно принять, что напряжение прикосно-
вения, В,
Цц> = ppw!ipa •
где Ppw—показания ваттметра, Вт; 1РА — показания амперметра, А.
Если измерения сопротивления заземлителей /?изм производились в
сезон иаихудших условий (наибольших значений), то сопротивление за-
землителей вычисляют по формуле
Рз — Кс jRhbm <
где Кс — сезонный коэффициент сопротивления ваземлителя.
Полученные результаты при измерении R3 сравнивают-
ся с допустимыми. Если измеренное сопротивление превы-
шает норму, то следует проверить, все ли естественные за-
§2.11 Измерения при проверках заземляющих устройств
79
землители подключены. Если и естественные заземлители
не обеспечивают нужных показателей, то требуется изме-
рить в разных местах электроустановки сопротивление грун-
та и сравнить результаты измерений с данными, которые
использовались проектной организацией. Результаты этих
измерений сообщают проектной организации для получения
решения по улучшению заземлителя.
Если испытаниям предшествовали дожди и грунт ув-
лажнен, в процессе дальнейшей эксплуатации в наиболее
неблагоприятное (для заземлителя) время испытания сле-
дует повторить.
Кроме измерения Rs и Unp производится проверка на-
личия цепи между заземлителями и заземленными эле-
ментами, т. е. целостность
проводников, соединяющих ап-
паратуру с контуром заземле-
ния, надежность болтовых сое-
динений, а также наличие у
каждого аппарата непосредст-
венной связи с магистралью
заземления и заземленными
металлическими конструкция-
Рис. 2.54. Измерение сопротив-
ления связи методом ампер-
метра—вольтметра
ми.
Значение сопротивления свя-
зи не нормируется, но прак-
тикой установлено, что качест-
венное присоединение к за-
землителю обеспечивает сопротивление связи
0,05 Ом. Измерения сопротивлений связи можно
дить различными методами, в том числе мостами
ного тока и методом амперметра — вольтметра (рис. 2.54).
Для массовых измерений отдельных точек заземления
удобно пользоваться измерителями МС-07 и МС-08 (рис.
2.55).
не более
произво-
постоян-
В этом случае изолированные проводники от выводов 12, Е2 при-
бора присоединены к напильнику, который используется для присоеди-
нения к корпусу аппарата. Проводники имеют сечение 0,75—2,5 мм2 и
длину до 100 м. Рукоятку и конец напильника изолируют изоляционной
лентой. Напильник служит удобным электродом для быстрого производ-
ства измерения даже окрашенных и ржавых элементов связи с доста-
точной точностью. До измерения по указанной схеме следует произве-
сти компенсацию сопротивления измерительных проводов: подключить
80 Общие измерения при производстве наладочных работ
Гл. 2
напильник непосредственно к месту подсоединения выводов прибора 11,
Е1 и, вращая рукоятку «Регулировка», стрелку прибора установить иа
нуль шкалы нзмернтеля.
Рис. 2.55. Измерение сопротивления связи при помощи измерителя
МС-08
В установках до 1 кВ с глухим заземлением нейтрали
проверяется сопротивление петли фаза — нейтраль. Про-
верка производится для наиболее удаленных и наиболее
мощных электроприемников, но не менее чем для 10 % их
общего количества. Проверку можно производить расчетом
по формуле
7
•7 __ J
^пет Т ’
где Zn—полное сопротивление проводов петли фаза —
нейтраль; Zv — полное сопротивление питающего транс-
форматора току замыкания на корпус.
Для алюминиевых и медных проводов можно принять
Хп=0,6 Ом/км. Значения полных сопротивлений трансфор-
маторов приведены в табл. 2.2.
По Zdct можно определить ток однофазного КЗ;
г _ бф
' K~~z '
^пет
Если расчет показывает, что кратность тока однофаз-
ного замыкания на землю на 30 % превышает допустимые
кратности, приведенные в табл. 2.3, то можно ограничиться
расчетом. В противном случае следует произвести измере-
ния по схеме на рис. 2.56.
§2.11 Измерения при проверках заземляющих устройств
81
В схеме измерения силовой трансформатор Т не участвует и в рас-
чете учитывается по данным табл. 2.2. Нагрузочный трансформатор TV
и вольтметр PV подключаются за ближайшим от трансформатора за-
Рнс. 2.56. Измерение сопротивления петли фаза—нейт-
раль
щитным аппаратом. На рнс. 2.56 показаны два опыта: в конце лннин,
питающей мощного потребителя (сборку питания нескольких потребите-
лей), Kt и в конце линии удаленного потребителя 7(2. Для второго
опыта включают рубильник S; ток прн опыте должен быть меньше но-
минального тока плавкой вставки. Из опыта определяют
6—408
„ VPV
‘РА
г — I
“ /к~ ZD + 3
82
Общие измерения при производстве наладочных работ Гл.2
Таблица 2.2. Расчетные сопротивления трансформаторов типа ТМ прн однофазном замыкании на землю на стороне 400/230 В
Номиналь- ная мощ- ность, кВ-А Напряже- ние обмот-| ки ВН, кВ. Схема соедине- ния Полное сопротив- ление, Ом Номиналь- ная мощ- ность, КВ»А Напряже- ние обмот- ки ВН, кв Схема соедине- ния Полное сопротив- ление,
25 6—10 У/Ун 1,04 400 6—10 У/Ун 0,065
40 6—10 У/Ун 0,65 400 20—35 У/Ун 0,064
63 6—10 У/Ун 0,413 400 6—10 Д/Ун 0,022
(3 20 У/Уц 0,38 630 6—10 У/Ун 0,043
100 6—10 У/Ун 0,26 630 20—35 У/Ун 0,04
100 20—35 У/Ун 0,253 630 6—10 Д/Ун 0,014
160 6—10 У/Ун 0,162 1000 6—10 У/Ун 0,027
160 20—35 У/Ун 0,159 1000 20—35 У/Ун 0,027
250 6—10 У/Ун 0,014 1000 6—10 Д/Ун 0,009
250 20—35 У/Ун 0,102 1000 20—35 Д/Ун 0,01
Примечания: I. Для понижающих трансформаторов с напряжением
вторичных обмоток 230/133 В значения сопротивления в 3 раза меньше указан-
ных в таблице.
2. Условные обозначения схем соединений трансформаторов: У — звезда;
Ун — звезда с выведенной нейтральной точкой; Д — треугольник.
Опытом не учитываются сопротивления ошнновкн от трансформато-
ра до автоматического выключателя КМ1 и самого КМ1. Однако прак-
тически ошибка здесь невелика н компенсируется тем, что в расчете
Таблица 2.3. Наименьшая допустимая кратность тока однофазного
замыкания иа землю относительно номинальных уставок защитных
устройств
Вид защиты сети от однофазных замыканий Кратность тока однофазного замыка- ния на землю относительно уставки защиты Для сети, проложенной в помещении
невзрывоопасном взр ывоопасном
Плавкий предохранитель 3 4
Автоматический выключатель с 3 6
обратно зависимой от тока характе- ристикой Автоматический выключатель с 1,1 Др 1.1 Ар
электромагнитным расцепителем, ес- ли известен коэффициент разброса установки (по данным завода) То же при отсутствии заводских данных по Ар прн /НОм установки; до 100 А 1,4 1,4
более 100 А 1,25 1,25
§ 3.1 Определение общего состояния электрооборудования 83
Zner производится арифметическое, а не геометрическое сложение 2И
и Zt/3.
Промышленностью выпускается прибор М-417* для контроля соп-
ротивления фаза—нейтраль в сетях переменного тока промышленной
частоты напряжением 380 В±10 % без отключения испытуемого объек-
та, но этот прибор дает результаты, близкие к истине только в случаях
цепей, содержащих главным образом активное сопротивление (длинные
кабели, питаемые мощным трансформатором). Прн измерениях в цепях
с обычным углом сдвига прибор дает большие погрешности. Дополни-
тельную погрешность вызывает невозможность одновременной фиксации
величины напряжения сети н сопротивления. В связи со сказанным при-
бором пользуютсн в основном в условиях эксплуатации, так как метод
не требует снятия напряжения с объекта Измерения.
Глава третья
ОБЩИЕ ПРОВЕРКИ И ИСПЫТАНИЯ;
РЕГУЛИРУЮЩАЯ АППАРАТУРА
И ИСПЫТАТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ
3.1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЩЕГО СОСТОЯНИЯ
ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ ОСМОТРОМ И ПРОВЕРКА
ПРАВИЛЬНОСТИ МОНТАЖА ЦЕПЕЙ
Осмотру подвергаются все виды электрооборудования,
реле, приборы. При осмотре электрооборудования обраща-
ется внимание на отсутствие коррозии и механических по-
вреждений корпуса, магнитопровода, выводов, контактных
соединений, главной и междувитковой изоляции. При осмот-
ре одновременно устанавливается соответствие оборудова-
ния проекту и техническим требованиям. Оборудование пе-
ред осмотром должно быть очищено от пыли, грязи, завод-
ской смазки, ржавчины; монтаж его должен соответствовать
техническим нормативным требованиям. Перечень за-
меченных недостатков по внешнему состоянию оборудова-
ния предъявляется монтажному и экспуатационному пер-
* См. И. В. Крикун. Испытания заземляющих н зануляющих
устройств электроустановок. — Б-ка электромонтера; вып. 373.—М.:
Энергия, 1973. 80 с.
6»
84 Общие проверки и испытания Гл. 3
соналу для принятия мер по их устранению. Дальнейшие
работы по проверке, испытаниям и наладке производятся
только после устранения дефектов.
Проверка правильности монтажа цепей. Как уже отме- 1
чалось в § 1.6, схема внешних электрических соединений
проверяется тщательным осмотром, прослеживанием и с ।
помощью прозвонки. Правильность монтажа вторичных 1
цепей в пределах панели, шкафа, аппарата при открытом
его выполнении также может быть проверена путем простого <
прослеживания проводников. При сложном монтаже вто-
ричных цепей, а главным образом при проверке соедине-
ний между различными панелями и особенно между раз- ;
Рис. 3.1. Прозвонка цепей с помощью
пробника:
I — указатель; 2 — хомут; 3 — батарейка;
4 — зажимы типа «крокодил»; 5 — зажи-
мы участка цепи, правильность выполне-
ния которого проверяется; 6 — проверяе-
мый участок цепи
личными помещениями проверка осуществляется прозвон-
кой с помощью специальных приспособлений — пробника,
мегаомметра, телефонных трубок, используемых отдельно
или в различных сочетаниях. Пробник представляет собой
малогабаритный указатель с батарейкой для карманного
фонарика (рис. 3.1). Для удобства работы на концы его
проводников напаивают зажимы типа «крокодил». При
присоединении зажимов пробника к выводам, между кото-
рыми проверяется наличие соединений, в случае правиль-
ности монтажа цепь пробника замыкается и подвижные
лепестки его сдвигаются относительно неподвижных. В слу-
чае ошибки в монтаже или обрыва цепи она окажется ра-
зомкнутой и «срабатывания» пробника не произойдет. Для
исключения возможности срабатывания пробника по обход-
ным цепям один конец проверяемого проводника необходи-
мо отключать и подсоединять непосредственно к пробнику.
В качестве пробника можно использовать также лампу
для карманного фонарика с батарейкой, малогабаритный
омметр, грубый гальванометр (автомобильного типа).
Проверка монтажа цепей между отдельными панелями н особенно
между различными помещениями производится следующим . образом.
§3.1 Определение общего состояния электрооборудования
85
Установив телефонную связь по одной из жнл кабеля (в качестве вто-
рой могут быть использованы заземленные конструкции), остальные
жилы «прозванивают» пробником, омметром или мегаомметром
(рнс. 3.2) и результат проверки сразу же отмечают на схеме. Для этого
с одной стороны кабель отсоединяют от панели н один из проверяющих
поочередно подсоединяет жилы «к земле», а второй проверяющий ищет
жилу, подсоединив одни конец от пробника также к земле, а другим
«прощупывает» жнлы, пока пробник (мегаомметр) не покажет замыка-
ния. Подсоеднннв найденную жнлу, переходят к поиску второй жилы
н т. д. Часто прн «прозвонке» используются специальные таблицы, на ко-
торых указаны номера зажимов и маркировка жнл контрольных кабелей
по монтажным схемам. «Прозвонку» силовых н контрольных кабелей,
Рнс. 3.2. Проверка «прозвонкой» правильности маркнровкн
жнл кабеля:
I, 2 — обозначения жил кабеля
концы которых находятся в разных помещениях, можно осуществлять
также с помощью одних только телефонных трубок. Для этого с одной
стороны кабель отсоединяют от панели н к условленной жнле один из
проверяющих подсоединяет телефонную трубку, как показано на рнс. 3.2.
Второй проверяющий, подсоединив одни провод от телефонной трубки
к «земле», другим проводом «прощупывает» все жилы поочередно, по-
давая периодически голосом сигналы в трубку. Найдя жилу, по которой
первый проверяющий откликнется, ее подсоединяют к соответствующему
зажиму н продолжают, как н в предыдущем случае, поочередный поиск
н подключение других жнл. В результате такой «прозвонки» кабель про-
верен и подключен. В качестве телефонных трубок в последнее время
используются телефонные гарнитуры, которые ие надо держать в руке.
Они значительно удобнее для проверки цепей. Прн «прозвонке» кабелей
мегаомметром должны быть приняты меры, предотвращающие случай-
ное попадание опасного напряжения на посторонние цепн.
В последнее время разработаны специальные устройства для про-
верки цепей (жилонскатели и др.), позволяющие одному человеку осу-
86 Общие проверки и испытания
Гл. 3
шествлять прозвонку цепей, находящихся в разных помещениях, но эти
устройства практического применения в наладке не нашли.
3.2. ИСПЫТАНИЯ ИЗОЛЯЦИИ
ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ ПОВЫШЕННЫМ НАПРЯЖЕНИЕМ
Испытания повышенным напряжением промышленной
частоты в общем случае проводятся по схеме, приведен-
ной на рис. 3.3. Автоматический выключатель КМ должен
обеспечивать надежное отключение тока, увеличивающе-
Рнс. 3.3. Схема испытания изоляции электрооборудования повышенным
напряжением переменного тока:
КМ—автоматический выключатель; TUV— регулировочная колонка; Т—транс-
форматор испытательный; РА — амперметр для измерения тока на стороне низ-
кого напряжения; PV1, PV2 — вольтметры; РтЛ — миллиамперметр для измере-
ния тока утечки испытуемой изоляции; SE— кнопка, шунтирующая РтА для
его защиты от перегрузок; /?/ — резистор для ограничения тока в испытатель-
ном трансформаторе при пробоях в испытуемой изоляции (1—2 Ом иа 1 В ис-
пытательного напряжения); —то же для ограничения коммутационных пере-
напряжений на испытуемой изоляции при пробой разрядника (1 Ом на 1 В испы-
тательного напряжения); FV—разрядник; L — испытуемая обмотка; К—корпус
аппарата, изоляция которого испытывается
гося при пробое изоляции. Мощность, В-А, регулировочной
колонки TAB и испытательного трансформатора выбира-
ется в зависимости от испытательного напряжения, требу-
емого Нормами, по формуле
5ИСП = б)С(7исп-10 ,
где С —емкость испытуемой изоляции, пФ: t/„cn—испы-
тательное напряжение, кВ; <о — угловая частота испыта-
тельного напряжения (<o=2nf). Ориентировочная емкость
некоторых объектов испытания приводится в [1].
При окончательном выборе мощности испытательного
трансформатора учитывают отношение Пн0М>Тр/С7исп, где
Пном.тр — номинальное напряжение испытательного транс-
§ 3.2 Испытания изоляции повышенным напряжением
87
форматора. В зависимости от этого корректируется необ-
ходимая мощность трансформатора по формуле
S_ с 1^ном,тр
исп.тр — <->исп ——---
С'исп
В связи с тем, что иногда необходимая мощность испы-
тания превышает мощность имеющихся в наличии транс-
форматоров и регулировочных колонок, прибегают к умень-
шению ее за счет компенсации емкостного тока испытуемого
объекта (ток нагрузки — емкостный ток испытуемой изо-
Рнс. 3.4. Схемы удвоения испытательного напряжения:
И ПТ — изолирующий промежуточный трансформатор; НОМ — трансформатор на-
пряжения однофазный
ляции). Компенсация производится подключением парал-
лельно испытуемой изоляции индуктивности (дугогасящие
реакторы или специально изготовляемые дроссели). Одна-
ко этот метод используется при профилактических испы-
таниях, а в процессе пусконаладочных работ применение
его затруднено. Если номинальное напряжение испытатель-
ного трансформатора меньше, чем испытательное, то мож-
но использовать схемы последовательного включения двух
трансформаторов, приведенные на рис. 3.4. Схемы после-
довательного включения трансформаторов на рис. 3.4, а—в
используются чаще при производстве профилактических
испытаний во время эксплуатации. В процессе пусконала-
дочных работ они применяются редко. Когда испытуемая
изоляция изолирована от корпуса, применяется схема на
рис. 3.4, а. Если один вывод изолирован от корпуса, при-
меняется схема на рис. 3.4, б.
В процессе пусконаладочных работ в качестве испыта-
тельных трансформаторов используются часто измеритель-
88 Общие проверки и испытания
Гл. 3
ные трансформаторы напряжения. Они могут включаться
также последовательно (рис. 3.4,г). Каждый из трансфор-
маторов допускается кратковременно перевозбуждать в
пределах 100—150 % ПНОм, но при этом ток намагничива-
ния не должен превышать допустимого по условиям на-
грева значения. Значения допустимых максималь-
ных нагрузок трансформаторов напряжения приведены в
[1]. Измерение напряжения при испытаниях йовышенным
напряжением производится в случаях ответственных испы-
таний и при значительной емкости объекта испытания (ге-
нераторов, мощных силовых трансформаторов) на стороне
высшего напряжения (электростатическим вольтметром
или при его отсутствии — с помощью измерительных транс-
форматоров напряжения по рис. 3.5), а в случаях, менее
Рис. 3.5. Схемы измерения напряжения при испытании повышенным на-
пряжением с помощью трансформаторов напряжения
PV
ответственных, — на сторойе низшего напряжения испыта-
тельного трансформатора. Для защиты от случайных опас-
ных повышений напряжения используются шаровые раз-
рядники (рис. 3.6). Разрядники, применяемые при нала-
дочных работах, состоят из латунных шаров диаметром до
10 см, монтируемых на бакелитовых стойках, из которых
один закреплен неподвижно, а второй перемещается по на-
правляющим. В зависимости от необходимого напряжения
пробоя с помощью микрометрического винта устанавлива-
ется расстояние между шарами. Микрометрический винт
снабжен шкалой, которая может быть использована для
приблизительного определения пробивного напряжения без
измерительного прибора. Последовательно с шарами обыч-
но при сборке схемы испытания и в испытательных уста-
новках высокого напряжения устанавливаются безындук-
ционные резисторы (фарфоровые или стеклянные, запол-
ненные водой) 2—20 кОм, предохраняющие поверхности
шаров от сгорания при пробоях изоляции.
§ 3.2 Испытания изоляции повышенным напряжением
89
Рис. 3.6. Внешний вид шаровых разрядников
Порядок испытаний. Собирается и опробуется схема без подачи на-
пряжения на испытуемый объект. Перед подачей напряжения проверя-
ется выполнение всех требований Правил техники безопасности (ПТБ).
Место испытания вместе с объектом н испытательной установкой должно
быть огорожено, вывешиваются плакаты безопасности, проверяются тща-
тельно все заземления. Испытатель должен стоять на резиновом коври-
ке. Прн опробовании схемы устанавливается напряжение пробоя шаро-
вых разрядников ориентировочно по шкале микрометрического винта.
Меняя напряжение испытательной установки на холостом ходу (без
подключения испытуемой нзоляпнн), определяют по вольтметру на сто-
роне низшего напряжения или электростатическому вольтметру напря-
жение пробоя н в зависнмостн от этого корректируют расстояние между
шарами. Напряжение пробоя должно не более чем на 10—15 % превы-
шать требуемое напряжение испытания. Максимальное и минимальное
пробивные напряжения в зависимости от диаметра шаров, по которым
выбирают разрядники, приводятся в [1].
Для точного определения напряжения используются электростатиче-
ские вольтметры, устанавливаемые на стороне высшего напряжения ис-
пытательного трансформатора. Электростатическими вольтметрами мо-
гут производиться измерения как на переменном, так и на постоянном
напряжении. После опробования схемы н полного снятия напряжения
90 Общие проверки и испытания
Гл. 3
вывод высокого напряжения испытательной установки подключается к .
токоведущему выводу испытуемой изоляции. При испытаниях изолято-
ров по частям перед подачей напряжения для ускорения работ изолятор '
обычно делится на части с помощью проволоки диаметром, достаточным
для соблюдения необходимых расстояний, как показано на рис. 3.7.'
В качестве проволоки могут использоваться специальные инвентар-
ные электроды из пружинящей рояльной проволоки, показанные на
Рнс. 3.7. Схема соединения изоляторов при
испытании их повышенным напряжением
Рнс. 3.8. Инвентарный «рог», используемый для
соединения изоляторов между собой прн ис-
пытании повышенным напряжением
рнс. 3.8. Держатели электродов соединяются любой проволокой. На
разъединителях испытания повышенным напряжением обычно прово-
дятся одновременно на всех колонках, у которых предварительно со-
единяют электрически точки с одинаковыми потенциалами. При таком
способе сокращается общее время испытаний.
Подъем напряжения и испытание производятся с соблюдением всех
требований правил техники безопасности со скоростью: до 25—30 %
С^исп — неограниченной, дальнейший подъем до 50 % с произвольной
скоростью, но плавный; до 100 % —со скоростью 1—2 %/с. По
истечении времени испытания (1 мнн) напряжение плавно снижается и
при значении, равном 30 % 1Л1СГ1, может быть отключено. Во время ис-
пытания с безопасного расстояния производятся осмотр и прослушива-
ние испытуемой изоляции. Результат испытания считается удовлетвори-
тельным, если во время испытания не произошло пробоя или перекры-
тия изоляции, не было резких бросков стрелок амперметра (увеличения
тока), н вольтметра (снижения напряжения), не было замечено дыма,
запаха и гари, не прослушивались разряды. После испытания органиче-
ской изоляции следует, сняв напряжение и заземлив вывод установки,
прощупать поверхность и убедиться в отсутствии местных нагревов.
§ 3.2 Испытания изоляции повышенным напряжением
91
В случае перекрытий испытания прекращаются и повторяются, если при-
чиной была поверхностная загрязненность, не удаленная прн предвари-
тельной очистке н промывке. Прн пробое н обнаружении серьезных по-
вреждений последние устраняются или поврежденный элемент заменя-
ется, после чего испытание повторяется до получения удовлетворительных
результатов.
Во избежание недопустимых перенапряжений в изоляции, вызван-
ных высшими гармоническими, испытательный трансформатор присо-
единяется к линейному, а не к фазному напряжению (в линейном на-
пряжении отсутствует наиболее опасная третья гармоника).
Испытание выпрямленным напряжением производится
по одной из схем, приведенных на рис. 3.9. В схеме на рис.
3.9, в изоляция трансформаторов накала должна быть рас-
считана на полное рабочее напряжение испытательного
трансформатора по отношению к земле. В схеме на рис.
3.9, а вывод испытательного трансформатора должен иметь
изоляцию, рассчитанную на двойное рабочее напряжение,
так как в отрицательный полупериод, когда кенотрон не
пропускает тока, на нем имеет место напряжение, склады-
вающееся из напряжения трансформатора и напряжения
предварительно заряженной (в положительный полупери-
Рис. 3.9. Испытания изоляции выпрямленным напряжением:
а — схема с включением выпрямителя с заземленного конца трансформатора:
б — диаграмма напряжений; е — схема с включением выпрямителя со стороны
обмотки, находящейся под полным напряжением; Т1 — испытательный трансфор-
матор; Т2 — трансформатор накала; R— ограниченный резистор; KP-11Q -— вы-
прямитель; РрД — микроамперметр с пределами измерений 0—100 мкА
92 Общие проверки и испытания
Гл. 3
од) испытуемой изоляции (рис. 3.9,а и б). Нагрузка испы-
тательного трансформатора незначительна, так как она оп-
ределяется потерями в сопротивлении изоляции постоянно-
му току, поэтому при испытаниях можно использовать
измерительный трансформатор напряжения. Методика и по-
рядок испытания изоляции выпрямленным напряжением те
же, что и при испытании переменным напряжением. До-
полнительно при оценке результатов испытания учитывает-
ся ток утечки. После испытания выпрямленным напряже-
нием требуется во избежание несчастных случаев особо
тщательно разрядить объект испытания. В настоящее вре-
Рис. 3.10. Внешвий вид нспытательвой установки ЛИИ-70М:
/ — пульт управления; 2 — селеновый выпрямитель; 3 — лицевая панель; 4 — двер-
ца; 5 — измерительная ячейка; 6 — блок микроамперметра; 7 — трансформатор
высокого напряжения; 8 — разрядник; 9 — рукоятка переключения пределов изме-
рения тока; 10 — защитное ограждение; 11 — флажок предупредительный; 12 —
рукоятка регулятора напряжения; 13 — автоматический выключатель; 14 — выклю-
чатель; 15— вилка; 16— задняя верхняя дверца; 17—задняя нижняя дверца;
18—пружина; 19— изоляционные барьеры; 20. 21 — сигнальные лампы; 22 — кило-
вольтметр л
§ 3.2 Испытания изоляции повышенным напряжением
93
мя широкое применение в качестве выпрямителей находят
полупроводниковые вентили (селеновые, германиевые).
В этом случае установка более проста и отсутствует на-
кальный трансформатор.
В практике наладочных работ широко используются
комплектные испытательные установки, в том числе смон-
тированные на автомашине. Очень удобны в работе уста-
Рнс. 3.11. Принцнпиальвая схема установки АИИ-70М:
R1—Р7 — резисторы; С1—С5 конденсаторы; PkV — киловольтметр; РцА — мик-
роамперметр; SAC1 — переключатель пределов измерения; SAC2 — выключатель;
КМ—автоматический выключатель; YB— блокировка дверная; HL1, НL2 — лам-
пы; VD — селеновый выпрямитель; FV—разрядник; А — банка с электродами^
Т1 — трансформатор; TAB — регулятор напряжения
64 Общие проверки и испытания
Гл. 3
новки АИИ-70М (рис. 3.10), АИМ-80, АИМ-90, выпускае-
мые нашей промышленностью. Установки предназначены
для испытаний повышенным напряжением переменного и
выпрямленного' тока изоляции электрооборудования с но-
минальным напряжением до 10 кВ включительно, в том
числе силовых кабелей и жидких диэлектриков, а также от-
дельных элементов опорной и подвесной изоляции в элек-
троустановках 35—220 кВ.
Установка АИИ-70М. Максимальное напряжение пере-
менного тока промышленной частоты установки 50 кВ,
максимальное выпрямленное напряжение 70 кВ, мощность
трансформатора при испытании переменным током 2 кВ-А.
Размеры и масса установки позволяют легко транспорти-
ровать ее и перемещать на объекте. Принципиальная схе-
ма установки представлена на рис. 3,11.
Испытание твердых диэлектриков переменным током с помощью
АИИ-70М проводится следующим образом. Заземляются аппарат и раз-
рядник. Рукоятка переключателя устанавливается в положение «Чувст-
вительная». К испытательному выводу присоединяется провод, с помо-
щью которого подается напряжение к испытуемому объекту. С помощью
специального швура с вилкой н колодкой подается питание от сети (за-
горается зеленая лампа), включается кнопка «Вкл» (загорается красная
лампа) и рукояткой вапряжевне плавно поднимается до веобходнмого
значения с соблюдением требований, приведеввых выше. Если при эт^м
из-за большой потребляемой мощности срабатывает защита и отключа-
ет уставовку, рукоятка переключателя ставится в положевне «Грубая»
(защита загрубляется) и в этом положении производится испытание
продолжительностью ве более 1 мив.
Для испытания выпрямленным напряжением откидывается нижняя
дверца основного аппарата и ва вей устанавливается кенотровная при-
ставка, как показано на рве. 3.10. Откидывается также верхняя крышка,
и в ее отверстие вставляется рукоятка, сочлевяемая с переключателем
пределов измерений микроамперметра. Пружива, находящаяся в сред-
ней части приставки, присоединяется к выводу основного аппарата. Про-
изводится заземление приставки. Вывод подачи выпрямленного напря-
жения на объект подключается к приставке с помощью специально пре-
дусмотренного кабеля с муфтой. После указанной подготовки испытание
проводится в такой же последовательности, как и в предыдущем случае.
Для оценки тока утечки прн испытании показания микроамперметра ум-
ножаются на кратность пределов. Показавия снимаются прн важатии
кнопки в центре рукоятки и постепенном переключении рукоятки с гру-
бых пределов на более чувствительные.
§ 3.2’ Испытания изоляции повышенным напряжением
95
Установка АИМ-80 отличается от АИИ-70 тем, что обе-
спечивает возможность получения переменного испытатель-
ного напряжения до 80 кВ, а также более удобным и плав-
ным регулированием и портативностью. Но наличие в
установке заземления средней точки обмотки ВН трансфор-
матора ограничивает практическое получение испытатель-
ного напряжения относительно земли до 40—45 кВ. Тех-
нические данные аппарата АИМ-80 приводятся в [1].
Передвижная установка типа ЭТЛ-35-02 на автомашине
ГАЗ-51 (рис. 3.12 и 3.13) позволяет выполнять следующие
Рис. 3.12. Пульт управлевня передвижной лабора-
торви ЭТЛ-35-02
работы: испытание повышенным напряжением перемен-
ного тока до 1000 кВ (ИОМН-100/20, мощность 20 кВ-А),
испытание повышенным напряжением выпрямленного то-
ка до 60 кВ, проверку состояния изоляции обмоток элек-
трических машин, трансформаторов и других электроаппа-
ратов (7?из1 Аабс, tg6), измерение коэффициентов транс-
формации трансформаторов силовых и напряжения, изме-
рение потерь холостого хода силовых трансформаторов.
Выявление отдельных дефектов изоляторов подвесных
гирлянд производится проверкой распределения напряже-
ния по изоляторам с помощью специальной штанги (рис.
§6 Общие проверки и испытания. >
Гл. 3
Рнс. 3.13. Внутренняя часть передвиж-
ной лаборатории ЭТЛ-35-02 с испыта-
тельным оборудованием
О 10 20 30 W 50 БОкВ
Рнс. 3.14. Измерение (а) н кривые распределения (б) напряжения по
элементам гирлянды 110 кВ для исправных изоляторов (кривая /) и
для- случаев повреждения третьего изолятора снизу (кривая 2):
PkV — киловольтметр, размещаемый иа конце штанги в месте, доступном для от-
счета показаний, но иа безопасном для человека расстоянии
§ 3.2' Испытания изоляции повышенным напряжением
97
3.14,а). На основании результатов измерений строится кри-
вая распределения напряжения (рис. 3.14,6). Напряже-
ние на дефектном изоляторе, как видно из рисунка, резко
снижается по сравнению с измеренным на предыдущем
(неповрежденном) не менее чем в 1,5—2 раза, что позво-
ляет судить о дефекте в данном изоляторе.
Изоляция цепей и аппаратов вторичных устройств пос-
ле предварительной проверки с помощью мегаомметра, за
исключением цепей и аппаратов, рассчитанных на рабочее
напряжение 60 В и ниже, подвергается испытанию повы-
шенным напряжением 1 кВ переменного тока промышлен-
ной частоты в течение 1 мин. Испытанию подвергается пол-
ностью собранная схема с помощью испытательных уста-
новок, изготовляемых энергосистемами и наладочными
организациями, например ИВК (рис. 3.15) или КУ-65. При
отсутствии испытательных установок испытания могут про-
Рис. 3.15. Принципиальная схема испытательной установки ИВК:
Т — испытательный трансформатор; TUV — регулировочный автотрансформатор?
— реле защиты; FN — вспомогательные контакты; SB — кнопка пуска
Рис. 3.16. Схема испытания изоляции вторичных устройств повышенным
напряжением промышленной частоты:
S — рубильник; TUV— регулировочный автотрансформатор; ГУ — трансформатор
Напряжения; SB — кнопка включения микроамперметра при1 измерениях; 7? — ре-
зистор сопротивлением 1000 Ом
7—408
98 Общие проверки и испытания
Гл. 3
изводиться по схеме, приведенной на рис. 3.16, с использо-
ванием в качестве испытательного трансформатора напря-
жения типа НОМ-3 или другого трансформатора с коэф-
фициентом трансформации 127 или 220/1000 или 2000 В.
Резистор R сопротивлением 1000 Ом в схеме на рис. 3.16
устанавливается для ограничения тока при пробое изоля-
ции. При большом числе разветвленных цепей, при кото-
ром трансформатор может сильно перегружаться емкост-
ными токами контрольных кабелей, что проверяется по по-
казаниям амперметра, испытания проводят раздельно по
участкам. Во избежание пробоя конденсаторов в цепях,
подвергаемых испытаниям, при проведении последних они
закорачиваются. Закорачиваются также обмотки с боль-
шой индуктивностью, в том числе обмотки измерительных
трансформаторов, электромагнитов отключения н реле во
избежание резонанса напряжений, который может иметь
место из-за емкости кабелей. Закорачиваются во избежа-
ние повреждения также полупроводниковые элементы. Пе-
ред проведением испытания изучается схема цепей и уст-
ройств и ставятся перемычки в тех местах, где возможны
разрывы на контактах переключателей и других элемен-
тов. Удобнее всего испытания оперативных цепей проводить
с предохранителей, объединяя искусственно на время ис-
пытания отдельные участки, питаемые от разных предо-
хранителей.
3.3. РЕГУЛИРОВАНИЕ ТОКА И НАПРЯЖЕНИЯ
Реостаты и потенциометры. Для регулирования тока и
напряжения переменного и постоянного тока при производ-
стве наладочных работ широко применяются реостаты и
потенциометры, выпускаемые промышленностью, или спе-
циальные нагрузочные реостаты, изготовляемые в энерго-
системах (например, в Мосэнерго, рис. 3.17, 3.18).
В первом случае регулирование сопротивления произво-
дится с помощью ползункового устройства 6 и 7, во вто-
ром случае — переключением соответствующих рубильни-
ков. Реостаты для цепей регулирования тока включаются
по схеме на рис. 3.19 и выбираются по допустимому току
и необходимому диапазону регулирования тока.
Максимальное сопротивление и допустимый длитель-
ный ток указываются в паспорте реостата. При ступенча-
§ 3.3 Регулирование тока и напряжения
99
Рис. 3.18. Принципиальная схема реостата Мосэнерго
том регулировании реостата указывается также минималь-
ное сопротивление. Для реостатов промышленного изготов-
ления допустимый длительный ток составляет не более
15 А. Данные реостатов приводятся в [1]. Специальные
нагрузочные реостаты допускают ток до 80 А при напря-
жении 220 В. Для регулирования напряжения реостат
включается по схеме потенциометра (рис. 3.20) и выбира-
ется по условиям плавности регулирования напряжения и
допустимому длительному току. Для того чтобы удовлет-
7*
100 Общие проверки и испытания
Гл. з
верилось первое условие, необходимо, чтобы полное сопро-
тивление реостата /?р,п было как можно больше. Его зна-
чение ограничивает второе условие, по которому реостат
Рнс. 3.19.Схема использования
реостата для регулирования
тока:
RR — реостат; Н — нагрузка
Рис. 3.20. Схема использова-
ния реостата в качестве потен-
циометра:
RR — реостат; Н — нагрузка
должен длительно выдерживать ток нагрузки /Ном и ток
собственного потребления /р, определяемый из выражения
/р ^с/^РЛ>
где Uс — напряжение сети.
Для того чтобы значение нагрузки не влияло на значе-
ние напряжения, снимаемого с потенциометра (из-за того,
что оно перераспределяется на потенциометре по мере пе-
редвижения «движка» в соответствии с изменением при
этом соотношения между сопротивлениями отдельных ча-
стей потенциометра), сопротивление реостата должно удов-
летворять третьему условию: i
/?н Ю/?р,п»
где 7?н — сопротивление нагрузки.
Последнее условие дополнительно ограничивает макси-
мальное значение сопротивления реостата.
Автотрансформаторы. Кроме потенциометров для регу-
лирования напряжения переменного тока используются ав-
тотрансформаторы типа ЛАТР (лабораторные автотранс-
форматоры) (рис. 3.21), регуляторы напряжения типа
РНО (однофазный), РНТ (трехфазный), регулировочные
автотрансформаторы РТТ, АОМК. .Принципиальная элек-
трическая схема автотрансформаторов показана на рис.
3.22. Регулируемое напряжение автотрансформаторов типов
ЛАТР-1М, ЛАТР-2М 0—250 В при питании от сети 127
или 220 В. Для ЛАТР-1М допустимый длительный ток 9 А,
§ 3.3 Регулирование тока и напряжения
101
для ЛАТР-2М 2 А. Масса их невелика,' они удобны при
транспортировке. Регуляторы напряжения и регулировоч-
ные трансформаторы PHO, РНТ, РТТ, АОМК используют-
Рис. 3.21. Лабораторный регу-
лировочный автотрансформа-
тор ЛАТР-2М
Рис. 3.22. Принципиальная схе-
ма автотрансформатора ЛАТР
ся при более значительных нагрузках (рис. 3.23). Техниче-
ские их характеристики приводятся в [1]. Допускается
кратковременная двукратная перегрузка регулировочных
автотрансформаторов (кроме лабораторных) и 4,5-кратная
перегрузка регуляторов напряжения типа РНО-250-10 при
использовании их для испытаний изоляции повышенным на-
пряжением при условии, что длительность повышения на-
пряжения от нуля до испытательного значения не превы-
шает 30 с, а длительность испытания — 1 мин.
102 Общие проверки и испытания
Гл. 3
Нагрузочные токовые устройства. Наиболее широко ис-
пользуются в качестве нагрузочного устройства трансфор-
маторы безопасности (ОСД-0,25). При подаче напряжения
220 В на первичную их обмотку на вторичной обмотке,
Рис. 3.24. Схема регулирования
тока в нагрузке с помощью
трансформатора безопасности:
I — «ПАТР; 2 — трансформатор бе-
зопасности; 3 — нагрузка
включенной на нагрузку, можно получить ток до 150 А.
Ток в этом случае регулируется изменением подаваемого
напряжения с помощью лабораторного автотрансформато-
ра (рис. 3.24).
Энергосистемами изготовляются специальные нагрузочные транс-
форматоры. Пример такого трансформатора, изготовленного в Мосэнер-
го, показан на рис. 3.25. Мощность его в кратковременном режиме
30 кВ-А. Первичная обмотка имеет две секции для включения на на-
пряжение 127 В (параллельно) и 220 В (последовательно). Вторичная
обмотка имеет восемь секций, позволяющих регулировать ступенями ток
в нагрузке. Секции включаются последовательно (на 100 А), парал-
лельно ( на 800 А) и последовательно-параллельно (на 400 и 200 А). Не-
обходимые соединения для получения того или иного тока производятся
с помощью гаек, соединяющих шинки секций между собой и с общей
шиикой, к которой подсоединяется нагрузка. Для плавного регулирова-
ния нагрузочного тока напряжение на первичную обмотку должно по-
даваться через реостат или через регулировочный автотрансформатор.
Но при этом они должны быть рассчитаны на ток до 50 А при напря-
жении 220 В и 90 А при напряжении 127 В. Схема трансформатора
выполнена таким образом, что одновременно при установлении необхо-
димого тока с помощью вспомогательных шинок и гаек устанавливается
соответствующий коэффициент измерительного трансформатора тока,
к которому подключен контрольный амперметр (100/5, 200/5, 400/5,800/5).
Так как вторичный ток обратно пропорционален сопротивлению вторич-
ных цепей, они должны выполняться проводом сечением не менее 50 мм2
минимально возможной длины (нагрузочный трансформатор должен
располагаться для этого вблизи испытуемого оборудования). В некото-
рых случаях при соблюдении этих условий нагрузочный трансформатор
может обеспечить ток до 1000—1500 А.
§ 3.3 Регулирование тока и напряжения
103
В качестве нагрузочного трансформатора в практике наладочных ра-
бот иногда используются лабораторные трансформаторы тока типа УТТ.
С их помощью можно получить в первичной обмотке, пропускаемой че-
Рис. 3.25. Нагрузочный трансформатор ТН-3 Мосэнерго:
а — схема внутренних соединений; б — схема выводов и соединений их с помощью
гаек для получения различных коэффициентов трансформации; ф— гайка затя-
нута; О — гайка отпущена
рез отверстие УТТ (один виток) и питающей нагрузку, ток до 2000 А
при подаче на вторичную обмотку тока 5 А от сети 127—220 В через
автотрансформатор (ЛАТР-1).
В некоторых случаях при регулировании тока или на-
пряжения для проверки оборудования (например, индук-
ционных реле) имеет значение сохранение синусоидальной
их формы. Однако для трансформаторов характерна нели-
нейная зависимость между током намагничивания и напря-
жением (или магнитным потоком), искажающая форму тока
или напряжения (потока). Поэтому, когда нужно сохра-
нить синусоидальную форму тока, используют для регули-
рования активные сопротивления (реостаты), а в случае,
когда требуется сохранить синусоидальную форму напря-
жения, для регулирования его используют автотрансфор-
маторы.
104 Общие проверки и испытания
Гл. 3
3.4. ПЕРЕНОСНЫЕ УСТРОЙСТВА ДЛЯ ПРОВЕРКИ
КОММУТАЦИОННОЙ аппаратуры, простых реле
И АВТОСИНХРОНИЗАТОРОВ
В настоящее время наладочными организациями разра-
ботаны комплектные переносные устройства, позволяющие
без больших затрат времени на подготовку схемы произве-
сти ряд необходимых проверок коммутационной аппарату-
ры и устройств релейных защит; ниже приводятся сведения
по некоторым из них.
Комплект устройств для прогрузки автоматических вы-
ключателей разработан монтажно-наладочным управлени-
ем (МНУ) треста «Электроцентромонтаж» Минэнерго
СССР. Комплект включает нагрузочный трансформатор
НТ-74, выполненный на базе втулочного трансформатора
тока ТВ-35-600/5, регулировочный автотрансформатор
РНО-250-5 и электроизмерительные клещи, также модер-
низированные в МНУ.
Рис. 3.26. Схема прогрузки автоматического выключателя током выше
3 кА при питании от сети 380 В:
А — место наложения электроизмерительных клещей Ц91М
Комплект с одним НТ-74 позволяет получить токи про-
мышленной частоты до 3 кА с длительностью до 20 с, с дву-
мя НТ-74 — более 3 кА.
Схема прогрузки автоматического выключателя током
выше 3 кА при питании от сети 380 В показана на рис. 3.26.
Устройство проверки электрооборудования 0,4 кВ УП-04
(разработано также в МНУ) предназначено для проверки
§ 3.4 Устройства для проверки коммутационной аппаратуры 105
41 *
Рис. 3.27. Принципиальная схема устройства УП-04
106 Общие проверки и испытания
Гл. 3
магнитных пускателей, контакторов, реле времени, проме-
жуточных реле, реле напряжения, токовых реле переменно-
го тока, автоматических выключателей с током отсечки до
500 А (рис. 3.27). Технические данные УП-04 и порядок
пользования им приводятся в [1].
Устройство проверки коммутационной аппаратуры
УПКА-1 (разработано в МНУ) предназначено для провер-
ки комплектных устройств КРУ и КРУН. Устройство поз-
воляет без специальной сборки схем проверки, одним лишь
подключением его к зажимам КРУ и КРУН и с помощью
разъемов — к соединительным шлангам тележек, произво-
дить опробование выключателя с измерением времени и
скорости включения и отключения, проверку напряжения
срабатывания и возврата контактора включения и электро-
X
4
^380В.
Г 3
YAT
КМ
£В/ОА
DO-
O’
ВиВр.
+28о-
11(27)о-
12(30)6
27(11)о
30(12)0
30
29
28
27
12
11
--_г_
Г7~
fYAC
JSAC4 SAC5
ггоъ звов
SAC1
~0-380В
КМ2
0—250 В
кмз
тг
VD5-VD8
SACS
VD9—VD12
К Ю
Z.XPV
К
Сброс
-U
-I
=0
-I
R3 ВЧ
Рис. 3.28. Принципиальная схема устройства УПКА-1
VD1-VO4
250 В
127В
Контакты
реке
VT1
-J-C3
КМ1
§ 3.4 Устройства для проверки коммутационной аппаратуры
107
магнита отключения, проверку работы привода при пони-
женном (на 20%) напряжении. Принципиальная схема
устройства представлена на рис. 3.28. Порядок пользова-
ния устройством приводится в [1].
Устройство УПР-3 для проверки простых реле (разра-
ботано в МНУ) предназначено для проверки реле времени,
реле напряжения, промежуточных и сигнальных реле по-
Рнс. 3.29. Принципиальная схема устройства УПР-3
стоянного и переменного напряжения. Принципиальная
схема устройства представлена на рис. 3.29. Последова-
тельность работы с устройством подробно приводится в
[11-
Устройство проверки автосинхронизатора (УПАСТ)
(разработано в МНУ) предназначено для полной проверки
автосинхронизаторов и предварительной настройки узлов
108 Общие проверки и испытания
Гл. 3
опережения и подгонки частоты. Принципиальная схема
устройства представлена на рис. 3.30. Технические данные
и порядок пользования приводятся в [1].
Рис. 3.30. Принципиальная схема устройства УП-АСТ
3.5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОЛЯРНОСТИ ОБМОТОК
При проверке силовых и измерительных трансформато-
ров, электрических машин необходимо проверять поляр-
ность их обмоток и правильность выводов. Однополярными
выводами обмоток считаются такие, которые при наличии
потока в магнитопроводе (условно — от любого другого ис-
точника) имеют один и тот же знак ЭДС.
Полярность выводов обмоток зависит от направления
намотки витков катушек и взаимного расположения их на
§ 3.5 Определение полярности обмоток
109
сердечнике магннтопровода. На рис. 3.31 показаны однопо-
лярные выводы А, а, аъ а%; X, х, хь Хг.
Если соединить обмотки последовательно, соблюдая по-
лярность, например вывод А с Xj, то общая ЭДС обмоток
на выводах X — а будет представлять собой сумму ЭДС
Рис, 3.31. Однополярные вы-
воды обмоток трансформатора
Рис. 3.32. Проверка полярности
обмоток поляромером
отдельных обмоток; ЭДС последовательно-встречно вклю-
ченных обмоток,, например при соединении вывода А с аь
будут вычитаться, и при одинаковом количестве витков их
общая ЭДС (на выводах X — Xi) будет равна нулю.
Если на одну из обмоток кратковременно подключать
постоянный ток, а к другой — гальванометр, присоединив
плюс батареи и гальванометра к однополярным зажимам А
и а, то отклонение гальванометра будет происходить в
правую сторону при замыкании цепи батареи и в левую
при размыкании ее (рис. 3.32). Это свойство обмоток поз-
воляет просто определять однополярные зажимы: если при
такой схеме подключения батареи и гальванометр откло-
нение последнего при замыкании цепи батареи происходит
в правую сторону, а при размыкании — в левую, то однопо-
лярными являются выводы А, а и X, х. Такой метод опре-
деления полярности обмоток называют методом поляроме-
ра. Он широко применяется в практике наладочных работ.
Перед работой полярность зажимов гальванометра должна
ПО Общие проверки и испытания
Гл. 3
быть проверена подачей на него кратковременно и в преде-
лах допустимого напряжения. В противном случае могут
быть сделаны неправильные выводы, последствием которых
Рис. 3.33. Схема определения
полярности обмоток электро-
двигателя
могут быть серьезные аварии силовых трансформаторов,
неправильная работа релейной защиты и т. п. В качестве
гальванометров используются грубые гальванометры или
милливольтметры магнитоэлектрической системы.
Определение однополярных выводов обмоток асинхрон-
ных машин производится по схеме, приведенной на рис.
3.33. Если присоединить плюс батареи к началу первой об-
мотки, а плюс гальванометра поочередно к началам второй
и третьей обмоток, то в момент замыкания цепи источника
постоянного тока гальванометр в случае правильной мар-
кировки будет отклоняться влево. Такое отклонение обус-
ловливается сдвигом в пространстве обмоток и сердечени-
ков машин на 120° (электрических) по отношению друг к
другу. Проверка производится подачей напряжения на об-
мотки всех фаз.
3.6. РЕГУЛИРОВАНИЕ ФАЗЫ И ЧАСТОТЫ
При проверке релейных защит с реле направления мощ-
ности и в некоторых других случаях требуется регулиро-
вание угла фазового сдвига между -током и напряжением,
что осуществляется с помощью фазорегуляторов. Для этой
цели используются индукционные фазорегуляторы, пред-
ставляющие собой заторможенный асинхронный электро-
двигатель с фазным ротором (рис. 3.34). Устанавливая ро-
тор такого электродвигателя с помощью рукоятки и редук-
тора в различные положения, можно получить различные
углы между напряжениями статора U\ и ротора t/2 в пре-
делах 0—360° (рис. 3.35). Если нужно регулировать фазу
§ 3.6 Регулирование фазы и частоты
111
напряжения относительно напряжения, то на нагрузку 1
подается напряжение статора U\, а на нагрузку 2— напря-
жение с колец ротора U2. Тогда угол а в зависимости от
Рис. 3.34. Трехфазный индукционный фазорегулятор:
а — общий вид; б — схема включения; 1 — редуктор; 11 — статор; Ill — ротор
положения ротора будет изменяться между напряжениями
U2 и Если нужно регулировать фазу тока относительно
напряжения, то в токовую цепь нагрузки подается питание
от напряжения статора Ui через последовательно включен-
ные активные сопротивления (для того чтобы ток /2 совпа-
дал по фазе с Ui), а напряже-
ние на нагрузку подается с ко-
лец ротора U2. Тогда угол в за-
висимости от положения ротора
будет изменяться между на-
пряжением U2 и током /2. Про-
мышленность выпускает индук-
ционные фазорегуляторы типов
МАФ-22, ФР-41, ФР-82-2, тех-
нические данные которых при-
ведены в [ 1 ]. Однако эти фазо-
регуляторы тяжелы, громоздки
и неудобны при частых транс-
портировках. В связи с этим
более широкое применение в
Рис. 3.35. Векторная диаграм-
ма напряжений индукционного
фазорегулятора
112 Общие проверки и испытания
Гл. 3
практике наладочных работ нашли фазорегуляторы, вы-
полненные на автотрансформаторах. Пример такого фазо-
регулятора, изготовленного Мосэнерго, показан на рис. 3.36.
Рис. 3.36. Фазорегулятор Мосэнерго на автотрансформаторах
При подаче напряжения Uab иа нагрузку 1 и напряжения с авто-
трансформатора, включенного на напряжение Uac на нагрузку 2, как
показано иа схеме рис. 3.37, я, снимаемое с автотрансформатора напря-
жение будет изменяться по фазе относительно Uab в пределах 0—60°
(рис. 3.37,6). При изменении фазы подаваемого на автотрансформатор
напряжения с помощью переключателя можно плавно изменять угол
между напряжениями Ui и U? уже в пределах 0—360° (табл. 3.1).
Отсчет углов ведется против часовой стрелки от исходного напря-
жения (в данном случае Uab), так как за положительные приняты углы
§ 3.6 Регулирование фазы и частоты
113
Таблица 3.1. Диапазон углов между напряжениями в зависимости от
фазы подаваемого на автотрансформатор напряжения _______________
Регули- руемый угол меж- ду </, и 1/,. град 1 Фазы напряжения, 1 подаваемого на авто- трасформатор Векторная Диаграмма Регули- руемый угол между £71 и С£, град Фаз напряжения, подаваемого на авто- трансформатор Векторная диаграмма
t/св^ЛВ //дс^^дв
0—60 С—А '^ВС 0—60 С—В Вве Уса
Цсв &в Вас №ав К]
60—120 В—А Уса &вс 60—120 А—В Вве Вел
120—180 В—С 1Вав ВвА 120—180 А-—С ЬУаВ
♦Х/дв
180—240 А—С ЬУав ~CAA'^\Ubc ВвА 180—240 В—С Beft^CA ИВА
240—300 А—В ^АВ jS^AC Уса*' ^Ввс 240—300 В—А Bab * Усв /\ Вве Оса
Шв Пав
300—360 С—В Т^Вдс ВС( 300—360 С—А ^Всв в^ Ч^СА
8—408
114 Общие проверки и испытания
Гл. 3
при индуктивной нагрузке, т. е. когда ток отстает от напряжения (в слу-
чае регулирования фазы напряжения относительно тока, совпадающего
С Uab).
Из рис. 3.37,6 видно, что при изменениях угла изменяется и значе-
ние напряжения 17г. Для сохранения последнего постоянным в фазоре-
гуляторе Мосэнерго применен второй автотрансформатор (рис. 3.38).
Рис. 3.38. Схема включения фазо-
регулятора Мосэнерго с дополни-
тельным автотрансформатором для
регулирования напряжения
Рнс. 3.37. Схема включения (а) и
соответствующая ей векторная
диаграмма (б) фазорегулятора
Мосэнерго
Кинематика фазорегулятора выполнена таким образом, что при измене-
нии угла с помощью движка ATI одновременно перемещается дополни-
тельная щетка АТ2, поддерживая на выходе его постоянное значение
напряжения Uz. При необходимости можно регулировать только U2 с
помощью основного движка фазорегулятора. В этом случае положения
движка ATI и дополнительной щетки АТ2 не изменяются. При отсут-
ствии фазорегулятора можно регулировать угол подбором соответствую-
щих фаз напряжения в схеме, собранной на автотрансформаторах или
потенциометрах.
В настоящее время все наладочные организации поль-
зуются при наладке релейных защит выпускаемыми про-
мышленностью портативным^ комплектными устройствами.
В этих устройствах предусмотрена возможность регулиро-
вания фазы тока и напряжения с помощью коммутацион-
ного фазорегулятора (см. § 3.9).
Регулирование частоты. Для регулирования частоты при
настройке реле частоты и проверке частотомеров наиболее
широко используются генераторы технической частоты
(ГТЧ), изготовляемые различными энергосистемами. С по-
мощью такого ГТЧ можно регулировать частоту в пределах
43—55 Гц.
§ 3.7 Портативные выпрямительные устройства
115
Внешний вид генератора ГТЧ представлен на рис. 3.39.
Из надписей видно назначение всех элементов. Выходная
мощность генератора гарантируется до 30 Вт, а в форси-
рованном режиме допускается до 35—38 Вт. При провер-
ках и настройках высокочастотных каналов связи и телеме-
ханики, а также устройств телемеханики для регулирования
( ГТЧ-2 )
V —-------
Частота
ВЫХОДА
Вкл. QfiOrmi Л, ^апряжениг
ВЫХОДА
Рис. 3.30. Внешний вид генера-
тора ГТЧ
Рис. 3.40. Внешний вид селе-
нового выпрямителя ВСА-4
О О
К ЧАСТОТОМЕРУ
О О
К РЕВЕ
частоты используются специальные генераторы, приве-
денные в [1]. При проверках и настройках высокочастот-
ных каналов связи, а также устройств телемеханики для
регулирования частоты используются генераторы, техни-
ческие данные которых приведены в [3].
3.7. ПОРТАТИВНЫЕ ВЫПРЯМИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА
Для проверок реле и приборов постоянного тока в лабо-
раторных условиях, на объектах и при неготовности мон-
тажа системы постоянного тока используются портативные
выпрямительные устройства, например селеновые выпря-
мители типа ВСА-4 (рис. 3.40) или ВСА-10 (рис. 3.41). Но-
минальные напряжения выпрямителей 240 и 120 В, номи-
нальный ток 2—2,5 А. Питание осуществляется от сети пе-
ременного тока напряжением 220, 127, ПО В при частоте
50 Гц.
8*
116 Общие проверки и испытания
Гл. 3
В комплектных переносных устройствах, применяемых
для проверки устройств релейной защиты (см. § 3.9), пре-
дусмотрен источник выпрямленного напряжения, поэтому
при пользовании этими устройствами, как и описанными в
§ 3.5, специальные выпрямительные устройства не требу-
ются.
Для опробования вновь смонтированных выключателей
до ввода в действие аккумуляторной батареи наладочные
KHtXrKr
Рис. 3.41. Внешний вид (а), принципиальная схема (б) и схема распо-
ложения перемычек (в) выпрямителя ВСА-10
; г з
« 5
-727В
Ц 5 .
-220 В Ч
организации пользуются мощными выпрямительными уста-
новками, изготовляемыми на заводах электромонтажных
организаций. Этими же установками производится прогрев
обмоток силовых трансформаторов, требующийся в некото-
рых случаях при проверке состояния изоляции. Наиболее
широко для этих целей применяются в настоящее время
установки с твердыми выпрямителями (с использованием
§ 3.8 Указатели напряжения
117
кремниевых выпрямителей), например установка ВУ-650,
изготовленная трестом «Гидроэлектромонтаж» Минэнерго
СССР, имеющая сравнительно небольшую массу, напряже-
ние питания сети 380/220 В и максимальную мощность
650 кВ-А.
3.8. УКАЗАТЕЛИ НАПРЯЖЕНИЯ
Указатели низкого напряжения применяются для про-
верки наличия напряжения в различных точках налажива-
емой схемы управления, защиты, автоматики, питания
устройств и оборудования низкого напряжения. Указатели
напряжения изготовляются промышленностью в виде токо-
искателей, карманных указателей или отвертки со встроен-
ной неоновой лампой (рис. 3.42). При прикосновении щупа
Рис. 3.42. Указатели напряжения:
с — двухполюсный токоискатель ТИ-2; 6 — отвертка-указатель; в — карманный
указатель; г — электрическая схема замещения указателя при измерении: 1 — эк-
вивалентное сопротивление человека; 2 — металлический наконечник иа конце
однополюсных индикаторов; 3 — иеоновая лампа; 4 — емкость отрицательного по-
люса по отношению к земле; 5 — добавочный резистор в индикаторе
к проверяемому полюсу (проводнику) и касании одной ру-
кой его металлического наконечника, а второй — заземлен^
ных конструкций образуется электрическая цепь через ука-
затель, сопротивление человека и емкость второго полюс'а
по отношению к земле. При наличии напряжения на прове-
ряемом полюсе загорается встроенная в индикатор лампа.
При проверке наличия постоянного напряжения светится
118 Общие проверки и испытания
Гл. 3
та или иная сторона неоновой лампы и изменяющийся при
этом характер свечения указывает на знак проверяемого
напряжения. Двухполюсным токоискателем касаются одно-
временно обоих полюсов, замыкая непосредственно инди-
катором электрическую цепь на проверяемых зажимах.
Для проверки наличия высокого напряжения применя-
ются указатели с неоновым свечением типов УВН-80М,
УВН-90. Диапазон проверки первых 2—10 кВ, порог свече-
ния 550 В, вторых 9—НО кВ, порог свечения —9 кВ.
Для фазировки применяются указатели типов УВНФ-10
и УВНФ-35/110.
i
3.9. КОМПЛЕКТНЫЕ УСТРОЙСТВА ДЛЯ ПРОБЕРЕМ
РЕЛЕЙНЫХ ЗАЩИТ
При наладке устройств защиты, особенно сложных,
удобно пользоваться так называемыми комплектными ис-
пытательными устройствами, которые содержат всю необ-
ходимую для наладки испытательную и коммутационную
аппаратуру. Применение комплектных испытательных уст-
ройств позволяет исключить непроизводительные затраты
времени на сборку испытательной схемы, возможные при
этом ошибки и повысить безопасность работ, так как все
токоведущие части в них, кроме выводных зажимов, закры-
ты. Комплектные испытательные устройства выполняются
в виде переносных чемоданов или столов-стендов. Конт-
рольно-измерительные приборы обычно не входят в ком-
плектные испытательные устройства, а подключаются
отдельно к специальным зажимам. Существует много конст-
рукций комплектных испытательных устройств, разработан-
ных и изготовленных различными наладочными и эксплуа-
тационными организациями.
В настоящее время выпускаются серийно комплектные
переносные устройства типов УПЗ-1 и УПЗ-2, а также
У5052 и У5053, предназначенные для проверки простых и
сложных устройств релейной защиты, разработанные в
„ОРГРЭС (ныне ПО «Союзтехэнерго»), Устройства УПЗ-1 (2)
и У5052 (3) состоят из трех отдельных блоков, соединяемых
между собой гибкими шлангами с разъемами: блок К500 в
устройствах УПЗ-1 и К513 в устройствах У5052—регули-
рующий (рис. 3.43), блок К501 в устройствах УПЗ-1 и
К514 в устройствах У5052—нагрузочный (рис. 3.44),
§ 3.9 Комплектные устройства для проверки релейных защит
119
Сеть~ЗВ0/220В
Рис. 3.44. Принципиальная схема блока К514
120 Общие проверки и испытания
Гл. 3
Сеть
Рис. 3.43. Принципиальная схема блока К513 устройства У5052
§ 3.9 Комплектные устройства для проверки релейных защит 121
122 Общие проверки и испытания
Гл. 3
Сеть
Рис. 3.45. Принципиальная схема блока К515
§ 3.9 Комплектные устройства для проверки релейных защит
123
Нагрузка.
124 Общие проверки и испытания
Гл. 3
блок К502 в устройствах УПЗ-2 и К515 в устройствах
У5053— фазоизмерительная приставка (рис. 3.45). Блоки
К500 и К501 составляют устройство УПЗ-1, блоки К513 и
К514 — устройство У5052; устройства УПЗ-2 и У5053 (три
блока) благодаря наличию фазоизмерительной приставки
позволяют производить , проверку и настройку защит с фа-
зозависимыми характеристиками.
Устройства УПЗ-1 и У5052 позволяют регулировать и
измерять однофазные ток и напряжение, имеют регулиру-
емый источник выпрямленного тока и напряжения, позво-
ляют измерять время срабатывания или возврата различ-
ных устройств (реле, выключателей и т. д.).
Предельно допустимые токи и напряжения и пределы
регулирования всех блоков приведены в [1] и инструк-
циях.
Питание устройств осуществляется от сети переменного
тока (50 Гц) 220 или 380 В. Коэффициенты нелинейных ис-
кажений кривой тока при токе до 50 А и активной нагруз-
ке не превышают 10 % (УПЗ) и 2 % (У5052).
Для улучшения формы кривой тока при нелинейной
индуктивной нагрузке в устройствах предусмотрены сту-
пенчато-регулируемые сопротивления со ступенями 0, 20,
70 и 200 Ом. ,
Форма кривой переменного напряжения при токе до
5 А и активной нагрузке, синусоидальна. Коэффициенты не-
линейных искажений не более 10 % в УПЗ и 5 % в У5052.
Коэффициент пульсации выпрямленного тока в пределах
2—20 % в зависимости от нагрузки.
Устройство УПЗ-1 снабжено встроенными измеритель-
ными приборами: амперметром типа Э504 класса точности
1,5, включенным через измерительный трансформатор тока
класса точности 0,5, электрическим секундомером типа
ПВ-53. Устройство У5052 снабжено измерителями тока и
напряжения, секундомером типа ПВ-53Щ.
Устройства УПЗ-2 и У5053 совместно с УПЗ-1 и У5052
позволяют:
а) регулировать и измерять трехфазное напряжение.
Выходное напряжение при этом составляет не менее 94 В
при нагрузке 2 А на фазу и номинальном напряжении се-
ти. Асимметрия не более 2 %;
б) регулировать и измерять напряжение между двумя
фазами от 0 до ПО В с сохранением симметричности регу-
§ 4.1 Проверка и испытания изоляторов и вводов
125
лируемого «аварийного» напряжения по отношению к на-
пряжению третьей «неповрежденной» фазе;
в) плавно регулировать в пределах 0—360° угол сдвига
фаз между током и напряжением;
г) имитировать двух- и трехфазное КЗ со сбросом на-
пряжения до уставки при двухфазных и около нуля при
трехфазных КЗ;
д) питать выпрямленным током до 5 А последователь-
ные обмотки промежуточных реле при напряжении не ме-
нее 3,5 В;
е) имитировать пофазно сопротивления жил контроль-
ного кабеля от трансформатора напряжения до панели ис-
пытуемой защиты;
ж) измерять углы сдвига фаз от 0 до 360° и от 0 до 90°
в диапазоне изменения токов от 0,3 до 30 А и напряжений
от 3 до 120 (150) В;
з) определять чередование фаз.
Устройства УПЗ-1 и УПЗ-2, У5052 и У5053 снабжаются
подробными инструкциями по производству измерений,
проверке и настройке реле.
Глава четвертая
ПРОВЕРКА И ИСПЫТАНИЯ АППАРАТУРЫ
РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ ВЫСОКОГО
НАПРЯЖЕНИЯ
4.1. ПРОВЕРКА И ИСПЫТАНИЯ ИЗОЛЯТОРОВ И ВВОДОВ
К аппаратуре распределительных устройств в учебнике
отнесены изоляторы и вводы высокого напряжения, конден-
саторы, разрядники, реакторы сухие, выключатели, отде-
лители, короткозамыкатели, силовые кабели, токопроводы.
Общие методические сведения по проверке и испытаниям
даны в гл. 1. Здесь и в последующих главах даются описа-
ния конкретных наладочных работ, касающихся конкрет-
ных видов оборудования. К моменту, когда наладчики
приступают к работам на объекте, уже организована брига-
да (гл. 13), наладчики ознакомились с технической доку мен-
126 Проверка аппаратуры РУ высокого напряжения
Гл. 4
тацией, монтажниками установлено и смонтировано обо-
рудование, подлежащее проверке и испытаниям.
Подвесные и опорные изоляторы осматриваются, при
этом проверяется целостность фарфора, арматуры, глазу-
ри, исправность армировки и влагостойкого покрытия, пос-
ле чего производятся испытания их в соответствии с требо-
ваниями Норм [2]. Мегаомметром 2500 В измеряется со-
противление изоляции. Сопротивление изоляции каждого
элемента изолятора должно быть не менее 300 МОм. Если
изоляция не удовлетворяет этим требованиям и внешних
дефектов не видно, монтажным персоналом принимаются
меры по очистке и промывке изоляторов, после чего произ-
водится испытание их повышенным напряжением промыш-
ленной частоты. Испытательные напряжения для одноэле-
ментных изоляторов следующие:
Номинальное напряжение ус-
тановки, кВ...................
Испытательное напряжение
изолятора, кВ, с изоляцией:
нормальной....................
облегченной.............
3 6 10 15 20 35
24 32 42 55 65 95
14 21 32 48 — —
Продолжительность испытания 1 мин. Подвесные и
каждый элемент многоэлементных опорных изоляторов ис-
пытываются напряжением 50 кВ в течение 1 мин. Стеклян-
ные подвесные изоляторы электрическим испытаниям повы-
шенным напряжением не подвергаются, так как их дефекты
легко обнаруживаются наружным осмотром. Изолято-
ры считаются выдержавшими испытания, если они при этом
не имели пробоя или местных нагревов изоляции. Поверх-
ностное перекрытие изоляции при испытаниях не является
причиной для браковки изоляторов и часто является след-
ствием искажения кривой испытательного напряжения,
особенно при питании испытательной установки по схеме
«фаза — нейтраль».
Вводы и проходные изоляторы проверяются в соответст-
вии с требованиями гл. 21 Норм. При наружном осмотре
проверяются внешнее состояние фарфора, отсутствие ско-
лов, трещин, исправность арматуры, заземляющего провод-
ника измерительного вывода, уровень масла в расширителе,
исправность потенциометрического устройства (ПИН). Пе-
ред испытанием ввода из него берется проба масла и про-
§4.1 Проверка и испытания изоляторов и вводов
127
веряется на электрическую прочность в стандартном масло-
пробойнике. Пробивное напряжение масла должно быть не
менее 40 кВ для вводов класса 35—220 кВ и не менее 55 кВ
для вводов класса 330—500 кВ.
Производится измерение сопротивления изоляции ос-
новного и измерительного выводов относительно фланца ме-
гаомметром 1000—2500 В. Измеренное сопротивление долж-,
но быть не менее 1000 МОм. В сырую погоду или во влажной
среде рекомендуется во избежание ошибочной отбраков-
ки ввода измерение сопротивления изоляции производить с
применением охранного кольца (рис. 4.1). Для измерения
Рис. 4.1. Схема измерения сопротивления
изоляции ввода (изолятора), измерительный
вывод и соединительная втулка соединены:
Э — экран-кольцо; PR — мегаомметр; С — испыту-
емый вывод
сопротивления изоляции измерительного вывода снимается
защитный кожух и отсоединяется заземляющий проводник.
Производится также измерение тангенса угла диэлектри-
ческих потерь tg6 у вводов и проходных изоляторов с внут-
ренней основной маслобарьерной, бумажно-масляной и баке-
литовой изоляцией по схемам рис. 4.2. Допустимые значе-
ния tg6 вводов, %, следующие:
Мастикоиаполненные 3—35 кВ........................... Не более 3
С эпоксидной твердой изоляцией ИОкВ..................... 0,9
Бумажио-масляныс НО кВ.................................. 0,8
То же 150 кВ........................................... 0,7
То же 220—750 кВ....................................... 0,6
Маслобарьерные НО—220 кВ................................. 2
То же 500 кВ............................................. 1
Одновременно с tg6 измеряется емкость вводов: меж-
ду токоведущим стержнем и измерительным выводом С\
измерительного конденсатора С2 и емкость между послед-
ней обкладкой ввода и соединительной втулкой Сз [1].
128 Проверка аппаратуры РУ высокого напряжения
Гд. 4
В случае превышения измеренного tg6, допустимого
Нормами, ввод или проходной изолятор сушат. Если и пос-
ле сушки ввода или проходного изолятора е£0 tg6 значи-
тельно превышает допустимую норму, то такой ввод или
изолятор бракуют.
Рис. 4.2. Схемы измерения тангенса угла диэлектрических потерь изоля-
ции вводов:
а — нормальная схема для измерения емкости С; б — перевернутая схема для
измерения емкости С; Т — испытательный трансформатор; К — эталонный конден-
сатор; Р — мост переменного тока; С— испытуемый ввод
При удовлетворительных результатах измерения /?из и
tg б производится испытание вводов повышенным напряже-
нием промышленной частоты отдельно от трансформатора и
аппарата. Испытательное напряжение прикладывается
между контактным выводом и заземленными соединитель-
ной втулкой и измерительным выводом. Напряжение вы-
держивается в течение 1 мин для фарфоровых изоляторов
и 5 мин для изоляции из органических твердых масс и ма-
териалов. Значения испытательных напряжений те же, что
и для изоляторов. Как правило, эти испытания проводятся
не на каждом аппарате в отдельности, а в готовом мон-
тажном узле распределительного устройства пофазно от-
§ 4.2 Наладка и испытание разъединителей
129
носительно заземленных других фаз. Исключение составля-
ют отдельные подвесные изоляторы, которые подвергаются
испытаниям до их подвески в целях экономии общих сро-
ков монтажа и в связи с затруднениями производства ис-
пытаний отдельных элементов подвесной изоляции в
подвешенном состоянии. Исключение составляют также от-
дельные элементы многоэлементных (штырьевых) изоля-
торов разъединителей, испытание которых проводятся от-
дельно до полного окончания монтажа узла в целях свое-
временной замены дефектных элементов.
4.2. НАЛАДКА И ИСПЫТАНИЕ РАЗЪЕДИНИТЕЛЕЙ,
КОРОТКОЗАМЫКАТЕЛЕИ И ОТДЕЛИТЕЛЕЙ
Наладку разъединителей, короткозамыкателей и отде-
лителей производят после полного окончания электромон-
тажных работ и регулирования аппаратов в соответствии
с требованиями Норм. В первую очередь измеряют сопро-
тивление изоляции Rks тяг из органических материалов ме-
гаомметром 2500 В. Сопротивление изоляции должно быть
не менее следующих значений:
Номинальное напряжение, кВ . 3—10 15—150 220 и выше
Сопротивление изоляции, МОм . 1000 3000 5000
Измеряют 7?из колонок одно- и многоэлементных изоля-
торов (в последнем случае каждого элемента). Оно долж-
но быть не менее 300 МОм. Затем производится испытание
изоляторов повышенным напряжением промышленной ча-
стоты. Испытание опорно-стержневых изоляторов не обя-
зательно. Время испытания для керамических изоляторов
1 мин, а для изоляторов с твердой органической изоляцией
5 мин. Изоляция многоэлементных штыревых изоляторов
испытывается по частям напряжением 50 кВ, прикладыва-
емым к каждому склеенному элементу изолятора в течение
1 мин.
Качество регулирования контактов проверяется изме-
рением сопротивления постоянному току последних у разъ-
единителей и отделителей НО кВ и выше, а также у разъе-
динителей с номинальным током 1000 А и более всех
напряжений. Сопротивление измеряется по методике, изло-
женной в § 2.6, и не должно превышать более чем в 1,5
9—408
130 Проверка аппаратуры РУ высокого напряжения
Гл. 4
раза заводские данные или значения, приведенные в
табл. 4.1.
Таблица 4.1. Сопротивление контактов разъединителей
Тип разъединителя Номинальное напряжение. кВ Номинальный ток, А Сопротивление контактов, мкОм
РОНЗ 500—400 2000 200
РЛН 220—35 600 220
Остальные типы Все напряже- 600 175
ния 1000 120
2000 50
У разъединителей и отделителей производится также
измерение усилия вытягивания ножа из неподвижного кон-
такта. Усилие вытягивания подвижного ножа, определяе-
мое динамометром, прикладывают в контактной точке. За
результат измерения принимают усилие, при котором под-
вижный нож выходит из неподвижного контакта. Во избе-
жание получения неправильных результатов силу прила-
гают строго горизонтально или вертикально в (зависимости
от конструкции и установки разъединителя). Мини-
мальные значения усилий вытягивания ножа при обезжи-
ренных контактных поверхностях следующие:
Номинальный ток, А........... 400—600 100—2000 3000
Усилие вытягивания, Н........ 196 392 784
Если усилие прикладывается не в месте входа подвиж-
ных контактов в неподвижные/производится пересчет уси-
лия по формуле
Ед = F— ,
а
где Ед — действительное усилие, Н; F — усилие вытягива-
ния по динамометру, Н; а—расстояние от контакта до
точки опоры, мм; b — расстояние от точки зацепления ди-
намометра до точки опоры, мм.
Для оценки правильности регулирования у короткоза-
мыкателей производят измерение времени движения по-
движных частей при включении, а у .отделителей — при
отключении. Измерение времени производится по схемам,
приведенным на рис. 4.3, с помощью электрического секун-
домера. Время от подачи импульса до окончания операции
§ 4.3 Проверка и испытания вентильных разрядников
131
должно быть не более значений, приведенных в заводских
паспортах, или соответствовать требованиям Норм.
Для окончательной оценки у разъединителей, коротко-
замыкателей и отделителей, имеющих электрический при-
вод, производятся многократные включения и Отключения
Рис. 4.3. Схемы измерения времени включения (о) и отключения (б)
коммутационного аппарата:
РТ — электросекундомер; У АТ — электромагнит отключения; УАС — электромагнит
включения; Q — коммутационный аппарат
(3—5 раз) при нормальном напряжении оперативного то-
ка, а также при 80, 90 и 110% его. Для разъединителей
проверка работы привода при напряжении оперативного
тока выше номинального не производится.
4.3. ПРОВЕРКА И ИСПЫТАНИЯ ВЕНТИЛЬНЫХ
РАЗРЯДНИКОВ И НЕЛИНЕЙНЫХ ОГРАНИЧИТЕЛЕЙ
ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ
При проверке вентильных разрядников предъявляются
особые требования к ревизии. Проверяются отсутствие ско-
лов и трещин в фарфоровых покрышках и цементных швах,
наличие защитного покрытия армировочных швов, отсутст-
вие видимых нарушений герметичности. При осторожном
поворачивании и встряхивании разрядника не должно на-
блюдаться никаких шумов и тресков, болтовые соединения
должны быть надежными. Проверка и испытания вентиль-
ных разрядников производятся в 'соответствии с требова-
ниями Норм.
Мегаомметром 2500 В измеряется сопротивление изоля-
ции общее и отдельных элементов. Сопротивление изоляции
разрядников серии РВП должно быть не менее 5000 МОм.
9*
132 Проверка аппаратуры РУ высокого напряжения Гл. 4
i
У разрядников серии РВС сопротивление элементов долж-
но соответствовать данным табл. 4.2. Разрядники монтиру-
ются в колонну из отдельных элементов. Для более равно-
мерного распределения напряжения рекомендуется монти-
ровать разрядник из элементов одной группы. Элемент с
меньшим сопротивлением должен располагаться ближе к
проводу (шине), находящемуся под напряжением, а эле-
мент с большим сопротивлением устанавливается ближе к
фундаментной плите (земле).
Разрядники серии РВС, собираемые из отдельных эле-
ментов, разделяются по сопротивлению на шесть групп
(табл. 4.2).
Таблица 4.2. Характеристика элементов разридников РВС
Номер группы Сопротивление, МОм, для элементов
РВС-ЗЗ РВС-20 РВС-15
0 480—615 240—315 160—215
1 615—810 315—415 215—285
2 810—1100 415—550 285—385
3 1100—1450 550—785 385—515
4 1450—1850 785—965 515—675
5 1850—2450 965—1265 675—885
Разрядники типов РВМ-6, РВМ-10, РВМ-15, РВМ-20
состоят из одного основного элемента и имеют значения
сопротивления элементов соответственно в пределах 100—
250, 170—550, 600—2000 и 1000—10000 МОм; разрядник
типа РВМ-35 состоит из двух основных элементов с сопро-
тивлением 600—2000 МОм; разрядники типа РВМГ-110
состоят из трех, РВМГ-150 — четырех, РВМГ-220 — шести,
РВМГ-330 — восьми, РВМГ-400 — десяти и РВМГ-500 —
двенадцати основных элементов с сопротивлением 400—
2500 МОм (по группам: первая — от 400 до 700 МОм, вто-
рая— от 700 до 1000 МОм, третья — от 1000 до 1500 МОм
и четвертая — от 1500 до 2500 МОм).
Комбинированные разрядники типа РВМК-ЗЗОП состо-
ят из 17 элементов (11 основных, 3 вентильных и 3 искро-
вых), типа РВМК-400П—из 21 элемента (13 основных,
4 вентильных и 4 искровых), типа РВМК-500—из 27 эле-
ментов (17 основных, 5 вентильных и 5 искровых). У этих
разрядников вентильные элементы имеют сопротивление
§ 4.3 Проверка и испытания вентильных разрядников
133
(5—55) •!О-3 МОм, искровые — от 300 до 1600 МОм и ос-
новные— от 120 до 500 МОм (первая группа — от 120 до
250 МОм, вторая — более 250 до 350 МОм и третья — более
350 до 500 МОм).
Измерение тока проводимости (утечки) разрядников
производится на выпрямленном напряжении по схеме, при-
Рис. 4.4. Схема измерения токов проводимости:
а — вентильных разрядников; б — ограничителей перенапряжения; 1 — выпря-
митель; 2 — ci лаживающая емкость; 3 — разрядник; 4 — киловольтметр; 5 — огра-
ничитель перенапряжений; 6 — рубильник; 7 — защитный резистор; 8, 9 — рези-
сторы по 15 кОм, 2 Вт; 10 — дащитный разрядник Р-350; 11 — выпрямительный
мост на диодах 10 мА Д217, Д218; 12 — миллиамперметр; /3 — регистратор сраба-
тывания; 14 — микроамперметр
веденной на рис. 4.4. Токи проводимости для различных
разрядников приведены в табл. 4.3.
Токи проводимости вентильных разрядников зависят от
напряжения источника питания, поэтому контроль выпрям-
ленного напряжения при измерении токов проводимости
необходимо вести на стороне высшего напряжения, напри-
мер, киловольтметром типа С-196 или С-100 или измерять
токи утечки при помощи эталонного элемента, отградуиро-
ванного для данного типа разрядников. Для этого в схему
измерения токов проводимости вместо испытуемого разряд-
ника устанавливают эталонный элемент (СН-2), постепен-
но увеличивают при помощи регулировочного устройства
испытательное напряжение до значения, при котором ток
проводимости равен среднему нормированному значению
для данного типа разрядника. Затем в схему устанавлива-
ется испытуемый элемент вместо эталонного и измеряется
его ток проводимости при том же испытательном напряже-
134 Проверка аппаратуры РУ высокого напряжения
Гл. 4
Таблица 4.3. Токи проводимости и пробивные напряжения вентильных
разрядников
Тип разрядника или элемента Выпрямлен- ное испыта- тельное нап- ряжение, кВ Ток проводи- мости (утеч- ки) элемента разрядника, миД Пробивное напряжение, кВ
РВП-3, РВО-3 4 До Ю 9—11
РВП-6, РВО-6 6 — 16—19
РВП-10, РВО-10 10 — 26—30,5
РВВМ-3, РВРД-3 4 400—620 7,5—9,5
РВВМ-6, РВРД-6 6 .— 15—18
РВВМ-10, РВРД-10 10 —• 25—30
РВС-15 16 .—- 38—48
РВС-20 20 — 49—60,5
РВС-33 32 — 70—80
РВС-35 32 — 78—98
РВО-35 42 70—130 78—98
РВМ-6 6 120—200 15—18
РВМ-10 10 200—250 25—30
РВМ-15 18 540—660 35—38
РВМ-20 18 540—660 47—56
РВМ-35 18 540—660 38—45
Элемент РВМГ-110, РВМГ-150, РВМГ-220, РВМГ-330, РВМГ-400, РВМГ-500 30 1100—1250 60—72
Основной элемент РВМК-330, РВМК-400, РВМК-500 18 1100—1300 42—49
Искровой элемент РВМК-330, РВМК-400, РВМК-500 28 — 70—79
нии. Если ток проводимости при этом соответствует норме,
то элемент разрядника удовлетворяет требованиям. Гра-
дуирование эталонного элемента производится отдельно
для каждого типа разрядника. При отсутствии эталонного
элемента в схему измерения устанавливают один из кон-
тролируемых элементов и определяют значение выпрям-
ленного напряжения, при котором ток проводимости равен
среднему нормированному для испытуемого типа разряд-
ника. После этого при том же испытательном напряжении
измеряют токи проводимости всех элементов и, сравнивая
эти токи, определяют исправность элементов разрядника.
У разрядников, имеющих шунтирующие резисторы (се-
рии РВС, РВМГ и т.п.), при необходимости производится
измерение пробивного напряжения и только при наличии
специальной аппаратуры, позволяющей поднять на раз-
§ 4.3 Проверка и испытания вентильных разрядников
135
ряднике напряжение до пробивного (в течение не более
0,5 с во'избежание повреждения).
Нелинейные ограничители перенапряжений. Вместо
вентильных разрядников для защиты электрооборудования
от перенапряжений в последнее время начинают приме-
няться нелинейные ограничители перенапряжений (ОПН),
в которых использованы резисторы на основе окиси цин-
ка. Ограничители перенапряжения снижают уровень ком-
мутационных перенапряжений по сравнению с разрядни-
ками на 30—40 %, а атмосферных перенапряжений — на
10—20%. Ограничители перенапряжений присоединяются
непосредственно к фазам защищаемой сети, т. е. без после-
довательно включаемых искровых промежутков (ИП) , или
с параллельно включенными искровыми промежутками
(ОПНИ).
Проверка ОПН включает внешний осмотр, измерение
сопротивлением мегаомметром 2500 В и тока проводимости.
Сопротивление элемента должно быть не менее 7000 МОм.
При повышенной влажности окружающей среды сопротив-
ление измеряют с применением экрана. Измерение тока
проводимости производят при напряжении промышленной
частоты по схеме, приведенной на рис. 4.4,6. Испытатель-
ное напряжение для ограничителей ОПН-ПО составляет
73 кВ, а для остальных типов — 75—100 кВ. Ток проводи-
мости не должен отличаться от паспортных значений более
чем на 20 %; практически он не превышает 1 мА. Наиболь-
ший допустимый ток проводимости не должен превышать
следующих значений:
Тип ОПН . . . ОПН-ПО ОПН-150 ОПН-220 ОПН-ЗЗО
Ток, мА . . . . 1,5 1,5 1,8 3
Ток проводимости ограничителей ОПН-500 и ОПНИ-
500 при приложении испытательного напряжения 75 кВ
должен быть в пределах 0,5—0,8 мА, а при 100 кВ — 0,7—
1 мА. Кроме того, при напряжении 50 кВ, приложенном к
промежуточному выводу ОПНИ-500, ток проводимости
должен быть в пределах 2,8—3,2 мА. Ток проводимости ис-
крового элемента при напряжении 50 кВ частотой 50 Гц —
в пределах 0,6—0,75 мА. Изолирующий вывод ограничите-
лей ОПН-ЗЗО, ОПН-500 и ОПНИ-500 испытывается напря-
жением 10 кВ при плавном подъеме напряжения в течение
0,5—2 с.
136 Проверка аппаратуры РУ высокого напряжения
Гл. 4’
4.4. ИСПЫТАНИЕ СУХИХ РЕАКТОРОВ
Проверка сухих реакторов вертикальной установки на-
чинается с проверки правильности установки реактора в
соответствии с заводским обозначением: Н — нижняя, С —
средняя, В — верхняя фазы, причем средняя фаза должна
быть присоединена так, чтобы ток в ее витках проходил в
направлении, противоположном направлению тока в край-
них фазах.
В объем испытания сухих реакторов при наладке в со-
ответствии с гл. 15 Норм входит измерение сопротивления
изоляции и испытание повышенным напряжением.
Измерение сопротивления изоляции обмоток реактора
производится относительно крепежных болтов и фланцев
всех опорных изоляторов, на которых установлены колонки
реактора, мегаомметром 1000—2500 В. Сопротивление дол-
жно быть не менее 0,5 МОм. При сопротивлении изоляции
менее 0,5 МОм необходимо опорные колонки высушить,
затем вновь измерить сопротивление изоляции реактора и
произвести испытание повышенным напряжением в течение
1 мин при значениях, приведенных в § 4.1. Реактор призна-
ется выдержавшим испытание, если не наблюдалось раз-
рядов и отсутствовали местные нагревы. Проверка нали-
чия заземления нижних фланцев опорных изоляторов про-
изводится визуально.
4.5. ИСПЫТАНИЕ ТОКОПРОВОДОВ
В электрических установках трехфазного переменного
тока широко распространены токопроводы 6—10 кВ на но-
минальные токи до 3200 А и токопроводы генераторного
напряжения на токи до 25 кА. Условные обозначения токо-
проводов отражают особенности их конструкции; ТКЗР —
токопровод закрытый, с общим круглым кожухом, с раз-
делительными перегородками; ТКЗ — токопровод закры-
тый, с круглым кожухом, без разъединительных перегоро-
док; ТЗМЭП — токопровод закрытый, с многоугольными
оболочками, пофазно экранированный; ТЭН — токопровод
экранированный, непрерывный; ГРТЕ (П) — генератор-
ный, росостойкий токопровод с естественным (Е) или при-
нудительным (П) охлаждением.
Имеют распространение также токопроводы (серии
КЭТ), состоящие из отдельных секций, изолированных с по-
§ 4.5 Испытание токопроводов 137
мощью резиновых прокладок. Заземление элементов секци-
онированных токопроводов и поддерживающих их конст-
рукций должно исключить образование короткозамкнутых
контуров. Поэтому каждая изолированная секция должна
заземляться только в одной точке. Непрерывные токопро-
воды распределительных устройств заземляют в одной
точке (как правило, заземляют алюминиевую перемычку
со стороны генератора). Приводы разъединителей (типа
ЭР), заземляющих токопроводящие шины токопроводов,
изолируют от «земли» при помощи изолирующих вставок
в тягах и прокладок в подшипниках.
Токоведущие шины в токопроводах монтируются на изо-
ляторах, обеспечивающих нормальную работу токопровода
в условиях выпадения росы (росостойкость) и выдержива-
ющих воздействие токов КЗ без повреждений (электроди-
намическая стойкость).
После монтажа токопровода производится его осмотр,
при этом обращают внимание на соответствие его исполни-
тельному чертежу, качество заземлений, наличие электри-
ческого контакта между шинами и металлизированным
экранирующим кожухом литых трансформаторов тока,
состояние опорных изоляторов, отсутствие наружных де-
фектов в изолирующих прокладках опорных металличес-
ких конструкций (стульев) и экранов, качество сварных
соединений. Особое внимание обращают на заземление эле-
ментов и секций комплектных токопроводов и поддержи-
вающих конструкций, которое должно исключать коротко-
замкнутые контуры. Наличие короткозамкнутых контуров
приводит к перегреву кожухов токопровода, местным на-
гревам, дополнительным потерям электрической энергии и
порой к тяжелым авариям.
Перед монтажом токопроводов рекомендуется испытать
изоляцию каждой секции повышенным напряжением и
проверить наружное состояние изолирующих прокладок,
опорных конструкций. Изоляция токопровода перед испы-
танием должна быть очищена от грязи, пыли, краски, изо-
ляционные прокладки не должны иметь расслоений, тре-
щин, сколов и других дефектов. Испытания токопроводов
согласно требованиям Норм включают измерение сопро-
тивления изоляционных прокладок мегаомметром 1000 В
и испытание опорной изоляции повышенным напряжением
частотой 50 Гц. Для проверки состояния изоляционных
138 Проверка аппаратуры РУ высокого напряжения
Ел. 4
прокладок один проводник от мегаомметра присоединяют
к металлической пластине, расположенной между изоля-
ционными прокладками, а второй проводник — к станине
секции или к металлической опорной конструкции (стулу)
(рис, 4.5).
У секционированных токопроводов производят проверку
состояния уплотнений кожухов, для чего измеряется сопро-
Рис. 4.5. Схема измерений сопротив-
ления изоляционных прокладок токо-
провода:
1 — лапа опоры; 2 — изоляционная втулка;
8 — изоляционная прокладка; 4 — стальная
прокладка; 5 — металлическая втулка; 6 —
поперечная балка; 7 — мегаомметр
тивление изоляции мегаомметром 500—1000 В. Отсутствие
нормальной изоляции уплотнений кожухов создает условия
для замыкания кожухов секций или фаз токопровода на
опорные металлоконструкции. Для измерения демонтируют
две шпильки, соединяющие кожухи со станиной, один про-
водник от мегаомметра присоединяют к кожуху токопрово-
да, другой — к станине. Сопротивление изоляции изоляци-
онных прокладок и резиновых уплотнений должно быть не
менее 0,01 МОм (ГОСТ 19850-82 Е).
Перед испытанием опорной изоляции токопровода по-
вышенным напряжением рекомендуется пофазно измерить
сопротивление изоляции токопроводов мегаомметром
2500 В. Сопротивление изоляции не нормируется, но их
значение по фазам не должно отличаться более чем в 3 ра-
за. В противном случае следует снова внимательно осмот-
реть фазу токопровода с наименьшим сопротивлением изо-
ляции с целью выявления дефектов.
Характер изменения токов утечки при испытании изоля-
ции фаз токопровода выпрямленнным напряжением позво-
ляет оценить состояние изоляторов (загрязнение, увлажне-
ние, трещины и т.п.). Для испытания повышенным напря-
§ 4.5 Испытание токопроводов
139
жением токопровод должен быть отсоединен от генератора
и силового трансформатора, выводы которых заземляются.
Испытание повышенным напряжением проводится пофаз-
но при двух других заземленных фазах токопровода с об-
щим для всех трех фаз кожухом. На токопроводах из от-
дельных экранированных фаз испытание изоляции можно
проводить одновременно для всех трех фаз по отношению
Рис. 4.6. Схема выявления дефектных изоляторов токопровода:
/ — выпрямительное устройство высокого напряжения; 2 — переключатель; 3 —
искровой промежуток; 4 — токопровод; 5 — изоляторы; 6 — зарядный конденсат
тор
к кожуху, но практически это трудно осуществить из-за
недостаточной мощности испытательных установок, поэто-
му такие токопроводы испытываются тоже пофазно.
При испытании новых токопроводов часто невозможно
поднять испытательное напряжение до требуемого значе-
ния из-за наличия дефектных изоляторов и требуется сна-
чала выявить дефектные изоляторы. Выявление дефектных
изоляторов у длинных и мощных токопроводов достаточно
трудоемко. При наличии испытательной установки доста-
точной мощности и напряжения (например, 100 —
300 кВ-А при 30—50 кВ) дефектные изоляторы можно оп-
ределить обычным многократным подъемом переменного
напряжения до 15—30 кВ с приложением его в течение
10—15 мин и последующим отключением установки и ощу-
пыванием изоляторов на нагрев. Если это не дает эффек-
та, следует увеличить время приложения напряжения до
30—60 мин. Изоляторы, имеющие нагрев, подлежат заме-
не, после чего изоляцию токопровода испытывают вновь.
Сокращение времени для обнаружения дефектных изо-
ляторов может быть достигнуто применением импульсного
метода (рис. 4.6). Для этого требуется иметь конденсатор-
ную установку большой мощности и напряжения (5 мкФ
и более 25—50 кВ). Конденсаторы заряжают до напряже-
140 Проверка аппаратуры РУ высокого напряжения
Гл. 4
ния 25—30 кВ (не более) и через разрядник разряжают на
испытуемую фазу (секцию) токопровода. Дефектный изо-
лятор при этом разрушается. Но так как в токопроводе
может быть несколько дефектных изоляторов, такие .испы-
тания приходится повторять несколько раз.
После выявления дефектных изоляторов токопровод
испытывается в течение 1 мин напряжением промышлен-
ной частоты при значениях напряжения, приведенных в
§ 4.1. После замены изоляторов токопровод испытывают
повторно. Токопровод считается выдержавшим испытание,
если не произошло пробоя или перекрытия изоляторов.
Перемежающиеся перекрытия голубоватого свечения по
поверхности отдельных изоляторов не являются основани-
ем для браковки изоляции токопровода, так как могут
быть следствием искажения кривой питающего испыта-
тельную установку напряжения.
4.6. ПРОВЕРКА И ИСПЫТАНИЯ КОМПЛЕКТНЫХ
РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ
Объем проверки и испытаний комплектных распредели-
тельных устройств (КРУ) определяется объемом и норма-
ми для отдельных видов оборудования, из которых они
состоят (гл. 12 Норм). В общем случае измеряют сопро-
тивление изоляции 7?из элементов из органических матери-
алов мегармметром 2500 В и вторичных цепей мегаоммет-
ром 500—1000 В. Значения измеренных сопротивлений
должны быть не менее 1000 МОм для устройств с номиналь-
ным напряжением 6—10 кВ, 3000 МОм для устройств на-
пряжением 15—150 кВ, 1 МОм для каждого присоединения
вторичных цепей со всеми присоединенными аппаратами,
приборами, реле и т. п.
После измерения RK3 производится испытание изоля-
ции первичных цепей ячеек повышенным напряжением
промышленной частоты в течение 1 мин при следующих
значениях:
Класс напряжения изо-
лятора, кВ............ 3 6 11 15 20 24 27 37
Испытательное напря-
жение изолятора, кВ, с изо-
ляцией:
фарфоровой ... 24 32 42 55 65 75 80 95
других видов . , , 21,6 28,8 37,6 49,5 58,5 67,5 72 85,5
§ 4.7 Проверка и испытания конденсаторов
141
Силовые кабели при этом должны быть отсоединены,
ячейки должны быть смонтированы и полностью выдвину-
ты (ячейки с трансформаторами напряжения и вентильны-
ми разрядниками должны быть отключены). Если изоляция
ячеек имеет элементы твердой органической изоляции, вре-
мя приложения испытательного напряжения увеличивается
до 5 мин.
В комплектных распределительных устройствах с вы-
ключателями серии МГ и других подобных устройствах ис-
пытывается также изоляция контактного промежутка.
При отсутствии испытательной установки переменного
тока допускается испытывать изоляцию ячеек КРУ повы-
шенным напряжением выпрямленного тока; в этом случае
испытательное напряжение должно быть равно амплитуд-
ному значению испытательного напряжения частотой 50 Гц,
т. е. /7Исп,выпр=» Г 2(7ИСп,д. Испытание изоляции вторичных
цепей производится в течение 1 мин напряжением 1 кВ,
частотой 50 Гц. Все испытания проводятся пофазно при
заземленных двух других фазах.
4.7. ПРОВЕРКА И ИСПЫТАНИЯ БУМАЖНО-МАСЛЯНЫХ
КОНДЕНСАТОРОВ
Силовые конденсаторы, применяемые для повышения
коэффициента мощности, конденсаторы отбора мощности
и конденсаторы связи в про-
цессе наладки подвергаются
испытаниям согласно требова-
ниям Норм. Мегаомметром
2500 В производится измере-
ние сопротивления изоляции
конденсаторов относительно
корпуса конденсатора и меж-Рис- 4.7. Схемы измерения ем-
ду выводами, а также КабС.кости:
Сопротивление ИЗОЛЯЦИИ И КО-Са: ~ испытуемая емкость; PV —
эффициент абсорбции не НОр-ВОЛЬт«стр; РА -амперметр
мируются. *'
Измеряется емкость конденсаторов при помощи мостов
переменного тока типов Р-5026, Р-525, Р-595, МДП и дру-
гих или методом амперметра—вольтметра по схеме, приве-
денной на рис. 4.7, при напряжении НО—220 В переменно-
го тока.
142 Проверка аппаратуры РУ высокого напряжения
Гл. 4
Емкость Сх, мкФ, подсчитывается по формуле
' сх=-^--,
o>U
где / — измеренный ток, A; U — напряжение, В, на конден-
саторе при /=50 Гц (<й=314 1/с).
При измерении емкости конденсаторов при напряжении
3—10 кВ вместо амперметра в схему включают миллиам-
перметр. При отсутствии миллиамперметра можно изме-
рить емкость при помощи двух вольтметров и определить
ее значение, мкФ, по формуле
С 106
х v>Rztgtp ’
где Т?2 — внутреннее сопротивление вольтметра, Ом; tg <р
определяют по косинусу утла <р сдвига фаз между напря-
жениями вольтметров PV1 и PV2 (cos <р=(72/671).
Емкость в трехфазных конденсаторах измеряется после-
довательно между каждой парой закороченных выводов и
третьим выводом согласно данным в табл. 4.4.
Таблица 4.4. Последовательность измерения емкости
Обозначение вывода Обозначение измеренной емкости Выводы, между которыми измеряют емкость
1 С1 1—2,3
2 С2 2—1,3
3 С3 3—1,2
Полная емкость трехфазного конденсатора определяет-
ся как полусумма всех парных емкостей:
fj _ Q + С2 -j- cs
2
При измерении мостом Сх подсчитывается по формуле
С = CJV(100+/?3)/?4
п (Рз + Р)
на основании значения Р3, измеренного при полной балан-
сировке схемы. Допустимые отклонения емкости конденса-
торов Д, %, приведены ниже.
§ 4.8 Наладка и испытания масляных выключателей
143
Косинусный конденсатор на напряжение 3 кВ и бо-
лее:
для связи, отбора мощности и для делителей на-
пряжения ........................................... ±5
для продольной компенсации......................От 4-5 до —10
Измерение диэлектрических потерь конденсаторов про-
изводится при напряжении, не превышающем номинально-
го значения. У конденсаторов связи tg б измеряется при
напряжении 10 кВ. При отсутствии испытательного устрой-
ства достаточной мощности измерение tg6 конденсатора
производится на низком напряжении. Значение tg 6, изме-
ренное при температуре +20 СС, не должно превышать для
новых конденсаторов связи, конденсаторов отбора мощно-
сти и делительных конденсаторов 0,4 %. Измерение tg6
у силовых конденсаторов не производится.
Испытание повышенным напряжением промышленной
частоты (кроме конденсаторов, имеющих один вывод, сое--
диненный с корпусом) производится в течение 1 мин. Конт-
роль испытательного напряжения ведется на стороне выс-
шего напряжения статическим киловольтметром. Значения
испытательного напряжения для конденсаторов различных
назначений и типов указываются в заводских паспортах.
При отсутствии установки достаточной мощности испытание
переменным напряжением может быть заменено испытани-
ем выпрямленным напряжением удвоенного значения.
Изоляция фарфоровых подставок для конденсаторов испы-
тывается напряжением 70 кВ промышленной частоты. Ба-
тарея конденсаторов испытывается трехкратным включе-
нием на номинальное напряжение. Перед включением ме-
гаомметром проверяются исправность конденсаторов, цепи
разряда и цепи заземления конденсаторов. При включении
батареи в сеть измеряются токи нагрузки каждой фазы.
Токи не должны различаться более чем на 5 %. После ис-
пытаний и перед включением батарея конденсаторов дол-
жна быть надежно разряжена, что производится при помо-
щи заземляющей штанги с закорачиванием выводов кон-
денсаторов на «землю».
4.8. НАЛАДКА И ИСПЫТАНИЯ МАСЛЯНЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ
Объем и нормы наладки и испытаний масляных выклю-
чателей определены требованиями гл. 8 Норм. Характерно-
144 Проверка аппаратуры РУ высокого напряжения
Гл. 4
тики, которым должны удовлетворять результаты проверки,
приводятся в табл. 4.5.
Перед наладкой масляный выключатель, полностью со-
бранный и отревизованный, проверяется монтажным персо-
налом на одновременность замыкания и размыкания кон-
тактов. Им же измеряется ход подвижной части, ежим и
ход контактов при включенииХЯцо заливки выключателя
маслом измеряется /?из подвижных и направляющих частей,
выполненных из органических материалов, баковой изоля-
ции, крепежных шпилек и дугогасительных устройств. Для
этого при отключенном выключателе подключают мегаом-
метр с одной стороны к траверсе, с другой к баку. После
заливки измеряют /?113 подвижных частей при включенном
положении выключателя. Измерение производится мегаом-
метром 2500 В. Сопротивление изоляции должно быть для
выключателей с рабочим напряжением: до 10 кВ — не ме-
нее 1000 МОм; от 15 до 150 кВ — не менее 3000 МОм;
220 кВ и выше — не менее 5000 МОм. Отдельно проверя-
ется 7?из баковой изоляции. Для этого на ее поверхность в
верхней и нижней частях накладываются.временные элек-
троды и к ним присоединяются провода от мегаомметра.
Если результаты меньше значений допускаемых Норма-
ми, необходимо измерить РПз при отключенном выключате-
ле и замкнутых накоротко вводах. Сопротивление изоляции
подвижных частей в этом случае определяется по резуль-
татам измерений во включенном и отключенном положени-
ях выключателя по формуле
D — ^«3 /?из ОТЕЛ
^из.откл ^ИЗ.ВЕЛ
где /?из,вкл, ^?из.откл — сопротивления изоляции соответствен-
но включенного и отключенного масляного выключателя,
МОм.
Если и в этом случае значения сопротивления изоляции
меньше установленных Нормами, внутрибаковая изоляция
подлежит сушке. Сопротивление изоляции вторичных цепей
привода выключателя измеряется мегаомметром 1 кВ и
должно быть не менее 1 МОм.
Вводы масляных выключателей испытываются до уста-
новки их на выключатель (см. § 4.2). После установки про-
изводится измерение tg б изоляции на полностью собранном
выключателе мостами Р-595 или Р-5026 по перевернутой
Таблица 4.5. Характеристики масляных выключателей
10—408
Тип
выключателя
И 8 g 3 S Номинальный Ход под- Ход в контак-
5 § I я ток, А вижных частей, мм тах, мм
ВМП-10 6-10 600; 1000 245-5 59±4
вмгыок 6—10 1500; 5000 56=1=4
ВМГ-133 6-10 600; 1000 250±5 40=1=5
МГ-10 10 5000 420+'$ 90±2
МГГ-10 6—10 2000; 3000 300—10 17±3/95—5
18±2/95—5
МГГ-20 20 2000; 3000 500—25 90±2
МГ-20 20 6000 500—25 90±2
С-35 35 630 231 ±6 10±1
3200 285±5 20=1=1
мкп-ном НО 600 510=1=5 8 ±2
ВМК-110 ПО 1500 6ОО-1,0 90
вмк-пов НО 2000 —
У-110-8 110 2000 500=1=10 10=1=1
вмт-ио но 1000 492±3 60—3
ВМТ-220 220 1000 492±3 60—3
МКП-220 220 600 800^| 8±?
У-220-40 220 1000; 2000 730=1=10 20±1
МКП-500 500 1500 1050+$ 8+2
П р и м е ч айне. В графе «Ход в контактах» приводятся
ле — для дугогасительных.
Равномер- ность за- мыкания и размы- кания контактов, мм Время, с, от подачи импульса до момента
при включении при отключении
замыка- ния кон- тактов остановки подвиж- ных кон- тактов размыкания контактов остановки подвиж- ных кон- тактов
5 0,3 — о,1 —
— — ——- — ——
2 0,23 0,23 0,1 0,18
5 0,53 0,75 0,12 0,29
4 0,14 0,42 0,11 0,24
4 0,65 0,2
5 0,65 1,2 0,14 0,37
1 и4 0,26 — 0,07 0,08
1 и 4 0,6 — 0,055 0,08
1 0,5-0,6 — 0,04—0,05 —-
— 0,18 — 0,05 0,09
— —— ——
1 0,7—0,8 0,05—0,06 0,08
— 0,2 — 0,05 0,08
— 0,2 — 0,05 0,08
1 0,7—0;8 — 0,04—0,05 —
1 0,8 — 0,06—0,08 —
1 1,5±0,1 — 0,04—0,05 —
: в числителе — для рабочих контактов, в знаменате-
§ 4.8 Наладка и испытания масляных выключателей
сл
146 Проверка аппаратуры РУ высокого напряжения
Гл. 4
схеме. Если tg б превышает допустимые значения, произво-
дится измерение с исключением влияния баковой изоляции
(опускают бак, сливают масло, закорачивают дугогаситель-
ные камеры). Если при исключении влияния баковой изо-
ляции tg б вводов уменьшается более чем на 4 %, внутрен-
няя изоляция выключателя подлежит сушке. После повтор-
ной заливки выключателя маслом производятся проверка
сопротивления изоляции мегаомметром 2500 В и измерение
tg б при включенном и отключенном выключателе. Сопро-
тивление изоляции и диэлектрические потери должны быть
в обоих случаях практически одинаковыми. Испытательное
напряжение подается на оба ввода каждой фазы.
Испытание изоляции масляных выключателей повышен-
ным напряжением промышленной частоты производится в
течение 1 мин следующим напряжением:
Номинальное напряжение вы-
ключателя, кВ................... 3 6 10 15 20 21 27 35
Испытательное напряжение для
нормальной изоляции, кВ ... 22 29 38 49 58 63 72 85
Изоляция вторичных цепей и обмоток привода испыты-
вается напряжением 1 кВ в течение 1 мин.
Важной характеристикой регулирования контактной
системы выключателя является сопротивление ее постоян-
ному току. Измерение его производится пофазно у каждой
пары рабочих контактов выключателя по схеме, приведен-
ной на рис. 4.8, микроомметром, двойным мостом или ме-
тодом амперметра-вольтметра. Значения сопротивлений
должны соответствовать данным табл. 4.6.
Если результаты измерений превышают значения, уста-
новленные Нормами, производятся ревизия контактов и по-
вторные измерения.
Измеряются также сопротивления шунтирующих резис-
торов дугогасительных устройств. Измеренные значения
сопротивлений не должны отличаться от заводских данных
более чем на 3 %. У выключателей серии ВМТ сопротивле-
ние токоведущего контура постоянному току при приемо-
сдаточных испытаниях не измеряют. Сопротивления обмо-
ток электромагнитов включения и отключения должны со-
ответствовать заводским данным.
§ 4.8 Наладка и испытания масляных выключателей
147
Таблица 4.6. Сопротивление постоянному току токоведущего контура
масляных выключателей
Тип выключателя Номинальное напряжение, КВ Номинальный ток, А Сопротивле- ние контактов фазы выклю- чателя, мкОм
ВМП-10; ВМП-10К 10 600 55
1000 40
1500 30
5000 15; 300*
ВЭМ-6; ВЭМ-10 6-10 2000 45
3200 45
М-10 10 5000 10; 300*;
МГГ-10 6—10 2000 30
3000 20
Остальные типы 3—10 200 350
600 150
1000 100
2000 75
МГ-20 20 6000 15; 300*
МГГ-20 20 2000 30; 250*
3000 20; 250*
ВМ-35; ВБ-35; ВМД-35 35 600 550
С-35 35 630 310; 9
3200 55; 14**
ВМТ-110 МКП-110: НО 1000 130
с пиритовыми пластинами НО 600 1600; 540**
без киритовых пластин но 600 1100
ВМ-125 по 600 500
ВМТ-220 220 1000 130
МКП-220 220 600 1200; 260**
У-220-10 220 600 1400; 600**
МКП-500 500 1500 2350; 350**; 500***
* Дугогасительные контакты.
** Одна камера.
•** Подвижные контакты.
10*
148 Проверка аппаратуры РУ высокого напряжения Гл. 4
Основной проверкой правильного регулирования масля-
ных выключателей и привода является измерение скорос-
тей включения и отключения. Эта проверка производится
Рис. 4.8. Схема измерения сопротивления постоянному току контактной
системы выключателя:
Q — масляный выключатель; Р — измерительный мост: СВ — источник питания
при полностью залитом маслом выключателе, температуре
окружающей среды не ниже + 10DC. При номинальном на-
пряжении оперативного тока на зажимах обмоток электро-
магнитов включения и отключения, а также при напряже-
нии 0,8 L7HOM на зажимах электромагнитов включения и
0,65 t/ном на зажимах электромагнитов отключения.
Скоростные характеристики выключателя, пригодного к
эксплуатации, должны соответствовать данным табл. 4.7.
Измерение скоростей включения и отключения выключа-
телей производится при помощи вибрационного отметчи-
ка — вибрографа. Виброграф состоит из вибратора и пишу-
щего устройства, закрепленного на стальной пластине с
якорем, и обеспечивает 100 колебаний в секунду пишущего
устройства при подаче на обмотку вибрографа переменного
напряжения 12 В, частотой 50 Гц. Перед измерениями пу-
тем кратковременной подачи напряжения питания проверя-
ется исправность вибрографа. Подключение вибрографа к
источнику питания производится одновременно с подачей
импульса на включение или отключение выключателя.
В процессе работы выключателя пишущим устройством
§ 4.8 Наладка и испытания масляных выключателей
149
Таблица 4.7. Скорости движения контактов масляных выключателей
Тнл выключателя Тип привода Скорость движения контактов, м/с
в момент замыкания (включения) или размыкания (Отклю- чения) контактов макси- мальная
дугогаси- тельных промежу- точных
МКП-500 ШПЭ-504 2,4/1,6 3,7/2,8 3,7/4,0
МКП-220; У-220-10 ШПЭ-44 2,7/1,5 4,4/2,8 4,4/3,6
ВМТ-110; ВМТ-220 ППР 8,2/5,0 — 9/8,5
ВМК-НО; ВМК-ИОВ III1-35 7,5/5,0 — 7,9/5,3
С-35 ПЭ-31 2,4/1,2 .—. 3,9/1,8
ВМ-35; ВМП-35; ВБ-35 ПС-10 -/1,0 — 1.7/2,0
МГ-20 ПС-31 2,0/1,8 — 2,1/2,0
МГ-10 ПС-31 2,5/1,8 — 2,5/2,0
МГГ-10 ПЭ-2 1,4/2,1 — 1,7/3,0
ВМГ-133 ПС-10 2,8/2,0 — 2,8/3,0
ВМП-10; ВМП-ЮК ПЭ-11 3,5/3,0 — 4,5/4,2
Примечание. В числителе — скорость прн замыкании контактов, в зна-
менателе — скорость при размыкании контактов.
вначале пишется черточка (пока штанга траверсы еще не
движется), а затем с момента начала движения штанги
траверсы до окончания ее движения — синусоидальная
кривая.
Полученная кривая движения траверсы при включении
и отключении выключателя называется виброграммой и
подлежит расшифровке. Для этого виброграмма разбива-
ется на ряд участков, длина которых в каждом случае за-
висит от длины виброграммы (хода траверсы или подвиж-
ной системы), но во всех случаях разбивка на участки
должна быть такой, чтобы получить наибольшую точность
измерений в характерных точках, т. е. для моментов замы-
кания или размыкания контактов выключателя и при выхо-
де контактов из гасительной камеры. После разбивки на
участки длина каждого из них точно измеряется, а время
движения траверсы определяется по числу периодов коле-
баний на этом участке (рис. 4.9, а). Средняя скорость на
данном участке, м/с, определяется по формуле
^ср — ^уч^>
150 Проверка аппаратуры РУ высокого напряжения
Гл. 4
где £уч — длина участка, м; t — время движения на участ-
ке, с (частота колебаний 100 Гц).
Полученные таким образом средние'значения скорости
относятся к серединам соответствующих участков (рис.
< 0, а) 1 ,7мм 17,1мм 21,5мм 21,1мм Длина участка. Время движения Скорость движения
025с 0,02с _ 0,02с 0,02с
39м 0,80м С с ' 1,07м' С * 1,05м* с-
Дачу а участка хода траверсы,мм
100
100
100
100
50
50
35
50
50
Сгкл
в,о
30
5,7
о,в
0,3
3,8
1,95
175
1,8
Время движения траверсы на участке,с-Ю"2
1,25
is
Вкл,
V
I) I 1,15 1 1,75 12,08 12,3312,03 \2^в\2,78\2ДЦ\2,81 2,0 Г
Средняя скорость движения траверсы на участке, м/с
Рис. 4.9. Виброграмма выключателя:
а — обработка виброграммы; б — определение средней скорости на отдельных
участках
4.9, б), и по ним строится зависимость скорости движения
траверсы выключателя от ее пути vCp=f{L).
Для всех кривых рекомендуется совмещать с началом
координат положение «Включено». Регулировка выключа-
теля считается удовлетворительной, если полученные ско-
рости не отличаются от заводских данных более чем на
±15 % (в противном случае производится регулировка вы-
ключателя и повторяется измерение скорости движения
траверсы выключателя). Завод-изготовитель выключателя
дает значения скорости в моменты замыкания и размыка-
ния контактов и в момент выхода контактов из гаситель-
ных камер, а также значения максимальной скорости при
включении и отключении выключателя. Эти данные являют-
ся отправными для оценки качества работы выключателя.
У выключателей серии ВМТ при приемо-сдаточных испыта-
§ 4.8 Наладка и испытания масляных выключателей 151
--------------f----------------------------------------
ниях проверка скорости подвижных частей выключателя
согласно заводской инструкции не производится.
Для окончательной общей оценки работы привода про-
изводится измерение времени движения подвижных частей
выключателя по схемам, приведенным на рис. 4.3. Для от-
счета времени применяются электрический секундомер,
миллисекундомер или осциллограф. Поскольку секундомер
может дать большую погрешность (до 0,05 с), для провер-
ки быстродействующих выключателей применяется милли-
секундомер или осциллограф. При этом измеряется собст-
венное время включения от момента подачи импульса
напряжения на включение до начала замыкания контактов
выключателя и собственное время отключения от момента
подачи импульса на отключение до начала размыкания
контактов. Измеренные значения не должны отличаться
более чем на ±10 % приведенных в табл. 4.5 или заводских
данных.
В соответствии с требованиями Норм монтажным пер-
соналом проверяется механизм свободного расцепления
(опробованием) при включенном положении привода, в
двух-трех промежуточных положениях и на границе зоны
действия свободного расцепления (в последних случаях
при медленном доведении выключателя рычагом или дом-
кратом).
Проверяется также минимальное напряжение срабаты-
вания привода выключателя, которое должно быть не ме-
нее 0,35 номинального при отключении, и напряжение на-
дежной работы, которое должно быть не более 0,65
номинального напряжения обмотки привода. Контакторы
включения должны обеспечивать надежное включение вы-
ключателя при напряжении не более 0,8 номинального.
Учитывая, что в процессе срабатывания привода изменяет-
ся индуктивность обмотки, а следовательно, и соотношение
L и R, для проверки рекомендуется схема с реостатом.
Проверка срабатывания обмоток и контакторов произво-
дится пофазно. У выключателей с пофазными приводами
всех типов и последовательным соединением обмоток от-
ключения и включения за напряжение срабатывания при-
нимается минимальное напряжение, при котором надежно
срабатывают одновременно все три последовательно вклю-
ченные обмотки. Завершающим для выключателей являет-
ся испытание многократными включениями и отключения-
152 Проверка аппаратуры РУ высокого напряжения
Гл. 4
ми, которое проводится при напряжениях на зажимах при-
вода в момент включения 1,1; 1,0; 0,9 и 0,8 номинального.
Выключатель при каждом напряжении опробуется 3—5 раз
и, кроме того, подвергается 2—3-кратному опробованию в
цикле отключение — включение — отключение (О—В—О)
при автоматическом повторном включении и номинальном
напряжении на зажимах привода.
Проверка элементов устройств управления масляными
выключателями описана в гл. 10.
4.9. ОСОБЕННОСТИ НАЛАДКИ И ИСПЫТАНИИ
ВОЗДУШНЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ
Наладка и испытания воздушных выключателем выполняются в со-
ответствии с требованиями Норм.
Особенности наладки и испытаний воздушных выключателей заклю-
чаются в проверке соответствия их характеристик заводским данным [1].
К основным характеристикам воздушных- выключателей относятся вре-
мена различных отдельных операций — отключение (О), включение (В)
и циклов операций В—О, О—В, АПВ; бестоковых пауз при этих опе-
рациях; расходы воздуха (связанные с ними различные давления —
номинальные, максимальные, минимальные и т. д.); падения давления
при операциях; утечки воздуха-, проверки работы приводов.
Все указанные характеристики определяются при многократных
опробованиях выключателя и осциллографировании процессов операций.
Одновременно при проверках производится регулирование расхода воз-
духа, сброса давления и работы сигиальио-блокировочных контактов.
Так как количество операций бывает значительным и по ходу про-
верок постоянно приходится производить регулирование, все операции
производятся с помошью временного пульта дистанционного управления,
располагаемого в защищенном помещении (будка или другое укрытие)
во избежание несчастных случаев при возможных разрушениях фарфора
выключателей во время опробований.
Пример такого пульта приведен на рис. 4.10. Примеры осциллограм-
мы работы контактов воздушного выключателя с воздухонаполнеиным
отделителем при операциях .«Отключение» и «Включение» показаны на
рис. 4.11 и 4.12. Расшифровываются они следующим образом:
Участок аб иа рис. 4.11 определяет собственное время отключения,
участок от точки б до точки в — разновременность размыкания контак-
тов камер, участок вг— опережение размыкания контактов камер, уча-
сток гд — разновременность размыкания контактов отделителей, учас-
ток ее— бесконтактную паузу камер при отключении, участок еж —
§ 4 9 Особенности наладки воздушных выключателей
153
Рис. 4.10. Схема пульта для осциллографироваиия работы воздушных
выключателей:
KL1, KL2 — реле типа РП-232 220 В, 4 A; YB — контакты блокировочные СБК;;
KL3— реле типа РП-23 220 В; /<Т7, КТ2— реле времени типа ЭВ-114 220 В, 1,3 с:
R1 — резистор 800 Ом, 50 Вт; R2— резистор проволочный (шунт) 0,1 Ом, 20 As
S1—S5 — рубильники; S6 — рубильник подачи команды на проведение цикла; за-
жимы 6, 7 — напряжение 220 В постоянного тока; зажимы 8, S — к выносной
кнопке подачи команды на проведение цикла; зажимы 10, 11 — запуск осцилло-
графа
Положение рубильников при различных циклах:
Рубильник Цикл
Включе- ние (В) Отключе- ние (О) Включение на КЗ (В—О) АПВ успеш- ное (О—В) АПВ неус- пешное (О—В—О)
SJ В О В В в
S2 о В В в в
S3 о о о в в
S4 о о в о в
Примечание. В — включение; О — отключение.
разновременность замыкания контактов камер, участок ей — длитель-
ность отключающего импульса.
Участок аб на рис. 4.12 определяет время включения, участок от
точки б до точки в — разновременность замыкания контактов* участок
от точки а до точки и — длительность включающего импульса,
154 Проверка аппаратуры РУ высокого напряжения
Гл. 4
II
1-я камера
2-я камера
—--------------it
д-я камера____т
Ц-я камера гт
S-я камера ц
г------' ------П1_
о-я камера___!,
7-я камера fr
JnJUUULT
4П_Л_ПЛЛГ
Л-ПЛПЯГ
Т 1 w с-я камера. Д" 1 ।; a u Ljuui ।
1-й отделитель [I— — Ц —н —i-i 1 LJLJUI
2-й отделитель I ТТТ Г- । IL 1 • 1
3-и отделитель ! —— —i—— Lp— L, 1 1
Ч-и отделитель I* |*1 —z 1 Н 1 1 1 ' ’ 1 1
5-и отделитель jj р
6-й отделитель !| |Ч • : —h—г 1 1
влек/про-, Z\ 'ill । I
магната^ X—Ц-----ц---—I_________I
tySTh А Л Л А Л А|Л A AJAAAA АААА/
а А ё ж
Рис. 4.11. Осциллограмма работы контактов воздушного выключателя с
воздухонаполненным отделителем при операции «Отключение»
1-й отделитель • 1 1
{ 1 “1/1
2~й отделитель ’ 1 1
1,1 1 1 1 1 1_П!_
3-й отделитель i 1
п '
Ч~й отделитель 1
6~й отделитель ! 1Л 1
" 1 А!
6~й отделитель 1 , 1
“ 1 т_м
\Г\ 1
У iX L 1
[а [а 1 Л^ЛЛЛЛЛЛ|{\ЛЛЛЛ; б IU к^ллл/
Рис. 4.12. Осциллограмма работы контакта воздушного выключателя с
воздухонаполиенным отделителем при операции «Включение»
§4.10 Проверка контактных соединений шин
155
Таблица 4.8. Наименование циклов и количество операций при
многократном опробовании воздушных выключателей
Наименование циклов Давление воздуха в резервуарах и напряжение на зажимах электромагнитов Количество операций
В и О Наименьшее давление, при котором обеспечивается срабатывание и £А1ОМ опе- ративного тока 3
В —О То же 2
В и О Наименьшее рабочее давление и UH©M оперативного тока 3
В и О То же 2
В и О Номинальное давление и UKOia опера- тивного тока 3
В —О То же 2
в Наибрльшее рабочее давление и 0,8 Иксы оперативного тока 2
в Наибольшее рабочее давление и 0,65 Ином оперативного тока 2
о Наибольшее рабочее давление и 0,65 Иксы оперативного тока 2
В—О, о— в—о Наибольшее давление и UHOK оператив- ного тока 2
О—В—о Наименьшее давление для АПВ и UHOM оперативного тока 2
Наладка воздушных выключателей завершается обязательной про-
веркой работы их в циклах и в количестве, указанных в табл. 4.8.
Кроме перечисленных проверок производится измерение /?Из, сопро-
тивление постоянному току контактов, испытание изоляции повышенным
напряжением по методике, описанной выше для коммутационной аппа-
ратуры. Нормы приводятся в [1].
4.10. ПРОВЕРКА КОНТАКТНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ШИН
Оценка состояния контактных соединений шин (прово-
да) производится методом срарнения падения напряжения
от переменного тока на участке с контактным соединением с
падением напряжения от тока того же значения на целом
участке шин (провода) такой же длины, не имеющего кон-
тактного соединения (рис. 4.13). В качестве источника тока
используется нагрузочный трансформатор, которым может
служить трансформатор безопасности напряжения 220/12 В.
В качестве милливольтметра используется электромагнит-
ный милливольтметр с возможно меньшими пределами из-
156 Проверка аппаратуры РУ высокого напряжения
Гл. 4
мерений. Контактное соединение считается удовлетвори-
тельным, если падение напряжения на участке с соедине-
нием (или ответвлением) отличается от падения
напряжения на целом участке шины (провода) не более чем
на 20 %. В противном случае
Рис. 4.13. Схема проверки кон-
тактных соединений ошиновки:
Т — нагрузочный трансформатор;
TUV — лабораторный автотрансфор-
матор
соединение (или ответвление)
бракуется и требует передел-
ки.
Для удобства контактные
соединения или ответвления
проводов подстанций 35 кВ и
выше стараются проверять,
сразу после выполнения их на
земле. В противном случае при
обнаружении дефектных мест
требуется повторный спуск
проводов.
Проверка контактных соеди-
нений может производиться
измерением сопротивления по-
стоянному току. Результаты
проверки и в этом случае счи-
таются удовлетворительными,
если сопротивления участков шин одинаковой длины с сое-
динением (или ответвлением) и целого участка различа-
ются не более чем на 20 %. Более широко используется в
этом случае метод моста.
Оценка состояния контактных соединений ошиновок по
значению сопротивления постоянному току или методом
сравнения падений напряжения не является достаточной.
Результаты измерения в обоих случаях могут быть удовлет-
ворительными при неполной поверхности соприкосновения
контактов, что недопустимо. Удовлетворительное состояние
контакта по всей его поверхности обеспечивается лишь со-
блюдением технологических требований и технических
условий на монтаж и приемку соединительной и ответви-
тельной арматуры, на что и обращается особое внимание
при приемке ее в эксплуатацию.
Согласно требованиям Норм измерение переходного со-
противления болтовых контактных соединений у сборных и
соединительных шин на ток 1000 А и более производится
выборочно (2—3 %). У сварных контактных соединений
§4.11 Проверка и испытания силовых кабелей
157
измерение переходных сопротивлений не производится, они
бракуются только при наличии пережогов или упадочных
раковин на глубину более */з диаметра провода. Опрессо-
ванные контактные соединения бракуются только при несо-
ответствии геометрических размеров требованиям инструк-
ций по монтажу, при наличии трещин, признаков коррозии
и механических повреждений, а также кривизны, превыша-
ющей 3 % длины и несимметричного расположения сталь-
ного сердечника.
4.11. ПРОВЕРКА И ИСПЫТАНИЯ СИЛОВЫХ КАБЕЛЕЙ
Основной проверкой силовых кабелей является провер-
ка состояния изоляции в объеме требований разд. 28 Норм.
Сопротивление изоляции /?из измеряется мегаомметром
2500 В. Изоляция кабелей на напряжение до 1 кВ считает-
ся удовлетворительной, если /?Из^0,5 МОм, у силовых ка-
белей на напряжение выше 1 кВ не нормируется.
У трехфазных кабелей измерение /?из производится для
каждой жилы по отношению к двум другим заземленным.
Окончательным критерием удовлетворительного состояния
кабелей является испытание повышенным выпрямленным
напряжением каждой жилы относительно оболочки и двух
других заземленных жил. Испытание кабелей проводится
выпрямительными установками, желательно с двухполупе-
риодной схемой выпрямления при обязательном соблюде-
нии требований техники безопасности.
Значения испытательного выпрямленного напряжения
приведены в табл. 4.9.
Указанные напряжения достигаются плавным подъемом
напряжения со скоростью 1—2 кВ/с и выдерживаются в
течение 15 мин для кабелей ПО—220 кВ, 10 мин для новых
кабелей 2—35 кВ (с бумажной изоляцией) и 5 мин для
находящихся в эксплуатации кабелей и кабелей с резино-
вой изоляцией.
В течение указанного времени ведется наблюдение за
показаниями приборов (амперметра, вольтметра) и раздел-
ками на концах кабеля. Оценка состояния кабеля произво-
дится по характеру и значению тока утечки (измеряется
миллиамперметром — грубо и микроамперметром—точно).
Значение тока утечки не нормируется. При удовлетвори-
тельном состоянии кабеля ток утечки при подъеме напря-
158 Проверка аппаратуры РУ высокого напряжения
Гл. 4
жения на каждый участок ступени сначала резко возраста-
ет (за счет заряда емкости кабеля), затем быстро спадает
до 10—20 % максимального значения: у кабелей до 10 кВ—
до 300 мкА, у кабелей до 20—35 кВ — до 800 мкА. При
наличии дефектов ток утечки спадает медленно и даже мо-
жет возрастать, особенно при полном испытательном на-
пряжении. Установившееся значение тока утечки при
максимальном испытательном напряжении указывается в
протоколе испытания. При испытании обращается внима-
ние на асимметрию токов утечки по фазам, т. е. наиболь-
шую разность токов утечки. Большая асимметрия (более
8—10) у кабелей является признаком дефекта (обычно' пло-
хая разделка муфт). Результаты испытаний кабелей счита-
ются удовлетворительнымй, если при испытаниях не про-
изошло пробоя, не наблюдалось резких бросков тока в сто-
рону увеличения и напряжения в сторону уменьшения, ток
утечки в период приложения максимального напряжения
не возрастал. Если последнее условие не удовлетворяется
и ток утечки возрастает, испытание продолжается до насту-
пления пробоя, после чего определяется место повреждения
одним из описанных ниже методов. Монтажным персона-
лом устраняется повреждение, и после этого кабель по-
вторно испытывается. Испытания кабелей ведутся с
соблюдением всех требований правил техники безопасно-
сти. У концов кабеля выставляются дежурные, не допуска-
ющие никого к кабелю до тех пор, пока все испытания не
Таблица 4.9. Испытательные напряжения
Вид испытания Значение испытательного напряжения,
бумаж
до 1 кВ 2 3 6 10 20 |
После прокладки и монтажа 6 12 18 36 60 100
После капитально- го ремонта и при про- филактических испыта- ниях 2,5 10—17 15—25 36—45 60 100
* Испытание является обязательным после капитального ремонта только
ных устройствах. Испытание выпрямленным напряжением одножильных кабелей
** После мелких ремонтов изоляция проверяется только мегаомметром 2500 В.
§4.11 Проверка и испытания силовых кабелей
159
будут закончены полностью. Кроме того, дежурные наблю-
дают за поведением кабеля во время испытаний, наличием
разрядов, сильного коронирования, которые являются при-
знаками дефектов. Характерной особенностью кабелей
является их способность длительное время сохранять заряд
после нахождения под выпрямленным напряжением (из-за
значительной емкости). Поэтому после испытания каждая
жила кабеля на несколько минут заземляется с помощью
штанги для полного стекания зарядов в землю. После каж-
дого испытания производят повторное измерение сопротив-
ления изоляции с помощью мегаомметра 2500 В для того,
чтобы убедиться, что испытания не ухудшили состояния
изоляции кабеля.
Перед включением кабеля в работу производят его фа-
зировку для проверки соответствия фаз кабеля фазам при-
соединяемого участка электроустановки. Проверка произво-
дится прозвонкой с помощью телефонных трубок или
мегаомметра. Если на одном из концов кабеля прозвани-
ваемая жила подсоединяется к фазе А, то на другом конце
она также должна присоединяться к той же фазе. На осно-
вании проверки производится раскраска жил в соответствии
с принятой раскраской на данной установке. После предва-
рительной прозвонки перед включением кабельной линии в
работу производится фазировка ее под напряжением. Для
этого с одного конца на кабель подается рабочее напряже-
ние, а с другого конца производится проверка соответствия
фаз измерениями напряжений между одноименными и разно-
для силовых кабелей
кВ. Для силовых кабелей с изоляций
ной резиновой пластмассовой
35 по 220 3 6 10 0,66 1 3 6 10
175 250 500 6 12 20 3,5* 5 15 36 60
175 250 500 64* 12** 20** — 2,5* 7,5 36 60
к»
для кабелей, используемых на электростанциях, подстанциях и в распределитель-
С пластмассовой изоляцией без брони ие проводится.
160 Проверка аппаратуры РУ высокого напряжения
Гл. 4
Рис. 4.14. Фазировка силовых ка-
белей
именными фазами. Фазировка производится с помощью
вольтметров (до 380 В) или вольтметров и трансформато-
ров напряжения (если фазируемые напряжения более
380 В). На напряжении 2—10 кВ фазировка может произ-
водиться с помощью специальных указателей напряжения.
Фазируемые напряжения во избежание ошибочных сужде-
ний должны иметь одинаковые значения (допускаются
отклонения не более 10%).
Измерения или проверка
производятся между всеми
одноименными, а также
между каждой из них и дву-
мя остальными разноимен-
ными фазами. Схема изме-
рений при фазировке сило-
вых кабелей на напряжении
до 1 кВ дана на рис.
4.14. Для образования
замкнутого электрического
контура перед проведением
измерений необходимо
предполагаемых одно-
именных фаз с помощью разъединителя или временной
перемычки. В случае четырехпроводной системы, в кото-
рой нейтраль заземлена, перемычки не требуется. Если при
измерениях или проверке оказывается, что между одно-
именными фазами at—а2, bi—b2, Ci—с2 напряжение отсут-
ствует, а между одной из одноименных и противополож-
ными разноименными ai—b2, а,—с2, bi—а2, Ь\—с2, п—а2,
С\—Ь2 оно имеется и примерно одинаково (рис. 4.15), то
соединить любую пару
Рис. 4.15. Векторная диаграмма для нормального случая фазировки ка-
белей
Рис. 4.16. Ненормальные случаи фазировки кабелей
11—408
Одно показание нулевое.
Остальные -Е,
Нулевых показаний нет. При повтор-
ных измерениях перемычкой соеди-
няются выводы, между которыми,
первыйраз было измерено мини-
мальное напряжение Ел
Нулевых показаний,
нет
§4.11 Проверка и испытания силовых кабелей
Перепутаны
аг с Ьг
Перепутаны
агс сг
Несоответствие полярностей
обмоток трансформатора со
стороны фазируемого кабеля.
Следует поменять все начала
и концы обмоток
s>S> Э Е 51
5
й 2 S ч® §
162 Проверка аппаратуры РУ высокого напряжения
Гл. 4
такой кабель может быть включен в параллельную работу.
Но возможны и другие случаи, представленные на рис.
4.16.
Фазировка на высоком напряжении производится по
схеме, приведенной на рис. 4.14, но с помощью указателей
напряжения или трансформаторов напряжения. Последние
должны быть предварительно сфазированы подачей одного
и того же напряжения.
Отыскание мест повреждения силовых кабелей. В зависимости от
вида повреждения при отыскании мест повреждений применяются две
основные группы методов: непосредственного определения места повреж-
дения на трассе и относительного определения места повреждения путем
измерений, производимых с одного конца кабеля. Обычно относитель-
ным методом пользуются для определения участка кабеля, в котором
произошло повреждение. После этого непосредственным методом уточ-
няется' место повреждения. Такое сочетание методов позволяет относи-
тельно быстро и без больших затрат времени отыскать место поврежде-
ния. В группе относительных методов основное место занимают метод
Рис. 4.17. Схемы измерений при
определении места поврежде-
ния методом петли
петли, емкостный метод, импульсные методы, методы колебательных
разрядов-, в группе непосредственных методов основными являются ин-
дукционный и акустический.
Метод петли (Муррея) используется в случае повреждения изоля-
ции одной или двух жил относительно оболочки, не сопровождающего-
ся обрывом жил, при условии, что переходное сопротивление постоян-
ному току в месте повреждения /?перех<5 кОм; если l?nCpei>5 кОм, то
перед использованием этого метода требуется предварительное прожи-
гание места повреждения. Метод петли заключаетси в измерении сопро-
тивления постоянному току участка поврежденной жилы до места по-
вреждения с помощью чувствительного кабельного моста (например,
Р-333) по схеме, приведенной на рис. 4.17.
При равновесии моста
§4.11 Проверка и испытания силовых кабелей 163
Так как сопротивление постоянному току жил кабеля пропорцио-
нально длине кабеля, то можно считать, что
B + D = 2LR0.
Используя это выражение, можно написать для условия равнове-
сия моста (заменив D на IxRo и В на 2LRB—D)
2LC
lx~ А + С ’
где L—длина кабеля; А и С — показания моста при установке галь-
ванометра на нуль.
Для повышения точности измерений по схеме, приведенной на рис.
4.17, сопротивления соединительных проводов между кабелем и мостом
и между концами кабеля должны быть по возможности минимальными.
Точность измерений проверяется при втором измерении, когда концы
проводов от кабеля к мосту меняются местами. При втором измерении
определяется
Если для результатов измерений выполняется соотношение Lx+Lv+
+L—2L, где L известно, то первое измерение было правильным. Так
как при измерении методом петли невозможно исключить ошибку мос-
та и точно учесть длину кабеля, то естественно, что этим методом точ-
ное местонахождение повреждения определить нельзя, а можно опре-
делить лишь участок повреждения. Точное местонахождение поврежде-
ния определяется одним из непосредственных методов.
Емкостный метод используется при обрывах жил кабеля, если пере-
ходное сопротивление замыкания места повреждения на землю /?иСцм=
=300-s-S00 Ом. Метод заключается в измерении емкости участка кабе-
ля Сх с помощью моста переменного тока 1000 Гц (например, Р-565)
по схеме, приведенной на рис. 4.18. При равновесии моста, проверяемом
с помощью телефона по отсутствию звучания и устанавливаемом с по-
мощью резистора R2 и эталонного конденсатора С8Т, имеет место соот-
ношение, из которого определяется
Сх = Сэт = Z^IZt.
Длина кабеля до места повреждения определяется в зависимости от
характера повреждения одним из следующих трех способов:
1. При обрыве измеряют емкость повреждений жилы с одного кон-
ца кабеля Ci, затем с противоположного С2 и длину кабеля делят про-
порционально полученным результатам измерения. Расстояние 1Х в этом
случае определяют по формуле
11*
164 Проверка аппаратуры РУ высокого напряжения
Гл. 4
Рис. 4.18. Схема измерений при определении места обрыва жил кабеля
емкостным методом с помощью моста переменного тока 1000 Гц:
1 — жилы кабеля; 2 — место обрыва жилы; 3 — оболочка кабеля; А — телефон
, LCi
х схн-с2 *
2. Если поврежденная жила имеет замыкание на землю с одного
конца, то измеряют емкость Ct н емкость целой жилы С. Тогда
3. Если емкость поврежденной жилы может быть измерена только с
одного конца, а остальные жилы замкнуты на землю, то 1Х определя-
ется по формуле
lx = lOOOCj/Coi
где Со—удельная емкость жилы для кабеля данного напряжения.
Емкостный метод применяется редко. Более широко -используются
метод колебательных разрядов и импульсный метод, отличающиеся от
емкостного простотой, большей точностью.
Импульсный метод основан на измерении времени прохождения им-
пульса электромагнитной волны tx по линии от места измерения до
места повреждения 1Х и обратно. При скорости распространения импуль-
са v время определяется по формуле
?х = 2/дс/и,
откуда
V
§ 4.11 Проверка и испытания силовых кабелей
165
Этот принцип используется в приборах типов ИКЛ-5, Р5-1, Р5-5,
выпускаемых промышленностью. Метод прост, не требует никаких пе-
реключений на противоположном конце, однако имеет ряд недостатков,
из которых основными являются ограниченность применения (только
при условии обрыва или когда /?перех<100 Ом) и чувствительность к
естественным неоднородностям кабеля и к местам соединений в муфтах,
приводящая к ложному выводу.
Структурная схема прибора ИКЛ-5 представлена на рис. 4.19. На
рис. 4.20 показаны примеры присоединений прибора к линии для раз-
Рис. 4.19. Структурная схема испытателя кабелей и ли-
нии ИКЛ-5
личных случаев повреждений. Порядок измерений с помощью прибо-
ров ИКЛ-5, Р5-1, Р5-5 подробно описывается в прилагаемой к каж-
дому прибору заводской инструкции.
Метод колебательных разрядов наиболее часто используется для ка-
белей 10 кВ и ниже, не требует прожигания, обеспечивает высокую
точность измерений во всех случаях повреждений кабелей. Большим
достоинством метода является возможность с его помощью определить
166 Проверка аппаратуры РУ высокого напряжения
Гл. 4
Рис. 4.20. Присоединение прибора ИКЛ к линии при раз-
личных случаях повреждения
место повреждения при первом пробое во время испытания кабеля по-
вышенным напряжением, т. е. совмещение испытания и определения
места повреждения в кабеле.
Метод основан на том, что при пробое кабеля возникает колеба-
тельный разряд, период которого связан с расстоянием до места про-
боя соотношением
7=4//».
Средняя скорость распространения волны составляет для большин-
ства кабелей 3—35 кВ с бумажно-масляиой изоляцией 160-103 км/с и
не зависит от сечения и длины кабеля. Следовательно, расстояние до
места повреждения однозначно определяется периодом колебаний. На
этом принципе основано действие прибора ЭМКС-58М, изготовляемого
промышленностью (рис. 4.21).
На рис. 4.22 представлены кривые напряжений в отдельных точ-
ках структурной схемы.
На рис. 4.23 показана схема включения прибора прн проведении
испытаний кабеля, а на рис. 4.24 — лицевая панель прибора.
Порядок проведения измерения прибором подробно излагается в
заводской инструкции, прилагаемой к прибору.
§ 4.11 Проверка и испытания силовых кабелей
167
Индукционный метод используется при определении мест повреж-
дений кабеля с замыканием жил между собой и обладает высокой точ-
ностью определения места повреждения. Но он применим только при
Рис. 4.21. Структурная схема прибора ЭМКС-58М:
а — входное устройство; б — измерительное устройство; 1 — блок управляющих
импульсов; 2— блок управления ключевой лампой; 3 — ключевая лампа; 4 — за-
рядная цепь; 5 — измерительный прибор; 6 — блок питания
Рис. 4.22. Напряжения в отдельных
точках структурной схемы прибора
ЭМКС-58М:
1 — напряжение на зажимах кабеля при
пробое изоляции; 2 — импульс, сформиро-
ванный блоком управляющих импульсов;
3 — импульс управления ключевой лампой;
4 — напряжение на конденсаторе зарядной
цепи; а — пуск; б — останов
1?перех<10 Ом. Им можно определять также трассу и глубину зале-
гания неповрежденного кабеля, а также места расположения муфт.
Метод основан на подаче по поврежденной жиле кабеля тока звуковой
частоты от генератора звуковой частоты 800—1000 Гц, 100—200 В (на-
пример, ОП-2) и улавливании электромагнитных колебаний на поверх-
ности земли с помощью специальной рамки, усилителя и телефона-. Отыс-
168 Проверка аппаратуры РУ высокого напряжения
Гл. 4
Рис. 4.23. Схема присоединения прибора ЭМКС-Б8М к кабелю при про-
ведении его испытания повышенным напряжением:
1 — высоковольтная испытательная установка; 2 — соединительный провод; 3—де-
литель напряжения; 4 — пуск; 5 — останов; 6 — место повреждения; 7 — свинец;
8 — жилы кабеля
Сеть Установка Стабилиза- Установка
НУЛЯ ЦИЯ НУЛЯ ШКАЛЫ
л От ВЫСОКОВОЛЬТНОГО
Чуветви- Кнопка
ТЕЛЬНОСТЬ КОНТРОЛЯ
Измерение
Рис. 4.24. Лицевая панель прибора ЭМКС-Б8М
каиие места повреждения при замыкании между жилами производится
по схеме, приведенной на рис. 4.25. Специальным генератором на две
поврежденные жилы кабеля подается ток звуковой частоты 10—20 А.
Одновременно по трассе кабеля проходит оператор, прослушивающий
§4.11 Проверка и испытания силовых кабелей
169
через телефон звучание наведенных от кабеля в рамку электромагнит-
ных волн. Звучание периодически изменяется, то усиливаясь, то ослаб-
ляясь. в соответствии с шагом скрутки жил кабеля. В местах нахож-
дения муфт звучание усиливается и уменьшается периодичность, а в
Рис. 4.2Б. Схема включения генератора звуковой частоты прн замыкании
между жилами кабеля (а) и кривая изменения звучания по трассе по-
вреждения кабеля (б):
Р — рамка; У — усилитель; А — телефон; G — генератор звуковой частоты
местах повреждения звучание сначала усиливается (при подходе к не-
му), а затем прекращается на расстоянии О,Б м за местом повреждения.
Отыскание мест повреждений жил кабеля с замыканием на оболочку
индукционным методом не производится или производится с помощью
специальной рамки, накладываемой при прослушивании непосредствен-
но на кабель в специально вырытых для этого шурфах, или индукцион-
но-компенсационным методом, при котором подача сигнала производит-
ся периодически то на поврежденную, то на неповрежденную жилу.
Акустический метод аналогичен индукционному. В отличие от него
на жилы кабеля в этом случае подается импульс напряжения от выпря-
мительной установки (рис. 4.26). Акустическим методом определяются
места повреждений в кабелях прн заплывающих пробоях. Посылаемые
в кабель импульсы обеспечивают в этом случае в месте пробоя разряд,
сопровождающийся электромагнитными колебаниями. Последние содер-
жат звуковые колебания, которые хорошо прослушиваются с помощью
телефона А через пьезоэлемент с усилителем. Наиболее сильное звуча-
ние в телефоне наблюдается, когда перемещаемый пьезоэлемент оказы-
вается над местом повреждения, т. е. в момент, показанный на рис. 4.26.
В качестве выпрямительной установки можно использовать обычную
установку для испытания кабелей повышенным выпрямленным напряже-
нием. В качестве конденсатора С используется конденсатор 0,5—1 мкФ
или неповрежденная жила кабеля, если длина ее более 200—300 м.
170 Проверка аппаратуры РУ высокого напряжения
Гл. 4
Разрядник F V настраивают так, чтобы интервал между разрядами со-
ставлял 1—3 с. Тогда импульсы отчетливо прослушиваются телефоном
даже при наличии других источников колебаний (помех). Акустический
метод дополняет индукционный и применяется лишь в случаях, когда
/?перех»Б0 Ом. В противном случае не будет возникать разряд в месте
пробоя.
Прожигание кабелей. При пробое кабелей во время испытаний по-
вышенным напряжением обычно в канале разряда происходит разложе-
Рис. 4.26. Схема определения места повреждения в кабеле акустическим
методом:
С — конденсатор; FV — разрядник; А — телефон; П — пьезоэлемент с усилителем;
Uc — напряжение сети; Т — трансформатор; VD — выпрямитель
ние маслоканифольиой массы с образованием газов, способствующих
погасанию дуги и деионизации разрядного промежутка. Последнее при-
водит к затеканию в промежуток кабельной массы и восстановлению
электрической прочности. В результате имеет место «заплывающий про-
бой», особенно при повреждениях в соединительных муфтах.
«Заплывающий пробой» затрудняет отыскание места повреждения
петлевым, импульсным и индукционным методами. При отыскании места
повреждения этими методами кабели прожигают многократным подъе-
мом напряжения сначала обычной выпрямительной установкой, затем на
более низком напряжении специальной выпрямительной установкой (на-
пример, на твердых выпрямителях). Двухступенчатое прожигание обу-
словливается отсутствием достаточно мощных установок на высокое на-
пряжение; в то же время для прожигания иа первой ступени требуется
не большая мощность, а высокое напряжение, при достижении же
/?перех^Ю кОм в месте пробоя уже требуется не высокое напряжение,
а большая мощность. Для прожигания могут применяться установки с
селеновыми выпрямителями или трансформаторы. Промышленность спе-
циальных установок достаточной мощности для прожигания ие выпуска-
ет. На рис. 4.27 приведена схема установки Мосэнерго, смонтированная
§ 4.11 Проверка и испытания силовых кабелей
171
в кузове автомашины ГАЗ-51. В Ленинградской кабельной сети приме-
няются масляно-селеновые установки мощностью 10 кВ-А с выходным
напряжением 5 кВ.
Особенности испытаний маслонаполненных кабелей. Маслонапол-
ненные кабели низкого и высокого давления с медной жилой, с изоля-
цией из пропитанной бумаги, в свинцовой или алюминиевой оболочке
Рис. 4.27. Принципиальная схема установки Мосэнерго:
1 — рубильник па S А; 2 — заземляющий нож; 3—амперметр (на 80 А); 4—транс-
форматор ВП-60 0.22/42.Б кВ, 6 кВ-А: 5 — регулировочный трансформатор напря-
жения 250 В, 7 кВ-А; 6 — трансформатор ВП-5/10, 7 кВ-А; 7 — генератор звуко-
вой частоты АТО-8; 8—трансформатор согласованин 8 кВ-А, 1000/560/380/220/110 В;
S — переключатель; 10—переключатель ВП-10/5
предназначены для передачи и распределения электрической энергии
при номинальном переменном напряжении до 500 кВ включительно и
изготовляются отечественными заводами в соответствии с ГОСТ
16441-78 [1].
Пусконаладочные работы иа маслонаполненных и газонаполненных
кабельных линиях разделяются на два этапа. Первый этап — испытания,
проводимые до монтажа и в процессе монтажа, при этом производят:
172 Проверка аппаратуры РУ высокого напряжения
Гл. 4
1) осмотр кабельных барабанов при их поставке на место монтажа;
2) измерение сопротивлений заземлений отдельных колодцев ка-
бельной линии до их соединения между собой по оболочкам кабеля при
монтаже кабеля;
3) контроль за качеством антикоррозийного покрытия стальных
труб;
4) определение характеристик масла, предназначенного для залив-
ки и монтажа;
5) наладка автоматики подпитывающих устройств и систем сигна-
лизации и пожаротушения.
В ряде случаев при монтаже кабельной линии закладываются за-
ранее отградуированные датчики для измерения температуры кабеля
на его оболочках и почвы на глубине прокладки кабеля для последую-
щих тепловых испытаний.
Второй этап — испытание смонтированной кабельной линии в соот-
ветствии с требованиями Норм и технических условий на кабель и
поставленную к нему аппаратуру. В программу испытаний входят:
1) внешний смотр всех элементов кабельной линии;
2) измерение сопротивления заземления кабельной линии;
3) определение целости жил и их фазировка;
4) измерение сопротивлений жил постоянному току;
Б) измерение электрической емкости жил;
6) испытание кабеля на свободное прохождение масла и определе-
ние гидравлического сопротивления маслоподводящего канала;
7) определение содержания нерастворенного в масле воздуха;
8) опробование систем сигнализации давления масла;
9) испытание подпитывающих агрегатов;
10) испытание устройств подогрева муфт;
11) определение характеристик масла;
12) испытание повышенным напряжением выпрямленного тока или
тока промышленной частоты;
13) проверка действия антикоррозийных защит (при их наличии).
Кабельные линии среднего давления испытываются по пп. 1—5 и
9—12, высокого давления — по пп. 1—8, 11 и 12. Наиболее трудоемким
при монтаже кабеля является испытание масла. Поэтому организации
его проведения уделяется особое внимание. Испытание производится
в полевых лабораториях, оснащенных соответствующими установками,
обеспечивающими электрические испытания масла (мост Р-Б25, испы-
тательная установка АМИ-60 или АИИ-70), Контрольные пробы масла
должны удовлетворять требованиям Норм.
Кабели НО кВ и выше допускается испытывать повышенным на-
пряжением промышленной частоты вместо выпрямленного. В этом слу-
§5.1 Проверка состояния трансформаторов 173
чае кабели ПО кВ испытываются напряжением ПО кВ, кабели 220 кВ—
напряжением 220 кВ и кабели 500 кВ — напряжением 500 кВ по отно-
шению к «земле». Продолжительность испытания 15 мин.
Глава пятая
ПРОВЕРКА И ИСПЫТАНИЯ СИЛОВЫХ
ТРАНСФОРМАТОРОВ, МАСЛЯНЫХ И ДУГОГАСЯЩИХ
РЕАКТОРОВ
5.1. ПРОВЕРКА СОСТОЯНИЯ ТРАНСФОРМАТОРОВ
И ИСПЫТАНИЕ ИЗОЛЯЦИИ ОБМОТОК
Проверка и испытания силовых трансформаторов, авто-
трансформаторов, масляных и дугогасящих реакторов
(в дальнейшем — трансформаторов) регламентируются
требованиями Норм и заводских инструкций [6]. Основны-
ми из них являются те, которые позволяют оценить состоя-
ние изоляции.
Первой является проверка трансформатора на герметич-
ность (маслоплотность). Исходными условиями для про-
верки состояния изоляции являются удовлетворительные
результаты проверки трансформатора на герметичность и
полное окончание монтажа (трансформатор должен быть
полностью собран монтажным персоналом, залит маслом
не менее чем за 12 ч до начала проверки изоляции). Про-
верка начинается с взятия проб масла для химического
анализа и проверки электрической прочности в лаборатор-
ных условиях (обычно энергосистем).
Состояние изоляции оценивается по результатам изме-
рения tg б, /?60, 7?is каждой обмотки по отношению к другим
заземленным. Измерения производятся при /Из^Ю°С для
трансформаторов '110—150 кВ и при /113^20‘’С для транс-
форматоров 220—750 кВ. За /из принимается у трансфор-
маторов, не подвергавшихся прогреву, температура верх-
них слоев масла, у трансформаторов, подвергавшихся на-
греву, — средняя температура обмотки ВН фазы В, опреде-
ляемая по сопротивлению ее постоянному току (см. § 2.7)
через 60 мин после отключения тока нагрева или 30 мин
после отключения внешнего источника нагрева.
174 Проверка и испытания трансформаторов и реакторов
Гл. Б
Сопротивление изоляции измеряется мегаомметром
2500 В. Тангенс угла диэлектрических потерь tg6 измеря-
ется по перевернутой схеме при напряжении 10 кВ, но не
более 60 % испытательного напряжения (см. § 2.10).
В процессе ревизии или сушки трансформатора состоя-
ние увлажненности его обмоток оценивается измерением с
помощью приборов ЕВ-3, ПКВ-8 отношения &CIC (см. § 1.5
и 2.10), которое считается удовлетворительным, если не
превышает следующих значений:
t измерения, °C......................
АС/С (до ревизии), %.................
ACi/C (после ревизии), % • • .
10 20 30 40 Б0
8 12 18 29 44
3 4 5 8,5 13
Результаты измерения ЬС/С инструкциями не нормиру-
ются, но используются как дополнительный критерий оцен-
ки и в качестве исходных данных для последующих изме-
рений в эксплуатации.
Оценка состояния изоляции и заключение о необходимо-
сти сушки трансформаторов делаются на основе комплекс-
ного рассмотрения условий транспортировки, хранения,
монтажа и результатов всех проверок в соответствии с за-
водской инструкцией. Результаты измерения /?60 и tg б для
этого приводятся к указанной в паспорте температуре. Зна-
чения коэффициентов пересчета /?6о и tg б в зависимости от
разности температур приведены ниже:
Разность темпе-
ратур .......... 1 2 3 4 5 10 15 20 25 30
Коэффициент пе-
ресчета Кг для
fi60 обмоток 1,04 1,08 1,13 1,17 1,22 1,5 1,84 2,25 2,75 3,4
Коэффициент пе-
ресчета Ki для
tgS обмоток 1,03 1,06 1,09 1,12 1,15 1,31 1,51 1,75 2,0 2,3
Коэффициент пе-
ресчета Кз значе-
ния масла . 1,04 1,08 1,13 1,17 1,22 1,5 1,84 2,25 2,75 3,4
Измеренные сопротивления изоляции Reo и tg6, приве-
денные к температуре заводского измерения, должны быть
не менее 70 % в первом случае и не более 130 % во втором.
Если измеренный tg б оказывается равным 1 % или менее,
то сравнения его с заводскими данными не требуется.
§ 5.2 Измерение потерь холостого хода
175
При удовлетворительных результатах проверки состоя-
ния изоляции обмоток трансформатора и наличии испыта-
тельной установки достаточной мощности обмотки напря-
жением до 35 кВ подвергаются испытаниям повышенным
переменным током промышленной частоты (см. § 3.2),
Испытание производится вместе с установленными ввода-
ми в течение 1 мин.
Значения испытательного
Номинальное напряже-
ние обмотки, кВ ... , До 3
Испытательное напря-
жение, кВ, обмоток транс-
форматора с изоляцией:
нормальной , . . . 4,5
облегченной, в том
числе сухие трансфор-
маторы ................2,7
напряжения приведены ниже:
3 6 10 15 20 24 27 35
16 23 32 41 50 59 63 77
9 15 22 28 — — — —
Испытаниям подвергается каждая фаза или обмотка в
целом (если фазы не разделяются) по отношению к зазем-
ленным другим обмоткам аналогично измерениям, произ-
водимым при оценке состояния изоляции.
Результаты испытаний считаются удовлетворительными,
если во время испытания не замечено пробоев. Последнее
имеет место, если слышатся звуки разрядов в баке, сопро-
вождаемые при этом толчками стрелок измерительных при-
боров (ток резко возрастает, напряжение падает). Отдель-
ные звуки разрядов, не сопровождаемые колебаниями стре-
лок приборов, не являются признаком повреждения или
дефекта изоляции.
При пробое изоляции требуется вскрыть трансформатор,
слив масло, и повторить испытания. По появлению дыма
при повторном испытании определяется место повреждения,
которое в дальнейшем устраняется заводом или ремонтным
персоналом; после устранения дефекта и восстановления
изоляции испытания повторяются.
5.2. ИЗМЕРЕНИЕ ПОТЕРЬ ХОЛОСТОГО ХОДА
Проверку трансформаторов начинают с измерения по-
терь холостого хода (XX), чтобы на их результаты не вли-
яли измерения с использованием постоянного напряжения,
т. е. Лиз и др.
176 Проверка и испытания трансформаторов и реакторов
Гл. 5
Измерения производятся по схеме рис. 5.1, а, б при по-
ниженном напряжении (220—380 В) с поочередным замы-
канием накоротко одной из фаз и возбуждением двух других
{три опыта). При этом измеряются подводимое напря-
жение 1/П и суммарная мощность Р„3, потребляемая транс-
форматором и схемой измерения. Затем определяют собст-
Рис. 5.1. Схема измерения на малом напряжении потерь холостого хо-
да при однофазном возбуждении трансформатора (а), с использовани-
ем измерительных трансформаторов напряжения (б), при трехфазном
возбуждении трансформатора (в)
венное потребление схемы РСх. отключив схему от выводов
обмотки трансформатора. Потери в трансформаторе Ртр при
напряжении Ua определяют по формуле
р = р _____р
* тр 1 из 1 сх-
У трехфазных трансформаторов можно измерять потери
при трехфазном возбуждении, как это показано на рис.
5.1, в. Но у трансформаторов с трехстержневым магнито-
проводом потери чаще всего измеряют при однофазном
возбуждении.
Полученные при измерениях данные сравниваются с
данными заводских испытаний; оии не должны различать-
ся более чем на 10 %. В противном случае необходимо вы-
яснить и устранить причину отклонения потерь и вновь из-
мерить потери холостого хода при пониженном напряже-
нии. Для приведения потерь к номинальному напряжению
вычисляют потери в трансформаторе Ро'-
§ 5.3 Измерение сопротивления обмоток постоянному току 177
г> РОаЪ + РоЬс 4 Роас
'°-----------2 *
где Роаь, Роьс, Роас—измеренные потери при опытах при
одном значении напряжения, подводимого к обмоткам.
Приведенные потери определяются по формуле
Р _____ р (.^иом V
гСорив ' о! i
\ /
где £/цОм — номинальное напряжение обмотки трансфор-
матора, кВ; Uu — приложенное напряжение, кВ; п — пока-
затель степени, зависящий от сорта стали (принимается
равным 1,8 для горячекатаной и 1,9 для холоднокатаной
электротехнической стали); Ро—потери в трансформаторе
для общих случаев, вычисленные при однофазных опытах
или измеренные при трехфазном опыте.
5.3. ИЗМЕРЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ ОБМОТОК
ПОСТОЯННОМУ ТОКУ
Измерение сопротивления обмоток постоянному току
производится методом падения напряжения или мостовым
методом при токе, не превышающем 20 % номинального
тока измеряемой обмотки. Мостовой метод измерения со-
противления более точен, но при сравнении результаты из-
мерения могут отличаться от заводских данных, измеряе-
мых, как правило, методом падения напряжения. Поэтому
измерение сопротивлений постоянному току рекомендуется
производить тем же методом, каким производились изме-
рения на заводе.
Измеряется сопротивление постоянному току всех обмо-
ток на всех ответвлениях. У трансформаторов, имеющих
предызбиратель в переключающих устройствах, измеря-
ются сопротивления на всех ответвлениях при одном поло-
жении предызбирателя и дополнительно на одном ответ-
влении при другом положении.
В аппаратах с нулевым выводом измеряются и сравни-
ваются фазовые сопротивления, а при отсутствии нулевого
вывода — сопротивления обмоток между линейными выво-
дами.
При измерении сопротивления методом падения напря-
жения, если значения их составляют несколько ом и ме-
нее, цепи милливольтметра в схеме присоединяются непо-
12—408
178 Проверка и испытания трансформаторов и реакторов Гл. 5
Рис. 5.2. Схема измерения соп-
ротивления постоянному току
обмотки с большой индуктив-
ностью:
РА — амперметр; PmV — милли-
вольтметр
средственно к выводам измеряемой обмотки отдельными
проводниками. Милливольтметр включается при устано-
вившемся значении тока, а отключается до разрыва цепи
тока. За установившийся принимается ток, при котором
стрелка амперметра практиче-
ски не изменяет своего поло-
жения в течение 1 мин. Схемы
измерения сопротивления по-
стоянному току приведены в
§ 2.5.
Измерение сопротивления
обмоток, обладающих большой
индуктивностью, по методу па-
дения напряжения производит-
ся по схеме, имеющей в токо-
вой цепи реостат (рис. 5,2). Это
Сокращает время установления
тока, а следовательно, и изме-
рения. При измерении сопротивления постоянному току
следует использовать в измерительной цепи соединитель-
ные провода небольшой длины и соответствующего сече-
ния (в зависимости от значения тока) для внесения в ре-
зультаты измерений наименьшей погрешности.
Наибольшую точность измерений сопротивления обмо-
ток дает компенсационный метод измерения (см. § 2.5),
при котором соединительные провода не вносят погрешно-
сти в результаты измерений. При измерении сопротивле-
ния обмоток определяется температура обмоток во время
измерения. За температуру обмоток трансформатора, не
подвергавшегося нагреву и не включавшегося в сеть, прини-
мается температура верхних слоев масла (измеренная не
ранее чем через 30 мин после заливки для трансформато-
ров мощностью до 1000 кВ-А включительно и не ранее чем
через 1 ч для трансформаторов большей мощности). Для
трансформаторов, находящихся длительно (не менее 10 ч)
в помещении, за температуру обмотки принимается темпе-
ратура окружающего воздуха, если колебания ее не более
3°С.
Приведение сопротивления обмотки измеренного при
температуре t, °C, к заводской (или другой) температуре t2
производится по формуле, приведенной в §2.5. Можно опре-
делить температуру обмотки t2 по результатам измерений
§ 5.4 Измерение коэффициента трансформации
179
сопротивлений постоянному току Ri И обмотки при дан-
ном состоянии трансформатора и при другом состоянии его,
прн котором температура ti обмотки известна, по формуле,
приведенной в § 2.5. Сопротивления постоянному току, из-
меренные при наладке силовых трансформаторов, приведен-
ные к одной температуре, не должны отличаться от завод-
ских данных более чем на 2 %, за исключением случаев,
когда это оговорено паспортными данными или заводскими
протоколами.
5.4. ИЗМЕРЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ТРАНСФОРМАЦИИ
Коэффициент трансформации обмоток трансформатора
проверяется путем одновременного измерения напряжений
обмоток высшего и низшего напряжения по схемам рис. 5.3
Рис. 5.3. Измерение коэффициентов трансформации силовых трансфор-
маторов:
а — однофазных: б — трехфазных по трехфазной схеме возбуждения; е — трехфаз-
ных по однофазной схеме возбуждения; а — трехфазнык с нулевым выводом по
однофазной схеме возбуждения
12*
180 Проверка и испытания трансформаторов и реакторов
Гл. 5
при помощи вольтметров класса не ниже 0,5. Измерения про-
изводятся для всех обмоток на всех ответвлениях. Для трех-
обмоточных трансформаторов допускается проверка коэф-
фициента трансформации однофазным напряжением пооче-
редно между двумя парами обмоток. Коэффициент тран-
сформации проверяется следующим образом: к одной из
обмоток, как правило ВН, подводится напряжение сети и
измеряется одним вольтметром. Другим вольтметром изме-
ряется напряжение другой обмотки. Отсчет по вольтметрам
делается одновременно. У трехфазных трансформаторов
коэффициент трансформации лучше измерять при трехфаз-
ном возбуждении четырьмя вольтметрами одного класса
точности: одним вольтметром измеряется напряжение на'об-
мотке ВН (после проверки симметричности линейных на-
пряжений, питающих сети), а тремя вольтметрами измеря-
ются одновременно напряжения на трех фазах другой об-
мотки или между фазами (при отсутствии выведенного нуля
обмотки). Коэффициент трансформации подсчитывается как
отношение напряжения обмотки ВН (напряжения питания)
к напряжениям отдельных фаз.
При однофазной схеме питания трехфазных трансформа-
торов с обмотками, соединенными по схеме звезда — тре-
угольник без выведенного нуля, для получения правильного
результата фаза, на которой не производится измерение, за-
корачивается. В противном случаев результат измерения
искажается из-за того, что, как показано на рисунках, в тре-
угольнике проходят токи во всех трех обмотках. Коэффици-
ент трансформации в этом случае определяется между фаз-
ными напряжениями:
б'лв ^ВС и АС
2 2 _ 2
П1Ф— — —'» п2ф— ,, ! пзФ —’ ,, з
иаъ Ofec о ас
где «ф — фазный коэффициент трансформации, т. е. отноше-
ние фазного напряжения на стороне ВН к фазному напря-
жению на стороне НН.
От фазного коэффициента нетрудно перейти к обычно
определяемому линейному:
= ^ф
Если трансформатор имеет нулевой вывод, благодаря ко-
торому возможно возбуждение одной фазы обмотки, то за-
§ 5.5 Проверка полярности обмоток трансформаторов 181
корачивания обмотки не требуется, так как в этом случае
остальные фазы обмотки со стороны треугольника не иска-
жают результата измерения. И в этом случае измеряется
фазный коэффициент трансформации:
П1ф = UаЬ’ П2ф ~ 'В^Ъс' % = ^Сй^ас’
Коэффициент трансформации, полученный при контроль-
ных измерениях, не должен отличаться от заводских данных
более чем на 2 %. По общей закономерности изменения со-
противления постоянному току и коэффициента трансфор-
мации делается вывод о состоянии переключателя. Для
трансформаторов с регулировкой под напряжением допуска-
ется, кроме того, отличие в пределах значения ступени ре-
гулирования.
5.5. ПРОВЕРКА ПОЛЯРНОСТИ И ГРУПП СОЕДИНЕНИЯ
ОБМОТОК СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ
Одним из условий параллельной работы трансформато-
ров является идентичность групп соединения их обмоток,
определяемых полярностью обмоток, схемой их соединений
и чередованием фаз подаваемого на обмотки напряжения.
В связи с этим одной из важных проверок трансформато-
ров является определение полярности обмоток у однофаз-
ных трансформаторов (см. §3.5) и групп соединения (в за-
водском исполнении) трехфазных трансформаторов.
При оценке групп соединения силовых трансформаторов
исходят кроме принципа, заложенного в определение одно-
полярности, из следующих основных предпосылок.
1. Выводы обмоток стороны высшего напряжения (ВН)
обозначаются прежде всего прописными буквами А, В, С,
X, У, Z, а выводы обмоток низшего напряжения (НН) —
строчными буквами а, б, с, х, у, г.
2. .У обмоток, имеющих одинаковое направление намот-
ки, все начала (определяемые однополярностью их) рас-
полагаются при изображении с одной стороны, а концы —
с другой (рис. 5.4). У обмоток, имеющих разное направле-
ние намотки, начала и концы их располагаются с разных
сторон (рис. 5.5).
3. Условно считается, что вектор первичного Е Ах и вто-
ричного Uax напряжений и соответствующие им ЭДС ЕАх,
Еах имеют одно и то же направление, если считать, что обе
182 Проверка и испытания трансформаторов и реакторов
Гл. 5
обмотки имеют одно и то же направление намотки, при
этом положительному направлению обоих векторов соот-
ветствует обход обмоток от концов X, х к началу А, а. Если
направления намотки разные, то положительному направ-
лению вектора ЭДС соответствует обход обмотки высшего
А а. Ах
Рис. 5.4. Изображение однопо-
лярных выводов при одинако-
вом направлении иамотки об-
моток
Рис. 5.5. Изображение однопо-
лярных выводов при различных
направлениях иамотки обмоток
А
Иве
Рис. 5.6. Векторная диаграмма
напряжений
напряжения от конца X к началу Л, вектор ЭДС обмотки
низшего напряжения изображается противоположным ему
на 180°.
4. Начало обмоток и нулевой вывод располагаются на
крышках трансформаторов в последовательности ОАВС,
oabc слева направо, если смот-
реть на них со стороны выво-
дов ВН.
5. Обмотка ВН считается
первичной, НН — вторичной.
6. Векторная диаграмма
линейных и фазных напряже-
ний первичного напряжения
считается исходной и во всех
случаях неизменной независи-
мо от схемы соединения обмо-
ток трансформатора и подклю-
чения его к сети. Чередование фаз сети согласно ГОСТ
принимается А — В— С (рис. 5.6).
7. У трехфазных трансформаторов обмотки соединяют-
ся в основном в звезду (У) и в треугольник (Д). В зависи-
мости от схемы соединения выводов для образования тре-
угольника и от порядка подключения фаз напряженней сети
к выводам возможно получение различных групп соеди-
§ 5.5 Проверка полярности обмоток трансформаторов
183
нения. Группа соединения определяется сдвигом по фазе
линейного или фазного напряжения обмотки НН по отно-
шению к одноименному линейному или .фазному напряже-
нию обмотки ВН. В зависимости от всех перечисленных фак-
торов группы соединений трансформаторов могут отличать-
ся друг от друга на п-30° (п—число в пределах 1—12). В
связи с тем, что часовые деления циферблата часов состав-
ляют то же число, а угол между каждой парой часовых
делений составляет также 30°, принято группы трансформа-
торов определять по часовой системе, считая вектор напря-
жения стороны ВН исходным и направленным на цифру
12. Вектор напряжения НН направляется при изображении
группы на ту цифру циферблата часов, которая определяет
группу. Первая группа означает, что вектор t/HH опере-
жает одноименный вектор ВН на 30°, вторая группа — что
вектор L/нн опережает на 60° и т. д.
В СССР выпускаются трансформаторы в основном
двух групп—12 (У/У) и 11 (У/Д), но в зависимости от
подсоединения обмоток их к фазам системы встречаются
также группы 1, 5 и 7. Примеры различных групп соедине-
ния и соответствующие им векторные диаграммы показаны
на рис. 5.7.
В практике наладочных работ приходится с учетом за-
водской маркировки и полярности определять группу сое-
динения обмоток трансформатора на основании схемы сое-
динения обмоток и, наоборот, задавать схему соединения
обмоток по требуемой группе независимо от паспортных
данных трансформатора. Для облегчения построения вектор-
ных диаграмм, на основе которых затем определяется груп-
па, можно пользоваться следующим простым приемом.
Например, нужно определить группу трансформатора для
случая 6 (рис. 5.7) соединения обмоток. Напряжение (или
ЭДС) обмоток ВН и НН стержня фазы А (аналогично В
и С) могут или совпадать, или быть противоположными по
фазе, так как обмотки располагаются на одном стержне
магнитопрсвода. Определив предварительно полярность
поляромером как для однофазных трансформаторов, убеж-
даемся в том, что Для случая 6 одноименные по фазам
обмотки имеют противоположное направление намотки;
В соответствии с этим на векторной диаграмме строим век-
тор ab, противоположный по фазе вектору А, вектор Ьс —
вектору В и вектор са — вектору С на том основании, что
184 Проверка и испытания трансформаторов и реакторов Гл. 5
со стороны треугольника линейные напряжения будут соот-
ветствовать по фазе фазному на стороне звезды.
Изобразив эти векторы, обозначают вершины треуголь-
ника, которые они составляют. Очевидно, вершины долж-
Рис. 5.7. Примеры схем соединения обмоток силовых трансформаторов.
Точками обозначены согласно ГОСТ однополярные выводы:
В случаях 7, 4, 5 направление обмоток одинаковое, а в случаях 2, 3, 6 — разное.
Стрелками показано направление ЭДС обмоток
ны именоваться общими буквами, участвующими в наиме-
новании двух соседних векторов (вершина сторон, образо-
.ванных векторами ab и Ьо, должна называться b и т. д.).
Построив в треугольнике звезду фазных напряжений, не-
§ 5.5 Проверка полярности обмоток трансформаторов
185
трудно теперь определить фазный вектор напряжения сто-
роны НН и сравнить его с одноименным на циферблате
часов. Угол между UA и Ua в разбираемом случае состав-
ляет 210°. Значит, группа при данном соединении обмоток
данной полярности обмоток и наименовании фаз будет
седьмая.
Аналогично можно рассуждать, но только в обратном
направлении, если необходимо соединить обмотки так, что-
бы получить необходимую (заданную) группу.
Группу трансформаторов можно изменять, не делая ни-
каких изменений в схеме соединения самих обмоток, толь-
ко за счет циклической перестановки фаз напряжения со
стороны ВН или НН. Очевидно, что если вместо фазы В на
высокую сторону подсоединить фазу А, вместо С — фазу В,
а вместо А — фазу С, то группа изменится по сравнению с
исходной с седьмой на одиннадцатую. Аналогично группа
изменится на третью, если еще раз произвести циклическую
перестановку фаз (на фазу С подсоединить фазу А, на фа-
зу А — фазу В, на фазу В — фазу С).
Непосредственная проверка группы соединения обмоток
трехфазного трансформатора производится с помощью галь-
ванометра (методом поляромера), ваттметра и фазометра
или специально векторометром. С помощью гальванометра
группы определяются следующим образом. На выводы А и
В обмотки ВН подключается аккумуляторная батарея на
6 В через рубильник (рис. 5.8). К выводам ab, Ьс, са пооче-
редно подключается гальванометр с нулем посередине или
магнитоэлектрический милливольтметр с полярностью, ука-
занной на рисунке. При подключенном гальванометре опре-
деляется знак отклонения его в момент замыкания рубиль-
ника. Опыт повторяется при подаче питания на выводы ВС
и АС. В зависимости от сочетания всех полученных знаков
отклонения, записываемых в таблицу, и сравнения получен-
ных результатов с таблицей определяется группа.
Метод поляромера прост и удобен, но требует тщательно-
го выполнения. В некоторых случаях не очень четко опреде-
ляется нулевое значение отклонения. В этом случае гальва-
нометр следует выбрать грубее или снизить напряжение
батареи, это исключит слишком сильный отброс стрелки при-
бора от упора, что часто вводит в заблуждение эксперимен-
татора.
Непосредственно угол между вектором напряжения НН и
186 Проверка и испытания трансформаторов и реакторов
Гл. 5
Рис. 5.8. Проверка группы соединения трансформаторов с помощью
гальванометра (методом поляромера}
Группа 1
АВ ВС АС
ab + 0 +
Ьс — + 0
ас 0 -ь +
Группа 11
АВ ВС АС
ab + — 0
Ьс 0 + +
ас + с +
Группа 7
АВ ЕС АС
ab — 0 .—
Ьс + .— 0
ас 0 — —
§ 5.6 Наладка переключающих устройств
187
ВН можно измерять фазометром или универсальным фазо-
указателем типа Э-500/2. Фазометр подсоединяется по схе-
ме, приведенной на рис. 5.9. По одному или двум (второй —
для контроля) измерениям угла между Uab и Uab, а также
Рис. 5.9. Проверка группы соеди-
нений обмоток силового трансфор-
матора с помощью фазометра
Рис. 5.10. Проверка группы соеди-
нений обмоток силовых трансфор-
маторов с помощью фазоуказателя
Ubc и UBC (или Uас и UАс) определяется сразу группа (в со-
ответствии с рис. 5.7).
Фазоуказатель подсоединяется по схеме рис. 5.10 через
резистор R сопротивлением 20—30 Ом.
5.6. НАЛАДКА ПЕРЕКЛЮЧАЮЩИХ УСТРОЙСТВ
Объем и методика наладки переключающих устройств
определяются принципом их действия. По принципу регу-
ляторы подразделяются на осуществляющие переключения
без возбуждения, с отключением напряжения (ПБВ) и без
отключения напряжения и нагрузки (РПН, РНТ, РНОА
и др.). Во всех перечисленных устройствах конструктивно
используется ступенчатое регулирование.
В устройствах с регулированием напряжения под на-
грузкой безразрывность силовой цепи обеспечивается с по-
мощью избирателя SAC1, SAC2, в некоторых случаях —
дополнительного предызбирателя SAC, а также контактора
Д, показанных на схеме рис. 5.11.
Основными проверками переключающих устройств яв-
ляются проверка работы отдельных элементов и их взаи-
модействия в механизме привода и проверка последова-
188 Проверка и испытания трансформаторов и реакторов
Гл. 5
Рис. 5.11. Схемы регулирования напряжения силовых трансформаторов:
а — без реверса обмотки; б — с реверсом и тремя средними положениями; в — с
реверсом и одним средним положением; г — с тонкой н грубой ступенями; д — с
тонкой и грубой ступенями и одним средним положением
тельности переключения, контактов контактора, избирателя
и предызбирателя. Одновременно проверяется регулиров-
ка контактов измерением сопротивления постоянному току
и силы контактного нажатия контактов (рис. 5.12).
Наладка переключающего устройства типа ПБВ. Для оценки пра-
вильности работы переключающих устройств этого типа после монтажа
§ 5.6 Наладка переключающих устройств
189
Рис. 5.12. Измерение динамо-
метром контактного давления:
а — методом сигнальной лампы
(HL); б—прн помощи прокладки-
щупа (Пр); GB—источник питания;
Д — динамометр
измеряются сопротивления постоянному току регулируемой обмотки
прн всех положениях переключателя и проверяется коэффициент транс-
формации. Измерение сопротивлений постоянному току производится
по схеме рис. 5.13. Для оценки результатов измерений важно знать, что
переключающие устройства типа ПБВ собираются электрически так, что
aj б)
Рис. 5.13. Схемы измерения сопротивления постоянному току при про-
верке устройств типа ПБВ:
а — методом падения напряжения; б — мостовым методом
наибольшее электрическое сопротивление они имеют в положении I по
лимбу на крышке трансформатора. Во всех остальных случаях (поло-
жениях) сопротивления должны быть меньшими. При наладке переклю-
чающих устройств типа ПБВ часто имеет место несоответствие значений
сопротивлений положениям избирателя. Например, при измерениях в
положении III сопротивление оказалось наибольшим. Чтобы устранить
это несоответствие, избиратель устанавливают в положение, дающее
при измерениях наибольшее значение электрического сопротивления.
После этого, ие трогая приводной механизм, разбирают головку при-
вода и крышку привода устанавливают так, чтобы указатель был про-
190 Проверка и испытания трансформаторов и реакторов Гл. Б
тив положения I. Снова измеряют сопротивления постоянному току и
проверяют коэффициент трансформации иа всех ответвлениях. Положе-
ние I соответствует замыканию стержней 2—3, положение II — стерж-
ней 3—4, положение III — стержней 4—5, положение IV — стержней
5—6, положение V — стержней 6—7, положение VI — стержней 7—2.
Из схемы на рис. 5.13,6 видно, что положения III и VI одинаковы
по электрическим соединениям, и поэтому при измерениях на этих по-
ложениях получаются одинаковые переходные сопротивления. В связи
с этим, несмотря на то что в переключателях используется пять поло-
жений, проверка производится на всех шести положениях. Переключа-
тели типа ПБВ применяются и на три положения. В этом случае два
стержня оказываются холостыми, т. е. не присоединяются ни. к одному
ответвлению обмотки трансформатора. Переключающие устройства в
трехфазном исполнении имеют одни привод на все три фазы или на
каждую в отдельности.-При наладке трехфазных переключающих уст-
ройств ПБВ проверка правильности сборки переключающего устройст-
ва осуществляется измерением сопротивления между фазами и срав-
нением результатов измерений, которые практически должны быть
одинаковыми.
Проверка переключающих устройств типа РНТ производится сня-
тием круговой диаграммы работы устройства. Состояние контактов
избирателя, предызбирателя и контактора осуществляется при ревизии
силового трансформатора, когда к переключающему устройству име-
ется свободный доступ. От ручного привода поворачивают вал, наблю-
дают за работой контактов избирателя во всех положениях и прове-
ряют переходное электрическое сопротивление контактов, регулировку
контактных пружин.
Измерение сопротивления постоянному току производится методом
падения напряжения или при помощи мостов, непосредственно изме-
ряющих электрическое сопротивление. Сопротивление измеряется в той
среде, в которой они нормально работают. Ток в электрической цепи
при этом не должен превышать l/s номинального значения тока кон-
тактов.
У контактов с несколькими разрывами измеряются переходные со-
противления для каждого разрыва в отдельности, после чего измеряется
общее сопротивление всего контакта. Такая методика позволяет выявить
дефектное контактное соединение. За переходное сопротивление контак-
та принимают наибольшее измеренное значение ие менее, чем при трех
измерениях. Переходное сопротивление единичного контакта, измерен-
ное микроомметром, должно находиться в пределах 10—20 мкОм.
Регулирование контактных пружин проверяется измерением силы
контактного нажатия. Для этого динамометр механически зацепляется
§ 5.6 Наладка переключающих устройств
191
за один из подвижных контактов (см. рис. 5.12) и контакт оттягивается
до тех пор, пока на приборе, фиксирующем наличие контакта, не откло-
нится стрелка, указывая на разрыв цепи, или не выпадет контрольный
щуп. В момент размыкания электрической цепи или выпадения щупа
Рис. Б.14. Схема снятия круговой диаграммы переключающих устройств:
а — РНТ-9; б — РНТ-13; е — РНТ-20
регистрируют показания динамометра. После ремонта избирателя та*
кая проверка производится на каждом контакте В процессе же налад-
ки это делается только на тех контактах, которые показали неудовлет-
ворительные результаты при измерениях переходных электрических
сопротивлений. Сила давления контактных пружин должна быть в пре-
делах значений, приведенных в табл. 5.1.
После полного окончания монтажа трансформатора снимается кру-
говая диаграмма переключающего устройства, т. е. проверяется после-
довательность работы контактов избирателя, предызбирателя н контак-
тора при одном полном обороте вала приводного механизма с фикса-
цией углов.
Проверка переключающих устройств производится иа каждой фа-
зе в отдельности (если переключающие устройства однофазные) или
одновременно для всех трех фаз, как, например, для устройства типа
РНТ-9. Для проверки переключающего устройства типа РНТ-9 отсоеди-
192 Проверка и испытания трансформаторов и реакторов
Т а б л и ц а 5.1. Сила давления контактных пружин
Тип переклю- чающего устройства Сила давления пружин на контакты. Н (кгс)
избирателя контактора
главные дугогасителъные
РНТ-20 5—6 (0,5—0,6) 8—10 (0,8—1) 5—7 (0,5—0,7)
РНТ-18 6—8 (0,6—0,8) 25—30 (1,5—3) 13—18 (1,3—1,8)
РНТ-13 5—6 (0,5—0,6) 8—10 (0,8—1) ——
РНТ-9 3—4 (0,3—0,4) — —
няют выводы избирателя от реактора и в цепь контактов избирателя
SAC1 и SAC2 включают сигнальные лампы HL1 и HL2 (рис. 5.14, а).
Снятие круговой диаграммы для устройств типов РНТ-13, РНТ-18 и
РНТ-20 производится по схемам иа рнс. 5.14,6 и в. В зависимости от
типа устройства снятие круговой диаграммы имеет некоторые особенно-
сти, хотя методика принципиально остается одинаковой. По моментам
погасания и загорания сигнальных ламп и расхождению контактов
контактора фиксируют углы поворота вала. Для снятия круговой диаг-
раммы обычно открывают бак контактора и сливают нз него некоторое
количество масла, чтобы контакты контактора оказались не залитыми
маслом. К контактам контактора подсоединяют сигнальные лампы, а
к соответствующим выводам подводят переменное напряжение питания
127—220 В нли постоянное напряжение 3—12 В от аккумуляторной
батареи.
Для пояснения рассмотрим снятие круговой диаграммы регулирую-
щего устройства типа РНТ-13 без выведенной средней точки реактора
(наиболее часто встречающийся тнп регулирования). Диаграмма у
этого устройства снимается в два этапа: сначала плеча- SAC1—К1,
затем плеча SAC2 — К2 илн наоборот. Для этого между контактами А'2
правой половины контактора вставляют изоляционные прокладки на
все трн фазы одновременно. Перед снятием круговой диаграммы пере-
ключающее устройство прокручивают во всем диапазоне регулирования,
чтобы убедиться в отсутствии каких-либо дефектов в работе механи-
ческой части привода и регулировочного устройства. Если замечены
какие-либо дефекты (заедание, неравномерность хода и т. п.), они
устраняются, а затем производится снятие круговой диаграммы.
Для снятия круговой диаграммы переключающее устройство уста-
навливается в одно из положений, например 5, путем вращения приво-
да в ту сторону, в которую он будет вращаться для снятия круговой
диаграммы. Это делается для исключения люфта приводного механиз-
§ 5.6. Наладка переключающих, устройств . 193 .
ма. В противном случае условный нуль шкалы, от которого произво-
дится отсчет, будет смещен и круговая диаграмма получится сдвину-
той и несимметричной. Если иа крышке привода отсутствует отсчетный
лимб, то на вращающемся валу закрепляется шкала (как правило, это
делают у ноннусной муфты вертикального вала) с нанесенными иа ней
по кругу делениями через градус, а на неподвижной части закрепля-
ется стрелка, изготовляемая из любой проволоки. После всех подгото-
вительных работ и исключения люфта положение стрелки иа шкале
отмечается как условный нуль, от которого ведут отсчет при снятии
диаграммы. Указатель положения на приводе при этом показывает
данное положение.
Включается напряжение в схеме испытания, при этом загорается
сигнальная лампа. Вращая медленно рукоятку, например, в сторону
положения 4, определяют визуально размыкание контакта К1 контак-
тора и отмечают этот момент на шкале по уменьшению накала гореиня
сигнальной лампы. При дальнейшем повороте сигнальная лампа гас-
нет— происходит размыкание контакта SAC1 избирателя с ламелью
контакта 5. Сигнальная лампа загорается после замыкания контакта
SAC1 избирателя с ламелью контакта 4 и горит ярче при замыкайии
контакта К1 в положении 4. Все эти моменты отмечаются иа шкале
при первом полуобороте вала, т. е. при его повороте на 180 °. После
этого рукоятку поворачивают еще иа 40—50°, чтобы вывести люфты,
и снимают эту же часть диаграммы в обратном направлении, т. е. прн
переключении из положения 4 в положение 3.
Аналогично снимают диаграмму для второй половины избирателя.
Для этого переставляют изоляционные прокладки в левые контакты
контактора и отмечают моменты срабатывания контактов SAC2 н К2
по характеру горения сигнальной лампы. Эти отметки должны быть на
шкале в диапазоне от 180 до 360 °. Таким образом, снимаются диаграм-
мы всех трех фаз. По результатам строят круговую диаграмму. В пе-
реключающем устройстве типа РНТ-20 дугогасящим контактом явля-
ется контакт Кд, и он одни коммутирует ток в обоих плечах устройст-
ва переключения ответвлений. Круговые диаграммы устройств типа
РНТ приведены на рис. 5.15.
При анализе полученных круговых диаграмм обращают особое
внимание на величину отрезка а, характеризующего угол перекрытия
контактов избирателя от момента размыкания контактов KI, К2, Кп
контактора до момента размыкания соответствующего контакта SAC1
или SAC2 избирателя. Для переключающего устройства типа РНТ-13
втот угол поворота вертикального вала должен быть в пределах 25—
30°, типа РНТ-18—в пределах 15—20°, а типа РНТ-20 — не менее 30°.
Для обеспечения безопасности работ перед подачей напряжения иа
13—408
194 Проверка и испытания трансформаторов и реакторов Гл. 5
схему для снятия круговой диаграммы закорачивается одна из нере-
гулируемых обмоток, например обмотка низшего напряжения испыты-
ваемого трансформатора.
Рис. 5.15. Круговая диа-
грамма устройств РНТ:
с —РНТ-13; б —РНТ-18; в—
РНТ-20; К — контактор;
SAC — избиратель; заштри-
хованная часть — контакт
замкнут; незаштрихованная
часть — контакт разомкнут
Проверка быстродействующих переключающих устройств заключа-
ется в следующем: прокручиванием от руки приводного механизма на
всем диапазоне регулирования в обе стороны убеждаются в исправно-
сти привода и отсутствии механических повреждений в ием; измерением
коэффициента трансформации на всех ответвлениях убеждаются в
правильности присоединения ответвлений обмоток к РПН; кроме того,
производится фиксация углов срабатывания контактов (на слух) и
сравнение их с заводскими данными.
При неудовлетворительных результатах указанных проверок или
обнаружении повреждений, требующих вскрытия РПН, производится
проверка РПН в полном объеме со снятием круговой диаграммы и
осциллографироваинем работы контактора. Перед снятием круговой
диаграммы проверяют плавность хода механизма переключения путем
прокручивания его то в одну, то в другую сторону во всем диапазоне
регулирования. Делается это от ручного привода, так как при этом
легче обнаружить какие-либо дефекты в работе механизма.
Для снятия круговой диаграммы иа верхней крышке ящика при-
вода закреплен заводской металлический лимб со шкалой от 0 до
360с с ценой деления 1 °. Вращая рукояткой привод в прямом и об-
ратном направлениях, по моментам загорания и погасания сигнальных
лампочек фиксируют размыкание и замыкание контактов переключаю-
щего устройства, одновременно по шкале лимба —замыкание н размы-
кание плеч контактора и контактов избирателя. Круговая диаграмма
работы переключающего устройства строится по значениям углов сра-
§ 5.6 Наладка переключающих устройств
195
батываиия контактов. Схема снятия диаграмм одной фазы регулирую-»
ших устройств типов РНОА и РНТА приведена на рис. 5.16. В схеме
Л7 — левое плечо контактора, связанное с избирателем нечетных от-
Рис. 5.16. Схема снятия круговой диаграммы устройств РНОА и РНТА:
а — с одним механизмом контактора; 0—с двумя механизмами контактора
ветвлений, КП — правое плечо контактора, связанное с избирателем
четных ответвлений. Сигнальная лампа HL1 фиксирует работу избира-
теля нечетных ответвлений, лампа HL2— работу избирателя четных
ответвлений.
Для снятия круговой диаграммы открывают люк контактора, сли-
вают частично масло и подсоединяют к неподвижным контактам вы-
воды от сигнальных ламп HL1 и HL2. Питание иа схему подается от
13*
,196 Проверка и испытания трансформаторов и реакторов. . Гл. б
аккумуляторной батареи напряжением 6—24 В. При сборке схемы обра-
щают внимание на качество контактных присоединений проводов, иду-
щих от сигнальных ламп к контактору, так как слабое их крепление мо-
жет привести к отказу в работе сигнальных ламп. Чередование сраба-
тываний сигнальных ламп при снятии круговой диаграммы работы пере-
ключающего устройства должно быть следующим:
SAC1 размыкается .... SAC1 замыкается , , . . . KI замыкается KII размыкается SAC2 размыкается .... SAC2 замыкается КГ замыкается HL1 гаснет HL1 загора- ется HL1 горит То же То же То же То же HL2 горит То же То же То же HL2 гаснет HL2 загорает- ся HL2 горит
КП размыкается То же То же
Круговая диаграмма снимается непрерывно в диапазоне от поло-
жения 1 до положения 4 и обратно, от положения 11 до положения 13
и обратно. Заводская инструкция рекомендует снимать диаграмму в
средних положениях с 5 по 8 и обратно во избежание случайной
поломки концевых выключателей. Круговые диаграммы работы пере-
ключающих устройств типов РНОА-110/1000 и PHOA-35/lOOO снима-
ются, пофазно; они приведены иа рис. 5.17. У переключающего устрой-
ства типа РНТА-35/1000 круговая диаграмма снимается для трех фаз
одновременно, но может сниматься и пофазно. У переключающих уст-
ройств, имеющих предызбиратель, диаграмма снимается, кроме того, и
в положениях, в которых работают контакты предызбирателя (рис.
5.17,б,г). Для регулирующего устройства типа РНОА-35/ЮОО круговую
диаграмму следует снимать для положений, указанных иа переключа-
теле, 1—4, 21—23 и 41—43 в обоих направлениях; для регулирующего
устройства, типа РНТА-35/1000 ее рекомендуется снимать для положе-
ний 1—4, 8—10 и 15—17 в прямом и обратном направлениях. У всех
отечественных переключающих устройств допускаются отклонения от
значений), приведенных на диаграммах, для контактов избирателей на
± 12 °, для контактов контакторов на ±7 °, но при этом угол перекры-
тия' (сдвига) при срабатывании контактов контактора после замыкания
контактов избирателя должен быть не менее 50°. Круговой диаграммой
устанавливается правильность чередования работы контактов избира-
теля и контактора в целом, но круговая диаграмма не позволяет судить
об очередности работы контактов контактора. Правильность чередо-
ваний срабатываний контактов контактора проверяется осциллографи-
рованнем.
§ 5.6 Наладка- переключающих, устройств
197
Осциллографирование работы контактора производится на постоян-
ном токе для всех трех фаз пофазио или одновременно по схеме, при-
веденной на рис. 5.18. Осниллографнроваинем устанавливается отсутст-
вие разрыва цепи тока при работе контактов контактора. Контактор
имеет в каждом плече три контакта: главный (КК Кб), вспомогатель-
ный (К2, Кб) и дугогасительный (КЗ, К4). Главный контакт, шуитнруя
'/////////////.\
8
263 t
9
268°
268°^
268'
ка
268°
268*
7///Л
SAC1
4 I 107° 149°
TWSSAWSSSSSSs f/7/л »77////MI
кп\
гбв'
268'
SAC
W7°\ing°
5ACZ ZZZttZZZZZZZZZZZZZZZZ SAC1
W 360'10
J 7SSSSSSSSSSM 'SSSSASJ. I
62° 210°
\7SSM\
j г зЗзхтг з с: г i
90’176"
I “ збг<
22 J 268° 25
II I
\227777777 77722772222/^^72/^
,_ 72° 147°
WW//////////////////7/7//7///. ’////// —
Ж2Е
KSSSSSS.
72° 147°
wz/z/zwee?
81 138
в)
засу/^/////////////////////////////
lo
36040
KI
КП
SAC1
SAC2
Положение указателя ЬЗ-~-1
25 22
72°___ЮТ
'ZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZ’ZZZZZZ.
72° 147°
81° 138°
'О 360’1С в1 360°1
9
W
а>45°^
п
7
S
J J
\7/////M\
Рис. 5.17. Круговые диаграммы устройств РНОА-110/1000 (а н б) и
РНОА-35/ЮОО (виг):
К — контактор; SAC1. SAC2 — избиратели: SAC — предызбиратель; заштрихован-
ная часть — контакт замкнут; незаштриховаиная часть — контакт разомкнут
198 Проверка и испытания трансформаторов и реакторов
Гл. 5
вспомогательный, не разрывает цепи тока и поэтому почти ие изменя-
ет своего электрического сопротивления. Этим обеспечивается надежный
контакт в цепи тока при нормальной работе контакторов. Порядок рабо-
ты контактов при переключении контактора следующий. Допустим,
что в исходном положении замкнуто левое плечо К/ контактора, т. е.
главный КА вспомогательный К2 и дугогасительный КЗ замкнуты, а
главный Кб, вспомогательный Кб и дугогасительный К4 правого плеча
КП разомкнуты. В этом положении включены нечетные ответвления и
Рис. 5.19. Типовая осциллограмма
работы контактора переключаю-
щих устройств РНОА и РНТА
Рис. 5.18. Схема осциллографиро-
ваийя работы контакторного моста
ток проходит через главный контакт К1 и вспомогательный К2. Раз-
мыкается контакт К1, а затем вспомогательный контакт К2, и весь ток
проходит через токоограничивающий резистор R и дугогасительный кон-
такт КЗ. Замыкается дугогасительный контакт К4 правого плеча, в ре-
еультате оказываются замкнутыми дугогасительные контакты обоих
плеч и ток проходит по двум параллельным ветвям — это так называе-
мое положение «моста», при котором регулируемая секция обмотки
замкнута на оба токоограничивающих резистора. В дальнейшем размы-
кается дугогасительиый контакт КЗ, при этом полностью отключается
левое плечо KI контактора и ток проходит через токоограничивающий
резистор и дугогасительный контакт К4 правого плеча КП контактора;
замыкается вспомогательный контакт Кб, шунтируя токоограничиваю-
щий резистор, а за ним главный контакт Кб. Правое плечо КП кон-
тактора оказывается полностью замкнутым,, ток проходит через кон-
такты Кб и Кб и четные ответвления избирателя. Типовая осцилло-
§ 5.7 Фазировка силовых трансформаторов
199
грамма работы контакторного моста в регулирующих устройствах оте-
чественного производства приведена иа рис. 5.19. Контакты, работаю-
щие иа замыкание, имеют вибрацию. Оиа ограничена 2 мс в положении
«моста» (точка Б) и 4 мс в точке Г. Характер вибрации контакторов
не регламентируется.
5.7. ФАЗИРОВКА СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ
Перед включением силовых трансформаторов на парал-
лельную работу с сетью должна быть проверена тождест-
венность фаз напряжений включаемого трансформатора и
сети. В противном случае возможно появление значитель-
ных уравнительных токов между параллельно работающи-
ми трансформаторами, которые приведут к ограничению
мощности или значительной перегрузке трансформатора,
а при несовпадении чередования фаз — к короткому замы-
канию.
Такая проверка называется фазировкой и заключается
в измерении напряжения между разноименными фазами
включаемого трансформатора и сети (или другого, работа-
ющего трансформатора) и определении отсутствия на-
пряжения между одноименными фазами. Фазировка произ-
водится с помощью вольтметров до 380 В или с помощью
вольтметров и трансформаторов напряжения, если фази-
руемые напряжения более 380 В. На напряжении 2—10 кВ
фазировка может производиться с помощью специальных
указателей напряжения.
Во всех случаях для исключения ошибок фазируемые
напряжения должны быть одинаковыми (допускается от-
клонение не более 10%). Измерения или проверка долж-
ны производиться между всеми одноименными, а также
между каждой из них и двумя остальными разноименными
фазами. На рис. 5.20 и 5.21 приведены схемы производства
измерений при фазировке силовых трансформаторов на
низком и высоком напряжениях.
При наличии заземления (рис. 5.20, а, 5.21) достаточно
просто произвести измерения или проверку с помощью
вольтметра или какого-либо индикатора напряжения, так
как электрически замкнутый контур, необходимый для из-
мерения, образуется заземлением; при отсутствии заземле-
ния (рис. 5.20, б) для образования замкнутого электриче-
ского контура необходимо перед производством измерений
a
- 2Q9 Проверка и испытания • трансформаторов и реакторов Гл. 5.
или проверки соединять любую пару предполагаемых одно-
именных фаз с помощью разъединителя или временной пе-
ремычки.
Если при измерении оказывается, что между одноимен-
ными фазами Ci — az, bt — bz, ct — cz напряжение отсутст-
вует, а между одной из одноименных и противоположными
разноименными Ci — bz, ах — cz, bi — az, bi — cz, Ci — az,
Рис. 5.20. Фазировка силовых трансформаторов на низком напряжении:
71 — работающий трансформатор; 72 — фазируемый трансформатор
Рис. 5.21. Фазировка силовых трансформаторов на напряжении более
380 В при помощи трансформаторов напряжения. Шиносоединительный
выключатель Q отключен
§ 5.7 Фазировка силовых трансформаторов
201
С1 — ь2 напряжение есть и примерно одинаково (рис. 5.22),
то такой трансформатор может быть включен в сеть или
на параллельную работу. Но возможны и другие случаи,
представленные на рис. 5.23.
Рис. 5.22. Векторные диаграммы для нормального случая фазировки
трансформаторов
На рис. 5.23, а трансформаторы соединены по схеме
У/У; нейтрали заземлены; при измерении нулевых показа-
ний нет; измеренное напряжение между одноименными фа-
зами— 2 £ф, а разноименными — Е$. Для возможности
включения требуется поменять начала и концы всех обмо-
ток фазируемого трансформатора. На рис. 5.23, б транс-
форматоры Соединены по схеме У/Д; нейтрали не зазем-
лены; нулевых (значений) измерений нет; при измерении
одно напряжение — £л, а второе — 2ЕП. В этом случае
перемычкой соединяются такие разноименные фазы, между
которыми было измерено Ел, и после этого вновь повторя-
ется фазировка. В этом случае оказались перепутаны меж-
ду собой фазы а2 и с2 (левый рисунок) или а2 и Ь2 (сред-
ний рисунок). Правый рисунок относится к случаю восста-
новления перепутанных фаз. На рис. 5.23, в показаний с
нулевыми значениями нет или имеется только одно, а дру-
гие измерения дают значения 3£л или 2£л при различных
соединениях а2 с с\ (левый рисунок), а2 с Ьх (средний ри-
сунок) ис2сс| (правый рисунок). Из всех рисунков вид-
но, что имеет место случай сдвига одноименных фаз на
60°, т. е. несоответствие групп. В этом случае меняются ме-
стами фазы со стороны питания фазируемого трансформа-
202 Проверка и испытания трансформаторов и реакторов Гл. 5
тора и с низкой стороны, например А с В и а с Ь, что долж-
но дать обратный сдвиг на 60° и обеспечить соответствие
групп. Фазировка повторяется.
Рис. 5.23. Векторные диаграммы для некоторых ненормальных случаев
фазировки трансформаторов
Перед фазировкой на высоком напряжении с помощью
трансформаторов напряжения у последних должна быть
проверена фазировка между собой подачей на них одного
и того же напряжения.
5.8. ВКЛЮЧЕНИЕ СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ В РАБОТУ
Включение трансформатора в работу производится при
условии удовлетворительных результатов всех измерений
и испытаний и соответствия их требованиям Норм. Кроме
того, до включения трансформатора должны быть законче-
ны монтаж и наладка всего комплекса оборудования (вспо-
могательное оборудование, оборудование распределитель-
ного устройства), системы управления, сигнализации, всех
устройств релейной защиты, которые при первом включе-
нии должны быть обязательно включены на отключение.
Первое включение заключается в 3—5-кратной подаче на
§6.1 Объем работ по наладке электрических машин 203
холостой трансформатор толчком номинального напря-
жения. Если защиты при этом не произвели отключения и
не наблюдается признаков ненормальной работы, то тран-
сформатор остается под напряжением и внимательно «про-
слушивается». На трансформаторы, входящие в систему
блока генератор — трансформатор, напряжение от генера-
тора поднимается с нуля, и при номинальном напряжении
трансформатор также «прослушивается». Одновременно при
номинальном напряжении измеряется ток холостого хода
контрольным амперметром или миллиамперметром не ниже
класса 0,5, подключенным через трансформатор тока. Ток
холостого хода не нормируется, но обычно составляет 2—
3 % номинального, причем в трехфазных трансформаторах
он одинаков в обмотках крайних сердечников, у среднего
на 20—35 % меньше. В общем случае он сравнивается с
заводскими данными. Для измерения тока холостого хода
не могут применяться полупроводниковые приборы, так
как ток может отличаться от синусоидального, что приво-
дит в этом случае к большим погрешностям. При оценке
результатов измерения учитывается значительная погреш-
ность измерительных трансформаторов тока, работающих
при малом первичном токе.
Если измеренный ток холостого хода превышает значе-
ние, приведенное в протоколах заводских испытаний, за
трансформатором устанавливается особое наблюдение во
время эксплуатации, так как это может быть признаком
наличия виткового замыкания или дефектов в стали маг-
нитопровода.
Глава шестая
ПРОВЕРКА И ИСПЫТАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН
6.1. ОБЪЕМ РАБОТ ПО НАЛАДКЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН,
ПРОВЕРКА СОСТОЯНИЯ ИЗОЛЯЦИИ ОБМОТОК
Весь комплекс работ по наладке электрических машин
делится на следующие группы.
1. Определение-характеристик и испытание собственно
электрической машины в неподвижном ее состоянии и в
состоянии работы.
' -204 Проверка и испытания электрических машин Гл. 6
2. Определение характеристик и испытание вспомога-
тельных устройств машины (системы возбуждения, охлаж-
дения, смазки).
3. Проверка и наладка вторичных устройств (релейных
защит, устройств синхронизации, автоматики, управления,
сигнализации и блокировок).
Заключение о возможности ввода машины в эксплуа-
тацию делается по результатам всего комплекса работ, т. е.
на основании совокупности результатов испытаний и про-
верок всего оборудования, наладки всех его вторичных уст-
ройств, обеспечивающих нормальную эксплуатацию ма-
шины.
Испытания электрических машин выполняются в соот-
ветствии с требованиями разд. 3—5 Норм. При наладке
головных образцов оборудования объем испытаний может
быть расширен по согласованию с заказчиком и заводом-
изготовителем.
Проверка состояния изоляции обмоток. Наиболее сла-
бым местом у электрических машин является изоляция об-
моток и других токоведущих частей, легко подвергающих-
ся увлажнению и повреждениям. В связи с этим у всех
вновь монтируемых машин проверяется общее состояние
изоляции обмоток и токоведущих частей, отсутствие в них
явных заводских и других дефектов, появление которых
возможно при транспортировке, хранении и монтаже. Час-
тично состояние изоляции проверяется внимательным ос-
мотром, когда машина еще разобрана, при этом уже могут
быть выявлены явные наружные повреждения.
Основным критерием для оценки общего состояния изо-
ляции является сопротивление изоляции постоянному току
/?из, измеренное при температуре не ниже 10 °C.
У машин малой мощности и напряжением до 1 кВ огра-
ничиваются измерением абсолютного значения сопротивле-
ния изоляции. У машин напряжением выше 1 кВ, кроме
того, измеряется коэффициент абсорбции Каве, являющий-
ся дополнительным критерием, определяющим степень ув-
лажненности изоляции обмоток.
Результаты измерений приводят к температуре преды-
дущих измерений (см. § 1.5). Так как для новых машин
такими измерениями являются заводские, то сравнение
производится с результатами, приведенными в протоколе
заводских испытаний. Соответствие им указывает на отсут-
§6.1 Объем работ по наладке электрических машин ' 205 -
-ствие в изоляции влаги и явных повреждений, так как на
заводе изоляция проверяется после сушки.
Первая проверка состояния изоляции производится сра-
зу после установки машины на фундамент с целью своевре-
менного решения вопроса о необходимости сушки машины
или устранения дефектов в изоляции, появившихся при
транспортировке или монтаже. Она включает в себя внеш-
ний осмотр и проверку степени увлажненности изоляции.
Внешний осмотр производится после очистки и продувки
машины от пыли и грязи. Особое внимание уделяется изо-
ляции лобовых частей в месте выхода из паза, состоянию
крепления лобовых частей, клиньев в пазах, бандажей, со-
стоянию покраски и лаковых покрытий. Обращается вни-
мание на отсутствие сдвигов пакетов стали, отсутствие
вмятин, изломов и разрывов изоляции обмоток, на надеж-
ность выполнения выводов, на правильность выполнения
зеземления и фланцев на маслопроводах. У машин посто-
янного тока, кроме того, производится осмотр якоря, по-
люсов, межполюсных соединений, коллектора, щеток и
щеткодержателей.
При оценке состояния увлажненности и решении вопро-
са о необходимости сушки компаундированной, термореак-
тивной и гильзовой изоляции обмотки статора генератора
руководствуются указаниями «Инструкции по определению
возможности включения вращающихся электрических ма-
шин переменного тока без сушки» (Нормы, приложение 2).
Для генераторов с бумажно-масляной изоляцией необхо-
димость сушки определяется инструкцией завода-изготови-
теля
Измерение сопротивления изоляции ₽из и коэффициен-
та абсорбции Кабс производится для каждой фазы или об-
мотки по отношению к корпусу или якорю и другим зазем-
ленным обмоткам. При емкости обмотки более 0,01 мкФ
применение мегаомметров с ручным приводом приводит к
ошибкам при отсчете и поэтому следует пользоваться ме-
гаомметром с выпрямительной приставкой или приводом.
После окончания измерений обмотку следует присоединить
к контуру заземления не менее чем на 2 мин для снятия
электростатического заряда. При измерении сопротивления
изоляции обмотки статора с непосредственным охлажде-
нием принимают меры по уменьшению погрешности, вы-
званной остающейся после слива воды влажностью внут-
Таблица 6.1. Допустимые значения сопротивления изоляции электрических машин
Испытуемый элемент Напряжение мега- омметра. В Допустимое сопротивление изоляции, МОм Схема измерения
Обмотка статора гене- ратора 500 при номи- нальном напряже- нии генератора до 0,5 кВ и 2500 при номинальном на- пряжении более 0,5 кВ Регламентируется требованиями приложе- ния 2 Норм для вновь вводимых в эксплуата- цию; для находящихся в эксплуатации не рег- ламентируется Каждая фаза или ветвь в отдельности относительно кор- пуса и двух других заземлен- ных фаз. Сопротивление изо- ляции у генераторов с водяным охлаждением обмотки измеря- ется без воды в обмотке ста- тора при соединенных с экра- ном мегаомметра водосборных коллекторах, изолированных от внешней системы охлажде- ния
Обмотка ротора 1000 или 500 Не меиее 0,5 при Т= = 104-30 °C Допускается ввод генера- торов не более 300 МВт с не- явнополюсиым ротором, имею- щим Rna не менее 2 кОм при 7=75 °C или 20 кОм при 7= =20 °C, при большей мощности ввод допускается при RB3 ни- же 0,5 МОм при 7= 10-5-30 °C по согласованию с заводом- изготовителем
Цепи возбуждения ге- нератора н возбудителя со всей присоединенной аппа- ратурой (без обмоток ро- тора и возбудителя) 1000 или 500 Не менее 1
206 Проверка и испытания электрических машин
Обмотки возбудителя и
подвозбудителя (коллек-
торных)
Бандажи якоря возбу-
дителя н подвозбудителя
Изолированные стяж-
ные болты стали статора
(доступные для измерения)
Подшипники генерато-
ра н возбудителя
1000
1000
1000
1000
Уплотнения вала, диф-
фузоры, щиты вентилято-
ров н другие узлы статора
генератора
Термоиндикаторы с со-
единительными проводами,
включая соединительные
провода, уложенные внут-
ри генераторов:
а) с косвенным охлаж-
дением обмоток статора
б) с непосредственным
охлаждением обмоток ста-
тора:
для серии ТВВ
для серии ТГВ
Концевой вывод об-
мотки статора турбогене-
ратора серии ТГВ
1000
250
500
250
2500
Не менее 0,5
= 10-5-30°C
He менее 1
He менее 1
прн 7=
He менее 0,3 для
гидрогенераторов и 1,0
для турбогенераторов и
компенсаторов
В соответствии с за-
водскими данными
Нс менее 1
Не менее 0,5
Нс меиее 0,5
1000 прн 7= 10-5-30°C
При заземленной обмотке яко-
ря
Для гидрогенераторов из-
мерение производится, если
позволяет конструкция генера-
тора
§ 6.1 Объем работ по наладке электрических машин
Измерение производится
до соединения вывода с обмот-
кой статора
Продолжение табл. 6.1
Испытуемый элемент Напряжение мега- омметра, В Допустимое сопротивление изоляции, МОм Схема измерения
Обмотка статора элект- родвигателя напряжением: 500
до 0,5 кВ включи- тельно Регламентируется требованиями приложе- ния 2 Норм для вновь вводимых в эксплуата- цию
выше 0,5 кВ 2500 Для электрических машин, находящихся в эксплуатации, не норми- руется, но должно учи- тываться при решении вопроса о необходимо- сти сушки
Обмотка ротора элект- родвигателей 1000 или 500 Не менее 0,2 МОм. Для машин, находящих- ся в эксплуатации, не нормируется Измеряется у синхронных электродвигателей и. электро- двигателей с фазным ротором 3 кВ и выше или мощностью более 1000 кВт
ИЗОЛЯЦИЯ ПОДШИПНИг ков электродвигателей 2 кВ и выше 1000 Не нормируется Измеряется у электродви- гателей 3 кВ и выше, подшип- ники которых имеют изоляцию относительно корпуса. Изме- ряется относительно фунда- ментной плиты при полностью собранных маслопроводах
Термоиндикаторы - электродвигателей 250 Не нормируется ““
208' Проверка и испытания электрических машин
§ 6.1 Объем работ по наладке влектрических'-машин ; 20д‘-
ренней поверхности шлангов. Для этого измерения произ-
водят по схеме, приведенной на рис. 6.1. В этом случае
коллекторы будут иметь практически такой же потенциал,
как и испытываемая фаза, присоединенная к линейному за-
жиму мегаомметра. Поэтому по поверхности шлангов этой
Рис. 6.1. Схема измерения /?из обмоток статоров генераторов с водя-
ным охлаждением:
^из А — сопротивление изоляции фазы А по отношению к корпусу; /?из .др
R —то же по отношению к фазам В и С; R . . „
ИЗе ЛС Л,К. С.к —
сопротивление шлангов фаз А, Ви С; К — коллекторы системы охлаждения;
PMQ — мегаомметр; 1 — Малая рамка; 2— генератор; 3 — большая рамка* /7, 3.
Э — зажимы
фазы ток проходить не будет и их сопротивление не окажет
непосредственного влияния на результат измерения сопро-
тивления фазы. Допустимые значения для отдельных
узлов генераторов, электродвигателей и напряжения •мега-
омметров, требующихся для измерения, даны в табл. 6.1.
Если /?бо или Кабо удовлетворяет приведенным выше
нормам производится измерение токов утечки на выпрям-
ленном напряжении для построения характеристики 1ут=
=/(6гисп). Характеристика iTr=f(Ul№a) снимается не ме-
нее чем для пяти значений испытательного напряжения вы-
прямленного тока в пределах от Umin до Umax равными
ступенями (предварительно проверяется отсутствие утечек
в испытательной схеме путем подъема напряжения без на-
грузки) .
Значения Umax для электрических машин установлены
Нормами в зависимости от UBOM (включительно) следу-
ющие:
ОнОМ, кВ . . До 6,6 6,6—20,0 20,0-24,0
Un«, кВ . . 1,28-2,5 ивсм 1,28(2ОиоМ-ЬЗ)* 1,28 (2 l/hoM + 1)
* Для ТГВ-200 и ТГВ-300 принимаются соответственно 40 и 50 кВ.
14—408
210 Проверка и испытания электрических машин Гл. О
Рекомендуемые значения ступеней при испытании—
0,5 17Ном- На каждой ступени напряжение выдерживается
в течение 1 мин и производится отсчет йб" и i во". По харак-
теру изменения токов в зависимости от испытательного на-
пряжения, асимметрии токов по фазам и характеру изме-
нения токов в течение 1 мин можно судить о степени ув-
лажнения изоляции и наличии дефектов.
У генераторов с водяным охлаждением изоляция обмот-
ки статора подвергается испытанию выпрямленным напря-
жением, если это позволяет конструкция.
По 60-секундным токам утечки при испытательном на-
пряжении Umin и Umax определяется коэффициент нелиней-
ности Кнепян-
та ____iyr.rnaxUmin
А нелин — 7 77 i
*ут,тп|п {-'тиаэс
причем минимальное напряжение Umin принимается равным
0,5 (7Н0М. У сухой изоляции коэффициент нелинейности не
превосходит 2—3. Для увлажненной изоляции Кнелин—34-4,
но иногда у очень влажной изоляции /<нелин мал, поэтому
его значения следует сопоставлять с абсолютным значением
сопротивления изоляции.
6.2. ИСПЫТАНИЕ ИЗОЛЯЦИИ ОБМОТОК
ПОВЫШЕННЫМ НАПРЯЖЕНИЕМ
При испытаниях изоляции обмоток повышенным напря-
жением выявляются местные дефекты: трещины, изломы,
проколы, значительные расслоения, воздушные включения.
Испытаниям подвергается каждая фаза обмотки по отноше-
нию к корпусу и другим заземленным (соединенным с
корпусом) фазам. У машин с параллельными ветвями при
наличии между ними полной изоляции испытаниям подвер-
гается каждая ветвь по отношению ко всем другим обмот-
кам. Ввиду значительного емкостного тока, проходящего при
испытании обмоток генераторов, синхронных компенсаторов
и некоторых других электрических машин, мощность испы-
тательных установок и регулировочных трансформаторов в
этих случаях должна выбираться с учетом мощности заряда
емкости обмоток по табл. 6.2.
Для испытания машин мощностью до 70 МВ-А пользу-
ются испытательными установками мощностью 50^
-Ч
§ 6.2 Испытание изоляции повышенным напряжением
211
Таблица 6.2. Емкость обмоток статора и мощность установки для
испытания изоляции отдельных турбогенераторов и синхронных
компенсаторов
Тип Емкость одной фазы. мкФ Мощность испыта- тельной ус- тановки. кВ-А, при пофазном испытании Тип Емкость одной фазы, мкФ Мощность испыта- тельной ус- тановки, кВ-А, при пофазном испытании
ТВ-60-2 0,174 17,7 ТВВ-320-2 0,305 130
ТВФ-60-2 0,26 30,0 тгв-зоо 0,43 160
0,26 12,75 ТВМ-300 0,32 120
ТВФ-100-2 0,24 28,0 ТВВ-500-2 0,25 93
ТВ2-150-2 0,28 75 ТЗВ-800-2 0,39 205
ТВВ-165-2 0,154 47 КС-30000-11 0,2 25
ТВФ-200-2 0,44 56 КСВ-37500-11 0,152 19
ТГВ-200 0,4 96 КСВ-50000 0,154 20
ТВВ-200-2 0,105 25 КСВ-100000 0,28 35
100 кВ-А. При испытании изоляции крупных генераторов
используются компенсирующие трансформаторы, значи-
тельно уменьшающие необходимую мощность испытатель-
ной установки; для испытания мелких электродвигателей
низкого напряжения, машин постоянного тока и пускорегу-
лирующей аппаратуры можно пользоваться измерительны-
ми трансформаторами напряжения типов НОМ-3 и НОМ-6.
Испытания проводятся в соответствии с методическими ука-
заниями и схемами, приведенными в гл. 3, и нормами, при-
веденными в табл. 6.3.
Испытания повышенным напряжением переменного то-
ка обмоток статора турбогенератора с водяным охлажде-
нием проводятся при обязательной циркуляции (с номи-
нальным расходом) охлаждающей воды в трубопроводах
непосредственного охлаждения во избежание недопусти-
мых перегревов фторопластовых участков трубопроводов
при проведении испытаний, при этом удельное сопротив-
ление конденсата должно быть не ниже 75 Ом • см. Испыта-
ние обмоток статора рекомендуется производить до ввода
ротора в статор, а обмотку ротора — при номинальной час-
тоте вращения генератора.
При приемо-сдаточных испытаниях генераторов 10 кВ
и выше после испытания изоляции обмотки повышенным
напряжением промышленной частоты в течение 1 мин ис-
14*
Таблица 6.3. Значения испытательных напряжений для Обмоток электрических машин
Испытываемый элемент Характеристика электрической машины Испытательное напряжение, В Условия испытания
1. Обмотка статора генератора Генер До 1000 кВт, Г7ном>Ю0 В От 1000 кВт н более, 1/ВОм до 3300 В (включительно) От 1000 кВт н более, 1/вом от 3300 до 6600 В (включи- тельно) От 1000 кВт и более,- 1/вОм от 6600 до 20 000 В (вклю- чительно) От 1000 кВт и более, 1/Вом от 20 до 24 кВ (включи- тельно) поры 0,8(2 Г7вом+Ю00), но не менее 1200 "0,8(2 Г7ном“1“ 1000) 0,8-2,5 С7вом .0,8(2 i/HOM+3000) 0,8(2 иВОм+1000) Обычные » » »
2. Обмотка статора гидрогенератора, стыков- ка частей которого про- изводится на месте мон- тажа по-окончании пол- ной сборки обмотки и изолировки От 1000 кВт и более, 1/вом до 3300 В включительно От 1000 кВт и более, 1/ВОм от 3300 до. 6600 В (вклю- чительно) От 1000 кВт и более, 1/вом от 6600 до 20 000 В (вклю- чительно) 2 £Л{пм4* 1000 2,5 Uhom 2 Z7hom+3000 Если сборка статора производится на месте монтажа, но не на фун- даменте, то до установки статора на фундамент испытания его проводят- ся по п. 2, а после уста- новки— по п. 1
3., Обмотка явнопо- люсного ротора — 8 икоы возбуждения ге- нератора, но не меиее 1200 и не выше 2800 Обычные
4. Обмотка неявно- полюсного ротора —
5. Обмотка коллек- торных возбудителя и подвозбудителя —
6. Цепи возбудителя (включительно) —
7. Резистор гашения поля —
8. Концевой вывод обмотки статора ТГВ-200; ТГВ-200М ТГВ-300; ТГВ-500 •
1000 Если техническими условиями предусмотре- ны более высокие нормы испытания, то придер- живаются их
8 иком возбуждения ге- нератора, но не менее 1200 и не выше 2800 Относительно и бандажей корпуса
1000 То же
2000 Обычные
31 000 для концевых вы- водов, испытанных на заводе вместе с изоля- цией обмотки статора; 34 500 для резервных концевых выводов перед установкой на .турбоге- нератор 39 000 для концевых вы- водов, испытанных на заводе; 43 000 для ре- зервных концевых выво- дов перед установкой на .турбогенератор То же
§ 6.2 Испытание изоляции повышенным Напряжением
Испытываемый элемент
Характеристика электрической
машины
Испытательное напряжение,
В
9, Обмотка статора
Электродвигатели
Менее 1 кВт, £/НОм<1000 В 0,8(500+2 L/hom)
От 1 кВт и более, UKOm< <100 В 0,8(1000+2 £/нОМ)
До 1000 кВт, 17Ном>Ю0 В 0,8(1000+2 £/ном), но не менее 1200
От 1000 кВт и более, LZHom
до 3300 В (включительно)
От 1000 кВт и более, Un0M
от 3300 до 6600 В (вклю-
чительно)
От 1000 кВт
{/„пм>6600 В
и более,
0,8(1000+2 £/Ном)
0,8-2,5 L/hom
0,8(3000+2 ^ном)
Продолжение табл. 6.3
Условия испытания
Прн полностью соб-
ранном электродвигате-
ле для каждой фазы от-
носительно корпуса и
двух других фаз. У
электродвигателей, не
имеющих выводов каж-
дой фазы в отдельности,
всей обмотки относитель-
но корпуса
214 * Проверка и испытания электрических машин
СП
10. Обмотка ротора
синхронных электродви-
гателей, предназначен-
ных для непосредствен-
ного пуска, с обмоткой
возбуждения, замкнутой
на сопротивление илн ис-
точник питания
11. Обмотка ротора
электродвигателя с фаз-
ным ротором, реостаты
и пускорегулирующие
резисторы
Резистор гашения
поля
8 U„om возбуждения, но не менее 1200 и не бо- лее 2800 & При полностью собран- £ ном электродвигателе ’ 3 о § § 4? 52 1
1,5 t/рот, ио не менее 1000, где OZpot — напря- жение на кольцах при разомкнутом неподвиж- ном роторе и полном напряжении на статоре 2000 1 1 S f 1 I Испытывается у син- хронных электродвига- телей м ел
216 Проверка и испытания электрических машин '
Гл. 6
питательное напряжение снижается До номинального зна-
чения и выдерживается в течение 5 мин для наблюдения
за характером коронирования лобовых частей обмотки ста-
тора, при этом не должны наблюдаться сосредоточенные
в отдельных точках свечение желтого и красноватого цве-
та, дым, тление бандажей и другие подобные явления. Го-
лубое и белое свечение допускаются.
Перед включением генератора в работу по окончании
монтажа проводится контрольное испытание номинальным
напряжением промышленной частоты или выпрямленным
напряжением 1,5 £/ном в течение 1 мин при открытых лю-
ках, через которые производится наблюдение. При обна-
ружении загорания, запаха горелой изоляции, звуков элек-
трических разрядов люки должны быть быстро закрыты и
в статор должен быть подан инертный газ.
Особенности испытаний обмоток гидрогенераторов. Отличительной
особенностью гидрогенераторов по сравнению с турбогенераторами
является то, что они поставляются заводами на стройплощадку в
разобранном виде.
Все элементы гидрогенераторов в процессе сборки на монтажной
площадке подвергаются проверке и испытаниям, а после полной сбор-
ки— повторным испытаниям повышенным напряжением. Порядок испы-
таний и нормы приводятся в [1].
6.3. ИЗМЕРЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ ОБМОТОК
ПОСТОЯННОМУ ТОКУ
Измерения сопротивления постоянному току произво-
дятся с целью проверки отсутствия дефектов в соединениях
обмотки, а также для получения исходных данных, не-
обходимых при определении температуры обмотки по зна-
чению сопротивления постоянному току и для других рас-
четов, требующихся при испытаниях в процессе наладки и
эксплуатации. Измерения у крупных машин производятся
компенсационным методом (с помощью КП-59), двойным
мостом или методом амперметра — вольтметра с исполь-
зованием приборов класса точности не ниже 0,5 и подклю-
чением милливольтметра непосредственно к выводам обмо-
ток. При измерении сопротивления постоянному току
обмотки ротора синхронных машин для надежности соеди-
нения токовых цепей схемы измерения с обмоткой ротора
используются специальные бандажи с болтовыми соедине-
§ 6.3 Измерение сопротивления обмоток постоянному току
217
ниями в местах разъема, надеваемые на предварительно
зачищенные кольца ротора. Концы проводников, исполь-
зуемые для измерения напряжения, подкладываются перед
стягиванием под бандажи. Температура обмоток крупных
машин измеряется ртутными термометрами или термоин-
дикаторами (заводскими или лабораторными) не менее чем
в четырех точках статора и ротора, в том числе обязатель-
но в верхних и нижних точках лобовых частей. За темпе-
ратуру обмоток принимается среднее значение из всех из-
меренных.
Измерения производятся несколько раз, а при исполь-
зовании метода амперметра — вольтметра при нескольких
значениях тока — не менее 4—5 раз. За сопротивление по-
стоянному току принимается среднее значение из всех из-
меренных. Согласно требованиям Норм измеренные значе-
ния сопротивления постоянному току по отдельным фазам
не должны различаться более чем на 2 %, а по отдельным
параллельным ветвям — более чем на 5 % - Кроме того, ре-
зультаты измерений не должны отличаться от предыдущих
результатов, в том числе заводских измерений, более чем
на 2 %. Для удобства оценки и сравнения измеренные зна-
чения сопротивлений приводятся к температуре 15 °C (см.
гл. 2). Значительные отклонения от этих норм указывают
на вероятность наличия плохих паек в лобовых частях ста-
тора, а чаще всего в местах подсоединений обмоток к выво-
дам или в токоподводах ротора. Для выявления плохих па-
ек в статоре производится прогрев обмотки статора посто-
янным или переменным током от постороннего источника.
При прогреве прощупываются рукой лобовые части и по
наиболее нагретому месту определяется дефектная пайка.
Токоподводы ротора проверяются тщательной ревизией
их с измерением сопротивления постоянному току отдель-
ных участков. Дефектный участок ремонтируется. Произ-
водственным объединением «Союзтехэнерго» разработан
прибор КВТ-1, позволяющий определять дефектные пайки
стержней генератора в лобовых частях без прогрева его
и снятия изоляции. Для этой же цели используется прибор
ИВ-ЗМ (искатель вихревой).
Измерение сопротивлений постоянному току обмоток
статора асинхронных электродвигателей, если каждая об-
мотка не имеет отдельных выводов и соединение их в звез-
ду или треугольник осуществлено внутри машины, произ-
218 Проверка и испытания электрических машин
Гл. 6
водится между линейными выводами. Сопротивления от-
дельных фаз в этих случаях определяются по формулам:
для соединения в звезду
/?л == 0,5 [RAB 4- RAC Rbc)',
Rb ~ (^Ав + ^вс ^лс)»
~ ас ^вс ^ав) »
для соединения в треугольник
р __ Р , (Rab ~ Rbc + Rac) (Rab + Яве ~ Rac) ~
А АВ 2(^4-^-ад - :
Rb #вс
. (Rab 4 Rbc Rac) (Rbc + Rac Rab) .
2 (Rab Rbc+ Rac)
d n । (Rab ~ Rbc + Rac) (Rbc + Rac ~ Rab)
^c~ ^ac' 7ГТ77 ~ Z 7 »
2 (Rab + Rbc ~ Rac)
где Rab, Rac, Rbc — сопротивления, измеренные между вы-
водами А и В, А и С, В и С.
Измерение сопротивления постоянному току обмоток
ротора электродвигателей с фазным ротором производится
так же, как и ротора генераторов.
Измерение сопротивления постоянному току обмоток
машин постоянного тока производится до их сборки. Со-
противление параллельных обмоток возбуждения может*
измеряться одинарным мостом, обмоток дополнительных
полюсов, компенсационной обмотки, последовательной об-
мотки возбуждения — двойным мостом. Измерение между
каждой смежной парой пластин по окружности коллекто-
ра для определения состояния паек «петушков» произво-
дится микроомметром или методом амперметра — вольт-
метра по схеме (рис. 6.2), с помощью щупов, магнитоэлек-
трического амперметра с пределами измерений 10—20 А
и милливольтметра с пределами измерений 10—60 мВ.
Измерения производятся при токе, достаточном для чет-
кого измерения напряжения; этот ток поддерживается оди-
наковым при всех измерениях. Последнее условие здесь
дает возможность не подсчитывать для каждого измере-
ния сопротивление постоянному току, а сравнивать изме-
ренные напряжения. Сопротивление постоянному току
§ 6.3 Измерение сопротивления обмоток постоянному току
2Г9
подсчитывается по результатам измерении тока и напряже-
ния. Результаты проверки состояния паек «петушков» счи-
таются удовлетворительными, если значения сопротивле-
нии или напряжении при одном
различаются более чем на 10 •)
которых получены большие от-
клонения, считаются дефект-
ными и требуют переделки.
В некоторых случаях при нали-
чии в обмотке уравнительных
соединений (наличие их про-
веряется по заводской доку-
ментации) могут иметь место
закономерные отклонения от-
и том же токе в якоре не
. Пайки «петушков», для
Рис. 6.2. Схема проверки со-
стояния коллекторных пластин
постоянного тока
дельных результатов в преде-
лах 20—30 %. Кроме измере-
ния сопротивления постоян-
ному току отдельных паек
у якоря измеряется сопротивле-
ся между коллекторными пластинами, находящимися одна
от другой на расстоянии по коллектору
N=^-,
2р
где N'—полное число пластин по коллектору; 2р— число
пар полюсов возбудителя.
У возбудителей турбогенераторов, имеющих сложную
волновую обмотку, кроме перечисленных измерений для
выявления дефектных паек и витковых замыканий рекомен-
дуется производить измерения между пластинами, отстоя-
щими одна от другой на расстоянии шага по коллектору
ук. У возбудителей отечественного производства, имеющих
четыре полюса, — это расстояние между диаметрально про-
тивоположными точками по коллектору. Схема соединения
обмоток якоря и шаг по коллектору определяются по за-
водским инструкциям и чертежам. В процессе измерений
шаг по коллектору ук уточняют, имея в виду, что сопротив-
ление постоянному току секции обмотки, измеренное между
пластинами, отстоящими по коллектору на расстояние, оп-
ределяемое шагом ук, всегда меньше, чем между соседни-
ми пластинами. Краткие обмоточные данные некоторых ти-
пов возбудителей отечественного производства приведены
220 Проверка и испытания электрических машин
Гл. 8
в [1]. Температура обмоток машин постоянного тока спе-
циально не измеряется, а определяется по температуре ок-
ружающего воздуха. Все результаты приводятся к темпе-
ратуре 15°С и сравниваются с результатами заводских из-
мерений. Отклонений от результатов заводских измерений
не должно быть, незначительная разница может быть лишь
за счет метода измерений и класса приборов, используе-
мых при измерениях на заводе и на месте монтажа. После
полной сборки машины постоянного тока производится по-
вторное измерение сопротивления постоянному току всех
обмоток для проверки качества сборки и получения исход-
ных данных для последующих эксплуатационных прове-
рок, при этом сопротивление обмотки якоря чаще всего из-
меряется совместно с сопротивлениями компенсационной
обмотки и обмотки дополнительных полюсов, если соедине-
ние между ними не выведено на доску зажимов, при встав-
ленных щетках и нескольких положениях якоря (за ре-
зультат принимается средний результат всех измерений).
6.4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ АКТИВНЫХ И ИНДУКТИВНЫХ
СОПРОТИВЛЕНИЙ ОБМОТОК СИНХРОННЫХ МАШИН
Работа генератора в значительной мере определяется его индук-
тивным и активным сопротивлениями. Эти сопротивления различны для
разных режимов работы: нормального, при несимметричных нагрузках
и переходных процессах.
Активные и индуктивные сопротивления, характеризующие нор-
мальный режим работы генератора, определяются прн пусковых испы-
таниях. В период монтажа производятся измерения, позволяющие опре-
делить сверхпереходные и индуктивные сопротивления и сопротивления,
характеризующие работу генератора при несимметричной нагрузке.
Различают сверхпереходное индуктивное сопротивление по про-
п
дольной оси х d к сверхпереходное индуктивное сопротивление по попе-
речной оси х q (продольная ось ротора d проходит через оси полюсов,
поперечная q ей перпендикулярна).
Активные сопротивления различаются по аналогии с индуктивными:
активные сопротивления нормального режима и активные сопротивле-
ния сверхпереходного режима г d н г q . Индексы d и q, так же как и
у индуктивных сопротивлений, означают продольную и поперечную осн.
При несимметричных режимах работы различают прямую и обрат-
ную составляющие параметров.
§ 6.4 Определение сопротивлений обмоток синхронных машин ‘221
Параметры прямой составляющей являются параметрами нормаль-
ного симметричного режима работы. Они определяются при пусковых
испытаниях. Параметры обратной составляющей (индуктивное сопро-
тивление обратной последовательности xs и активное сопротивление
обратной последовательности гй определяются в период монтажа при
неподвижном роторе.
Следует заметить, что не только обмотка статора, ио и обмотка
ротора характеризуется активным сопротивлением, т. е. сопротивлени-
ем, возникающим при прохождении переменного тока. Объясняется это
тем, что при переходных и несимметричных режимах по обмотке рото-
ра проходят значительные переменные токи. В частности, при несим-
метричных режимах магнитный поток, вращающийся с синхронной ча-
стотой вращения против направления вращения ротора, по отношению
к ротору имеет частоту вращения, вдвое большую сиихроииой, в резуль-
тате чего в обмотке ротора наводятся значительные токи.
Для характеристики явлений, имеющих место при переходных и
несимметричных режимах, определяются следующие активные сопро-
тивления ротора: сверхпереходиые грй, rpq и обратной последователь-
ности /?2р.
Измерения производятся стационарным методом на стоящем гене-
раторе. В процессе монтажа в настоящее время эти измерения, как
правило, не производятся. Но Нормы обязывают производить их 1 раз
при капитальном ремонте. Для этого выделяется трансформатор СН РУ
0,4 кВ, и однофазное переменное напряжение 380 В подается пооче-
редно на выводы фаз обмотки статора А п В, В и С, А я С (рис. 6.3).
Рис. 6.3. Схема измерений для определения активных и индуктивных
сопротивлений генератора:
/ — испытательный трансформатор или сеть .220—380 В; 2 — трансформатор тока
и измерительные приборы; 3 — обмотка статора; 4 — обмотка ротора
Во всех трех опытах измеряют ток, напряжение и активную мощность:
Jab, 1вс, Iac, Uab, VBc, Vac, Рав, Рве, Рас- Для исключения погреш-
ностей при измерениях за счет влияния сопротивления измерительных
проводов н переходных контактов вольтметр и обмотка напряжения
222 Проверка и испытания электрических машин
Гл. 6
ваттметра должны присоединяться отдельными проводами непосредст-
венно к выводам генератора. Во избежание возникновения в обмотке
ротора значительных напряжений, а также для обеспечения точности
измерений обмотка ротора при производстве измерений замыкается
накоротко; рекомендуется прн этом контролировать ток, проходящий
в этой обмотке. Правильность произведенных измерений проверяется
определением cos<p. Последний должен быть в пределах 0,2—0,4.
Ток, А, и мощность, кВт, потребляемая прн измерениях, могут
быть ориентировочно заранее подсчитаны по формулам
______________________________VShom _
“ 2.0,15£/U ’
Р — VI cos<p,
где U—напряжение, подаваемое на выводы генератора, В; иИом —
номинальное линейное напряжение, кВ; 5Вом — номинальная мощ-
ность, МВ-А.
Индуктивные и активные сопротивления определяются по следую-
щим формулам.
Полные сопротивления. Ом, отнесенные к одной фазе обмотки,
Uab
ZAB== or ’
г‘АВ
UВС
*ВС~ 21 вс 5
U АС
гАВ~
21АС
Активные сопротивления, Ом, также отнесенные к одной фазе,
рав рвс
Гав- 2Г2ав ; 'вс- •
РАС
ГаС~ 212ас '
Индуктивные сопротивления, Ом, отнесенные к одной фазе,
хав— \ 2АВ ГАВ’
ХВС — \^*ВС ГЕС •
ХАС = V2АС ~ГАС •
§ 6.4 Определение сопротивлений обмоток синхронных машин 223
Средние значения сопротивления, Ом,
гАВ + гВС + 2 АС
zCp — з ;
ХАВ + ХВС + ХАС
хср — 3 ;
ГАВ + ГВС + ГАС
ГСР — 3
Сверхпереходные индуктивные сопротивления по продольной оси
где х^ = хср —Дх,
Дх = 0,667 ^хАв(хАВ — хвс) + ХВС (ХВС хАс) + ХАС (ХАС хАв) •
Сверхпереходное индуктивное сопротивление по поперечной оси
\ = хср + Дх-
Индуктивное сопротивление обратной.последовательности
х2~ хср.
Индуктивное сопротивление в процентах определяется по формуле
x% = JSjgMX 10(),
^ном
где Sbom — номинальная мощность машины, МВ-А; £/асы— номиналь-
ное линейное напряжение, кВ; х—сопротивление. Ом.
Активное сопротивление по продольной оси
Г4 = Гср~Аг»
где
Дг — 0,667]/ГгАВ(гАВ rBc)^rBC(rBc~rAc)'^rAc(.rAc—гАВ) ,
Активное сопротивление по поперечной осн
< = Гср + Ал-
Активное сопротивление ротора
гр,ср ~ гСр — г ст;
Л! П
rpd = rd гст >
// w
ГРИ ~ГЧ ГСТ’
^2P ~ 1^2 rp ,cp-
234 Проверка и испытания электрических машин
Гл. 6
•В-этих выражениях гСт принимается-равным (2—3) г для генера-
торов, имеющих непрерывную изоляцию обмотки статора, и (4—5) г .
для генераторов, имеющих гильзовую изоляцию; г — сопротивление од-
ной фазы обмотки статора постоянному току; Т?2Р — активное сопротив-
ление ротора обратной последовательности.
•Активное сопротивление генератора обратной последовательности
^2 = гст 4” V2 гр ср.
Измерение сопротивления переменному току обмоток
полисов синхронных машин. Измерение полного сопротив-
ления катушек полюсов явнополюсного ротора синхронной
машины z производится с целью проверки целостности об-
моток, отсутствия витковых замыканий и исправности всех
межполюсных соединений. Измерение производится пода-
чей переменного .напряжения на каждую катушку полюса
отдельно от постороннего источника через трансформатор
127—220/12—36 В с измерением при этом напряжения и
тока. Полное сопротивление определяется как частное от
деления подаваемого на катушку напряжения U на ток I.
Результаты проверки полюсов считаются удовлетворитель-
ными, если сопротивления всех катушек не различаются
значительно.
‘ Измерение полного сопротивления обмотки неявнопо-
люсного ротора производится подачей напряжения 220 В
на обмотку ротора, находящегося в неподвижном состоя-
нии, а Также с целью выявления витковых замыканий в ро-
торе й на вращающемся генераторе (при трех-четырех час-
тотах вращения, включая номинальную).
6.5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОЛЯРНОСТИ ОБМОТОК
И ЧЕРЕДОВАНИЯ ФАЗ
: Полярность обмоток статора асинхронных машин, т. е.
правильность заводской маркировки, определяется с по-
мощью поляромера (рнс. 6.4). Если присоединить плюс ба-
тареи к началу первой обмотки, а плюс гальванометра по-
очередно к началу второй и третьей обмоток, то в момент
замыкания цепи источника постоянного тока гальванометр
в случае правильной их маркировки будет отклоняться
влево, прн размыкании — наоборот. Аналогичная проверка
производится присоединением батареи к другим обмот-
кам. !В дальнейшем опробованием определяется направле-
§ 6.5 Определение полярности обмоток и чередования фаз 225
ние вращения электродвигателей для обеспечения заданно-
го направления вращения приводимых агрегатов. Правиль-
ное направление вращения обеспечивается присоединением
жил кабелей или ошиновки к
выводам в соответствии со
стандартным чередованием и
раскраской фаз в последова-
тельности, соответствующей
одному из следующих вариан-
тов: фаза А (I; Ж) — к выво-
ду Cl, С2 или СЗ; фаза В (II;
3) — к выводу С2, СЗ или С1;
фаза С (III; К)— квыводу
СЗ, С1 или С2.
Рис. 6.4. Определение полярно-
сти обмоток электродвигателя
Проверка полярности, согласования обмоток машин по-
стоянного тока. Стандартное обозначение выводов обмоток
машин постоянного тока приведено в табл. 6.4.
Таблица 6.4. Стандартное обозначение выводов обмоток машин
постоянного тока
Наименование выводов обмоток Обозначение выводов
Начало Конец
Обмотка якоря Я1 Я2
Компенсационная обмотка К1 К2
Обмотка добавочных полюсов Д1 Д2
Последовательная обмотка возбуждения 01 С2
Параллельная обмотка возбуждения fill Ш2
Пусковая обмотка m П2
Уравнительный провод и уравнительная об- У1 У2
мотка
Обмотки особого назначения 01; 03 02; 04
И Т. д. и т. д.
В основу обозначений положено условие, что при пра-
вом вращении машины постоянного тока в режиме двига-
теля (т. е. по часовой стрелке, если смотреть на машину со
стороны приводного конца) ток в его обмотке проходит от
начала 1 к концу 2. Основные случаи согласования обмо-
ток машин постоянного тока в зависимости от режима ра-
боты и направления вращения в соответствии с заводской
маркировкой приведены на рис. 6.5. Исходя из этого в ре-
жиме генератора ток во всех обмотках, кроме включаемых
15—408
Рис. 6.5. Различные случаи стандартного согласования обмоток машин постоянного тока в зависимости от ре-
жима работы и направления вращения в соответствии с заводской маркировкой выводов
226 Проверка и испытания электрических машин Гл. -1В
§ 6.5 Определение полярности обмоток и чередования фаз
227
специально на размагничивание и обмоток возбуждения,
при правом вращении должен проходить от конца 2 к на-
чалу 1.
При новых включениях машин постоянного тока, в том
числе используемых в качестве возбудителей, проверяют-
ся соответствие полярностей обмоток заводским обозначе-
ниям выводов, правильность внутренних соединений, а так-
же согласования обмоток основных и дополнительных
полюсов, компенсационной обмотки для данного направле-
ния вращения, что важно для обеспечения безыскровой ком-
мутации во время работы. Проверка согласованности об-
моток главных полюсов производится на собранной маши-
не следующим образом. К одной из обмоток присоединяется
переносная аккумуляторная батарея 6—12 В через ру-
бильник (рис. 6;6), к другой — милливольтметр. Если при
Рис. 6.6. Проверка согла-
сованности обмоток глав-
ных полюсов импульс-
ным методом
Рис. 6.7. Проверка согласо-
ванности обмоток главных
полюсов методом провора-
чивания якоря
включении рубильника стрелка милливольтметра отклонит-
ся вправо (а при отключении наборот), то заводские обо-
значения обмоток главных полюсов правильны и обмотки
согласованы между собой. Обмотка дополнительных полю-
сов и главная (параллельная) обмотка включаются в схему
таким образом, чтобы в них при работе возбудителя про-
ходил ток от одних однополярных зажимов к другим, на-
пример от Ш1 к Ш2 и от Д2 к Д1 для правого вращения
и от Ш2 к Ш1 от Д2 к Д1 для левого вращения.
Проверка может быть произведена методом проворачи-
вания якоря. В этом случае собирается аналогичная схема
(рис. 6.7), но милливольтметр присоединяется к якорю за-
жимом любой полярности. При согласованности обмоток
и правильности заводских обозначений выводов милли-
15*
228 Проверка и испытания электрических машин
Гл. 6
вольтметр при подаче напряжения на различные обмотки
будет отклоняться в одну и ту же сторону.
Правильность соединения обмоток якоря, дополнитель-
ных полюсов и компенсационной проверяется на собранной
машине следующим образом. В зазор между дополнитель-
ным полюсом и якорем вставляется рамка, сделанная из
нескольких витков провода небольшого сечения с гальва-
нометром, присоединенным к концам рамки. К обмоткам
якоря и дополнительных полюсов поочередно подключает-
ся кратковременно аккумуляторная батарея (рис. 6.8).
Рис. 6.8. Схема проверки правильности соединения обмоток якоря, до-
полнительных полюсов н компенсационной
При противоположных отклонениях гальванометра однопо-
лярными зажимами следует считать те, к которым подклю-
чался один и тот же зажим батареи. В этом случае должны
быть соединены вместе разнополярные зажимы, на-
пример Я2 с Д1, чтобы ток в обмотках якоря и дополни-
тельных полюсов проходил от одних однополярных зажимов
к другим. При наличии в машине компенсационной обмот-
ки импульс от аккумуляторной батареи подается на обмот-
ку дополнительных полюсов и компенсационную обмотку,
соединенные вместе (соединение их осуществляется заводом
внутри машины). В этом случае устанавливается пра-
§ 6.5 Определение полярности обмоток и чередования фаз 229
вильность включения обмотки дополнительных полюсов и
компенсационной обмотки по отношению к обмотке якоря.
Правильность соединения обмоток дополнительных по-
люсов (и компенсационной при ее наличии) с обмоткой
якоря можно проверить переменным током. Для этого че-
рез обмотки, соединенные последовательно (рнс. 6.9), по
дается переменный ток от сети
127—220 В, регулируемый рео-
статом R. Измеряются ток и
напряжение, а по ним опреде-
ляется сопротивление перемен-
ному току г. Измерение по-
вторяется при изменении по-
лярности обмоток относитель-
но обмотки якоря. Правиль-
ным согласованием будет та-
Рис. 6.9. Проверка правильно-
сти соединения обмоток допол-
нительных полюсов и компенса-
ционной с обмоткой якоря
кое, при котором z наимень-
шее. Это следует из того, что
при правильном согласовании
обмоток потоки, создавае-
мые якорем и обмотками дополнительных полюсов и ком-
пенсационной (при наличии ее), направлены встречно, сле-
довательно, результирующий поток будет меньше, чем он
был бы при одинаково направленных потоках, а сопротив-
ление переменному току цепи с обмоткой пропорционально
потоку, связанному с обмоткой. При этой проверке выяв-
ляется наличие витковых замыканий в обмотках.
Правильность соединения компенсационной обмотки и
обмотки дополнительных полюсов можно устанавливать
прослеживанием соединений на разобранной машине ана-
логично тому, как это делается при проверке чередования
главных полюсов, т.е. задаваясь условным направлением
токов и пользуясь правилом «буравчика». Если соединение
обмоток осуществляется на сборке зажимов, правильность
соединения их устанавливается индуктивным методом —
подачей импульсов от батареи на одну из них и определе-
нием направления отклонения стрелки гальванометра, под-
ключенного к другой из ннх. Плюс батареи и плюс гальва-
нометра должны подключаться к выводам Д1, К1. Они
однополярны, если отклонения гальванометра в обоих слу-
чаях положительны, в этом случае соединяются вместе
разнополярные выводы, т. е. Д2 и /СЛ
230 Проверка и испытания электрических машин Гл. й
Определение полярности выводов якоря (щеток) про-
изводится для правильного присоединения к возбудителю
измерительных цепей и различных устройств, связанных
электрически с цепями возбуждения генератора. Согласно
ГОСТ положительными для правого вращения должны
быть выводы якоря Я1 и обмотки возбуждения Ш1. Это
может проверяться двумя способами.
1-й способ. Плюс батареи (постоянного источника)
подключается к Ш1 или Ш2 в зависимости от направле-.
ния вращения якоря. К выводам якоря подключается мил-
Рис. 6.10. Определение полярно-
сти выводов якоря
Рис. 6.11. Проверка чередования
основных и дополнительных полю-
сов иа собранном возбудителе
ливольтметр (плюс прибора соединяется с выводом Я1),
и якорь резко приводится во вращение. Если заводская
маркировка правильна, то милливольтметр отклонится в
правую сторону. В противном случае внешние цепи под-
ключают, исходя из установленной при проверке полярно-
сти.
§ 6.5 Определение полярности обмоток и чередования фаз 231
2-й способ применяется, когда якорь нельзя привести
во вращение. К якорю возбудителя между коллекторными
пластинами в точках, равноотстоящих от разноименных
смежных щеток (рис. 6.10), с помощью щупов подключа-
ется милливольтметр. В момент подключения батареи к
обмотке возбуждения с соответствующей заводской марки-
ровке полярностью в обмотке якоря на основе закона элек-
тромагнитной индукции образуется противо-ЭДС, имеющая
в отдельных проводниках знаки, показанные в кружках на
рисунке. Знаки ЭДС проводников будут такими, как буд-
то физическая нейтраль, имеющая место при работе маши-
ны, сместилась по направлению вращения якоря на поло-
вину полюсного деления (совпала с направлением потока
основных полюсов). Если при этом милливольтметр, под-
ключенный по линии, соответствующей образовавшейся
физической нейтрали, отклонится вправо, то полярность
ЭДС в точке а положительная, а в точке б отрицательная.
Полярность щеток соответствует полярности той точки
(а или б) коллектора, которая расположена ближе к ней
против движения якоря.
Проверка чередования основных и дополнительных по-
люсов производится по схеме, приведенной на рис. 6.11.
Поочередно к параллельной обмотке возбуждения и обмот-
ке дополнительных полюсов с соответствующей рисунку по-
лярностью подключается батарея. В обоих случаях в об-
мотке якоря образуется противо-ЭДС аналогично тому, как
это имело место при определении полярности щеток (см.
рис. 6.10). В первом случае замечают направление откло-
нения стрелки милливольтметра, подключенного к коллек-
тору под дополнительным полюсом (учитывая, что в дей-
ствительности стержень обмотки якоря, находящийся под
основным полюсом, из конструктивных соображений сое-
диняется с пластиной коллектора, находящейся под допол-
нительным полюсом); во втором случае замечают отклоне-
ние стрелки милливольтметра, смещенного одноименными
концами по коллектору под ближайший против движения
якоря основной полюс. Если отклонение стрелки милли-
вольтметра в обоих случаях одинаково, то однополярными
зажимами для данного направления вращения следует счи-
тать те, к которым подключался один и тот же зажим ба-
тареи.
У электродвигателей постоянного тока согласование
232 Проверка и испытания электрических машин
Гл. 6
обмоток проверяется опробованием и наблюдением за ис-
крением. При необходимости производится проверка, ана-
логичная описанной выше. Имеется в виду, что полярность
дополнительных полюсов у электродвигателей должна быть
такой, как и у предыдущего по направлению вращения яко-
ря основного полюса, что следует из физической картины
искажения поля в машине из-за реакции якоря.
Определение последовательности фаз генератора выте-
кает из принципа образования ЭДС в генераторе. Провер-
ка производится после установки статора генератора на
фундамент и снятия торцевых щитов путем прослежива-
ния мест входа в паз начал всех обмоток (фаз) статора со
стороны выводов. По последовательности чередования этих
мест вдоль окружности расточки статора в направлении
вращения ротора определяется чередование фаз. При уста-
новлении последовательности начало фазы 1 — начало фа-
зы 2— начало фазы 3 чередование фаз будет 1—2—3.
В соответствии с установленным чередованием фаз
монтажному персоналу задаются раскраска фаз ошиновки
и схема подключения монтируемого генератора к действу-
ющему распределительному устройству, обеспечивающая
совпадение чередования фаз генератора и системы, к кото-
рой он подключается. Направление вращения ротора за-
дается лицом, ответственным за монтаж турбины, или оп-
ределяется по расположению лопаток дисков турбины. Вы-
воды обмоток статора генератора и всех других электриче-
ских машин переменного тока маркируется следующим
образом: Cl, С2, СЗ — начала обмоток; С4, С5, С6 — концы
обмоток. Конец С4 соответствует обмотке с началом С1,'
конец С5 — началу С2 и конец С6 — началу СЗ. Подключе-
ние генератора (синхронного компенсатора) к действую-
щей части электроустановки производится так, чтобы чере-
дование фаз и группа соединения обмоток силовых транс-
форматоров связи или блочных, а также трансформаторов
СН обеспечивали параллельную работу генераторов и тран-
сформаторов при различной раскраске и конструктивном
исполнении ошиновки выводов генераторов.
Чередование и расцветка фаз в различных энергосисте-
мах различны, например в сетях 500—750 кВ ЕЭС СССР
Ж—3—К, в системе Мосэнерго К—3—Ж, а в системе Яр-
энерго 3—к—Ж. Это обычно затрудняет правильное под-
ключение новых присоединений к действующим.
§ 6.5 Определение полярности обмоток и чередования фаз
233
расцветка фаз в се-
К(С)(3) 3(B)(2)
Рис. 6.12. Векторное изо-
бражение систем напря-
жения, принятых за ба-
зовые
Службой режимов Мосэнерго разработаны специальные
указания по фазировке при производстве наладочных ра-
бот. Базовыми приняты чередование 1
тях 500—750 кВ ЕЭС СССР А—В—
С; Ж—3—К", 1—2—3 и соответству-
ющее им векторное изображение
(рис. 6.12). В табл. 6.5 приведены
раскраска фаз и соединение на па-
раллельную работу узлов энергоси-
стем Центра.
На рис. 6.13 и 6.14 приведены
схемы соединения РУ электростан-
ций и подстанций и генераторов
300 МВт в соответстви с приняты-
ми базовыми условиями в системах
с прямым (Ж—3—К) и обратным
(К—3—Ж) чередованием фаз. В скобках на рисунке ука-
заны возможные циклические перестановки при подключе-
нии выводов генераторов к ошиновке РУ.
Таблица 6.5. Раскраска и соединение фаз при параллельной работе
узлов энергосистем Центра
Показатель Сеть 500 кВ ЕЭС СССР Мосэнерго Некоторые энер- госистемы Цент- ра европейской части СССР
Система напряже- ний Раскраска и чере- дование фаз (располо- жение векторов указано в момент синхрониза- ции) ж—з—к ж| к—з—ж /4 3—к—ж ЗА
1- /лЛ—
Соединения при па- раллельной работе уз- лов электрических сис-
(ih-
тем ЧУ 1
234 Проверка и испытания электрических машин
Гл 6
Определение направления вращения ротора синхронно-
го компенсатора производится для обеспечения нормаль-
ной циркуляции масла в подшипниках аналогично опреде-
лению чередования фаз генератора. Прослеживается рас-
положение входов в пазы начала всех трех фаз обмотки
статора вдоль окружности расточки статора и выполняется
такое подключение ошиновки со стороны сети к статору,
жз к
РУБООкЯ
Блочный
генератор
К зж
РУЮкВ
|жм|
С1 (С5) (СБ)СЧ
С2 (СЕ)(СЧ)С5
СЗ (СЧ) (С5) С£
3
РУ220(110)уй
|ю/<|
Рис. 6.13. Схема согласования фаз РУ электростанций и подстанций
Мосэнерго, обеспечивающая условия их параллельной работы
Рис. 6.14. Схема согласования фаз
подстанций Мосэнерго и электроуста-
новок московских ТЭЦ, обеспечиваю-
щая условия их параллельной ра-
боты
§ 6.6 Проверка и испытания изоляции подшипников 235
чтобы чередование фаз последнего соответствовало необ-
ходимому направлению вращения.
6.6. ПРОВЕРКА И ИСПЫТАНИЯ ИЗОЛЯЦИИ СТУЛЬЕВ
ПОДШИПНИКОВ, МАСЛОПРОВОДОВ, СТЯЖНЫХ БОЛТОВ
И ТЕРМОИНДИКАТОРОВ СИНХРОННЫХ ГЕНЕРАТОРОВ
Изоляция подшипников и маслопроводов проверяется в
процессе монтажа до укладки вала ротора в подшипники
мегаомметром не менее чем на 1 кВ. Сопротивление изо-
ляции должно быть не менее 1 МОм. При проверке изоля-
ции маслопроводов удобно пользоваться металлической
шайбой, закладываемой между изоляционными проклад-
ками, размещенными между фланцами трубопроводов.
Если изоляция стула подшипника не проверена до уста-
новки ротора, то для измерения ее сопротивления один ко-
нец вала приподнимается краном. Это делается для того,
чтобы исключить обходной путь тока через вал ротора, дру-
гие подшипники и фундаментную плиту генератора. Часто
между слоями изоляции стульев подшипника прокладыва-
ется металлическая прокладка (фольга). Тогда контроль
исправности изоляции можно проводить без подъема кон-
ца вала. Стяжные болты в статоре генератора в отечествен-
ных машинах вынесены за пределы магнитного поля ста-
тора, поэтому они не требуют изоляции от корпуса. Если
стяжные болты проходят в стали статора, изоляция их про-
веряется мегаомметром 1 кВ и испытывается повышенным
напряжением 1 кВ промышленной частоты в течение 1 мин
до полной сборки машины. Сопротивление изоляции стяж-
ных болтов не нормируется, но практически при удовлетво-
рительном состоянии ее оно бывает не менее нескольких
мегаомов. Изоляция проводки к термодетекторам прове-
ряется мегаомметром 250 В. Сопротивление изоляции не
нормируется: обычно оно не менее 0,5—1 МОм. Кроме
изоляции соединительных проводов у термоиндикаторов
измеряется также сопротивление их постоянному току и
уточняется место их установки. Измеренное сопротивление
должно соответствовать в пределах допустимой погрешно-
сти измерений заводским данным для проверяемого типа
термодетектора при данной температуре. Проверка термо-
детекторов должна производиться до сборки машины, что-
бы можно было устранить обнаруженные при проверке де-
фекты.
236 Проверка и испытания электрических машин Гл. 6
6.7. УСТАНОВКА ЩЕТОК МАШИН ПОСТОЯННОГО ТОКА 1 •
НА НЕЙТРАЛЬ. ПРОВЕРКА ПУСКОРЕГУЛИРУЮЩИХ ]
РЕЗИСТОРОВ ' Я
Щетки с учетом условий нормальной коммутации и на-* И-
личин у машин постоянного тока дополнительных полюсовЯ
устанавливаются всегда строго по геометрической нейтра- 1
ли. Установка щеток проверяется индуктивным методом с Я
помощью милливольтметра и аккумуляторной батареи. Для J
этого милливольтметр присоединяется к щеткам, аккумуля- 1
торная батарея подключается через рубильник к парал- 'т
дельной обмотке возбуждения. При кратковременных вклю- 1
чениях батареи, перемещая щеточную траверсу (предвари- 1
тельно ослабив крепящие винты), находят такое же поло- т
жение, при котором отклонения стрелки милливольтметра г
минимальны. Установка проверяется при нескольких поло- 1
жениях якоря во избежание случайного результата из-за 1
возможного несимметричного расположения обмотки яко- 1
ря по отношению к щеткам. При симметричном располо-
жении обмотки якоря должны иметь место четкие нулевые
показания милливольтметра при положении щеточной тра- •
версы на геометрической нейтрали. В этом положении тра- ?
верса закрепляется винтами, и после этого производится
контрольная проверка.
Пускорегулирующие сопротивления машин постоянно-
го и переменного тока поставляются комплектно с маши-
нами. -Проверяется комплектность поставки по номиналь-
ному току, который должен соответствовать максимально-
му току возбуждения у генераторов, а у электродвигате-
лей— максимальному току нагрузки. Проверяется также
общее сопротивление постоянному току реостатов возбуж-
дения генераторов, которое должно быть больше сопротив-
ления обмотки возбуждения в 15—20 раз. Для реостатов
электродвигателей определяется возможность осуществле-
ния регулирования частоты вращения в необходимых пре-
делах и соответствие реостата допустимому максимально-
му пусковому току. Тщательно проверяется общее механи-
ческое состояние и качество контактных соединений. Кроме
того, проверяется состояние изоляции. Сопротивление изо-
ляции, измеряемое мегаомметром 1000—2500 В, не норми-
руется, но должно составлять не менее 5—10 МОм; в про-
тивном случае необходима сушка. В случае удовлетвори-
§ 6.8 Опробование машин и снятие характеристик ' 237
тельного результата измерения сопротивления изоляции
реостат подвергается испытанию повышенным напряжением
промышленной частоты (см. § 3.2). В противном случае
испытание проводится после сушки. Испытательное напря-
жение 1 кВ, продолжительность испытания 1 мин. Кроме
перечисленных проверок и испытаний у реостатов измеря-
ется сопротивление их постоянному току на всех ступенях.
Общее сопротивление не должно отличаться от паспортных
данных более чем на 10 %• Обращается внимание на изме-
нение сопротивления по ступеням и наличие более мелких
ступеней в рабочей части реостата, соответствующей рабо-
чему режиму машины.
6.8. ОПРОБОВАНИЕ МАШИН ПОСТОЯННОГО ТОКА
И СНЯТИЕ ХАРАКТЕРИСТИК
Опробование генератора постоянного тока начинается
после разворота его до номинальной частоты вращения при
полностью введенном реостате возбуждения. Постепенно
выводя реостат, наблюдают за плавностью изменения на-
пряжения по щитовым приборам, после чего снимаются ха-
рактеристики.
Снятие характеристики холостого хода (XX) произво-
дится для проверки общего состояния магнитопровода и
обмоток, а также паспортных данных. Характеристика
представляет собой зависимость ЭДС генератора от тока
возбуждения. Для снятия характеристики в цепи обмотки
возбуждения устанавливается лабораторный шунт (соот-
ветствующий максимальному току возбуждения), к кото-
рому присоединяется милливольтметр с пределами, соот-
ветствующими указанным на шунте. Напряжение на якоре
измеряется вольтметром постоянного тока. При ответствен-
ных испытаниях, какими являются испытания возбудите-
лей синхронных генераторов, приборы должны быть класса
0,2—0,5; в менее ответственных случаях (зарядные агрега-
ты и т.п.) могут применяться приборы класса 0,5—1. Ха-
рактеристика снимается при устойчивой частоте вращения
первичного двигателя (или турбины — у возбудителей ге-
нераторов) плавным поднятием тока возбуждения с по-
мощью регулировочного реостата возбуждения (шунтового
реостата) до максимальной ЭДС при полностью выведен-
ном реостате возбуждения, затем плавным снижением его
238 Проверка и испытания электрических машин
Гл. 6
до нуля с измерением установившегося тока возбуждения
е напряжения на отдельных ступенях (должно быть не
менее 15—20 точек в каждой ветви). Не допускается умень-
шение возбуждения при увеличении напряжения и, наобо-
рот, увеличение его при уменьшении напряжения во избе-
жание получения искаженных результатов из-за остаточ-
ного магнитного потока предшествующего режима. При
увеличении возбуждения снимается восходящая ветвь ха-
рактеристики, при снижении его — нисходящая. Частота
вращения контролируется тахометром или частотомером,
' включаемыми на остаточное напряжение статора генерато-
ра. В случае невозможности обеспечить устойчивую частоту
вращения результаты пересчитываются. По результатам
измерений строятся характеристики. За исходную характе-
ристику принимается средняя, и она сравнивается с резуль-
тами заводских проверок или характеристиками аналогичных
машин. Отклонений от заводских данных быть не долж-
но. Характеристики холостого хода снимаются при по-
очередном питании током всех обмоток возбуждения. Для
полного контроля за всеми элементами возбудителя син-
хронных машин при снятии характеристики возбудителя
часто в дополнение к описываемым производится еще из-
мерение контрольных вольтметром напряжения на обмотке
возбуждения. Для оценки нагрузочной способности и других
расчетов у генераторов постоянного тока снимается нагру-
зочная характеристика, причем так же, как и характеристи-
ка холостого хода, но при работе на нагрузку (ротор син-
хронной машины). Обычно снятие нагрузочной характери-
стики возбудителей синхронных генераторов производится
одновременно со снятием характеристики холостого хода
генератора до максимального значения тока ротора, имею-
щего место при испытании витковой изоляции (см. § 6.9).
Пример характеристик холостого хода и нагрузочной пред-
ставлен на рис. 6.15. У электродвигателей постоянного тока
характеристики не снимаются. Окончательная оценка со-
стояния двигателей производится по результатам опробова-
ния их в действии, нормальному-развороту, отсутствию виб-
рации, биений, чрезмерных перегревов и т.п. При опробо-
ваниях электродвигателей постоянного тока обращают
внимание на диапазон регулирования частоты вращения,
который должен удовлетворять технологическим требова-
ниям, правильность выбора пусковых сопротивлений, ра-
§ 6.9 Снятие характеристик синхронных генераторов
239
боту щеток и т.д. При необходимости частоту вращения
можно регулировать, несколько смещая щетки с нейтрали,
но при условии сохранения безыскровой коммутации. -
Рис. 6.15. Характеристи-
ки холостого хода и на-
грузочная возбудителя
синхронного генератора
типа ВТ170-3000:
1, 2 — соответственно нисхо-
дящая и восходящая ветви;
3 — усредненная характери-
стика XX; 4 — нагрузочная
характеристика
6.9. СНЯТИЕ ХАРАКТЕРИСТИК СИНХРОННЫХ ГЕНЕРАТОРОВ.
ПУСКОВЫЕ ИСПЫТАНИЯ
Характеристики снимаются при первом пуске турбоге-
нератора в общем комплексе пусковых испытаний, кото-
рые проводятся после полного окончания всех предпуско-
вых наладочных работ по проверке, испытаниям, настройке
и опробованию коммутационного оборудования, измери-
тельных трансформаторов, устройств релейной защиты, ав-
томатики, контроля, управления и измерения, вспомога-
тельного электрооборудования, систем охлаждения, маело-
смазки, возбуждения и прочего оборудования других тех-
нологических назначений.
В полный комплекс пусковых испытаний кроме снятия
характеристик КЗ и XX (см. § 1.3) также входят:
1) проверка системы возбуждения;
2) снятие характеристик возбудителя;
3) проверка релейных защит первичным током КЗ;
4) проверка цепей напряжения (совмещается со сняти-
ем характеристики XX);
5) испытание межвитковой изоляции (совмещается со
снятием характеристики-XX);
6) испытание автоматического выключателя гашения
поля (АГП) и измерение остаточного напряжения.
240 Проверка и испытания электрических машин Гл,- 6-'
Пусковые испытания проводятся по специальной про- 1
грамме (см. приложение 2), в которой подробно излагают- 1
ся содержание испытаний, их последовательность и все Я
операции по подготовке оборудования, необходимые для ’
проверки испытаний. Испытания проводятся персоналом '
наладочной бригады, но все оперативные переключения,
связанные с подготовкой оборудования, производятся де-
журным персоналом эксплуатации.
Снятие характеристик и пусковые испытания генерато-
ра проводятся при номинальной частоте вращения, турби-
на должна быть полностью готова к включению генератора '
в сеть. Но с целью ускорения ввода генератора в эксплуа-
тацию часть работ пускового комплекса производится в
процессе опробования турбины и наладки ее регулирующих
устройств при пониженной частоте вращения. К таким ра-
ботам относятся контрольная проверка чередования фаз,
опробование возбудителя, находящегося на одном валу с
генератором, и системы возбуждения. К этим же работам
при устойчивой частоте вращения турбины может быть
отнесена проверка устройств релейных защит током КЗ.
В целях ускорения проведения испытаний заблаговре-
менно, до пусковых операций, заготавливаются закоротки,
сечение и конструкция которых должны быть рассчитаны
на длительное прохождение номинального тока. Закоротки
устанавливаются перед началом разворота- турбины в
местах, определяемых требованиями снятия характеристи-
ки КЗ и проверки релейных защит. Заблаговременно за-
готавливается, кроме того, схема всех необходимых изме-
рений для Снятия характеристик и других проверок, входя-
щих в общий комплекс пусковых испытаний.
В подготовку схемы для комплексных испытаний вхо-
дят включение контрольных амперметров класса не ниже
0,5 во все фазы токовых цепей для измерения тока в об-
мотках статора и контроля вторичных токовых цепей, вклю-
чение контрольных вольтметров класса не ниже 0,5 в цепи
напряжения для измерения напряжения всех фаз обмоток
генератора, включение контрольного шунта в цепь ротора
с милливольтметром, включение приборов постоянного то-
ка класса не ниже 0,5, необходимых для снятия характе-
ристик возбудителя и контроля системы возбуждения.
Для удобства производства измерений при испытаниях
все амперметры и вольтметры обмоток статора должны
§ 6.9 Снятие характеристик синхронных генераторов , 241
быть выведены на стол, устанавливаемый возле пульта
испытываемого генератора на главном щите или в другом
удобном для измерений помещении. На тот же стол выно-
сится вольтметр якоря возбудителя. Из-за больших потерь
милливольтметры с шунтами, используемые для измерения
тока возбуждения возбудителя и тока в роторе, а также ос-
циллограф, записывающий процесс гашения поля, лучше
всего устанавливать вблизи АГП и зажимов цепей воз-
буждения. Между рабочими столами и главным щитом
устанавливается временная телефонная связь, для чего
могут быТь использованы телефонные трубки, присоеди-
няемые через резервные жилы одного из контрольных ка-
белей.
Значительно ускоряет производство измерений и упро-
щает обработку результатов составление заранее индиви-
дуальных таблиц для каждого участника испытаний, между
которыми распределяются обязанности по записи показа-
ний приборов таким образом, чтобы, не задерживая испы-
таний, быстро произвести все необходимые записи и их
анализ.
Контрольная проверка чередования фаз производится
на остаточном напряжении генератора в начальный пе-
риод опробования турбины при достижении частоты вра-
щения 1500—2000 об/мин.
Пусковые испытания турбогенераторов с электрома-
шинными возбудителями проводятся в следующей после-
довательности. При более или менее устойчивых частотах
вращения (1000—1500 об/мин) в течение 1—2 ч может быть
опробована система возбуждения и проверены токораспре-
деления в цепях релейных защит. Для этого реостат ста-
вится в крайнее положение «Ниже», собирается полностью
система возбуждения и проверяется работа возбудителя
на холостом ходу. Включаются разъединитель (при нали-
чии его до выключателя), выключатель, если закоротка
устанавливается после него, а затем автоматический вы-
ключатель гашения поля. Постепенным увеличением шун-
товым реостатом тока возбуждения в роторе генератора в
обмотках статора устанавливается ток КЗ, достаточный
для проверки защит. Если ток КЗ недостаточен из-за
того, что при пониженной частоте вращения турбины
возбудитель не обеспечивает необходимого тока возбуж-
дения в роторе, его можно увеличить подачей в обмотку
16—408
242 Проверка и испытания электрических машин
Гл. 6
возбуждения возбудителя тока от постороннего источника
или используя для этого устройство компаундирования.
При установке закоротки после выключателя прини-
маются меры против самопроизвольного отключения его
путем снятия оперативного тока и питания электромагни-
тов отключения, чтобы избежать возникновения высокого
напряжения на генераторе при случайном отключении вы-
ключателя.
При устойчивой номинальной частоте вращения гене-
ратора снимается характеристика установившегося трех-
фазного КЗ (допускаются небольшие отклонения частот
вращения, так как они незначительно влияют на характе-
ристику). Снятию характеристик предшествует снятие ха-
рактеристик возбудителя (см. § 6.8). Характеристика КЗ
представляет собой зависимость тока в обмотке статора
1К от тока ротора 1В. Характеристика снимается при посте-
пенном увеличении тока в роторе с помощью шунтового
реостата ступенями и одновременной записи установив-
шихся значений на каждой ступени тока в роторе и тока во
всех фазах статора. Достаточно снять четыре-пять точек
характеристики, так как она всегда прямолинейна (рис.
6.16). Построенная по результатам испытаний характери-
Рис. 6.16. Характеристики XX и КЗ синхронного генератора и построе-
ние диаграммы Потье:
Г — МДС рассеяния статора; F" — МДС якоря; Г'" —МДС потока и воздушном
вазоре; F — полная МДС
§ 6.9 Снятие характеристик синхронных еенераторов
243
стика сравнивается с заводской (при первом включении).
Отклонения допускаются в пределах погрешности измере-
ний. Обращается особое внимание на то, чтобы характе-
ристика стремилась в начало координат. В противном слу-
чае делаются повторные испытания, и если результат
повторяется, то делается предположение о наличии витко-
вого замыкания в роторе. Об этом ставится в известность
руководство станции и производятся специальные испыта-
ния для определения и обнаружения виткового замыкания
в роторе. При наличии виткового замыкания включение
машины в работу не допускается. При удовлетворительных
результатах испытаний проводятся все другие испытания
в режиме КЗ согласно' программе (для проверки релейной
защиты). Далее с машины снимается полностью' возбуж-
дение, отключается АГП и производится подготовка к
подъему напряжения на генераторе, снимается закоротка,
отключаются выключатель и соответствующие разъедини-
тели для исключения случайного включения возбужденно-
го генератора на общие шины без проверки чередования
фаз и синхронизации.
В случае блока генератор — трансформатор согласно
указаниям Норм характеристику КЗ можно не снимать,
если она снималась на заводе-изготовителе, но обычно она
снимается при закоротке, установленной за трансформа-
тором.
Характеристика XX синхронного генератора представ-
ляет собой зависимость ЭДС статора от тока ротора и
снимается постепенным увеличением (восходящая ветвь),
а затем уменьшением (нисходящая ветвь) тока возбужде-
ния ротора с помощью шунтового реостата возбудителя.
Точность снятия характеристики холостого хода сильно
зависит от устойчивости частоты вращения турбины. Поэто-
му частота вращения измеряется одновременно с проведе-
нием других измерений с помощью лабораторного тахо-
метра турбины. Если частота вращения неустойчива и из-
меняется в процессе снятия характеристики, производят
пересчет результатов измерения в этих точках, учитывая
прямую пропорциональность между частотой вращения и
измеряемой ЭДС статора. Характеристика снимается до
значения 1,ЗГ'1ЮМ для турбогенераторов. У генераторов,
работающих в блоке с трансформаторами, характеристи-
ка снимается для блока в целом, при этом генератор воз-
16*
, 244 Проверка, и испытания электрических машин
Гл. 6
буждается до 1,15£/ном (предел ограничивается напряже-
нием, допускаемым заводом для трансформатора).
Характеристика строится на миллиметровой бумаге и
сравнивается, так же как и характеристика КЗ, с резуль-
татами заводских или предыдущих (при эксплуатацион-
ных проверках) испытаний. Отклонения допускаются в пре-
делах погрешности измерений.
В последующем при окончательной обработке матери-
алов испытаний генератора по характеристикам XX и КЗ
(для генераторов, работающих на шины) строится диаг-
рамма Потье (для номинального режима), и по диаграм-
ме определяются ток возбуждения XX генератора /в>х,
ток возбуждения номинального режима генератора
/в,ном, реаКТИВНЫе сопротивления Х^неинс—Iв,к/^в И Хй,нас==:
1
=7в,к//в,х, отношение КЗ ОКЗ=------• •
*4,нас
Построение диаграммы дано на рис. 6.16 в последова-
тельности, показанной цифрами в скобках, и не требует
пояснений. При построении, если отсутствуют данные по
хЕ, последнее может быть принято равным хЕ« 0,94-0,95 х".
В процессе снятия характеристики XX при 50 % Ином про-
изводят осмотр и прослушивание генератора и всего обо-
рудования, на которое подано напряжение от генератора.
При достижении номинального напряжения осмотр повто-
ряется.
Одновременно со снятием характеристики XX произво-
дится испытание межвитковой изоляции обмоток статора
генератора при максимальном напряжении, указанном
выше, до которого снимается характеристика XX. Продол-
жительность ипытания 5 мин. При испытаниях генератор
необходимо внимательно прослушивать. Значение испы-
тательного напряжения является максимальным, какое
возможно при снятии характеристик XX. На этой точке
заканчивается снятие «восходящий» ветви и начинается
снятие «нисходящей» ветви характеристики. За искомую
принимается средняя характеристика. По результатам из-
мерения напряжения при снятии характеристики XX гене-
ратора определяется одновременно симметрия напряжения
по фазам. Напряжение между фазами должно быть сим-
метрично.
После снятия характеристик XX и КЗ генератора во
время пусковых испытаний производятся проверка нали-
§ 6.10 Проверка чередования фаз, синхронизация генераторов
245
чия напряжения, чередование фаз и синфазность во всех
цепях напряжения и опробование напряжением устройств
релейной защиты и форсировки возбуждения. Кроме того,
производятся окончательная проверка чередования фаз
работающего генератора и устройств синхронизации.
Пусковые испытания генераторов с тиристорным или
высокочастотным возбудителем проводятся, как правило,
от резервного возбудителя в связи с тем, что Наладка пос-
ледних требует значительного времени и производится
частично уже на работающем генераторе.
У турбогенераторов иногда производят измерение по-
стоянных времени переходного процесса генератора при
разомкнутой (Тао) и замкнутой (Газ) обмотке ротора, ос-
циллографирование процесса гашения поля генератора
при закороченном резисторе гашения ротора в опыте КЗ
при номинальном токе в статоре и в опыте XX при номи-
нальном напряжении. Постоянная времени переходного
процесса при замкнутой обмотке статора определяется по
осциллограмме тока статора как время, в течение которого
он затухает до 0,368 своего первоначального значения, т. е.
0,368/НОМ. Кроме записи тока статора на осциллограмме в
опыте КЗ производится также запись тока и напряжения
ротора. Постоянная времени переходного процесса при
разомкнутой обмотке статора определяется по осцилло-
грамме напряжения статора как время, в течение которого
Дюм — U«ст затухает до 0,368 своего первоначального зна-
чения.
Существуют способы построения характеристик КЗ и
XX генератора, работающего в блоке с трансформатором,
на основании характеристики КЗ, снятой при закоротке
за трансформатором, и при проверке защит генератора от
постороннего источника при неподвижном роторе. Они под-
робно описаны в [8].
6.10. ПРОВЕРКА ЧЕРЕДОВАНИЯ ФАЗ,
СИНХРОНИЗАЦИЯ ГЕНЕРАТОРОВ И ВКЛЮЧЕНИЕ ИХ В РАБОТУ
Проверка чередования фаз производится независимо от
того, производилась она или нет на неподвижном генера-
торе (по схеме выводов), так как только при такой про-
верке можно окончательно убедиться в одинаковом чере-
довании фаз генератора и сети. Проверка производится с
246 Проверка и испытания электрических машин Гл. 6«
помощью фазоуказателя, который присоединяется ко вто-
ричной обмотке трансформатора напряжения одной из
выделенных для проверки систем сборных шин (обычно
резервной). Проверка заключается в подаче напряжения
на7 шины сначала от сети, а затем от испытуемого генера-
тора с соблюдением правил оперативных переключений,
обеспечивающих невозможность подключения испытуемого
генератора к системе или к другим работающим генерато-
рам без предварительной синхронизации (все операции
предусматриваются рабочей программой).
В каждом случае подачи напряжения проверяется на-
правление вращения фазоуказателя, которое должно быть
при совпадении чередования фаз сети и испытуемого гене-
ратора одинаковым. Удобно проверку чередования совме-
щать с проверкой схемы синхронизации, описываемой ни-
же. Для этого до проверки колонки синхронизации к ее
зажимам подключается фазоуказатель.
Условиями точной синхронизации являются:
1) обязательное равенство напряжения генератора и се-
ти в пределах ±5 % при ручной синхронизации, ±10%
при автоматической в нормальных условиях и ±20 % при
аварийном включении в условиях эксплуатации;
2) обязательное совпадение фаз напряжения генерато-
ра и сети;
3) обязательное равенство частот в пределах ±0,1 %
(два-три оборота стрелки синхроноскопа в 1 мин в сторону
«быстрее»).
Для того чтобы подключаемый генератор после вклю-
чения не потреблял, а принимал на себя реактивную на-
грузку, что важно во избежание дополнительных потерь
напряжения в сети, напряжение подключаемого генератора
в пределах допустимых расхождений должно превышать
напряжение сети. Напряжение регулируется воздействием
на реостат возбуждения возбудителя с пульта управления.
С целью же обеспечения взятия подключаемым генерато-
ром немедленно после его включения в сеть первоначальной
активной нагрузки частота вращения подключаемого гене-
ратора должна в допустимых пределах превышать син-
хронную частоту вращения в сети. Частота вращения регу-
лируется воздействием на исполнительный механизм регу-
лятора скорости с помощью ключа управления, располо-
женного на пульте управления.
§ 6Л0 Проверка чередования фаз, синхронизация генераторов 247
Чтобы обеспечить точное совпадение по фазам напря-
жений подключаемого генератора и сети в момент замыка-
ния контактов выключателя, на котором производится син-
хронизация, импульс на включение его ключом управления
должен быть дан с некоторым опережением до подхода
стрелки синхроноскопа к нулю — в момент, учитывающий
время действия привода и собственное время включения
выключателя.
Независимо от того, предусмотрены ли на генераторе
автоматические устройства синхронизации или допустима
самосинхронизация, что к тому же требует до применения
ее проведения специальных опытов, первое включение гене-
ратора после монтажа производится методом точной руч-
ной синхронизации. Для обеспечения всех перечисленных
условий синхронизации в завершающей части пусковых
испытаний производится проверка схемы синхронизации, в
которую входят цепи синхронизации и синхронизационная
колонка. Проверка производится на синхронном и несин-
хронном напряжении.
Проверка на синхронном напряжении. Для этого осво-
бождается одна из двух систем шин генераторного напря-
жения, например А2 (рис. 6.17). При отключенном выклю-
чателе Q2 генератор включается на выделенную систему
через разъединители QS, QS2 и выключатель Q1. При воз-
буждении генератора G и включении 5ДС5—G на колонку
поступает синхронное напряжение от генератора через
трансформаторы напряжения TV—G, TVII и вспомогатель-
ные контакты разъединителей QSH, QS2 и QS3. В этом
случае вольтметры должны показывать одинаковое напря-
жение, соответствующее возбуждение генератора, частото-
меры — одинаковую частоту, соответствующую частоте вра-
щения генератора, а стрелка синхроноскопа должна уста-
навливаться на черте «синхронно».
Проверкой на синхронное напряжение убеждаются, что
если при подаче на колонку напряжений от системы и от
синхронизируемого генератора стрелка устанавливается на
черту, то условие совпадения фаз, необходимое для синхро-
низации, удовлетворяется, и в этом случае возможно вклю-
чение генератора на параллельную работу при соблюдении
остальных условий.
Проверка на несинхронном напряжении. Для этого при
отключенном выключателе Q1 подается на колонку напря-
248 Проверка и испытания электрических машин
<
-
/.Связь
[с системой,
65П
Q.S8
Q.S1
TV1
Vе Д
gsA \es5
Q.S
EV1A
А1
EV2A
Аг
Q.S1
TVH
SACS—Б
ES1A
ES1C
ES2A
EVB
Рис. 6.17. Главная схема генератора и ее цепи синхронизации
QSH\—\ OSS\ QS7
0.1
42
TV-G-
К колонке
синхронизации.
§6.10 Проверка чередования фаз, синхронизация генераторов 249
жение А2 включением выключателя Q2 и от возбужденно-
го генератора через разъединители QS, QS1I, QS2, QS3 и
вспомогательные контакты разъединителей QS11, QS2,
QS3. Изменяя возбуждение генератора, убеждаются в соот-
ветствии вольтметров и частотомеров системе и синхрони-
зируемому генератору, а изменяя частоту вращения турби-
ны, убеждаются в правильности действия синхроноскопа и
подключения к нему цепей напряжения. При частоте вра-
щения генератора, отличной от синхронной, стрелка син-
хроноскопа должна вращаться в направлении, соответст-
вующем обозначенному по шкале ускорению или замедле-
нию генератора с частотой, зависящей от того, насколько
отличается частота (частота вращения) генератора и си-
стемы.
В проектах предусматриваются различные случаи воз-
можного включения генератора на параллельную работу
с помощью тех или иных выключателей. Принцип проверки
устройств синхронизации во всех случаях аналогичен рас-
смотренному, отличие возможно лишь в производстве опе-
ративных переключений, зависящих в каждом отдельном
случае от выполнения главной схемы и цепей синхрониза-
ции (рис. 6.18). Вышеописанные проверки необходимо вы-
полнить для всех случаев включения генератора на парал-
лельную работу.
Проверка чередования фаз и устройства синхронизации
является последней проверкой генератора и его вторичных
устройств перед включением в сеть методом точной синхро-
низации. После этой проверки удаляются все временные
приборы и оборудование, и оперативным персоналом гото-
вится схема для включения генератора в сеть. Включение
производится с соблюдением^перечисленных выше условий.
На генераторах, работающих в блоке с силовыми транс-
форматорами, и в случае, если ток включения генератора
по предварительным расчетам не превышает 3,5 1КОМ, при-
меняется «самосинхронизация». По методу самосинхрони-
зации генератор без возбуждения включается в сеть, когда
частота вращения его близка к синхронной (допускается
скольжение не более ±2—5%). Одновременно с включе-
нием выключателя подается возбуждение включением АГП,
и генератор сам входит в синхронизм. Самосинхронизация
может производиться, как и точная синхронизация, авто-
матически или вручную.
250 Проверка и испытания электрических машин
Гл, 6
Рис. 6.18. Главная схема цепи синхронизации генератора 300 МВт
6.11. ОСОБЕННОСТИ ПУСКА СИНХРОННЫХ
КОМПЕНСАТОРОВ И ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ
Существует много различных схем пуска синхронных
компенсаторов и электродвигателей. Наиболее часто при-
меняется в последнее время в энергосистемах для синхрон- -
§6.11 Особенности пуска синхронных компенсаторов
251
ных компенсаторов асинхронный пуск через реактор
(рис. 6.19). В этом случае для пуска синхронного компен-
сатора на него подается пусковым выключателем напряже-
ние от сети через реактор, ограни-
чивающий пусковой ток. После раз-
ворота и достижения скольжения,
при котором возможно втягивание в
синхронизм, реактор шунтируется
основным выключателем.
Пуск осуществляется автомати-
чески с помощью кнопки «Пуск».
Возможен ручной пуск. В послед-
нем случае операция начинается с
обеспечения циркуляции масла в
маслосистеме, циркуляции воды в
газоохладителях, пуска возбуди-
тельного агрегата, если он устанав-
ливается отдельно, и с установки
реостата возбуждения в положение,
соответствующее минимальному то-
ку возбуждения компенсатора, при
котором не потребляется реактив-
ный ток из сети. При любой системе
пуска (автоматической или ручной)
Рис. 6.19. Схема пуска
синхронных компенсато-
ров и электродвигателей
с реактором
в схемах управления
и пусках предусматриваются блокировки, при которых не-
возможно включение компенсатора без подготовительных
операций, для исключения ошибочных операций и выхода
из строя машины.
В схемах реакторного пуска с возбудителем, находя-
щимся на одном валу с ротором, включение автомата га-
шения поля КМ осуществляется с начала операции для
обеспечения быстрого самовозбуждения по мере увеличе-
ния частоты вращения ротора и успешного втягивания в
синхронизм. В схемах пуска с разгонным электродвигате-
лем КМ включается автоматически после включения вы-
ключателя Q2 (аналогично при установке возбудительного
агрегата отдельно, независимо от ротора синхронного ком-
пенсатора GC). Но после включения КМ автоматически
отключается выключатель Q/, необходимость в котором
после завершения пуска отпадает.
Основными испытаниями при первом пробном пуске GC
является осциллографирование процесса пуска. По резуль-
252 Проверка и испытания электрических машин
Гл. 6
тэтам осциллографирования производится анализ правиль-
ности пуска, работы отдельных элементов автоматики, по-
ведения GC и возможности нормальной эксплуатации его.
На рис. 6.20 показаны осциллограммы реакторного пуска
GC 30 МВ-А, 10,5 кВ с возбудителем, находящимся на од-
ном валу с реактором. Из анализа осциллограмм можно
выявить следующее.
Рис. 6.20. Осциллограмма реакторного пуска синхронного компенсатора
При начальном напряжении на выводах статора
0,4 17Ном пик тока в статоре составляет 2,41 7НОМ, а началь-
ное значение тока в обмотке возбуждения — всего 0,1 7в,НОм-
Асинхронный режим с характерными пульсациями тока
статора, связанными с переменным индуктированным током
в обмотке возбуждения, устанавливается через 1—1,5 с
после включения. Ротор к этому времени сделал около чет-
верти первого оборота, а в обмотках статора и ротора за-
кончился начальный период пуска, сопровождающийся
характерными апериодическими составляющими токов в
них. Примерно через 19 с частота вращения достигает по-
ловины синхронной, что характеризуется временным пре-
кращением пульсации тока статора. Асинхронный режим
длится 28 с. К этому времени заметно снижается ток ста-
тора и в результате этого уменьшается падение напряжения
§6.12 Испытание генераторов на нагрев
253
на реакторе и соответственно увеличивается напряжение
на выводах статора.
Через 28 с начинается период качаний ротора, характе-
ризующийся переходом тока, индуцированного в обмотке
ротора, от переменного с быстро увеличивающимся перио-
дом, но с постоянной амплитудой, к переменному с быстро
уменьшающейся амплитудой, но постоянной частоты. Через
35 с период качаний заканчивается, что характеризуется
затуханием индуцированного тока в обмотке возбуждения
и пульсаций тока статора. Последний спадает до /д, соот-
ветствующего режиму реактивного двигателя при отсутст-
вии тока возбуждения. По мере увеличения тока возбуж-
дения до to за счет самовозбуждения при увеличивающихся
частотах вращения ротора GC ток I спадает до наимень-
шего значения /о. что характеризует правильную установку
реостата возбуждения в положение пуска и указывает на
втягивание ротора в синхронизм. В этот момент включает-
ся выключатель Q2. Толчок тока незначителен, так как к
этому времени напряжение на выводах статора и на ши-
нах почти уравнивается.
В общем случае снятие характеристик КЗ и XX синхрон-
ного компенсатора не обязательно. В отдельных случаях
они снимаются «на выбеге», т. е. после отключения GC от
сети, пока частота вращения снижается. Измерения анало-
гичны рассмотренным в § 6.9.
Пусковые испытания синхронных электродвигателей
сводятся в основном к опробованию схемы прямого пуска
и визуальной оценке поведения двигателя в первый момент
пуска и в начальный момент после втягивания в синхро-
низм.
6.12. ИСПЫТАНИЕ ГЕНЕРАТОРОВ НА НАГРЕВ
Испытания генератора на нагрев проводятся для определения тем-
ператур стали статора, отмоток ротора и статора и проверки работы
газоохладителя. Результаты испытаний сравниваются с техническими
условиями и ГОСТ, и по ним устанавливаются допустимые в эксплуата-
ции режимы работы генератора. Испытания проводятся при нагрузках
60, 75, 90 н 100 % номинальной. Для исключения ошибок, которые мо-
гут привести к значительному недоотпуску энергии при преждевремен-
ном старении изоляции, измерения при испытаниях производятся толь-
ко после того, как необходимый режим сохранялся неизменным в тече-
254 Проверка системы возбуждения
Гл. 7
ние 5—6 ч. В течение указанного времени ие должны изменяться ток
статора, ток ротора, температура охлаждающей среды. При испытаниях
измеряются:
напряжение статора, ток статора, активная и реактивная мощ-
ность и частота лабораторными приборами класса точности 0,2—0,5 и
щитовыми;
напряжение и ток ротора (температура обмотки ротора определя-
ется по изменению сопротивления ее постоянному току) лабораторны-
ми приборами класса точности 0,2—0,5;
температура обмотки и стали статора по заводским термоиндика-
торам и температура воды на входе и выходе из обмотки генераторов
с водяным охлаждением обмотки статора.
Результаты испытаний сравниваются с требованиями ГОСТ.
Глава седьмая
ПРОВЕРКА И НАЛАДКА СИСТЕМЫ
ВОЗБУЖДЕНИЯ СИНХРОННЫХ МАШИН
7.1. КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ О СОВРЕМЕННЫХ
СИСТЕМАХ ВОЗБУЖДЕНИЯ
В качестве основных систем возбуждения на современ-
ных мощных генераторах в настоящее время приняты:
1) тиристорные возбудители;
2) высокочастотные возбудители;
3) бесщеточные возбудители.
В качестве резервных возбудителей и на генераторах
относительно небольшой мощности применяются электро-
машинные возбудители, устанавливаемые на одном валу
с приводным электродвигателем или генератором.
Наиболее проста система возбуждения с электромашин-
ным возбудителем, с которым в связи с этим и целесооб-
разно начать более подробное знакомство.
На рис. 7.1 представлена электрическая схема электро-
машинного резервного возбудителя турбогенераторов
300 тыс. кВт (обычно устанавливается один на три-четыре
турбогенератора).
В системе возбуждения предусматриваются реостат
возбуждения £7? и устройство гашения поля (КМ4, КМ5,
255
§7.1 Краткие сведения о системах возбуждения
ДЛ1). На устройство гашения возлагается задача как мож-
но быстрее погасить поле ротора после отключения генера-
тора. Это особенно важно при отключении генератора ре-
лейной защитой при внутренних .повреждениях. Гашением
поля ротора достигается быстрое снижение ЭДС генерато-
ра и прекращение тем самым питания током короткого за-
мыкания места повреждения.
В качестве устройств гашения поля в настоящее время
применяются автоматы с дугогасительными решетками ти-
КА2
,, К защите
блока
ТА
Магистраль резервного возбуждения
КМ2
кмз
Магистраль
резервного
возбуждения
К рабочему
возбудителю &2
*КМ5
KS^>
Е
Рис. 7.1. Принципиальная схема электромашинкой системы возбуждения
резервного возбудителя ТГ 300 тыс. кВт:
КМ1—КМЗ — автоматические воздушные выключатели ввода рабочего и резерв-
ного возбудителя; GE — возбудитель; — реостат возбуждения; — резистор
гашения поля резервного возбудителя; КМ— контактор гашения поля резервного
возбудителя; KS — контактор самосинхронизации; Кф — контактор форсировки;
КА2 — реле тока сигнализации работы разрядника; FV — разрядник; КМ4 — ав-
томатические выключатель гашения поля (АГП-30) генератора № 1; КМ5 — ав-
томатический выключатель гашения поля (АГП-30) генератора № 2; Rl, R2— ре-
зисторы; ТА — трансформатор постоянного тока; LG — обмотка возбуждения*ге-
нератора; 5 — рубильник; LE — обмотка возбуждения возбудителя; G2 —генера-
тор; RS — шунт измерительный
256 Проверка системы ёозбуждения•Гл; 74
।
па АГП-30 и др. В этих выключателях гашение поля рото-(
ра производится за счет рассеяния запасенной в роторе'::
магнитной энергии в электрической дуге, возникающей при'
размыкании цепи ротора контактами автомата гашения i
поля (на рис. 7.1 КМ4) и перемещающейся при этом в спе-
циальную дугогасительную камеру. Преимуществом гаше-
ния поля с помощью электрической дуги является то, что ,
сопротивление дуги в процессе гашения увеличивается. j
Рис. 7.2. Принципиальная электрическая схема системы тиристорного
G — турбогенератор; LG — обмотка возбуждения турбогенератора; TV1, TV2 —
R, RI, резисторы; VS/, VS2— преобразователи тиристорные генератора; VS3
системы управления; АРВ-ТГ, АРВ-В — регуляторы возбуждения генератора и
рядчик магнитный; S1 — рубильник; KMt„ КМ2 — автоматические выключатели
GE— генератор вспомогательный (возбудитель); LE—обмотка возбуждения GE;
трансформатор выпрямительный; КМ.1—КМ.3 —контакты контактора гашения
§ 7.1 Краткие сведения о aicreMiix возбуждения' г 251
Благодаря этому напряжение на роторе при уменьшении
тока остается постоянным. Постоянство напряжения обес-
печивает интенсивное выделение тепла в гасительном уст-
ройстве, а следовательно, интенсивное расходование энер-
гии ротора, при котором обеспечивается быстрое гашение
его поля.
Магнитное поле в АГП-30 создается двумя ступенями
по две пары электромагнитов в каждой из них и током, дви-
жущимся по дугогасительным контактам при разрыве их.
возбуждения ТГ 160—800 МВт:
трансформаторы напряжения; ТА1—ТА8— трансформаторы тока; 7?5 —гпунты;
и VS4 — преобразователи тнрнсториые возбудителя; СУ1, СУ2, СУ1-В, СУ2-В —
возбудителя автоматические; PV1, PV2 — вольтметры; РА — амперметр; FV—раз-
ввода резервного и рабочего возбуждения; KS— контактор самосинхронизации;
КД —реле тока; К —контактор; TqH” трансформатор собственных нужд; Г —
поля возбудителя
17—408
256 Проверка системы-возбуждения
Гл. 7.
За счет этого в отличие от ранее выпускаемых автоматов
гашения поля (например, АГП-1) при гашении даже ма-
лых токов дуга надежно втягивается в решетку.
. При гашении поля одновременно с КМ4 (или КМ5 или
другими) размыкаются контакты контактора гашения поля
резервного возбудителя КМ, вводящие в цепь возбуждения
возбудителя сопротивление резистора R для ускорения
процесса гашения его поля. На схеме рис. 7.1 показаны
также элементы устройства форсировки возбуждения гене-
ратора (контактора К$).
При глубоких снижениях напряжения на статоре тур-
богенератора, работающего с резервным возбудителем,
с помощью контактора К$ обеспечивается резкое увеличе-
ние возбуждения возбудителя шунтированием реостата
возбуждения RR и установленной при наладке части доба-
вочного резистора.
Это вызывает соответствующее увеличение тока ротора
генератора, что способствует ускорению восстановления
ЭДС генератора.
На рис. 7.2 представлена принципиальная схема тири-
сторной системы независимого возбуждения типа СТН,
предназначенная для обеспечения автоматически регули-
руемым током возбуждения в нормальных и аварийных -ре-
жим