Осмотр
(ревизия) является главным методом
оценки состояния механической части
электрооборудования. При осмотре
оценивается общее состояние оборудования,
выявляются все наружные дефекты,
проверяется соответствие оборудования
проекту и техническим требованиям по
паспортным данным и заводской документации.
Измерения
и испытания. Состояние
механической части масляных выключателей,
кроме производства ревизии, определяется
по результатам измерений скорости
включения и отключения (по
виброграммам), «вжатия»
контактов (хода)
при включении, одновременности
замыкания и размыкания контактов в
пределах одной и всех трех фаз, минимального
напряжения срабатывания привода,
проверкой отсутствия течи масла из
баков, опробованием работы выключателей
при повышенном, пониженном и нормальном
напряжениях оперативного тока. Состояние
механической части воздушных выключателей
определяется: измерением «вжатия»
контактов,
времени работы контактов, регламентируемых
директивными нормами; измерением
«сброса» давления при операциях включения
и отключения, давления трогания главных
контактов выключателя и давления для
завершения операции выключателя;
измерением напряжения срабатывания
электромагнитов включения и отключения;
проверкой расхода воздуха на утечку;
опробованием выключателей в условиях
повышенного, пониженного и нормального
напряжений оперативного тока,
осциллографированием различных циклов.
Механическое
состояние электрических машин определяется
по результатам опробования их на холостом
ходу и под нагрузкой с проверкой нагрева
и вибрации, работы масляной системы и
системы охлаждения, силовых трансформаторов-
по измерению сопротивления постоянному
току обмоток, коэффициента трансформации
(для оценки состояния трансформаторов
с простыми переключателями), а также по
результатам снятия круговых диаграмм
(для оценки состояния трансформаторов
с переключателями под нагрузкой), по
отсутствию течи масла из бака и радиаторов,
по работе системы принудительной
циркуляции масла и обдува (если последние
имеются).
Состояние
устройств заземления определяется
измерением сопротивления
растеканию, напряжения прикосновения,
переходных
сопротивлений постоянному току отдельных
мест присоединений.
Механическое
состояние измерительных трансформаторов,
различных сборок, щитов, неподвижных
узлов комплектных распределительных
устройств, реакторов и т. п. определяется
в основном только по результатам внешнего
осмотра.
Урок
6
Тема 1.2: Проверка состояния магнитной системы электрооборудования
Общепринятым
способом определения состояния
магнитопроводов электромагнитов и их
обмоток является измерение тока или
потерь холостого хода, а также снятие
характеристик намагничивания.
У
силовых трансформаторов измеряют
потери, у трансформаторов напряжения
— ток холостого хода. Измеренные значения
потерь и токов сравниваются с паспортными
или опытными данными для проверяемого
типа оборудования. Превышение их, тем
более значительное, является признаком
повреждения магнитопровода (нарушение
изоляции между листами стали, замыкание
пакетов) или замыкания части витков
обмоток.
У
измерительных трансформаторов тока
(ТТ) и дросселей снимается характеристика
зависимости тока намагничивания iнам
в
обмотке от подаваемого на нее напряжения
U.
Характер
изменения iнам,
особенно в начальной части (до перегиба),
позволяет судить (рис. 1.1) о наличии у ТТ
междувиткового повреждения (короткозамкнутых
витков). Резкое снижение характеристики
намагничивания в начальной ее части в
этом случае объясняется значительным
размагничиванием магнитопровода при
малых значениях магнитного потока. При
незначительном количестве замкнутых
витков характеристика изменяется только
в начальной части, при значительном —
и в насыщенной области. Снятые
характеристики намагничивания ТТ
сравниваются с типовыми или опытными.
Значительные отклонения характеристик
от типовых или опытных также являются
признаком повреждения.
Состояние
магнитопроводов электрических машин
проверяется снятием характеристик
холостого хода и короткого замыкания
(у синхронных генераторов), а также
нагрузочных характеристик (у машин
постоянного тока) и сравнением полученных
характеристик с заводскими, имеющимися
в сопроводительной документации. По
характеристикам одновременно определяются
дополнительные параметры, необходимые
для наладки устройств регулирования
возбуждения и дальнейших расчетов,
производимых при эксплуатации.
Урок
7
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
Содержание страницы
- 1. Назначение и виды наладочных работ: пусковые наладочные работы, планово-предупредительные эксплуатационные наладочные работы
- 2. Методы выявления дефектов электрооборудования
- 3. Оценка состояния электрооборудования по результатам проверок измерений и испытаний
- 3.1. Оценка состояния механической части
- 3.2. Оценка состояния электромагнитной системы
- 4. Оформление протоколов проверки и испытаний, отчетов оценки состояния электрооборудования
1. Назначение и виды наладочных работ: пусковые наладочные работы, планово-предупредительные эксплуатационные наладочные работы
Пусконаладочные работы — комплекс работ, выполняемых в период подготовки и проведения индивидуальных испытаний и комплексного опробования оборудования. Работы по более тонкой и детальной настройке, выполняемые на смонтированном оборудовании, перед вводом в эксплуатацию.
Сущность системы планово-предупредительного ремонта (ППР) состоит в том, что после отработки оборудованием определенного времени производятся профилактические осмотры и различные виды плановых ремонтов, периодичность и продолжительность которых зависят от конструктивных и ремонтных особенностей оборудования и условий его эксплуатации.
Система ППР предусматривает также комплекс профилактических мероприятий по содержанию и уходу за оборудованием.
Она исключает возможность работы оборудования в условиях прогрессирующего износа, предусматривает предварительное изготовление деталей и узлов, планирование ремонтных работ и потребности в трудовых и материальных ресурсах.
Положения о планово-предупредительных ремонтах разрабатываются и утверждаются отраслевыми министерствами и ведомствами и являются обязательными для выполнения предприятиями отрасли.
Основное содержание ППР – внутрисменное обслуживание (уход и надзор) и проведение профилактических осмотров оборудования, которое обычно возлагается на дежурный и эксплуатационный персонал, а также выполнение плановых ремонтов оборудования.
Системой ППР предусматриваются также плановые профилактические осмотры оборудования инженерно-техническим персоналом предприятия, которые производятся по утвержденному графику.
Грузоподъемные машины, кроме обычных профилактических осмотров, подлежат также техническому освидетельствованию, проводимому лицом по надзору за этими машинами.
2. Методы выявления дефектов электрооборудования
При оценке состояния оборудования и возможности включения его в работу необходимо установить отсутствие или наличие дефектов в нем, при наличии последних — выявить их. Как уже говорилось выше, общие конструктивные элементы и узлы определяют и общие дефекты, из которых, как показывает практический опыт, основными являются следующие:
- у корпусов — повреждения их в процессе транспортировки и монтажа, дефекты сварных или болтовых соединений, неплотности в стыках, дефекты уплотнений н т. п.;
- у обмоток — увлажнение изоляции (имеет место чаще всего в результате длительного и неправильного
- хранения оборудования); механические повреждения; нарушения междувитковой изоляции, соединений в обмотках, токопроводах и выводах; несоответствие маркировки выводов требованиям ГОСТ;
- у устройств переключения силовых трансформаторов — механические повреждения, неправильное соединение отпаек или неправильная работа переключателя;
- у магнитопроводов — замыкания отдельных листов стали между собой, нарушение изоляции стяжных болтов, если они есть, коррозия листов стали, засорение вентиляционных каналов (статоров и роторов электрических машин), слабая затяжка болтов (чаще силовых трансформаторов);
- у коллекторов машин постоянного тока — дефекты паек «петушков», т. е. мест соединения отдельных секции обмотки якоря к пластинам коллектора, засорение промежутков между пластинами;
- у подшипников синхронных генераторов — нарушения изоляции их от фундаментной плиты, служащей для устранения паразитных «подшипниковых токов», которые возникают у генераторов, если изоляция нарушена, при их работе в контуре вал ротора — подшипники — фундаментные плиты — вал ротора из-за несимметрии магнитного поля ротора (вызывается неравномерностью воздушного зазора между ротором и статором; в результате в контуре возникает при работе генератора пульсирующее поле, вызывающее по закону Джоуля — Ленца пульсирующие токи, повреждающие подшипники и металл в местах их возникновения);
- у бетонных реакторов — увлажнение бетонных стоек, выполняющих одновременно функции изоляции между витками обмотки реактора и опорной конструкции;
- у устройств заземления — дефекты соединения заземляющих проводок с корпусом оборудования и между отдельными участками заземляющих устройств, несоответствие сопротивления растеканию контура требованиям ПУЭ и техники безопасности.
Для обеспечения надежной работы электрооборудования все его дефекты должны быть своевременно выявлены, оценены и устранены.
Общие дефекты оборудования определяют общие методы их выявления, которые могут быть объединены в следующие основные группы:
- методы определения состояния механической части электрооборудования;
- измерения и испытания, определяющие состояние магнитной системы;
- измерения и испытания, определяющие состояние токоведущих частей и контактных соединении;
- измерения и испытания, определяющие состояние изоляции токоведущих частей;
- методы проверки и испытаний устройств релейной защиты, автоматики, управления, сигнализации и других вторичных устройств;
- методы окончательной оценки пригодности электрооборудования к опробованию и эксплуатации.
3. Оценка состояния электрооборудования по результатам проверок измерений и испытаний
3.1. Оценка состояния механической части
Оценка состояния механической части начинается с его осмотра (ревизии). При осмотре оценивается общее состояние оборудования, выявляются все наружные дефекты, проверяется соответствие оборудования проекту и техническим требованиям по паспортным данным и заводской документации.
Осмотру подвергаются все виды электрооборудования, реле, приборы. При осмотре обращается внимание на отсутствие коррозии и механических повреждении, у маслонаполненных аппаратов — отсутствие течи масла, повреждении у магнитопроводов, выводов, контактных соединений, главной и между витковой изоляции.
Оборудование перед осмотром должно быть очищено от пыли, грязи, заводской смазки и ржавчины; монтаж его должен соответствовать нормативным требованиям. Перечень замеченных недостатков по внешнему состоянию оборудования предъявляется монтажному и эксплуатационному персоналу для принятия мер по их устранению. Дальнейшие работы по проверке, испытаниям и наладке производятся только после устранения дефектов.
Состояние механической части масляных выключателей определяется, кроме того, по целому комплексу проверок, из которых главными являются следующие: измерение скорости включения и отключения, «вжатия» контактов при включении, одновременности замыкания и размыкания контактов в пределах одной и всех трех фаз, измерение минимального напряжения срабатывания привода, опробование работы выключателей при повышенном, пониженном и нормальном напряжениях оперативного тока.
Состояние механической части воздушных выключателей дополнительно определяется измерением «сброса» давления воздуха при операциях включения и отключения, давления «строгания» главных контактов выключателя и давления завершения операции, расхода воздуха на утечку, осциллограммой различных циклов выключателя.
Механическое состояние электрических машин окончательно определяется результатами опробования их на холостом ходу и под нагрузкой с проверкой нагрева и вибрации, работы масляной и охладительной систем, а силовых трансформаторов — по результатам измерений сопротивления постоянному току обмоток и коэффициента трансформации, снятия «круговых диаграмм» (при наличии у трансформатора переключателя под нагрузкой), по работе системы принудительной циркуляции масла и обдува радиаторов для охлаждения обмоток (при их наличии).
Состояние устройств заземления определяется измерением их сопротивления, напряжения прикосновения переходных сопротивлений постоянному току отдельных «точек» присоединения.
Механическое состояние измерительных трансформаторов, различных сборок, щитов, неподвижных узлов комплектных распределительных устройств, реакторов и т.п. определяется, главным образом, только по результатам внешнего осмотра.
3.2. Оценка состояния электромагнитной системы
Существует зависимость тока намагничивания магнитопроводов с обмотками от качества стали и их сборки, и наличия короткозамкнутых витков в обмотке, т. е. от состояния обмотки. Эта зависимость и используется для определения состояния электромагнитной системы измерительных трансформаторов. Снятая у них характеристика зависимости тока намагничивания в обмотке от подаваемого на нее напряжения позволяет судить по характеру ее изменения и особенно в начальной части о наличии, например, у трансформатора тока (ТТ) междувиткового повреждения (короткозамкнутых витков).
Резкое снижение характеристики намагничивания в начальной части ее в этом случае объясняется значительным размагничиванием магнитопровода при малых значениях магнитного потока. Как видно из рисунка, кроме того, при незначительном количестве короткозамкнутых витков характеристика изменяется только в начальной части, при значительном- и в насыщенной части.
Снятые характеристики намагничивания ТТ сравниваются с типовыми или опытными. Значительные отклонения от типовых или опытных также являются признаком повреждения.
Существует также зависимость потерь холостого хода от повреждений обмоток и стали магнитопровода в силовых трансформаторах. Она используется для оценки состояния последних. Если подать на одну из обмоток трансформатора при разомкнутых других (холостой ход) ток, то в первой ваттметром можно измерить мощность, определяющую «потери» на так называемое намагничивание трансформатора и нагрев обмотки током намагничивания.
Эта мощность регламентирована типом и конструкцией трансформатора и указывается в заводской документации его. Следовательно, измеренную при определенном напряжении мощность можно сравнить с паспортными или каталожными данными и установить, имеют ли место в трансформаторе заводские или явившиеся следствием транспортировки или монтажа на месте установки дефекты.
При наличии замыкания в обмотках или дефектов магнитопровода (нарушение изоляции между листами стали, использование некачественной стали) измеренные потери будут значительно превышать заводские или каталожные данные.
У трансформаторов напряжения для оценки состояния их измеряют ток холостого хода, т.е. ток во вторичной обмотке, имеющий место при номинальном напряжении. По аналогии с потерями в силовых трансформаторах этот ток также может быть использован для оценки состояния трансформаторов напряжения путем сравнения его с приведенным в заводской документации или в каталожных данных.
Состояние магнитопроводов электрических машин оценивается снятием характеристик холостого хода и короткого замыкания (у синхронных генераторов), а также нагрузочных характеристик (у машин постоянного тока) и сравнением полученных характеристик с заводскими, имеющимися в сопроводительной документации. По характеристикам одновременно определяются дополнительные параметры, необходимые для наладки устройств регулирования возбуждения и дальнейших расчетов, производимых при эксплуатации.
4. Оформление протоколов проверки и испытаний, отчетов оценки состояния электрооборудования
Основным методом оценки состояния нового электрооборудования, заканчиваемого монтажом и включаемого в эксплуатацию, является сравнение результатов измерений и испытаний с допустимыми, предусматриваемыми специальными нормами.
Основными нормативными документами являются нормы испытания электрооборудования (в дальнейшем Нормы) и Правила устройства электроустановок (ПУЭ).
В Нормах приведены требования в отношении необходимых видов проверок и испытаний и нормативные величины, которым должны удовлетворять результаты их для всех видов электрооборудования электроустановок. Норнами предусматриваются допустимое сопротивление обмоток, контактов и других токоведущих частей, допустимое состояние изоляции; испытательные напряжения и пр.
Согласно ПУЭ и Нормам заключение о возможности ввода оборудования в эксплуатацию производятся на основании совокупности результатов приемо-сдаточных испытаний, 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 испытания трансформаторов тока и напряжения. Широко используется в производстве пусконаладочных работ при оценке состояния оборудования метод сравнения результатов измерений группы одного и того же типа оборудования исходя из предположения, что все проверяемое однотипное оборудование не может иметь одинаковых повреждений.
Так, например, если характеристики намагничивания 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 применение в магнитопроводе худшей стали при изготовления трансформа торов на заводе или изменение габаритов стали.
Общие методы оценки состояния электрооборудования по результатам измерений и испытаний. Часто результаты испытаний и измерений (характеристики генераторов переменного и постоянного тока, измерения изоляции и т. п.) сравниваются для оценки с результатами предыдущих измерений и испытаний. для вновь вводимого в эксплуатацию оборудования такими являются результаты заводских измерений и испытаний.
Не всегда бывают достаточными проверки и испытания, предусматриваемые Нормами. Это относится к несерийному оборудованию или головным образцам. В таких случаях работы производятся в соответствии со специальной программой, составляемой разрабатывающими или проектирующими организациями или заводом-изготовителем, В составлении программ должны участвовать представители наладочной организации.
Окончательным способом оценки возможности включения электрооборудования или присоединения в работу является комплексное опробование его в работе.
Просмотров: 695
ПУБЛИЧНОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО «РОССИЙСКИЕ СЕТИ»
СТАНДАРТ ОРГАНИЗАЦИИ ПАО «РОССЕТИ»
СТО 34.01-23.1-001-2017
ОБЪЕМ И НОРМЫ ИСПЫТАНИЙ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ
Стандарт организации
Дата введения: 29.05.2017
ПАО «Россети»
2
Предисловие
Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ «О техническом регулировании», объекты стандартизации и общие положения при разработке и применении стандартов организаций Российской Федерации — ГОСТ Р 1.4-2004 «Стандартизация в Российской Федерации. Стандарты организаций. Общие положения», общие требования к построению, изложению, оформлению, содержанию и обозначению межгосударственных стандартов, правил и рекомендаций по межгосударственной стандартизации и изменений к ним -ГОСТ 1.5-2001, правила построения, изложения, оформления и обозначения национальных стандартов Российской Федерации, общие требования к их содержанию, а также правила оформления и изложения изменений к национальным стандартам Российской Федерации — ГОСТ Р 1.5-2012.
Сведения о стандарте организации
1. РАЗРАБОТАН
ОАО «Фирма ОРГРЭС» , при участии ПАО «Россети и ДЗО, а также ООО НТЦ «ЭДС», АО «НТЦ ФСК ЕЭС»
2. ВНЕСЕН
Департаментом технологического развития и инноваций и Департаментом оперативно-технологического управления ПАО «Россети»
3. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ
Распоряжением ПАО «Россети» от 29.05.2017 № 280р
4. ВЗАМЕН
СО 34.45-51.300-97 (РД 34.45-51.300-97)
«Объем и нормы испытаний электрооборудования»
Замечания и предложения по НТД следует направлять в ПАО «Россети» согласно контактам, указанным на официальном информационном ресурсе или по электронной почтой по адресу: nto@rosseti.ru.
Настоящий документ не может быть полностью или частично воспроизведён, тиражирован и распространён в качестве официального издания без разрешения ПАО «Россети». Данное ограничение не предусматривает запрета на присоединение сторонних организаций к настоящему стандарту и его использование в своей производственно-хозяйственной деятельности. В случае присоединения к стандарту сторонней организации необходимо уведомить ПАО «Россети»
11
последовательности термограмм и определения температуры поверхности объекта по известным коэффициентам излучения и параметрам съемки (в том числе температура окружающей среды, пропускание атмосферы, дистанция наблюдения).
технический руководитель субъекта электроэнергетики: Лицо в штате организации собственника (эксплуатирующей организации), уполномоченное принимать решения и отдавать распоряжения по всем техническим вопросам касательно оборудования данного объекта электроэнергетики.
техническая диагностика (диагностика): Область знаний, охватывающая теорию, методы и средства определения технического состояния объектов.
техническое диагностирование (диагностирование): Определение технического
состояния объекта.
Примечание: Задачами технического диагностирования являются:
-контроль технического состояния; поиск места и определение причин отказа (неисправности); -прогнозирование технического состояния.
ультрафиолетовый контроль: Метод дистанционного неразрушающего контроля высоковольтного электротехнического оборудования, посредством визуализации источников ультрафиолетового излучения от дефектов, сопровождающихся процессами электроразрядного характера, состоящий из определенного объема и последовательности мероприятий по применению средств ультравизионного контроля, для наблюдения, измерения и регистрации дефектов электроразрядного характера в изоляции высоковольтного электрооборудования при дистанционном диагностировании.
физико-химический анализ: Экспериментальное определение содержания
(концентрации) одного или ряда компонентов вещества в пробе физическими, физикохимическими, химическими или другими методами, а также физические испытания образцов с целью определения физических и химических параметров нормируемых величин.
хроматографический анализ газов, растворенных в масле: Хроматографическое
разделение смеси газов, выделенных из трансформаторного масла, с определением компонентов, разделенных с помощью механизмов разделения. Процесс, основанный на многократном повторении актов сорбции и десорбции вещества при перемещении его в потоке подвижной фазы вдоль неподвижного сорбента.
3.2 Обозначения и сокращения
В настоящем стандарте применяются следующие сокращения:
АБ — аккумуляторная батарея;
АБП — агрегаты и источники бесперебойного питания;
АГП — автомат гашения поля;
АПВ — автоматическое повторное включение выключателя;
АРВ — автоматический регулятор возбуждения;
АРМ — автоматизированное рабочее место;
АРГ — анализ растворенных в масле газов;
АСМД — автоматизированная система мониторинга и технического диагностирования АСУ ТП — автоматическая система управления технологическим процессом;
БСВ — бесщеточная система возбуждения;
ВГ — вспомогательный генератор;
ВЛ — воздушная линия;
ВН — высшее напряжение;
ВО — цикл «включение-отключение» выключателя;
ВТ — выпрямительный трансформатор;
ВТВ — встречно-параллельные тиристорные вентили;
ВУ — выпрямительная установка;
ВЧ — высокочастотное возбуждение;
12
ГОСТ — межгосударственный стандарт;
ГТЭС — газотурбинная электрическая станция;
ЗРУ — закрытое распределительное устройство;
ЗУ — заземляющее устройство;
ИК — инфракрасный;
КДО — комплексное диагностическое обследование;
КЗ — короткое замыкание;
КЛ — кабельная линия;
КРУ — комплектное распределительное устройство;
КРУН — комплектные распределительные устройства наружной установки;
КРУЭ — комплектное распределительное устройство элегазовое;
КС — контактное соединение;
КТП — комплектная трансформаторная подстанция;
КУ — конденсаторная установка;
МИ — методика измерений;
НВИ — низковольтные импульсы;
НН — низшее напряжение;
НТД — нормативно-техническая документация;
ОВ — цикл «отключение-включение» выключателя;
ОВО — цикл «отключение-включение-отключение» выключателя;
ОПН — ограничитель перенапряжений;
ОРУ — открытое распределительное устройство;
ОТН — оптический трансформатор напряжения;
ОТТ — оптический трансформатор тока;
ОУ — обмотка управления;
ПАО — публичное акционерное общество;
ПБВ — переключение без возбуждения;
ПИН — прибор для измерения напряжения;
1111 — полупроводниковый преобразователь;
ПС — подстанция;
ПТ — последовательный трансформатор;
ПТЭ — Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской Федерации;
ПУЭ — Правила устройства электроустановок;
РЗА — релейная защита и автоматика;
РК — компенсирующий реактор;
РП — распределительный пункт;
РПН — регулирование под нагрузкой;
РУ — распределительное устройство;
РФ — фильтровой реактор;
СВ — система возбуждения;
СЗ — степень загрязненности;
СН — среднее напряжение;
СОПТ — система оперативного постоянного тока;
СПЭ — сшитый полиэтилен;
СТК — статические тиристорные компенсаторы;
СТН — система независимого тиристорного возбуждения;
СТС — система тиристорного самовозбуждения;
СУКГ — ступенчато-управляемые конденсаторные группы;
СУРГ — ступенчато-управляемые реакторные группы;
13
СУТ — система управления тиристорами;
ТИ — типовая инструкция;
ТП — трансформаторная подстанция;
ТПУ — тиристорная пусковая установка;
ТРГ — тиристорно-реакторные группы;
ТУ — технические условия;
ТЭ — токопровод элегазовый;
УПП — устройства плавного пуска;
УРМ — установка для выдачи и потребления реактивной мощности;
УТТТР — управляемый шунтирующий реактор;
ФКУ — фильтрокомпенсирующее устройство;
ФСД — фильтр смешанного действия;
ХАРГ — хроматографический анализ растворенных в масле газов;
XX — холостой ход;
ЧР — частичный разряд;
ЧРП — частотно-регулируемый привод;
ЧСК — частота собственных колебаний;
ШСВ — шкаф силовой выпрямительный;
ШСИ — шкаф силовой инверторный;
ШУ — шкаф управления;
ЭВ — элегазовый выключатель;
ЭМЧ — электромагнитная части;
FRA -частотный метод определения деформации обмоток трансформатора (реактора); Ином — номинальное линейное напряжение;
Uo — номинальное фазное напряжение.
4 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
4.1 Настоящим стандартом следует руководствоваться при вводе электрооборудования в
работу и в процессе его эксплуатации. Наряду с настоящим стандартом следует руководствоваться действующими документами [1] — [4], а также инструкциями
изготовителей электрооборудования.
4.2 Настоящим стандартом предусматриваются как традиционные испытания, положительно зарекомендовавшие себя в течение многих лет, так и испытания, широко применяемые в последние годы и подтвердившие свою эффективность, как правило, не требующие вывода оборудования из работы и позволяющие определять степень развития и опасность возможных дефектов на ранних стадиях.
4.3 В настоящем стандарте приняты следующие условные обозначения категорий контроля:
П — при вводе в эксплуатацию нового электрооборудования и электрооборудования,
прошедшего восстановительный или капитальный ремонт и реконструкцию на специализированном ремонтном предприятии;
К — при капитальном ремонте на субъекте электроэнергетики;
С — при среднем ремонте;
Т — при текущем ремонте электрооборудования;
М — между ремонтами;
Категория «К» включает контроль при капитальном ремонте как данного вида основного электрооборудования, так и другого оборудования данного присоединения.
Испытания при средних ремонтах турбогенераторов с выводом ротора производятся в объёме и по нормам для капитального ремонта (К), а без вывода ротора — в объёме и по нормам для текущего ремонта (Т).
14
Периодичность контроля электрооборудования, если она не указана в ПТЭ или в соответствующих разделах настоящего стандарта, устанавливается в соответствии с действующими внутренними документами ПАО «Россети» и его дочерних зависимых обществ или техническим руководителем субъекта электроэнергетики с учетом условий и опыта эксплуатации, технического состояния и срока службы электрооборудования и указаний изготовителя.
4.4 В настоящем стандарте приведен перечень испытаний и предельно допустимые значения контролируемых параметров. Техническое состояние электрооборудования определяется не только путем сравнения результатов конкретных испытаний с нормируемыми значениями, но и по совокупности результатов всех проведенных испытаний, осмотров и данных эксплуатации, учитывая динамику и скорость изменения показателей. Значения, полученные при испытаниях, во всех случаях должны быть сопоставлены с результатами измерений на других фазах электрооборудования и на однотипном оборудовании. Однако главным является сопоставление измеренных при испытаниях значений параметров электрооборудования с их исходными значениями и оценка имеющих место различий по указанным в настоящем стандарте допустимым изменениям. Выход значений параметров за установленные границы (предельные значения) следует рассматривать как признак наличия дефектов, которые могут привести к отказу оборудования.
4.5 В качестве исходных значений контролируемых параметров при вводе в эксплуатацию нового электрооборудования принимают значения, указанные в паспорте или протоколе испытаний изготовителя. При эксплуатационных испытаниях в качестве исходных принимаются значения параметров, определенные испытаниями при вводе в эксплуатацию нового электрооборудования. Качество проводимого на субъекте электроэнергетики капитального ремонта оценивается сравнением результатов испытаний после ремонта с данными, указанными ы паспорте или протоколе испытаний изготовителя. После капитального или восстановительного ремонта, а также реконструкции, проведенных на специализированном ремонтном предприятии, в качестве исходных для контроля в процессе дальнейшей эксплуатации принимаются значения, полученные по окончании ремонта (реконструкции).
4.6 Контроль электрооборудования производства иностранных фирм при наличии экспертного заключения эксплуатирующей организации о соответствии функциональных показателей этого оборудования условиям эксплуатации и действующим отраслевым требованиям производится в соответствии с указаниями изготовителя.
4.7 Кроме испытаний, предусмотренных настоящим стандартом, все электрооборудование должно пройти осмотр непосредственно перед проведением испытаний, проверку работы механической части и другие испытания согласно инструкциям по его эксплуатации и ремонту.
4.8 Техническим руководителям субъектов электроэнергетики рекомендуется обеспечивать внедрение предусмотренного настоящим стандартом контроля состояния электрооборудования под рабочим напряжением, позволяющего выявлять дефекты на ранних стадиях их развития, привлекая при необходимости организации, аккредитованные на право проведения соответствующих испытаний. По мере накопления опыта проведения контроля под рабочим напряжением решением технического руководителя субъекта электроэнергетики возможен переход к установлению очередных сроков ремонта электрооборудования по результатам технического диагностирования и отказ от некоторых видов испытаний, выполняемых на отключенном электрооборудовании.
4.9 Требования по объёму и периодичности испытаний резервного электрооборудования, а также его частей и деталей должны определяться инструкциями изготовителей электрооборудования. При отсутствии таких указаний в инструкциях объем испытаний определяется настоящим стандартом, а периодичность испытаний электрооборудования,
15
определяются техническим руководителем субъекта электроэнергетики.
4.10 Испытание повышенным напряжением промышленной частоты производится для электрооборудования на напряжение до 35 кВ включительно.
При отсутствии необходимой испытательной аппаратуры переменного тока допускается испытывать электрооборудование распределительных устройств напряжением до 20 кВ, за исключением основной изоляции кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена, повышенным выпрямленным напряжением, которое должно быть равно полуторакратному значению испытательного напряжения промышленной частоты.
4.11 Электрооборудование и изоляторы на номинальное напряжение, превышающее номинальное напряжение электроустановки, в которой они эксплуатируются, могут испытываться напряжением, установленным для класса изоляции данной электроустановки.
Если испытание выпрямленным напряжением или напряжением промышленной частоты производится без отсоединения ошиновки электрооборудования распределительного устройства, то значение испытательного напряжения принимается по нормам для электрооборудования с самым низким уровнем испытательного напряжения.
Испытание выпрямленным напряжением или напряжением промышленной частоты производить с отсоединением кабельных линий от трансформаторов тока при наличии технической возможности.
Испытание выпрямленным напряжением изоляторов и трансформаторов тока, соединенных с силовыми кабелями 6-10 кВ, может производиться вместе с кабелями.
4.12 После полной замены масла в маслонаполненном электрооборудовании его изоляция должна быть подвергнута повторным испытаниям в соответствии с настоящим стандартом.
4.13 В случаях выхода значений определяемых при испытаниях параметров за установленные пределы для выявления причин этого, а также при необходимости более полной оценки состояния электрооборудования в целом и (или) его отдельных узлов, рекомендуется использовать дополнительные испытания и измерения, указанные в настоящем стандарте. Допускается применение испытаний и измерений, не предусмотренных настоящим стандартом, при условии, что уровень испытательных воздействий не превысит указанного в настоящем стандарте.
4.14 Устройства релейной защиты и электроавтоматики проверяются в объёме и по нормам, приведенным в соответствующих нормативно-технических документах.
4.15 Местные инструкции по эксплуатации должны быть приведены в соответствие с настоящим стандартом.
4.16 Объём и сроки испытания электрооборудования могут изменяться техническим руководителем субъекта электроэнергетики в зависимости от производственной важности и надежности оборудования при наличии соответствующих обоснований.
4.17 Для контроля технического состояния электрооборудования под рабочим напряжением на энергообъектах рекомендуется применение автоматизированных систем мониторинга и технического диагностирования (АСМД), которые должны осуществлять оперативное диагностирование текущего технического состояния оборудования, своевременное выявление возникающих дефектов и прогнозирование их развития.
4.17.1. Основными целями работы АСМД являются:
предупреждение возникновения аварийных процессов из-за внутренних дефектов оборудования и своевременное предотвращение неконтролируемого развития дефектов; определение допустимой нагрузочной способности;
повышение электробезопасности оперативного персонала, снижение влияния человеческого фактора в процессе сбора, обработки и формирования результатов технического диагностирования;
интегрирование результатов мониторинга и технического диагностирования в АСУ ТП и корпоративные информационные системы;
16
применение результатов работы АСМД для оценки технического состояния и планирования стратегии обслуживания производственных активов.
4.17.2 АСМД имеет следующую архитектуру: первичные датчики;
контроллеры сбора и обработки сигналов;
программно-технический комплекс (ПТК) для обработки и представления информации с локальным и/или удаленным АРМ оператора, предназначенным для обработки и анализа получаемой информации.
4.17.3 Параметры программного обеспечения АСМД должны соответствовать следующим основным требованиям:
гибкая настройка конфигурации системы с отображением размещения датчиков на реальных чертежах, фотографиях, схемах и т.д. конкретного объекта; возможность изменения режимов и порядка опроса датчиков;
наглядность графической формы контроля за интенсивностью возможных процессов в изоляции обследуемого оборудования;
автоматическое проведение замеров, с возможностью формирования сигналов предупредительной и аварийной сигнализации при превышении критического уровня измеряемых параметров;
при сохранении полученных данных должна предусматриваться возможность статистической выборки по всему периоду наблюдения;
обеспечение передачи данных в АСУ ТП и корпоративные информационные системы.
4.17.4 Внедрение АСМД должно проводиться на основании соответствующего техникоэкономического обоснования.
4.17.5 На вновь строящихся и реконструируемых ПС при технической возможности рекомендуется применять электрооборудование в конструктивном исполнении, обеспечивающем возможность монтажа и использования АСМД для оценки технического состояния под рабочим напряжением.
4.17.6 АСМД рекомендуется оснащать функцией удаленного доступа к оперативной информации о текущем техническом состоянии оборудования.
4.17.7 В основе алгоритмов технического диагностирования АСМД должны быть реализованы опробованные методики по оценке технического состояния конкретных видов электрооборудования.
4.17.8 Алгоритмы выполняемых АСМД измерений, должны быть аттестованы в порядке, предусмотренном нормативно-технической документацией в области обеспечения единства средств измерений.
4.17.9 Средства измерений и измерительные каналы АСМД должны быть поверены и аттестованы в порядке, предусмотренном нормативно-технической документацией в области обеспечения единства средств измерений.
4.17.10.Результаты испытаний и измерений, выполняемые АСМД с калиброванными или поверенными средствами измерений и измерительными каналами, могут быть приняты в качестве результатов испытаний и измерений, предусмотренных настоящим стандартом, при условии их оформления в виде протоколов установленной нормативными документами формы.
4.17.11 При наличии (установке) на электрооборудовании АСМД и получении выходной информации о приближении/достижении предельного состояния и принятии техническим руководителем субъекта электроэнергетики решения о выводе из работы (отключении) электрооборудования рекомендуется проведение соответствующих испытаний и проверок в соответствии с настоящим стандартом для подтверждения причин вывода этого электрооборудования из работы и принятии окончательного решения о дальнейших мероприятиях.
17
4.17.12 АСМД должна автоматически восстанавливать свою работоспособность после несанкционированного отключения и последующего включения питания.
4.17.13 Под рабочим напряжением должен быть обеспечен непрерывный контроль состояния силовых автотрансформаторов, трансформаторов, и шунтирующих реакторов с использованием АСМД преимущественно по следующим показателям:
электрическим параметрам (токи, напряжения, активные, реактивные мощности, cos ф) сторон ВН, СН, НН;
влагосодержанию и содержанию растворенных в трансформаторном масле диагностических газов;
качеству изоляции (tg8, емкости) вводов ВН, СН (при соответствующем техникоэкономическом обосновании);
уровню частичных разрядов (при соответствующем технико-экономическом обосновании);
температуре верхних слоев масла на входе и выходе охладителей (при соответствующем технико-экономическом обосновании); температуре наиболее нагретых точек обмоток;
состоянию технологических защит и сигнализации, систем охлаждения, устройства РПН (ПБВ) для АТ.
4.17.14 На оборудовании, не оснащенном АСМД, необходимо проводить оценку состояния нормативными средствами периодического контроля, а при необходимости — комплексное диагностического обследование по утвержденным действующим программам и типовым техническим заданиям.
4.17.15 Эксплуатируемые и вновь вводимые комплектные распределительные устройства элегазовые (КРУЭ) должны оборудоваться АСМД при соответствующем техникоэкономическом обосновании.
4.17.16 АСМД КРУЭ применяются для сбора, обработки, отображения и хранения текущей информации о состоянии КРУЭ в процессе эксплуатации и предназначена для непрерывного мониторинга состояния изоляции КРУЭ.
4.17.17 АСМД КРУЭ должны обеспечивать контроль следующих модулей: коммутационных аппаратов (выключателей и разъединителей); измерительных ТТ и ТН;
— ОПН;
соединительных элементов (сборных шин, кабельных вводов, проходных вводов, элегазовых токопроводов).
4.17.18 АСМД КРУЭ должна соответствовать следующим общим требованиям: обеспечивать измерение интенсивности частичных разрядов в изоляции; обеспечивать определение места нахождения дефекта;
обеспечивать контроль утечек элегаза;
формировать заключение о техническом состоянии контролируемых модулей КРУЭ.
4.17.19 АСМД коммутационных аппаратов выполняют следующие функции: определяют остаточный коммутационный ресурс контактов;
определяют техническое состояние привода, которое должно быть достаточным для проведения коммутации;
контролируют техническое состояние изоляционной системы.
4.17.20 Для осуществления контроля технического состояния В Л, при соответствующем технико-экономическом обосновании рекомендовано применять АСМД для контроля температуры, вибрации и/или гололеда.
4.17.21 АСМД К Л предназначены для сбора, обработки, отображения и хранения информации, характеризующей текущее состояние основной изоляции, концевых и соединительных муфт КЛ в процессе эксплуатации, определения аварийных участков
18
кабельных линий.
4.17.22 Основной целью оснащения КЛ АСМД является обеспечение получения достоверной информации о текущем техническом состоянии КЛ и муфт, возможности прогнозирования развития дефектов по динамике развития разрядных процессов в изоляции, выявление дефектов в изоляции на ранних стадиях их развития, проведение определения мест возникновения дефектов в линии. Любые отказы в системах мониторинга не должны приводить к потере диагностической информации.
4.17.23 Оснащение КЛ АСМД осуществляется при наличии соответствующего техникоэкономическом обоснования.
4.17.24 АСМД К Л выполняют контроль частичных разрядов в изоляции кабельных линий и муфт и/или контроль температуры жил кабелей.
4.17.25 Техническое диагностирование концевых кабельных муфт должно осуществляться с применением электрических и акустических методов неразрушающего контроля.
4.18 В настоящем стандарте приведены типовые общие требования по объёмам и нормам испытаний электрооборудования. По типам электрооборудования, не приведенным в настоящем стандарте для получения необходимых данных по объёмам и нормам отдельных испытаний и проверок следует использовать официальные материалы изготовителей конкретных типов электрооборудования.
4.19 В настоящем стандарте не приводятся методики испытаний и метрологические требования, так как они отражены в других материалах (инструкциях, методических указаниях, пособиях и т.п.).
4.20 Комплексное диагностическое обследование (КДО) технического состояния электрооборудования рекомендуется проводить:
— для электрооборудования, выработавшего нормативные сроки службы;
— для электрооборудования, находящегося в эксплуатации, в сложных для комплексной оценки технического состояния случаях, когда анализ результатов мониторинга, регламентных измерений, выполняемых в соответствии с типовыми объемами и нормами не дают определенного результата, а также в случаях поиска места и определения причин неисправности или отказа.
КДО проводится с целью определения стратегии дальнейшей эксплуатации, объема и технологии проведения работ по капитальному ремонту электрооборудования.
При проведении КДО для выявления дефектов оборудования используют как положения, изложенные в настоящем стандарте, так и специальные методы, редко используемые в эксплуатации, которые требуют применения специального оборудования, расходных материалов, специальной подготовки персонала.
Рекомендуемые объемы проведения КДО приведены в соответствующих разделах настоящего стандарта по отдельным видам электрооборудования с указанием основных и дополнительных проверок и испытаний.
Необходимость проведения КДО электрооборудования с расширением объёма испытаний определяется решением технического руководителя субъекта электроэнергетики на основе результатов анализа плановых испытаний/измерений и проводится по специальным программам с учетом требований настоящего стандарта и нормативных документов, отражающих специальные методы контроля и испытаний.
При необходимости для проведения КДО привлекаются специализированные организации, допущенные в установленном порядке к проведению технического диагностирования.
4.21 Отдельные виды испытаний и измерений в соответствии с настоящим стандартом проводятся по решению технического руководителя субъекта электроэнергетики. Основанием для принятия такого решения могут быть:
— выработка оборудованием нормативного срока службы;
— отрицательные результаты по другим видам испытаний и измерений;
19
— невозможность выявления причины возникновения дефекта другими видами испытаний и измерений.
— увеличение количества отказов оборудования.
20
5 ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ИСПЫТАНИЯМ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ
5.1 Испытания электрооборудования должны производиться с соблюдением требований [3] и [5].
Требования к персоналу и меры безопасности при проведении испытаний электрооборудования с подачей повышенного напряжения от постороннего источника должны соответствовать разделу 39 [3].
Измерение изоляционных характеристик электрооборудования под рабочим напряжением разрешается осуществлять при условии использования устройств, обеспечивающих безопасность работ и защиту нормально заземляемого низкопотенциального вывода контролируемого объекта от появления на нем опасного напряжения при нарушении связи с землей.
5.2 Электрические испытания изоляции электрооборудования необходимо проводить при температуре изоляции не ниже плюс 5 °С, кроме оговоренных в настоящем стандарте случаев, когда измерения следует проводить при иной температуре. В отдельных случаях (например, при приемо-сдаточных испытаниях, при проведении аварийно-восстановительных работ) по решению технического руководителя субъекта электроэнергетики измерения тангенса угла диэлектрических потерь, сопротивления изоляции и другие измерения на электрооборудовании на напряжение до 35 кВ включительно могут проводиться при более низкой температуре. Измерения электрических характеристик изоляции, произведенные при отрицательных температурах, должны быть повторены в возможно короткие сроки при температуре изоляции не ниже 5 °С.
При отборе трансформаторного масла важно учитывать состояние окружающей среды: нежелательно отбирать масло при относительной влажности атмосферного воздуха выше 70% и температуре отбираемого масла ниже 5 °С, атмосферных осадках, т.к. это может привести к искажению представительности отбираемой пробы масла и, как следствие, результатов испытаний и анализов. В случае необходимости отбора масла при условиях хуже указанных полученные результаты не могут гарантировать соответствие нормативным значениям в дальнейшей эксплуатации. Повторный, контрольный отбор необходимо выполнить при ближайших благоприятных погодных условиях.
5.3 Сравнение характеристик изоляции должно производиться при одной и той же температуре изоляции или близких ее значениях (расхождение — не более 5 °С). Если это невозможно, должен применяться температурный перерасчет в соответствии с инструкциями по эксплуатации конкретных видов электрооборудования.
При измерении сопротивления изоляции фиксация показаний мегаомметра производится через 60 с после начала измерений. Если в соответствии с настоящим стандартом требуется определение коэффициента абсорбции (R60″/R15″), фиксация показаний производится дважды: через 15 с и 60 с после начала измерений.
5.4 Испытанию повышенным напряжением должны предшествовать тщательный осмотр и оценка состояния изоляции другими методами.
Перед проведением испытаний изоляции электрооборудования (за исключением вращающихся машин, находящихся в эксплуатации) наружная поверхность изоляции должна быть очищена от пыли и грязи, кроме тех случаев, когда испытания проводятся методом, не требующим отключения электрооборудования.
5.5 Испытание изоляции обмоток вращающихся машин, трансформаторов и реакторов повышенным приложенным напряжением частоты 50 Ец должно производиться поочередно для каждой электрически независимой цепи или параллельной ветви (в последнем случае при наличии полной изоляции между ветвями). При этом вывод испытательного устройства, который будет находиться под напряжением, соединяется с выводом испытуемой обмотки, а
Содержание
2 НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ………………………………………………………………………….5
3 ТЕРМИНЫ, ОПРЕДЕЛЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ…………………………………………..8
4 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ……………………………………………………………………………….13
5 ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ИСПЫТАНИЯМ
ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ………………………………………………………………………20
6 СИНХРОННЫЕ ЕЕНЕРАТОРЫ И КОМПЕНСАТОРЫ………………………………..22
7 МАШИНЫ ПОСТОЯННОЕО ТОКА (КРОМЕ ВОЗБУДИТЕЛЕЙ)……………….50
8 ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА………………………………………..53
9 СИЛОВЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ, АВТОТРАНСФОРМАТОРЫ И РЕАКТОРЫ ……………………………………………………………………………………………………………………59
10 TPAI1СФОРМ А ГОРБ1 ГОКА………………………………………………………………………76
11 TPAI1СФОРМ А ГОРБ1 НАПРЯЖЕНИЯ……………………………………………………….84
12 МАСЛЯНЫЕ И ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ………………………90
13 ВОЗДУШНЫЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ……………………………………………………………….94
14 ВЫКЛЮЧАТЕЛИ НАГРУЗКИ (ЗА ИСКЛЮЧЕНИЕМ ГЕНЕРАТОРНЫХ) …. 97
15 ЭЛЕГАЗОВЫЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ……………………………………………………………….99
16 ВАКУУМНБ1Е ВЫКЛЮЧАТЕЛИ……………………………………………………………..102
17 РАЗЪЕДИНИТЕЛИ, ОТДЕЛИТЕЛИ И КОРОТКОЗАМЫКАТЕЛИ…………….104
18 КОМПЛЕКТНЫЕ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА ВНУТРЕННЕЙ И
НАРУЖНОЙ УСТАНОВКИ, ВЫСОКОВОЛЬТНЫЕ ОТСЕКИ ТРАНСФОРМАТОРНЫХ ПОДСТАНЦИЙ (ТП)1……………………………………….106
19 КОМПЛЕКТНЫЕ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА В МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ОБОЛОЧКЕ С ЭЛЕГАЗОВОЙ ИЗОЛЯЦИЕЙ (КРУЭ).. 108
20 КОМПЛЕКТНЫЕ ЭКРАНИРОВАННЫЕ ТОКОПРОВОДЫ 6 КВ И ВЫШЕ .111
21 ТОКОПРОВОДЫ ЭЛЕГАЗОВЫЕ (ТЭ) НА НАПРЯЖЕНИЕ 110-750 КВ…….114
22 ТОКОПРОВОДЫ С ЛИТОЙ (ТВЁРДОЙ) ИЗОЛЯЦИЕЙ НА НАПРЯЖЕНИЕ 6-
35 КВ…………………………………………………………………………………………………………116
23 СБОРНЫЕ И СОЕДИНИТЕЛЬНЫЕ ШИНЫ, ЖЕСТКАЯ ОШИНОВКА……..117
24 ТОКООГРАНИЧИВАЮЩИЕ СУХИЕ РЕАКТОРЫ……………………………………118
25 ЭЛЕКТРОФИЛЬТРЫ…………………………………………………………………………………119
26 КОНДЕНСАТОРЫ…………………………………………………………………………………….121
27 ВЕНТИЛЬНЫЕ РАЗРЯДНИКИ И ОГРАНИЧИТЕЛИ
ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ1………………………………………………………………………………123
28 ТРУБЧАТЫЕ, ДЛИННО-ИСКРОВЫЕ И МОЛНИЕЗАЩИТНЫЕ1
РАЗРЯДНИКИ…………………………………………………………………………………………..127
29 ВВОДЫ1 И ПРОХОДНЫЕ ИЗОЛЯТОРЫ…………………………………………………..129
30 ПРЕДОХРАНИТЕЛИ, ПРЕДОХРАНИТЕЛИ-РАЗЪЕДИНИТЕЛИ
НАПРЯЖЕНИЕМ ВЫПИ: 1000 В………………………………………………………………133
3 1 ТРАНСФОРМАТОРНОЕ МАСЛО……………………………………………………………..134
32 АППАРАТЫ, ВТОРИЧНЫЕ ЦЕПИ И ЭЛЕКТРОПРОВОДКА НА
НАПРЯЖЕНИЕ ДО 1000 В………………………………………………………………………..154
33 А К К У М У Л Я Т О РI1ЫЕ БАТАРЕИ………………………………………………………………156
34 ЗАЗЕМЛЯЮЩИЕ УСТРОЙСТВА……………………………………………………………..160
34.10 КОМПЛЕКСНОЕ ДИАГНОСТИЧЕСКОЕ ОБСЛЕДОВАНИЕ………………….165
35 СИЛОВЫЕ КАБЕЛЬНЫЕ ЛИНИИ…………………………………………………………….167
36 ВОЗДУШНЫЕ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ………………………………………….174
37 КОНТАКТНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ ПРОВОДОВ, ГРОЗОЗАЩИТНЫХ ТРОСОВ,
СБОРНЫХ И СОЕДИНИТЕЛЬНЫХ ШИН………………………………………………..182
21
другой — с заземленным корпусом испытуемого электрооборудования, с которым на все время испытаний данной обмотки электрически соединяются все другие обмотки.
Обмотки, соединенные между собой наглухо и не имеющие выведенных обоих концов каждой фазы или ветви, должны испытываться относительно корпуса без их разъединения.
5.6 При испытаниях электрооборудования повышенным напряжением частоты 50 Гц, а также при измерении тока и потерь холостого хода силовых и измерительных трансформаторов рекомендуется использовать: линейное напряжение питающей сети, источники питания, обеспечивающие синусоидальную форму напряжения.
5.7 Испытательное напряжение должно подниматься плавно со скоростью, допускающей визуальный контроль по измерительным приборам, и по достижении установленного значения поддерживаться неизменным в течение всего времени испытания. После требуемой выдержки напряжение плавно снижается до нуля и отключается.
Под продолжительностью испытания подразумевается время приложения полного испытательного напряжения, установленного настоящим стандартом.
4
38 ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ СИСТЕМ ВОЗБУЖДЕНИЯ ЕЕНЕРАТОРОВ И
СИ1IXPOIII1Б1Х КОМПЕНСАТОРОВ……………………………………………………….184
3 9 ТИРИСТОРНЫЕ ПУСКОВЫЕ УСТАНОВКИ (ТПУ)…………………………………197
40 ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ АГРЕЕАТОВ ИЗМЕНЕНИЯ СКОРОСТИ
МЕХАНИЗМОВ СОБСТВЕННЫХ НУЖД…………………………………………………203
41 СТАТИЧЕСКИЕ УСТАНОВКИ ДЛЯ ПОТРЕБЛЕНИЯ И ВЫДАЧИ
РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ……………………………………………………………………207
42 СИСТЕМЫ ОПЕРАТИВНОЕО ПОСТОЯННОГО ТОКА……………………………214
43 АГРЕГАТЫ И ИСТОЧНИКИ БЕСПЕРЕБОЙНОГО ПИТАНИЯ…………………215
ПРИЛОЖЕНИЕ А (ОБЯЗАТЕЛЬНОЕ) НОРМЫ ИСПЫТАНИЙ ГЕНЕРАТОРОВ И СИНХРОННЫХ КОМПЕНСАТОРОВ, ПРОВОДИМЫЕ ПРИ РЕМОНТАХ
ОБМОТОК СТАТОРА……………………………………………………………………………….217
ПРИЛОЖЕНИЕ Б (ОБЯЗАТЕЛЬНОЕ) ИСПЫТАНИЯ, ПРОВОДИМЫЕ ПРИ
РЕМОНТЕ ОБМОТКИ РОТОРА ТУРБОГЕНЕРАТОРА……………………………..237
ПРИЛОЖЕНИЕ В (ОБЯЗАТЕЛЬНОЕ) ИСПЫТАНИЯ, ПРОВОДИМЫЕ ПРИ
РЕМОНТАХ ОБМОТКИ РОТОРА ЯВНОПОЛЮСНЫХ МАШИН……………..248
ПРИЛОЖЕНИЕ Г250 (ОБЯЗАТЕЛЬНОЕ) НОРМЫ ИСПЫТАНИЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА ПРИ РЕМОНТАХ
ОБМОТОК………………………………………………………………………………………………..250
ПРИЛОЖЕНИЕ Д (ОБЯЗАТЕЛЬНОЕ) ТЕПЛОВИЗИОННЫЙ КОНТРОЛЬ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ И ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ
………………………………………………………………………………………………………………….254
БИБЛИОГРАФИЯ……………………………………………………………………………………………259
5
1 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ СТАНДАРТА
1.1 В Стандарте приведены периодичность, объём и нормы испытаний генераторов, электродвигателей, трансформаторов, выключателей и другого электрооборудования электрических станций и сетей.
1.2 Стандарт разработан на основе РД 34.45-51.300-97 «Объём и нормы испытаний электрооборудования», содержит требования, уточненные с учетом 19 летнего опыта энергосистем, наладочных организаций, ремонтных заводов и научно-исследовательских институтов с момента выхода последней редакции РД, а также некоторые новые виды эксплуатируемого электрооборудования.
1.3 Стандарт предназначен для инженерно-технического персонала, занимающегося наладкой, эксплуатацией, техническим диагностированием, техническим обслуживанием и ремонтом электрооборудования электрических станций и сетей.
2 НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ
В настоящем Стандарте использованы нормативные ссылки на следующие документы:
Федеральный закон от 26 марта 2003 г. № 35-ФЗ «Об электроэнергетике».
ГОСТ 1.5-2001 Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Общие требования к построению, изложению, оформлению, содержанию и обозначению.
ГОСТ 10169-77 Машины электрические трехфазные синхронные. Методы испытаний.
ГОСТ 10693-81 Вводы конденсаторные герметичные на номинальные напряжения 110 кВ и выше. Общие технические условия.
ГОСТ 11362-96 Нефтепродукты и смазочные материалы. Число нейтрализации. Метод потенциометрического титрования.
ГОСТ 12.1.038-82 Система стандартов безопасности труда. Электробезопасность. Предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов
ГОСТ 13003-88 Масла изоляционные. Метод определения газостойкости в электрическом поле.
ГОСТ 13840-68 Канаты стальные арматурные 1×7. Технические условия.
ГОСТ 1516.1-76 Электрооборудование переменного тока на напряжения от 1 до 500 кВ. Требования к электрической прочности изоляции.
ГОСТ 1516.3-96 Электрооборудование переменного тока на напряжения от 1 до 750 кВ. Требования к электрической прочности изоляции.
ГОСТ 1547-84 Масла и смазки. Методы определения наличия воды.
ГОСТ 15581-80 Конденсаторы связи и отбора мощности для линий электропередач. Технические условия.
ГОСТ 17216-2001 Чистота промышленная. Классы чистоты жидкостей.
ГОСТ 18322-78 Система технического обслуживания и ремонта техники. Термины и определения.
ГОСТ 18995.2-73 Продукты химические жидкие. Метод определения показателя преломления.
ГОСТ 19121-73 Нефтепродукты. Метод определения содержания серы сжиганием в ламп.
ГОСТ 19919-74 Контроль автоматизированный технического состояния изделий авиационной техники. Термины и определения.
ГОСТ 20287-91 Нефтепродукты. Методы определения температур текучести и застывания.
ГОСТ 20911-89 Техническая диагностика. Термины и определения.
ГОСТ 21046-2015 Нефтепродукты отработанные. Общие технические условия.
ГОСТ 2517-2012 Нефть и нефтепродукты. Методы отбора проб.
ГОСТ 27.002-2015 Надежность в технике. Термины и определения.
6
ГОСТ 28640-90 Масла минеральные электроизоляционные. Метод определения ароматических углеводородов.
ГОСТ 2917-76 Масла и присадки. Метод определения коррозионного воздействия на металлы.
ГОСТ 31320-2006 Вибрация. Методы и критерии балансировки гибких роторов.
ГОСТ 31873-2012 Нефть и нефтепродукты. Методы ручного отбора проб.
ГОСТ 33-2000 Нефтепродукты. Прозрачные и непрозрачные жидкости. Определение кинематической вязкости и расчет динамической вязкости.
ГОСТ 3484.1-88 Трансформаторы силовые. Методы электромагнитных испытаний.
ГОСТ 3484.3-88 Трансформаторы силовые. Методы измерений диэлектрических параметров изоляции.
ГОСТ 3722-2014 Подшипники качения. Шарики стальные. Технические условия.
ГОСТ 3900-85 Нефть и нефтепродукты. Методы определения плотности.
ГОСТ 4333-2014 Нефтепродукты. Методы определения температур вспышки и воспламенения в открытом тигле.
ГОСТ 5985-79 Нефтепродукты. Метод определения кислотности и кислотного числа.
ГОСТ 6307-75 Нефтепродукты. Метод определения наличия водорастворимых кислот и щелочей.
ГОСТ 6356-75 Нефтепродукты. Метод определения температуры вспышки в закрытом тигле.
ГОСТ 6370-83 Нефть, нефтепродукты и присадки. Метод определения механических примесей.
ГОСТ 6581-75 Материалы электроизоляционные жидкие. Методы электрических испытаний.
ГОСТ 667-73 Кислота серная аккумуляторная. Технические условия.
ГОСТ 6709-72 Вода дистиллированная. Технические условия.
ГОСТ 7822-75 Масла нефтяные. Метод определения растворенной воды.
ГОСТ 8.217-2003 Государственная система обеспечения единства измерений. Трансформаторы тока. Методика поверки.
ГОСТ 859-2014 Медь. Марки.
ГОСТ 8865-93 Системы электрической изоляции. Оценка нагревостойкости и классификация.
ГОСТ 9.602-2005 Единая система защиты от коррозии и старения. Сооружения подземные. Общие требования к защите от коррозии
ГОСТ 981-75 Масла нефтяные. Метод определения стабильности против окисления.
ГОСТ ИСО 10816-1-97 Вибрация. Контроль состояния машин по результатам измерений вибрации на невращающихся частях. Часть I. Общие требования.
ГОСТ ИСО 4407-2006 Чистота промышленная. Определение загрязненности жидкости методом счета частиц с помощью оптического микроскопа.
ГОСТ ИСО 6619-2013 Нефтепродукты и смазки. Число нейтрализации. Метод потенциометрического титрования
ГОСТ Р 1.4-2004 Стандартизация в Российской Федерации. Стандарты организаций. Общие положения.
ГОСТ Р 1.5-2012 Стандартизация в Российской Федерации. Стандарты национальные. Правила построения, изложения, оформления и обозначения.
ГОСТ IEC 60947-1-2014 Аппаратура распределения и управления низковольтная. Часть 1. Общие правила.
ГОСТ Р 51069-97 Нефть и нефтепродукты. Метод определения плотности, относительной плотности и плотности в градусах API ареометром.
ГОСТ Р 51947-2002 Нефть и нефтепродукты. Определение серы методом
7
энергодисперсионной рентгенофлуоресцентной спектрометрии.
ГОСТ Р 53203-2008 Нефтепродукты. Определение серы методом рентгенофлуоресцентной спектрометрии с дисперсией по длине волны.
ГОСТ Р 53708-2009 Нефтепродукты. Жидкости прозрачные и непрозрачные. Определение кинематической вязкости и расчет динамической вязкости.
ГОСТ Р 54331-2011 Жидкости для применения в электротехнике. Неиспользованные нефтяные изоляционные масла для трансформаторов и выключателей. Технические условия.
ГОСТ Р 54426-2011 (МЭК 60480:2004) Руководство по проверке и обработке элегаза (SF6), взятого из электрооборудования, и технические требования к его повторному использованию.
ГОСТ Р 54827-2011 Трансформаторы сухие. Общие технические условия.
ГОСТ Р 54828-2011 Комплектные распределительные устройства в металлической оболочке с элегазовой изоляцией (КРУЭ) на номинальные напряжения 110 кВ и выше. Общие технические условия.
ГОСТ Р 55015-2012 Трансформаторы силовые Испытания баков на герметичность.
ГОСТ Р 55025-2012 Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение от 6 до 35 кВ включительно. Общие технические условия.
ГОСТ Р 55195-2012 Электрооборудование переменного тока на напряжения от 1 до 750 кВ. Требования к электрической прочности изоляции.
ГОСТ Р 55413-2013 Масла нефтяные изоляционные. Определение межфазного натяжения масло-вода методом кольца.
ГОСТ Р 55494-2013 Масла изоляционные. Обнаружение коррозионной серы. Испытание на серебряной полоске.
ГОСТ Р 8.563-2009 Государственная система обеспечения единства измерений. Методики (методы) измерений.
ГОСТ EN 12766-1-2014 Нефтепродукты и отработанные масла. Определение
полихлорированных бифенилов (РСВ) и родственных соединений. Часть 1. Разделение и определение выделенных родственных РСВ методом газовой хроматографии (GC) с использованием электронозахватного детектора (ECD).
ГОСТ EN 12766-2-2014 Нефтепродукты и отработанные масла. Определение
полихлорированных бифенилов (РСВ) и родственных соединений. Часть 2. Определение содержания РСВ.
ГОСТ EN 12766-3-2014 Нефтепродукты и отработанные масла. Определение
полихлорированных бифенилов (РСВ) и родственных соединений. Часть 3. Определение и вычисление содержания полихлорированных терфенилов (РСТ) и полихлорированных бензилтолуолов (РСВТ) методом газовой хроматографии (GC) с использованием электронозахватного детектора (ECD).
ГОСТ Р ЕН ИСО 14596-2008 Нефтепродукты. Определение содержания серы методом рентгенофлуоресцентной спектрометрии с дисперсией по длине волны.
ГОСТ Р ЕН ИСО 2719-2008 Нефтепродукты. Методы определения температуры вспышки в закрытом тигле Пенски-Мартенса.
ГОСТ Р ИСО 3675-2007 Нефть сырая и нефтепродукты жидкие. Лабораторный метод определения плотности с использованием ареометра.
ГОСТ Р МЭК 60156-2013 Жидкости изоляционные. Определение напряжения пробоя на промышленной частоте.
ГОСТ Р МЭК 60247-2013 Жидкости изоляционные. Определение относительной диэлектрической проницаемости, тангенса угла диэлектрических потерь (tg delta) и удельного сопротивления при постоянном токе.
ГОСТ Р МЭК 60628-2013 Жидкости изоляционные. Определение газостойкости под действием электрического напряжения и ионизации.
ГОСТ Р МЭК 60666-2013 Масла изоляционные нефтяные. Обнаружение и определение
8
установленных присадок.
ГОСТ Р МЭК 60814-2013 Жидкости изоляционные. Бумага и прессованный картон, пропитанные маслом. Определение содержания воды автоматическим кулонометрическим титрованием по Карлу Фишеру.
ГОСТ Р МЭК 61125-2013 Жидкости изоляционные неиспользованные на основе углеводородов. Методы определения стойкости к окислению.
ГОСТ Р МЭК 61198-2013 Масла изоляционные нефтяные. Методы определения 2-фурфурола и родственных соединений.
ГОСТ Р МЭК 61619-2013 Жидкости изоляционные. Определение загрязнения полихлорированными бифенилами (РСВ) методом газовой хроматографии на капиллярной колонке.
ГОСТ Р МЭК 62021-1-2013 Жидкости изоляционные. Определение кислотности. Часть 1. Метод автоматического потенциометрического титрования.
ГОСТ Р МЭК 62067-2011 Кабели силовые с экструдированной изоляцией и арматура к ним на номинальное напряжение свыше 150 кВ (Um=170 кВ) до 500 кВ (Um=550 кВ). Методы испытаний и требования к ним.
ГОСТ Р МЭК 60840-2011 Кабели силовые с экструдированной изоляцией и арматура к ним на номинальное напряжение свыше 30 кВ (Um=36 кВ) до 150 кВ (Um=170 кВ). Методы испытаний и требования к ним.
ТР ТС 030/2012 О требованиях к смазочным материалам, маслам и специальным жидкостям
Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов (сводов правил и/или классификаторов) в информационной системе общего пользования — на официальном сайте национального органа Российской Федерации по стандартизации в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячно издаваемого информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт (документ), на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта (документа) с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт (документ), на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта (документа) с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт (документ), на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт (документ) отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.
3 ТЕРМИНЫ, ОПРЕДЕЛЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
3.1 Термины и определения
В настоящем стандарте применяются следующие термины и определения по Федеральному закону ФЗ №35, ГОСТ 27.002, ГОСТ 18322, ГОСТ 19919, ГОСТ 20911, СТО 17330282.27.010.001, СТО 56947007-29.180.01.207, а также термины с соответствующими определениями:
автоматизированная система мониторинга и технического диагностирования (АСМД): Система непрерывного обеспечивающая сбор, хранение, обработку информации и техническое диагностирование в режиме непрерывного контроля параметров объекта с применением автоматизированных систем реального времени и участием человека.
автоматизированная система технического диагностирования (контроля технического состояния): Система диагностирования (контроля), обеспечивающая
проведение диагностирования с применением средств автоматизации и участием человека.
автоматическая система технического диагностирования (контроля технического состояния): Система диагностирования (контроля), обеспечивающая проведение
диагностирования (контроля) без участия человека.
9
аппарат электрический: Электротехническое устройство, предназначенное для
включения или отключения электрических цепей, контроля электрических и неэлектрических параметров этих цепей, а также для их защиты и управления.
высоковольтные испытания: Экспериментальное определение качественных и (или) количественных характеристик свойств объекта испытаний, проводимые с заданными точностью и достоверностью для определения технического состояния электрооборудования при подаче либо возникновении на оборудовании следствием обратной трансформации напряжения 1000 В и выше.
значение показателя качества масла, ограничивающее область нормального состояния: Значение, которое гарантирует надежную работу масла в электрооборудовании, при этом достаточно минимально необходимого контроля показателей качества.
Минимально необходимый контроль — объем контроля, установленный как минимально необходимый в соответствующих разделах настоящего Стандарта по контролю маслонаполненного оборудования определенного вида (типа).
измерение: Совокупность операций по применению технического средства, хранящего единицу величины, обеспечивающих нахождение соотношения измеряемой величины с ее единицей в явном или неявном виде и получение значения этой величины.
исправное состояние: Состояние электрооборудования, при котором оно соответствует всем требованиям конструкторской и нормативно-технической документации.
испытание: Техническая операция, заключающаяся в определении одной или нескольких характеристик данной продукции в соответствии с установленной процедурой.
испытательное выпрямленное напряжение: Амплитудное значение выпрямленного напряжения, прикладываемого к электрооборудованию в течение заданного времени при определенных условиях испытания.
испытательное напряжение промышленной частоты: Действующее значение
напряжения переменного тока 50 Гц, которое должна выдерживать в течение заданного времени внутренняя и/или внешняя изоляция электрооборудования при определенных условиях.
кабели с пластмассовой изоляцией: Кабели с изоляцией из поливинилхлоридного пластиката или сшитого полиэтилена, с наружной оболочкой или защитным шлангом из поливинилхлоридного пластиката и кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена с защитным шлангом из полиэтилена.
комплексное диагностическое обследование: Комплекс мероприятий, проводимый по специальным программам для получения объективной и достоверной информации о техническом состоянии оборудования, его функциональных узлов и систем расширенными методами диагностирования с целью определения его пригодности к эксплуатации по правилам, установленным НТД, разработки рекомендаций по рациональной эксплуатации и ремонту.
контроль неразрушающий: Контроль свойств и параметров объекта (изделия), при котором не нарушается пригодность объекта (изделия) к использованию по назначению и не возникают предпосылки повреждения продукции.
контроль периодический: Контроль, при котором поступление информации о
контролируемых параметрах происходит через установленные интервалы времени.
контроль технического состояния (контроль): Проверка соответствия значений параметров объекта требованиям технической документации и определение на этой основе одного из заданных видов технического состояния в данный момент времени.
Примечание: Видами технического состояния являются, например, исправное, работоспособное, неисправное, неработоспособное и т.п. в зависимости от значений параметров в данный момент времени.
мониторинг: Непрерывный контроль параметров объекта с применением
автоматизированных средств (систем), обеспечивающих сбор, хранение и обработку информации в реальном времени.
10
надежность: Свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, хранения и транспортирования.
Примечание — Надежность является комплексным свойством, которое в зависимости от назначения объекта и условий его применения может включать безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость или определенные сочетания этих свойств.
напряжение линейное: Напряжение между фазными проводами электрической сети, напряжение номинальное: Напряжение, на которое спроектирована сеть или
оборудование и к которому относят их рабочие характеристики.
напряжение фазное: Напряжение между фазным проводом и нейтралью, наработка: Продолжительность или объем работы объекта.
неисправное состояние: Состояние объекта, при котором он не соответствует хотя бы одному из требований нормативно-технической и (или) конструкторской (проектной) документации
неработоспособное состояние: Состояние объекта, при котором значение хотя бы одного показателя, характеризующего способность выполнять заданные функции, не соответствует требованиям нормативной технической и (или) конструкторской (проектной) документации.
Примечание — Для сложных объектов возможно деление их неработоспособных состояний. При этом из множества неработоспособных состояний выделяют частично неработоспособные состояния, при которых объект способен частично выполнять требуемые функции.
объекты электроэнергетики: Имущественные объекты, непосредственно используемые в процессе производства, передачи электрической энергии.
показатель предельного состояния: Количественная характеристика одного или нескольких свойств, составляющих (определяющих) предельное состояние объекта;
предельно допустимое значение параметра (предельное значение): Наибольшее или наименьшее значение параметра, которое может иметь работоспособное электрооборудование.
предельное состояние: Состояние объекта, при котором его дальнейшая эксплуатация недопустима или нецелесообразна, либо восстановление его работоспособного состояния невозможно или нецелесообразно.
работоспособность объекта: Состояние объекта, при котором значения всех параметров, характеризующих способность выполнять заданные функции, соответствуют требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской (проектной) документации.
работоспособное состояние: Состояние объекта, при котором значения всех показателей, характеризующих способность выполнять заданные функции, соответствует требованиям нормативной технической и (или) конструкторской (проектной) документации.
резервное электрооборудование: Электрооборудование, находящееся на хранении на территории или вне территории энергообъекта, предназначенное для замены аналогичного оборудования.
ремонт по техническому состоянию: Ремонт, при котором объем и момент начала ремонта определяются техническим состоянием, при этом, контроль технического состояния выполняется в объеме, установленном документацией производителя оборудования или требованиями НТД.
ресурс: Суммарная наработка объекта от начала его эксплуатации или возобновления эксплуатации после ремонта до перехода в предельное состояние.
срок службы: Календарная продолжительность эксплуатации от начала эксплуатации объекта или ее возобновления после ремонта до его перехода в предельное состояние.
тепловизионный инфракрасный (ИК) контроль: Дистанционное (бесконтактное) наблюдение, измерение и регистрация пространственного/пространственно-временного распределения радиационной температуры объектов путем формирования временной
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^в2,782ДЦ2,81 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- жимах турбогенераторов мощностью 165—800 МВт. . . Тиристорная система отличается от других систем ис- пользованием в ней вспомогательного генератора GE и ти- ристорных преобразователей VS1 и VS2. . Вспомогательный генератор GE непосредственно свя- зан с валом турбогенератора G. Каждый преобразователь имеет собственную систему управления СУ1 и СУ2, связан- ные между собой, благодаря чему обеспечивается синхрон- ное управление импульсами, подаваемыми на тиристоры одноименных плеч, а также равномерное распределение напряжения между последними. Возбуждение возбудителя GE осуществляется по схеме самовозбуждения питанием обмотки возбуждения LE от статора GE через выпрямительный трансформатор Т и ти- ристорные преобразователи VS3, VS4, которые имеют свои независимые системы управления СУ1-В, СУ2-В. Напряжение на статоре GE автоматически во всех ре- жимах поддерживается постоянным с помощью АРВ-В «пропорционального действия».. • -
§7.1 Краткие сведения о системах возбуждения • . i 25® При отключении АРВ-В напряжение на GE поддержи- вается с помощью устройств дистанционного ручного уп-’ равления (ПДУ) систем СУ1-В и СУ2-В. Регулирование возбуждения турбогенератора во всех режимах осуществляется автоматически с помощью АРВ-ТГ «сильного действия» и вручную с помощью уст- ройств дистанционного управления Систем СУ1 и СУ2 воз- действием на изменение угла управления тиристорами. Автоматическое регулирование возбуждения осущест- вляется по отклонению иапряжеиия и частоты турбогенера- тора, их производным и по производной тока ротора, что и определяет принцип «сильного регулирования». Переход с АРВ-ТГ на дистанционное управление может осуществляться вручную и автоматически от соответствую- щих защит в системе возбуждения. Изменение уставки АРВ-ТГ и ПДУ — дистанционное с блочного щита управ- ления. С помощью АРВ-ТГ также осуществляется ограничение максимального тока ротора турбогенератора при форсиро- вании возбуждения в аварийных режимах до двукратного значения, ограничение минимального тока ротора, а соот- ветственно и реактивной мощности, потребляемой, турбоге- нератором из сети, до допустимого значения для заданной активной мощности. Гашение поля турбогенератора при работе его с рабо- чим возбудителем осуществляется переводом тиристорных преобразователей VS1 и VS2 в инверторный режим и по- следующим (с выдержкой времени) гашением поля возбу- дителя инвертированием также тиристорных преобразова- телей VS3 и VS4 возбудителя. Гашение поля турбогенера- тора при его работе с резервным возбудителем производится автоматом гашения поля, установленным в цепи ввода ре- зервного возбудителя. На рис. 7.3 представлена принципиальная электриче- ская схема высокочастотной системы возбуждения типа СНД-310-19002У4, предназначенная для обеспечения воз- буждения турбогенераторов типов ТВФ-63-2УЗ и ТВФ-120- 2УЗ в нормальных и аварийных режимах их работы. Такая система возбуждения обеспечивает холостой ход турбогенератора, включение его в сеть, автоматическое и ручное регулирование возбуждения во всех эксплуатацион- ных режимах, форсировку возбуждения при резком сниЖе- 17*
2С0 Проверка системы возбуждения • ' Гл.' 7 ний напряжения на его шинах при работе с АРВ, защиту обмотки ротора от перенапряжений и перегрузок, гашение поля турбогенератора и возбудителя. Система выполнена по схеме независимого возбуждения с возбудителем и подвозбудителем, установленными на ва- лу турбогенератора G. Ток возбуждения обеспечивается возбудителем GE, включающим в себя вспомогательный генератор бвч переменного тока частотой 500 Гц и стати- ческое выпрямительное устройство VS1. Генератор бвч представляет собой индукторный гене- ратор с зубчатым ротором, набранным из электротехниче- ской стали. Отсутствие в нем щеточного аппарата, обмоток на роторе и расположение всех обмоток (трехфазной и об- Рис. 7.3. Принципиальная электрическая схема высокочастотной системы 6 — турбогенератор; ТА— трансформаторы тока; ГУ — трансформаторы напряже- чатели ввода резервного н рабочего возбуждения; К — контактор; KS — контак- тора; ДД— реле тока; FV—разрядник магнитный; — измерительный шунт; буждения; GE—возбудитель; —высокочастотный генератор возбудителя; буждения; Т — трансформатор; GE1 — подвозбудитель с постоянными магнита- VS2 — выпрямительные устройства
§7.1 Краткие сведения о системах- возбуждения... . ....... 2Q1 моток возбуждения) на статоре обеспечивают высокую на- дежность его работы. Сериесная обмотка LE3 включена последовательно с обмоткой LG ротора турбогенератора, Такое включение повышает быстродействие.системы воз- буждения при внезапных изменениях нагрузки генератора. Обмотка LE3 обеспечивает 65—70 % МДС, необходимой для возбуждения генератора GE во всех режимах. Осталь- ная МДС обеспечивается разностью МДС обмоток незави- симого возбуждения LE1 и LE2. Обмотка LE1 включается согласно сериесной обмотке, т. е. обеспечивает увеличение тока возбуждения.. Обмотка LE2 противовключена и ис- пользуется для ускорения развозбуждения GB4 в случае резкого уменьшения нагрузки турбогенератора и в других эксплуатационных случаях. возбуждения типа СНД-310-1900-2У4: ння; Q1—Q6— выключатели: S — рубильник; КМ1, КМ2 — автоматические выклю- тор самосинхронизации; R — резисторы; LC — обмотка возбуждения турбогенера- установочный автотрансформатор; АРВ — автоматический регулятор воз* LE1—LE3 — независимые обмотки возбуждения возбудителя; RR — реостат воз-* ми; УЗ — блок слежения; КМ — автоматический выключатель гашения поля; VSfe
262 Проверка системы возбуждения - c u- i • , •, Гл. J Статическое выпрямительное устройство VS1 предна- значено для преобразования трехфазного напряжения ча- стотой 500 Гц вспомогательного генератора GB4 в напря- жение постоянного тока на выводах возбудителя (выпол- нено на кремниевых вентилях). Для защиты VS1 от коммутационных перенапряжений применяются R—С-це- почки, включенные на каждое плечо VS1. Характеристики КЗ и XX возбудителя приведены на рис. 7.4 и 7.5. Рис. 7.4. Характеристика ко- роткого замыкания возбуди-1 ' целя ВТД-49О-300О Рис. 7.Б. Характеристика холостого хода (1) и нагру- зочная (2) возбудителя ВТД-490-3000 Регулирование возбуждения турбогенератора осущест- вляется с помощью АРВ или ручного регулятора возбуж- дения RR, действующего на обмотку независимого возбуж- дения LE. Питание регулятора осуществляется от подвоз- будителя GE через понижающий трансформатор Т и кремниевый выпрямитель VS2. Реостат возбуждения RR снабжен электроприводом с дистанционным управлением со щита управления. Для повышения быстродействия си- стемы в цепи обмоток LE1 и LE2 включены добавочные сопротивления, уменьшающие постоянную времени обмоток возбуждения. Кроме того, быстродействие системы обеспе- чивается питанием АРВ от независимого источника напря- жения частотой 400 Гц, в качестве которого использован подвозбудитель с постоянными магнитами на роторе. Для обеспечения срочного перевода на ручной регуля- тор при неисправностях АРВ в схеме предусмотрено уст- ройство УЗ автоматического слежения за уставкой АРВ.
§7.1 Краткие сведения о системах возбуждения 263 Дистанционный контроль исправности устройства слеже- ния УЗ выполняется с помощью амперметра РА, откалиб- рованного в значениях тока ротора турбогенератора. При обратном переводе с ручного регулирования на автомати- ческий дистанционный контроль подгонки уставки АРВ осуществляется с помощью вольтметра. Защита от коротких замыканий в цепях АРВ выпол- няется с помощью автоматических выключателей QI, Q2, снабженных тепловыми и электромагнитными расцепите- лями. Дистанционное включение и отключение регуляторов осуществляются с помощью контакторов К. Включение и отключение цепи возбуждения турбогене- ратора выполняются автоматом гашения поля. Гашение поля турбогенератора осуществляется посредством разря- да энергии обмотки ротора в электрическую дугу, возника- ющую в дугогасительной решетке автоматического выклю- чателя при его отключении. Рис. 7.6. Принципиальная схема си- стемы бесщеточного возбуждения турбогенераторов: LG — обмотка ротора генератора; GE1— вспомогательный синхронный генератор (обратимая машина, т. е. с расположением обмотки переменного тока на вращающей- ся части, обмотки возбуждения на непод- вижной части); GE— возбудитель; LGE1 — обмотка возбуждения вспомога- тельного генератора; VCG — вращающий- ся полупроводниковый преобразователь Защита обмотки возбуждения турбогенератора от пере- напряжений осуществляется магнитным разрядником FV, шунтирующим при разряде обмотку возбуждения сопротив- лением резистора R, которое приблизительно равно 8-краТ- ному сопротивлению обмотки возбуждения турбогенерато- ра в горячем состоянии. Перевод турбогенератора с рабочего возбудителя на ре- зервный и обратно осуществляется с помощью рубильника и воздушных выключателей. Система бесщеточного возбуждения (рис. 7.6) отлича-- ется от других систем той особенностью, что в ней отсутст- вуют подвижные контактные соединения. Это позволяет применить ее для машин мощностью более 1000 МВт, так как системы с щеточным аппаратом не позволяют для этих машин осуществить подвод необходимого тока к ротору.
264 Проверка системы.возбуждения , Гл.; 7 7.2. ПРОВЕРКА И ИСПЫТАНИЕ ОТДЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ СИСТЕМ ВОЗБУЖДЕНИЯ •Проверка отдельных элементов систем возбуждения на- чинается с изучения проектной -и заводской документации. При этом устанавливается соответствие параметров авто- матических выключателей, контакторов, реостатов и других элементов данной системе возбуждения. Проверка реостатов и постоянных резисторов. Прове- ряется' механическое состояние креплений, выводов, цело- стность изоляторов. Секции при движении ползунка долж- ны переключаться без разрыва цепи тока. Мегаомметром 1000—2500 В измеряется сопротивление изоляции. Допу- стимые сопротивления изоляции приведены в табл. €.1. Измеряется сопротивление постоянному току всех секций ребстата и резисторов, проверяется возрастание (убыва- ние) сопротивления при движении ползунка в одну сторо- ну; проверяется, что при уменьшении сопротивления рео- стата в работу вступают секции, выполненные из более толстой проволоки. Отклонение измеренных сопротивлений резисторов от паспортных не должно превышать 10 %. Реостаты в цепях обмоток не должны иметь разрывов. Реостат возбуждения возбудителя должен иметь перемыч- ку, объединяющую движок с концом реостата. Номиналь- ный ток реостата должен быть выше максимального, дли- тельно проходящего по реостату тока. Общее сопротивле- ние реостатов возбуждения генераторов должно быть боль- ше сопротивления обмотки возбуждения в 15—20 раз. При проверке резисторов гашения поля на них устанав- ливается отпайка, соответствующая оптимальному условию гашения. Реостаты в цепи возбуждения испытываются на- пряжением промышленной частоты 1 кВ в течение 1 мин. Резисторы, соединенные с цепями ротора генератора или синхронного компенсатора, должны испытываться напря- жением промышленной частоты 2000 В в течение 1 мин. Проверка автоматических выключателей, контакторов и рубильников производится в соответствии с действующи- ми инструкциями. Методика проверки их приводится в гл. 11. Наладка автомата гашения поля типа АГП-30. Прове- ряется соответствие паспортных данных автомата парамет- рам цепей возбуждения, правильность его установки и со-
§ 7.2 Проверка и испытание систем возбуждения 265 стояние (осмотром). Также проверяется, что подвижная система «ходит» свободно, без затираний, до замыкания разрывных контактов. Четкая и правильная работа автомата обеспечивается при- соблю- дении зазоров и провалов (характеризующих нажатие) главных, раз- рывных и -вспомогательных контактов (рис. 7.7). Провал главных Рис. 7.7. Контролируемые размеры контактной системы автомата АГП-30: Л — размер, контролирующий провал главных контактов контактов должен быть 2—2,5 мм, при этом падение напряжения на контактах в номинальном режиме не должно превышать 35 мВ (/?<г с 12 мкОм). При провале контактов, меиывем 1,5 м, или загрязнении поверхно- сти главных контактов сопротивление увеличивается. Для контроля провала главных контактов имеются специальные указатели на боко- вой стенке в прорези траверсы подъемных контактов. Размер А, опре- деляемый разницей положения указателей прн включенном и отклю- ченном состояниях автомата гашения поля, должен быть равен 5—6 мм, что соответствует провалу контактов 2—3 мм. В случае необходимости производится регулирование провала кон- тактов в строгой последовательности, указываемой в заводской инст- рукции. Перекидные мостики вспомогательных контактов должны пере- ходить через «мертвое» положение и отключаться при зазоре 1,5—2 мм
266 Проверка системы возбуждения • ‘ л Гл. ? между упором рычага, стрелки и основанием. Тяга должна передви- гаться без затираний. Вспомогательные контакты цепей сигнализации должны быть установлены так, чтобы свободный ход контактов был 1,5—3 мм. Растворы контактов должны быть 4—5 мм. । После регулирования вспомогательных контактов про- веряют затяжку всех винтов и гаек, а также измеряют со- противления изоляции между разомкнутыми токоведущими частями, основанием и вторичных цепей. Если изоляция менее 20 МОм, автомат продувают горячим воздухом и после этого испытывают повышенным напряжением про- мышленной частоты в течение 1 мин силовые ((7исп=2кВ) и вторичные (С/Исп=1 кВ) цепи. Измеряют сопротивление постоянному току электромагнитов и резистора дугогаси- тельной решетки. Ркончательной проверкой является опробование автома- та гашения поля. Для этого подается оперативное напряже- ние и производится включение и отключение автомата гашения поля. При этом измеряется минимальное напряже- ние срабатывания электромагнитов и определяется время работы автомата. 1 Завершающей проверкой является опробование под на- грузкой. При этом бсциллографируется напряжение на ро- торе (или на решетке) при отключении автоматом гашения тока ротора. Обращается внимание на то, чтобы в камере разрывных контактов, на контактных пластинах, стенках и катушках не было оплавления, копоти, нагара. Проверка изоляции и испытание цепей возбуждения производятся в собранной схеме (обмотки возбудителя и ротора отсоединены) мегаомметром 1000—2500 В. Если сопротивление изоляции не менее 1 МОм, -изоляция испыты- вается повышенным напряжением промышленной частоты 1 кВ в течение 1 мин. Проверка амперметра в цепи тока ротора. Из-за боль- шой длины кабеля от шунта до милливольтметра показа- ний прибора могут быть искажены. Для корректировки этих показаний делается проверка до начала пусковых ис- пытаний и затем на работающем генераторе. Для проверки полностью собирается вся цепь от шунта до милливольт- метра, производится затяжка всех винтовых соединений и в рассечку цепи включается контрольный милливольтметр с источником ЭДС, равной номинальному напряжений) шунта. При этом напряжении отмечаются показания щйто-
§ 7.3 Опробование системы возбуждения. ' 267 вого милливольтметра и, если необходимо, производится подгонка его показаний с помощью специального сопротив- ления внутри прибора (или магнитного шунта). Если ука- занным способом не удалось добиться соответствия показа- ний, производят переградуировку шкалы щитового прибора. 7.3. ОПРОБОВАНИЕ СИСТЕМЫ ВОЗБУЖДЕНИЯ И СНЯТИЕ ОСНОВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК Рис. 7.8. Осциллограмма процесса нарастания .напря- жения возбудителя Опробование системы возбуждений и снятие характе- ристик возбудителя и генератора описаны в гл. 6. Здесь да- ются дополнительно сведения о некоторых специфичных провер- ках. Определение скорости нарас- тания напряжения возбудителя в режиме нагрузки возбудителя на ротор генератора производится по осциллограмме параметров воз- буждения в опыте форсировки, производимом при пусковых ис- пытаниях, и напряжения на ро- торе при работе АГП. Обработка осциллограммы процесса нарастания напря- жения возбудителя (от номинального до потолочного при форсировке возбуждения) ведется следующим образом (рис. 7.8): 1) определяется величина — 0,632 (^ВОТ-ЦЮМ); 2) определяется по осциллограмме время tt от начала форсировки до значения 3) определяется скорость нарастания напряжения воз- будителя, 1/с, и = и ном Скорость нарастания напряжения для систем с электро- машинным возбудителем должна быть не менее 2f7HOM в секунду ц: пртолок возбуждения — не менее 2L/„0M. ,
Проверка системы возбуждения Ел. 7 При осциллографировании напряжения на роторе в процессе.гашения поля на контактах АГП собирается дели- тель напряжения, с которого подается напряжение в схему орциллографирования. . . , .,, Особое внимание при наладке системы возбуждения, с с ^генератором постоянного тока обращается на выбор со- противления добавочных резисторов и рабочего диапазо- на шунтового реостата Рис. 7.9. Характеристики возбудителя: i — нагрузочная; ' 2 — самовоз- буждения; 3 — холостого хода для ^обеспечения максимального возбуждения при форсировке. В некоторых случаях возникает не- обходимость ограничить потолок возбуждения. Так, у генераторов с форсированным охлаждением обмоток ротора потолок возбуж- дения ограничивается двукрат- ным значением номинального то- ка и напряжения. Сопротивление добавочного резистора, необходимое для огра- ничения возбуждения при форси- ровке, определяется на основании нагрузочной характеристики воз- будителя 1 и характеристики са- мовозбуждения возбудителя 2 (рис. 7.9). Сопротивление добавочного резистора для схемы само- возбуждения составляет г> _________________ б^В1ф *<Доб---I-“ <в,ф для схемы независимого возбуждения В __________________ t/подв в в ^Доб . *^пров> гв,ф где Ко.в.в — сопротивление обмотки возбудителя; Киров — сопротивление соединительных проводов; 1в,ф, Йв,ф — ток возбуждения и напряжения возбудителя в режиме форси- ровки; и„опв — напряжение подвозбудителя. Сопротивление шунтового реостата в режиме холостого хода (или номинальном) с учетом сопротивления добавоч- ного резистора определяется из выражения Ria,t> — Ко.в Кдоб* <В . Ко. в, в Кщювг
§ 7.4 Наладка тиристорных систем ЬозВуЯсдСния'" ‘ 269 В схеме независимого возбуждения вместо VB в приве- денном выражении используется напряжение подвозбуди- теля. После выбора сопротивления добавочного резистора, ограничивающего потолок возбуждения, определяется по- вторно скорость нарастания напряжения возбудителя, ко- торая, как правило, с увеличением сопротивления резистора уменьшается. Особенности наладки систем возбуждения синхронных двигателей. Особое внимание при наладке обращается на осуществление закорачивания ротора при пуске во избежа- ние повреждения обмотки. Основной метод пуска синхронных двигателей — пря- мой синхронный, при этом, если момент сопротивления на- грузки не превышает 0,4 Л1,1ОЫ, рекомендуется глухое под- ключение возбудителя к обмотке ротора (в некоторых слу- чаях с разрешения завода-изготовителя, это допустимо и при больших нагрузках). Для увеличения момента на время пуска в цепь ротора вводится сопротивление R— (6-J-10) которое при часто- те вращения ротора, близкой к синхронной, замыкается контактором возбуждения (обычно применяется контактор с защелкой, чтобы схема возбуждения машины при работе не зависела от наличия оперативного напряжения). ( 7.4. ОСОБЕННОСТИ НАЛАДКИ ТИРИСТОРНЫХ СИСТЕМ ВОЗБУЖДЕНИЯ Наладка тиристорных систем возбуждения (см. рис. 7.2) производится в соответствии с требованиями и методикой инструкции заводов-изготовителей и директивных материа- лов [П]. Отличительной особенностью наладки тиристор- ных систем возбуждения по сравнению с другими является проверка силовых цепей тиристорных преобразователей, в объем которой входят: 1) проверка изоляции мегаомметром 2500 В при отсут- ствии воды в системе охлаждения: Rta должно быть не ме- нее 5 МОм. При удовлетворительных результатах проверки производится испытание изоляции относительно корпуса напряжением переменного тока 3500 В, частотой 50 Гц в течение 1 мин. Сопротивление изоляции преобразователей в полностью собранной схеме и заполненной системе охлаждения конденсатом должно быть не менее 0,3 МОм;
270 Проверка системы возбуждения Гл. *7 2) предварительная проверка отдельных элементов (блоков) системы управления тиристорным преобразова- телем, проверка их работоспособности и совместной ра- боты; 3) проверка наличия и качества импульсов на всех ти- ристорах; 4) проверка управляемости тиристоров со снятием ха- рактеристики a=f(L/ynp), проверка работы преобразовате- ля на активное сопротивление и измерение распределения токов по ветвям при питании от постороннего источника 380 В и при работе турбогенератора на холостом ходу и в сети; 5) проверка работы системы возбуждения на работаю- щем турбогенераторе. При проверке системы на холостом ходу генератора проверяются начальное возбуждение турбогенератора! при автоматическом и ручном регулировании его возбуждения с осциллографированием, устойчивость регулирования воз- буждения, уточняются коэффициенты усиления АРВ-ТГ, определяются пределы регулирования напряжения генера- тора при ручном и автоматическом регулировании пере- ключения с АРВ нВ ручное и обратно, проверяются пере- ключение возбуждения генератора с рабочего на резерв- ное и обратно, токораспределение между преобразователя- ми VS1 и VS2 и между параллельными ветвями плеча каж- дого из них, распределение обратного напряжения плеча по ьоследовательно соединенным тиристорам преобразовате- ля, гашение поля инвертированием тиристорных преобра- зователей VS1 и VS2, отключением КМ и инвертированием преобразователей возбудителя ESS и VS4. При работе турбогенератора в сети с нагрузкой прове- ряются настройка ограничителя минимального возбуждения турбогенератора, настройка ограничителя перегрузки рото- ра, настройка ограничения минимального и максимального тока ротора турбогенератора при работе от устройства руч- ного управления, настройка устройств токовой компенса- ции и стабилизации, устойчивость регулирования возбужде- ния во всем диапазоне нагрузок генератора, переключение с автоматического регулирования на ручное и обратно, оп- ределяется диапазон регулирования тока возбуждения при ручном регулировании, проверяются переключение возбуж- дения с рабочего возбудителя на резервный и обратно, рас-
§8.1 Устройства регулирования возбуждения. (APB) »271 лределение токов между VS1 и VS2, сброс нагрузки гене- ратора, режим форсировки с определением кратности по току и напряжению, номинальной, скорости нарастания на- пряжения возбуждения (длительность не более 4 с), . 7.5. ОСОБЕННОСТИ НАЛАДКИ ВЫСОКОЧАСТОТНЫХ СИСТЕМ ВОЗБУЖДЕНИЯ Наладка высокочастотных систем возбуждения произ- водится в соответствии с требованиями и методическими указаниями заводских инструкций и директивных материа- лов. Особенностью наладки высокочастотных систем воз- буждения является испытание системы в целом в режимах холостого хода турбогенератора и при работе его в сети. В режиме холостого хода турбогенератора проверяются; 1) пределы регулирования напряжения турбогенератора установочным автотрансформатором 7Ауст, при этом,в.слу- чае необходимости делаются переключения на вторичной стороне автотрансформатора на отпайки 173 В+ 5 % или 173 В —5%; 2) устойчивость регулирования. Вводом отрицательных обратных связей ГОС или ЖОС добиваются устойчивого затухания колебании напряжения при его изменениях. При работе турбогенератора в сети проверяются: 1) распределение токов по параллельным ветвям вы- прямительного устройства; 2) режим развозбуждения турбогенератора; 3) . режим форсировки возбуждения, при этом по осцил- лограммам определяется кратность форсировки по напря- жению и току и скорость нарастания напряжения на коль- цах ротора. v Глава восьмая КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ УСТРОЙСТВАХ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ (APBJ И ИХ НАЛАДКЕ 8.1. УСТРОЙСТВА АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ (АРВ) Устройство компаундирования с электромагнитным корректором. Простейшими устройствами АРВ являются устройствр компаундирования (УК) и электромагнитный
272 Краткие сведения об устройствах АРВ .................... Гл. 8 корректор (ЭМК), на базе которых ранее выпускались па- - нели типов ЭПА-305, ЭПА-132, ЭПА-141, ЭПА-142, ЭПА-151, ЭПА-161, ЭПА-162, ПРВ-401. В настоящее время ‘
§8.1 Устройства регулирования возбуждения'(АРВ)" 273 эти панели уже не выпускаются, но находятся еще в боль- шом количестве в эксплуатации. Для ознакомления с принципами наладки АРВ, очень сложными в современном исполнении (описание и наладка их приводятся ниже), рассмотрим подробно устройство и наладку простейшего АРВ типа УК с ЭМК- На рис. 8.1 представлена электрическая схема панели типа ЭПА-305, основными структурными элементами кото- рой являются УК и ЭМК. Устройство компаундирования обеспечивает основной ток возбуждения за счет тока нагрузки генератора, посту- пающего через обычные измерительные трансформаторы тока, устанавливаемые на выводах статора генератора, и промежуточный трансформатор TLK, на трехфазную выпря- мительную схему моста VC1, выполненную на селеновых выпрямителях. Выпрямленный в схеме моста ток поступа- ет в обмотку возбуждения возбудителя и при принятых коэффициенте трансформатора TLK и положении установоч- ного реостата RR1 обеспечивает ток возбуждения возбуди- теля и соответственно ток ротора, соответствующий той или иной нагрузке генератора. Электромагнитный корректор ЭМК обеспечивает под- держание напряжения при различных нагрузках генерато- ра в пределах установленного статизма. Основным струк- турным элементом ЭМК является измерительный орган, со- стоящий из трехфазного насыщающегося трансформатора 7изм, выпрямителей VC4, VC5, обмотки управления магнит- ного усилителя и регулируемых резисторов RR и RR3. Измерительный орган подключается к выводам генератора через трансформаторы напряжения TV и регулировочный Рис. 8.1. Схема УК с ЭМК типа ЭПА-305: TV — трансформатор напряжения корректора: ТА — трансформатор тока компаун- дирования; RR!—RR3— установочные резисторы: SAI, SA2— ключи управления: ТЛу^—установочный автотрансформатор; 7Хтрансформатор промежуточный; 7ИЗМ — трансформатор измерительного органа; Тст—трансформатор стабилиза- ции; К1 — контактор; RR — регулировочный резистор: RI— резистор шунтирую- щий; R2 — добавочный резистор; L — дроссель насыщенный; А — магнитный уси- литель; Т кор — трансформатор корректора; ЙЛвозс—шунтовой реостат возбу- дителя; КМ— автомат гашения поля;, СЕ — возбудитель; ЬКдоп. ЬЕШ— обмотки возбуждения возбудителя; Rp— резистор гашения полЯ; Кф — контактор форси- ровки: VC1—VC5 — выпрямители; TL к — трансформатор промежуточный комнауи- дирования 18—408
274 Краткие сведения об. устройствах APf)... , Гл. 8 автотрансформатор ТАуСт, являющийся .задающим элемен-. том настройки. С помощью первичной обмотки Гизм и выпрямителей VC5 обеспечивается нелинейная характеристика изменения, выпрямленного тока в установочном резисторе RR3 в зави- симости от значения входного напряжения t/EX. С помощью вторичной обмотки Гизм на выпрямителях VC4 создается напряжение, зависящее от входного напряжения 17ЕХ ли- нейно. В зависимости от соотношения падения напряжения на RR3 и R1 через обмотку управления магнитного усилителя А будет проходить ток, характер изменения которого опре- деляет выходную характеристику корректора зависимости JuOp=f(UBi), представленную на рис. 8.2. Ток выхода корректора определяется коэффициентом усиления магнитного усилителя, т; е. отношением тока вы- 0 120 150 180UtKfi Рис. 8,2. Характеристика АРВ тина ЭПА-305 для согласованно- го включения корректора . хода к.току в обмотке управле- ния. Принцип действия магнит- ного усилителя виден из рис. 8.3. Ток выхода магнитного усили- теля выпрямляется с помощью схемы моста, выполненной на вы- ! прямителях VC2. i । Возможны, различные случаи -. подключения выхода корректора: согласованно с током самовозбу- ждеция и несогласованно, т. е. противовключение. В первом слу- чае ток выхода складывается с током самовозбуждения, увеличе- вая возбуждение возбудителя, а соответственно и ротора. Во втором случае- ток выхода корректора снижает ток возбуждения. Для возможности согласования напря- жения и мощности выхода корректора с параметрами возбудителя в регуляторе типа ЭПА-305 предусмотрен трансформатор Укор, который включается в схему между выходом магнитного усилителя и выпрямителем VC2. Рабочей частью характеристики /кор=/(ПЕХ) является область И на рис. 8.2. В этой области при снижении напря- жения на шинах статора генератора ПЕХ будет увеличи- раться ток выхода /кор и соответственно ток возбуждения
§ 8.1 Устройства регулирования возбуждения (АРВ) ' 275 возбудителя и ротора, что приведет к восстановлению на- пряжения на шинах статора. Для увеличения коэффициента усиления МУ в ЭПА-305 применены положительная обратная связь, осуществленная последовательным включением одной из обмоток управле- ния с обмоткой возбудителя в цепи выхода, и внутреннее Рис. 8.3. Изменение тока в силовой обмотке магнитного усилителя в за- висимости от подмагничивания сердечника выпрямленным током в об- мотке управления: *сил обм —ток намагничивания силовой обмотки при отсутствии тока в обмот- ке управления; t сил — то же при наличии тока подмагничивания в обмот- ке управления = подмагничивание, осуществляемое последовательным вклю- чением выпрямителей VC3 с силовыми обмотками. Для обеспечения устойчивого регулирования в ЭПА-305 применена отрицательная обратная связь (гиб- кая), выполненная с помощью трансформатора ТСт, под- ключаемого одной обмоткой к выходу (якорю) возбудите- ля, а другой к одной из обмоток управления Магнитного 18*
276 Краткие сведения об устройствах АРВ ' ’ ................ Гл? 8 усилителя. Магнитодвижущая сила обмотки положитель- ной обратной связи складывается в магнитном усилителе при работе регулятора с магнитодвижущей силой обмотки управления измерительного органа, определяя общую сум- марную магнитодвижущую силу, влияющую на ток выхода магнитного усилителя. Отрицательная обратная связь действует только в про- цессе регулирования за счет индуктируемого при этом на- пряжения в соответствующей обмотке управления магнит- ного усилителя. При этом магнитодвижущая сила противо- положна по знаку суммарной магнитодвижущей силе в обмотке управления и обмотке положительной обратной связи. Трансформатор ТСт вместе с сопротивлением R2 служит для согласования постоянных времени магнитного усилите- ля и системы возбуждения генератора, необходимого для обеспечения эффективного действия отрицательной обрат- ной связи. Размагничивающее действие отрицательной обратной связи пропорционально скорости изменения напряжения на возбудителе, отчего примененная в ЭПА-305 отрицательная обратная связь носит название гибкой. Изменение уставки АРВ производится с помощью регу- лируемого резистора RR3 или установочного автотранс- форматора 771ВуСТ в пределах ±10 %. В ЭПА-305 предусмотрен резистор RR2, с помощью ко- торого можно влиять на наклон характеристики /Ко₽= —ffUex), что бывает необходимо при настройке АРВ. Для возможности искусственного изменения статизма регулятора, что необходимо при параллельной работе гене- раторов и в блоке с трансформатором, в ЭПА-305 преду- смотрено устройство регулирования статизма. Оно выпол- нено с помощью трансформатора TL, вводящего при на- грузке генератора в цепи питания измерительного органа дополнительное, пропорциональное току нагрузки напряже- ние AI7; с этой целью трансформатор TL одной обмоткой .(первичной) включается параллельно резистору RR2, через который проходит ток нагрузки, используемый одновремен- но для компаундирования (в устройстве УК), а другой обмоткой (вторичной) включается последовательно с TV в цепи питания измерительного органа. В зависимости от со- противления резистора RR2 и фазы АС/ относительно основ- ного напряжения питания, т. е. группы соединения обмоток
§8.1 Устройства регулирования возбуждения (АРВ) 277 TL, -величина дополнительного статизма может регулиро? ваться в пределах ± (5—7) %. За группу соединения транс- форматора TL принято считать .сдвиг по фазе между на- пряжением At/ и основным напряжением от трансформа- торов напряжения при активной нагрузке генератора (ри& Рис. -8.4. Векторная диаграмма напря- жений устройства статизма АРВ (а, б) и внешняя характеристика ге- нератора при действии устройства статизма в АРВ (в): ст —напряжение, соответствую- щее естественному статизму 8.4) для случая схемы соединения TV и TL, приведенной на рис. 8.1). На рис. 8.5 представлена схема панели ЭПА-151, в кото- рой в отличие от Э ПА-105 применен двухсистемный коррек- тор, включаемый одной системой согласованно и другой противовключенно на различные обмотки возбуждения воз- будителя ЬЕдотл и LEroii2. Результирующая характеристика двухсистемного корректора приведена на рис. 8.6. Устройства АРВ, используемые в тиристорных системах возбуждения. В тиристорных системах возбуждения ис- пользуются два устройства регулирования — АРВ-СД (сильного действия) турбогенератора и АРВ-ВГ (возбуди- теля) пропорционального действия. Структурная схема устройства АРВ-СД представлена на рис. 8.7. Основные узлы расшифрованы в подрисуночной подписи. Принцип действия АРВ заключается в измерении, преобразовании и суммировании сигналов в соответствии с выбранным законом регулирования возбуждения по откло- нению At/, Af и производным V, f', /рот , последующем уси- лении этих сигналов и воздействии на систему управления тиристорами. В соответствии с принципом регулятор со- держит следующие каналы: канал отклонения и производи
?7₽ Краткие сведения об устройствах АР& Г*.- ной напряжения, канал отклонения и производной частоты, ; канал производной тока ротора.. - J • Канал напряжения. Напряжение от трансформатора напряжения турбогенератора TVG через сопротивление Рнс. 8.5. Схема УК с ЭМК типа ЭПА-15Г: 771/, ТА2 — трансформаторы тока компаундирования; /?/?/—RR4 — установочные резисторы; Згст1, ^ CTg—трансформаторы стабилизации; TV—трансформатор на- пряжения корректора; ТА уст~- установочный автотрансформатор; Ьли t с ^лйни—Дроссели линейные (согласованный и противовключенный); £ЛИНв нас-— дроссель насыщенный линейный; TL — трансформатор промежуточный; £ЕДои1> ££дОП2 • LE in — обмотки возбуждения возбудителя; Я/?до9б — шунтовой реостат возбудителя; К/И — автомат гашения ноля; ’ *•
§8.1 Устройства регулирования возбуждения (АРВ)............. 279 блока БКТ подводится к блоку БН. С помощью БКТ осу- ществляется компенсация реактивного сопротивления блоч- ного трансформатора и поддержание на стороне высшего напряжения этого трансформатора напряжения с опреде- ленным статизмом. Рис. 8.6. Характеристика двухсистем- ного корректора: а — характеристика магнитного усилите- ля; б — характеристика измерительного элемента; в — выходная характеристика корректора; 1 — согласованный корректор; 2 — протнвовключснный корректор В канале напряжения блока БН напряжение статора t/ст поступает на потенциал-регулятор ПР, с помощью ко- торого осуществляется изменение уставки АРВ (имеет ди- станционное управление), выпрямляется, фильтруется и поступает в измерительный орган отклонения напряжения А1/ от уставки и на дифференцирующую цепь U’. Оба сиг- нала поступают на усилитель УМС операционного блока ОБ. Канал частоты. Напряжение от трансформатора напря- жения генератора TVG поступает также на блок БЧЗ, со- стоящий из измерителя частоты и магнитного усилителя. Его выходной сигнал, пропорциональный отклонению час- тоты, преобразуется в сигнал производной f' и отклонения частоты А/. Оба сигнала также поступают на усилитель УМС. Канал производной тока ротора. Напряжение, пропор- циональное току ротора, через TAB и БТЛ поступает на дифференциатор Д, где преобразуется в сигнал /'от, посту- пающий на вход суммирующего усилителя. Суммированный в блоке ОБ после усиления и фильт- рации сигнал воздействует на систему управления преоб- разователями СУ~1,.СУ-2. В устройстве АРВ предусмотре- ны жесткая и гибкая обратные связи (ЖОС и ГОС) для улучшения динамйческих характеристик системы регулиро-
. 280 Краткие сведения об устройствах-МПЗ Гл. 8'- Рис. 8.7. Структурная схема тиристорного возбудителя с АРВ-СД тур- богенераторов ТВВ-165, ТВВ-500 МВт: БКТ — блок компаундирования по току; БИ —блок напряжения; ОБ —операци- онный блок: УМС — усилитель магнитный суммирующий; БЧЗ — блок, частоты и защиты; ДБОС — делитель напряжения блока обратной связи (БОС); ПЧМ-1— ПЧМ-2— статические преобразователи частоты 50/450 Гц для питания блоков АРВ; ОМВ — ограничитель минимального возбуждения; БОР-21 — блок ограниче- ния двукратного тока ротора; ОП—блок ограничения перегрузки: БТЛ-1, БТЛ-2— блоки тока линии; ПУН — блок подстройки уставки АРВ по напряжению прн точной синхронизации; СУ1, СУ2 — системы управления; ПР—потенциал-регу- лятор; РФ — устройство релейной форсировки; ВП— питание блока РФ выпря- мителем; G — турбогенератор; VS1, VS2 — преобразователь тиристорный турбо- генератора G; Q — выключатель ТГ; Т— силовой трансформатор блока; TAG — трансформаторы тока ТГ; ТА —— трансформатор тока выпрямительный; Т— 13 1Д1 трансформатор собственных нужд; TVGE— трансформатор напряжения возбуди-
§ 8.1 Устройства регулирования возбуждения (APB) ;$81 теля; TVG — трансформатор напряжения генератора; Д — дифференциатор; КЧ — канал отклонения частоты; Т в— трансформатор выпрямительный; Ф — фильтр; У2 — каскад усиления суммированного сигнала (оконечный); КЦ — кор- ректирующая цепь (обратная связь УМС); VSGE—преобразователь тиристорный возбудителя; СУ1ВГ, СУ2ВГ — системы управления преобразователя; угол управления СУ при гашении возбуждения, зависящий от тока ротора -
282 Краткие сведения- об устройствах АРВ Гл; 8 вания, для чего напряжение возбуждения турбогенератора через ДБОС подается на блок БОС и через него вводится в УМС. Для ограничения перегрузок ротора по току в пре- делах максимально допустимого двукратного значения в АРВ предусмотрены блоки БОР21 и ОП, которые воздей- ствуют на ОБ при увеличении тока ротора сверх номиналь- ного значения. Автоматическая подгонка напряжения АРВ при точной синхронизации осуществляется с помощью блока ПУН. Устройство АРВ-СД обеспечивает устойчивую работу сис- темы возбуждения при различных режимах работы турбо- генератора, поддерживает заданный уровень напряжения на шинах электростанции, демпфирует качания в послеава- рийных условиях, повышает статическую и динамическую устойчивость электропередачи. Устройство АРВ-ВГ (структурная схема представлена на рис. 8.8) обеспечивает поддержание заданного уровня напряжения на выводах обмотки статора в различных ре- Рис. 8.8. Схема регулирования возбуждения АРВ-ВГ: TV— трансформатор напряжения; GE— возбудитель; БИ—измерительный блок; УМС — усилитель мощности суммирующий; ПЧМ — панель частотно-магнитная (статический преобразователь частоты 50/450 Гц); НТВ — тиристорный преобра- зователь возбудителя; ПР — потенциал-регулятор; КА4 —* автомат гашения поля
§ 8.1 Устройства регулирования возбуждения (АРВ) 283 жимах работы турбогенератора по отклонению напряжения А(7 и его производной U'. Напряжение статора возбудителя GE. через TV подает- ся на измерительный блок БИ, где преобразуется с по- мощью- выпрямителя, фильтра и нелинейного стабилитрон- ного моста в сигнал, пропорциональный отклонению At/ от заданного. Сигнал поступает в суммирующий усилитель УМС. Одновременно через дифференцирующую цепь в УМС поступает сигнал, представляющий собой производ- ную от напряжения U'. Выходное напряжение УМС фильтруется и поступает в систему управления тиристорами СУТ, изменяющую воз- буждение GE в зависимости от степени отклонения А(7 от Рис. 8.9. Устройство АРВ типа ЭПА-500 (структурная схема): БГОС — блок гибкой обратной связи; БКН — блок корректора, напряжения (двух- системный); БОМБ — блок ограничения минимального возбуждения; БОФ — блок ограничения форсировки; ЖОС — жесткая обратная связь; РУ — резистор уста- новочный; Т1—Т5 — трансформаторы; УЗ — устройство .защиты; У МП — усилитель, магнитный промежуточного каскада, прогивовключенный; УМС — то же согласо? ванный; УМР—усилитель магнитный окоиечиого каскада развозбуждения; УМФ— то же форсирования от подвозбудителя 400 400 Гц . - .
284- Краткие сведения об-устройствах АРВ: .... , ... ' Гл. 8 установленного потенциал-регулятором значения уставки. Питание БИ осуществляется от статического преобразова- теля частоты; 50/450 Гц ПЧМ. Суммирующий усилитель УМС выполнен аналогично УМС в системе АРВ турбогене- ратора. Для улучшения линейной характеристики АРВ и посто- янней времени егд предусмотрена жесткая обратная связь ЖОС по напряжению возбудителя UB. Для улучшения динамических характеристик регулиро- вания возбудителя предусмотрена гибкая обратная связь ГОС, Панель Э ПА-500, применяемая в качестве устройства АРВ в высокочастотной системе возбуждения. Структурная схема устройства АРВ типа ЭПА-500 представлена на рис. 8.9. При изменении напряжения на входе измерительного элемента БКН (напряжение статора генератора), состоя- щего из двух каскадов I и II и: выполненного на полупро- водниковых элементах, изменяются токи согласованного и противовключенного выходов (рис. 8.10), которые, воздей- ствуя через промежуточный каскад усиления УМС и У МП, изменяют токи выходов усилителей У МФ и УМР (рис. 8.1 Г), чем обеспечивается увеличение тока ротора генера- тора при уменьшении и, наоборот, уменьшение его при повышении напряжения статора генератора сверх заданно- го значения. Выходной каскад АРВ выполнен на магнитных усилителях с самонасыщением. Устройство АРВ имеет два выхода — форсирующий и развозбуждающий. Форси- рующий выход действует на согласованную обмотку неза- висимого возбуждения возбудителя, а развозбуждающий— на противовключенную обмотку возбуждения возбудителя. Ограничение форсировки возбуждения генератора до двукратного тока ротора осуществляется блоком БОФ. Ог- раничение минимального тока возбуждения генератора в режиме потребления им из сети реактивной мощности осуществляется блоком БОМБ. Для устойчивости процесса регулирования в устройстве ЭПА-500 предусмотрена гибкая и жесткая обратные связи по напряжению ротора генера- тора ГОС и ЖОС. В устройстве предусмотрена защита, осуществляющая развозбуждение возбудителя при длительности форсировки возбуждения 14 с и более и гашение поля генератора и
§ 8:1 Устройства регулирования возбуждения (АРВ) 285 возбудителя при достижении напряжения возбуди*, теля 120 % потолочного. Дистанционное управление уставкой напряжения, поддерживаемого устройством АРВ, осуществляется автотрансформа- тором с моторным приводом. Статизм внешней характерис- тики генератора регулируется с помощью трехфазного установоч-. ного резистора РУ, включаемого Рис. 8.10 Характеристика БКН: / — ток согласованного выхода БКН; 2 — то ие при дополнительной подпитке от постороннего источника; 3— ток противовключеииого вы- хода БКН; / — ток БКН; U — напряжение на входе БКН Рис. 8.11. Характеристики магнитных усилителей оконечного каскада: ^УМФ-ток Уснлителя форсирования УМФ при сопротивлении на- грузки 5 Ом; / удор —ток усилителя развозбуждения УМР при со- противлении нагрузки 8 Ом; Uc „ —напряжение иа входе БКН ЫН на вторичные обмотки трансформаторов тока генератора и трехфазной группы промежуточных трансформаторов Падение напряжения на резисторе, пропорциональное току статора генератора и совпадающее с ним векторно, через промежуточные трансформаторы Т1—ТЗ подается на вход БКН, где геометрически складывается с основным вектором напряжения, пропорционального напряжению генератора. Группа соединения и фазировка трансформато-
286 Краткие сведения об устройствах АРВ . . Гл; 8 ров Т1—ТЗ выбираются такими, чтобы при уменьшении коэффициента мощности нагрузки генератора геометричес- кая сумма напряжений на входе БКН увеличивалась. Этим обеспечивается действие БКН в сторону понижения напря- жения генератора на величину заданного статизма. При работе генератора в блоке с повышающим транс- форматором фазировка и группа соединения трансформа- торов Т1—ТЗ выбираются так, чтобы напряжение на входе БКН уменьшалось при увеличении нагрузки генератора с целью компенсации падения напряжения на реактивном сопротивлении повысительного трансформатора. 8.2. ОБЩИЕ ПРОВЕРКИ И ИСПЫТАНИЯ Целью наладки АРВ является обеспечение надежного автоматического регулирования с заданными параметрами возбуждения генератора в нормальных и аварийных режи- мах его работы. В объем наладочных работ при первом включении входят проверка соответствия паспбртных дан- ных АРВ требованиям обеспечения нормальных и аварийных режимов работы генератора, расчет параметров эле- ментов, внешний осмотр; проверка состояния изоляции, сня- тие характеристик ртдельных узлов и устройства АРВ в це- лом, проверка элементов на нагрев при работе АРВ на эквивалентное сопротивление в течение 5—10 ч, проверка АРВ на холостом ходу генератора (синхронного компенса- тора), проверка устойчивости и пределов регулирования, проверка работы АРВ при работе генератора в сети, снятие статических и динамических характеристик. Проверка соответствия паспортных данных АРВ. Пара- метры различных элементов АРВ выбираются такими, что- бы АРВ обеспечивал все эксплуатационные режимы гене- ратора (синхронного компенсатора) без перегрузки элемен- тов регулятора сверх допустимой заводом-изготовителем при: допустимых отклонениях напряжения статора генерато- ра (блока) в режиме холостого хода от номинального; изменений реактивной мощности от нуля до максималь- но допустимой при работе с любой активной нагрузкой; максимальном напряжении или токе ротора, допускае- мом техническими условиями на генератор при форсиров- ке возбуждения..' ... .... .... ....
§ 8.2 Общие проверки и испытания 1 " 2S1 Регулятор возбуждения при работе генератора и'Ли синхронного компенсатора должен поддерживать напряже- ние в заданной точке системы в пределах требуемого ста- тизма внешних характеристик и обеспечивать эксплуатаци- онные режимы. В соответствии с указанными условиями: 1) проверяется, удовлетворяет ли поставленное обору- дование АРВ проекту и паспортным данным; 2) определяется ток регулятора (при заданной схеме включения), обеспечивающий заданные режимы возбужде- ния, т. е. для генератора: а) ток ротора в режиме холостого хода (±10%); б) номинальный ток ротора; в) ток ротора при нормальной активной нагрузке гене- ратора, полной загрузке по реактивной мощности и при до- пустимом повышении напряжения статора; г) ток ротора при номинальной активной нагрузке и от- сутствие реактивной нагрузки (cos <р= 1,0); д) ток ротора в режиме форсировки; для синхронного компенсатора: а) ток ротора, равный нулю; б) ток ротора при реактивной нагрузке, равной нулю';' в) номинальный ток ротора; г) ток ротора при допустимом отклонении напряжения статора и номинальной нагрузке; д) ток ротора в режиме форсировки; 3) устанавливается модификация регулятора, парамет- ры и уставки элементов, обеспечивающие заданные режимы^ Проверка элементов схемы. Производится внешний осмотр всех элементов, при котором обращается особое внимание на качество паек всех выводов, надежность креп- ления элементов, состояние реостатов, резисторов, выпря- мителей и др. Измеряется сопротивление изоляции, сопро- тивление постоянному току, причем последнее у реостатов в ответственных цепях — на каждой ламели. Сопротивле- ние изоляции выпрямителей измеряется мегаомметром 500—2500 В в зависимости от выполнения и назначения це- пей, при этом закорачивается выход выпрямителя, если он отсоединен от нагрузки. Основная оценка выпрямителей производится по резуль- татам опробования схемы и измерения распределения то- ков по плечам и параллельным ветвям и напряжения на последовательно соединенный выпрямителях.
288 Краткие сведения об устройствах АРВ Гл. 8 При снятии характеристик АРВ контролируются токи и напряжения выпрямителей, которые сравниваются с допус- * тпмыми, проверяется распределение обратных напряжений. У дросселей, трансформаторов и магнитных усилителей оп- । ределяются коэффициент трансформации, ток намагничи- ' вания. При проверке магнитных усилителей появление значи- тельного напряжения в силовых обмотках одного сердечни- ка при подаче напряжения на силовые обмотки другого. > !(при разомкнутых обмотках управления) свидетельствует о наличии виткового замыкания в одной из обмоток управ- ления. Обычно при проверках магнитных усилителей или дросселей с подмагничиванием, работающих на выпрями- тельную схему, определяют характеристику I=—f(Fynv) при работе на заданное сопротивление нагрузки, где Д= — выпрямленный ток в нагрузке; Fynp — МДС обмоток уп- равления магнитного усилителя. ; Иногда определяют контрольную характеристику 1Л== =f(awynp), где 17=— выпрямленное напряжение на на- грузке, которое не должно зависеть от его сопротивления. Знание этих характеристик позволяет согласовать парамет- ры силовой и управляющей частей регулятора, а также оп- ределить неисправные элементы или витковые замыкания в схеме магнитного усилителя. Наиболее частым видом не- исправности в магнитном усилителе являются витковые за- мыкания обмоток или обрыв проводника обмотки в месте вывода. Релейная аппаратура, трансформаторы напряжения и трансформаторы тока проверяются в соответствии с тре- бованиями, изложенными в соответствующих главах на- стоящего учебника. Проверка правильности соединений. Правильность сое- динений определяется прозвонкой или при проверке взаи- модействия аппаратуры. Как правило, ошибки монтажа в серийных панелях встречаются редко и легко определяются при проверке ха- рактеристик. Испытание изоляции- внешних цепей АРВ производится , в собранной схеме переменным напряжением промышленной частоты 1 кВ в течение 1 мин. До и после испытания из- ; меряется сопротивление изоляции. Изоляция цепей панели в собранной схеме,, измеренная мегаомметром 1 кВ, не
§ 8.2 Общие проверки и испытания 289 должна быть менее 5—10 МОм. При пониженной изоляции аппаратуру необходимо сушить горячим воздухом или уст- ранить причину снижения сопротивления изоляции. Проверка термической стойкости элементов. Исправ- ность элементов АРВ устанавливается при тепловых испы- таниях в режимах по току, близких к номинальному, и при работе на эквивалентное сопротивление или на обмотки возбудителя в течение нескольких часов. Как правило, тем- пература сердечников и катушек не превышает 50—70 °C (рука терпит длительно), температура остеклованных рези- сторов может составлять 100—120 °C. Мощные магнитные усилители и дроссели с рабочими токами до 20—30 А, а также магнитные усилители, вклю- ченные на напряжение повышенной частоты, могут быть рассчитаны на длительную работу с температурой сердеч- ников и обмоток до 100 °C. Проверка статических характеристик АРВ. Различают два вида характеристик: общие выходные и отдельных уз- лов. .Выходные характеристики определяют зависимость тока выхода АРВ от входного сигнала. Они используются для согласования режимов работы генератора и АРВ, а также являются контрольными для последующих проверок. Как правило, характеристики определяются для предель- ных значений уставок. Проверка и настройка АРВ на работающем генераторе. В режиме холостого’хода генератора определяют устойчи- вость регулирования и пределы изменения напряжения ста- тора при изменении уставки АРВ. При работе генератора в сети с активной нагрузкой определяют устойчивость регулирования, пределы измене- ния возбуждения генератора при различных отклонениях напряжения статора и изменении уставки АРВ, качество регулирования напряжения в заданной точке при автомати- ческом регулировании и неизменных уставках АРВ. В некоторых случаях для определений параметров'пре- дельных режимов (потолка и. скорости нарастания напря- жения возбудителя в режиме форсировки возбуждения) и проверки работы защит системы регулирования проводится испытание в режиме* установившегося трехфазного коротко- го замыкания -блока. ...... Устойчивость регулирования возбуждения проверяется - в режиме холостого хода генератора и при работе генерато- 19—408
290. - Краткие сведения -об устройствах АРВ, Гл. 8 ра в сети. Обычно регулирование считается удовлетвори- тельным, если при резких возмущениях на входе регулято- ра и последующем восстановлении режима наблюдается затухающий колебательный процесс (два-три колебания в режиме холостого хода и одно-два колебания при работе генератора в сети). Обеспечение устойчивости регулирования достигается для каждого АРВ различными мерами. Следует иметь в виду, что запас устойчивости одноконтурной схемы регули- рования увеличивается при уменьшении коэффициента уси- ления разомкнутой схемы регулирования и увеличении разности постоянных времени элементов системы АРВ — возбудитель — генератор. ; Проверяются и устанавливаются пределы регулирова- ния напряжения генератора в режиме холостого хода путем воздействия на элемент, изменяющий уставку АРВ. Стре- мятся обеспечить настройку, позволяющую изменять напря- жение статора не менее чем ±10 % номинального. При предельных уставках следует проверить устойчивость регу- лирования. ' Определяются пределы изменения возбуждения генера-.„ тора при работе генератора в сети при различных актив- ных нагрузках воздействием на уставку АРВ, при этом должны быть обеспечены все эксплуатационные режимы. Качество регулирования напряжения в заданной точке (как правило, на шинах, к которым подключена основная нагрузка) проверяется путем воздействия на возбуждение генераторов, работающих параллельно с испытываемым (уставка АРВ испытываемого генератора не изменяется), при этом определяется внешняя характеристика 1/Ст= Отклонение напряжения на шинах генератора при изме- нении уровня напряжения в системе и равномерное рас- пределение реактивных нагрузок генераторов, работающих параллельно при неизменной активной мощности, опреде- ляются коэффициентом статизма. Отклонение напряжения, %, определяется из выраже- ния д ^ СТ, COS <J)—1 ^CT-HOM |QQ U СТ, НОМ где 1/ст,Ном — номинальное напряжение статора; (7ст, созд=1 — напряжение статора при Ра=РН(,м и Q=0.
§ 8.2 Общие проверки и испытания - 291 Статизм определяется при повышении напряжения на генераторе путем увеличения возбуждения параллельно ра- ботающих генераторов или при систематическом изменении режима генератора при работе его в сети с неизменной активной мощностью и неизменными уставками регулятора. Численное значение коэффициента статизма АРВ выби- рают из условия поддержания напряжения с точностью ±2—3 % на шинах станции или статора генератора при из- менении реактивной нагрузки генератора в допустимых пре- делах. Уменьшение коэффициента статизма до нуля может привести к неустойчивому распределению реактивных на- грузок между параллельно работающими генераторами. Отклонение напряжения при сбросе нагрузки генерато- ра равно коэффициенту статизма внешней характеристики ДЛЯ условия COS <P=COS фном Гу- _ Ост,тс РсТ.НОМ Лег - , с/ст,ном где 1/ст,х—напряжение при холостом ходе генератора, поддерживаемое регулятором возбуждения после сброса * нагрузки. Определение Лет производится при разгрузке генерато- ра по активной и реактивной мощностям до нуля. Чем меньше Кст и А, тем точнее поддерживает АРВ на- пряжение статора при работе генератора в системе. Характеристики генераторов с регуляторами напряже- ния имеют значения Лст и А, близкие друг к другу. При на- личии у регуляторов возбуждения кроме канала напряже- ния статора других каналов, воздействующих в статических режимах на регулятор (устройство изменения статизма, фазовое компаундирование и т. д.), они, как правило, име- ют различные значения Кст и А. При определении коэффициенты А и внешней характе- ристики генератора при неизменной активной мощности, если АРВ имеет устройство, реагирующее на фазу тока ста- тора, следует повышать напряжение на шинах до отрица- тельных значений реактивной мощности генератора. При этом внешняя характеристика не должна иметь резкого излома в точке cos <р= 1. Для АРВ синхронных компенсаторов определяется ко- эффициент А, причем следует определить два значения А: одно — для реактивной нагрузки, равной нулю, второе — по 19*
292 Краткие сведения об устройствах АРВ Гл..8 приведенной выше формуле, подставляя вместо t/Cos<j>=i напряжение при токе ротора, равном нулю. Целесообразно оценивать поведение АРВ, осциллогра- фируя динамические режимы системы генератор — АРВ в эксплуатационных условиях (синхронизация с отклонением напряжения на статоре от напряжения сети, сброс или на- брос нагрузки, самозапуск или включение группы двигате- лей собственного расхода, перевод на другую систему шин и т. д.). Устройство статизма регулятора стремятся вводить та- ким образом, чтобы в пределах изменения напряжения сис- темы, не выходящих из величины А, регулирование осуще- ствлялось автоматически и при наборе активной нагрузки генератора уставка АРВ не изменялась. 8.3. НАЛАДКА РЕГУЛЯТОРОВ ТИПА УК С ЭМК Кроме общих проверок, приведенных выше, для АРВ типа УК с ЭМК (рис. 8.1) производится расчет параметров, при которых определяются коэффициент трансформатора TLK и сопротивление установочного резистора RR1, обеспе- чивающих нормальное компаундирование, т. е. когда одно УК (ЭМК отключен) при номинальной нагрузке генерато- ра обеспечивает номинальное напряжение генератора. Для расчета принимается за основу схема, приведенная на рис. 8.12. Расчет производят, как правило, в табличной форме, используя реальные характеристики возбудителя. Порядок расчёта, расчетные формулы и расшифровка обо- значений приведены в табл. 8.1. Условные обозначения, принятые в табл. 8.1, соответст- вуют принятым для расчетной схемы на рис. 8.12. Ток и напряжение элементов схемы УК не должны, пре- вышать допустимых значений. При работе релейной форси- ровки и включении УК на основную обмотку должно быть обеспечено условие ^b*<(l,2^1,5)t/o.HOM, 2п где п — число элементов выпрямителя в плече; По, ном — обратное напряжение на один элемент выпрямителя в но- минальном режиме.
§ 8.3 Наладка регуляторов УК с ЭМК 293 Иногда целесообразно определить кривые /рот—/(/ст) при неизменных токах корректора IKop,min и IKop,max и со- поставить их с ^-образными кривыми генератора. Это по- зволяет более наглядно оценивать взаимосвязь между вы- бранными параметрами и облегчает наладку АРВ, особен- Рис. 8.12. Расчетная схема УК с ЭМК: а — УК включено ия основную обмотку возбудителя; б — УК включено на допол- нительную обмотку возбудителя; /Кор—ток корректора; 1/оВ —напряжение иа обмотке возбуждения возбудителя; ток компаундирования; Со в —ток в об- мотке возбуждения возбудителя; ^Во3б —шунтовой реостат возбудителя; £ш р—ток в шунтовом реостате возбудителя; UB —напряжение возбудителя; р —ток ротора; —ток переменный компаундирования на входе выпрямителя; — напряжение переменное компаундирования иа входе выпрямителя; — ток переменный компаундирования со стороны трансформаторов тока; О’а — напряже- ние на обмотках трансформаторов тока; ТА— трансформаторы тока; /?/? — уста- новочный резистор; TL—трансформатор промежуточный компаундирования но когда АРВ приходится включать при неполной нагрузке генератора по активной мощности. При включении односистемного ЭМК сопротивление шунтового реостата /?/?Возб увеличивают так, чтобы ток корректора, приведенный к основной обмотке возбуждения, составлял 30—70 % тока холостого хода возбудителя. Предельная мощность трансформаторов тока определя- ется кривой намагничивания. Зона работы ЭМК совместно с УК без перегрузки кор- ректора определяется по формулам табл. .8.2. При двухсистемном корректоре /?ш,р=/?ш,р,к. При односи-
Таблица 8.1. Расчет параметров АРВ при работе УК без ЭМК !£ X g Расчетная величина Расчетная формула Сопротивление ротора в режиме холо- стого хода Rp, х » 1,25Rp 15 'С (1) i § Ток ротора в режиме холостого хода Zp.x соответствует U *т> ном по характеристике холостого хода генератора (2) Qi s § О Ch Напряжение возбудителя в режиме хо- лостого хода генератора Uв, х = /р, xRp. X (3) S о Сопротивление основной обмотки воз- буждения Ro, Е 1 >5/?о, В 15 °C (4) 2 £ Ток возбуждения возбудителя i'b.x соответствует ивл по нагрузочной характеристике днтеля возбу- (5) т> сь Сопротивление шунтового реостата в р _ ^В(х п (6) режиме холостого хода *В, X Сопротивление ротора в номинальном режиме Rp » 1 »4р 15 °C (h Напряжение возбудителя номинальное ^В, ном = /р, ном/?р (8) .60 i
Ток возбуждения в номинальном ре- жиме 1в,иом соответствует UB,B по нагрузочной характеристике воз- будителя (9) Напряжение на основной обмотке воз- буждения возбудителя в номинальном ре- жиме рис. 8.12, а в, ном = 1*В, ном^?о, В (Ю) рис. 8.12, б Но, в, ном = //в, Нрм/?о, в л , (,од Ток в цепи шунтового реостата в но- минальном режиме 1ш, р, ном = UВ; ном Но, в, ном „ , , •ш, р, ном — io, в, ном = _ ^в,- НОМ (jja) (11) р, X Кш, р, х + Ко, в Ток компаундирования, необходимый для поддержания номинального режима 1к, ном = fB, ном — г ш, р, х (12) 1к, ном — (*'в, НОМ 1'ш, р, ном) X X ~ (12а) Шд Переменный ток УК на входе выпря- мителя в номинальном режиме /к.ном = ±Ь~: Р; = 1’2 (13) Р/ Фазное напряжение иа входе выпрями- теля в номинальном режиме Up, в, ном । / ^ном- 2>34 1 4- Д1/л Н41 /к, нопКд , «>к.ном- 2 34 -Г , Д17л Л4а) + КГ ' ’ /з Вторичный ток трансформатора тока в номинальном режиме /г ном — /СТ, ном/К/ ((° ) § 8.3 Наладка регуляторов УК с ЭМК ___________295
Продолжение табл. S.t Расчетная величина Расчетная формула Максимальное значение коэффициента трансформации TLK NK, обеспечивающее «нормальное» компаундирование ^к.тпах — /2ном^/к, Иом (16) Ток в первичной обмотке трансформа- тора TLK Ас - 1Л (17) Напряжение на вторичной обмотке трансформатора тока в номинальном режи- ме 1^2 ном — ^к, ном ~1~ ^к, помгф Л/К (18) Ток в установочном резисторе в номи- нальном режиме 7У ~ 12 ном ^к, ном (19) Сопротивление фазы установочного ре- зистора Ry в номинальном режиме j ?у = U% ном/^у (20) Порог компаундирования х 7ст, пор — гв, х^?о, в , &Uя, о ' 2,34 J nkr7 (21) * V ст ном — номинальное напряжение статора. Примечание. При необходимости определить нагрузку на трансформаторе тока в другом режиме при заданных WK Ry. р или прн построении кривых /p-f(/ст ) последовательно используют формулы (7)—(14), (17)—(19) н, учиты- вая, что h=IK + /y , находят 1 ст , соответствующий заданному /р. 296 Краткие сведения об устройствах АРВ Sa 00
Таблица 8.2. Расчет зоны работы ЭМК совместно е УК Расчетная величина Расчетная формула Ток ротора 1Р задается для расчетного режима генератора Напряжение возбудителя (Jv,~IpRp Ток возбуждения, необходимый для обеспечения режима it определяется по нагрузочной характеристике возбудителя для Up Ток корректора Укор определяется по характеристикам корректора Ток корректора, включенного на допол- нительную обмотку, приведенный к основ- ной обмотке /кор = /кор — Ток в цепи шунтового реостата RRBOs>6 рнс. 8,12, а «ш, р == ~^в ~ в /?Ш, р рис. 8.12, б Ш,Р /?ш.р + /?о, в Ток компаундирования, приведенный к основной обмотке, который должен „обес- печить УК для 'Поддержания расчетного то- ка ротора ’к = 1'в [/кор “Ь /щ, р] 1'к ~ 1'в (/кор 4" г"ш, р) § 8.3 Наладка регуляторов УК с ЭМК
298 Краткие сведения об устройствах АРВ Гл.8". стемном корректоре /?Ш,Р> Rm>p,x и определяется по фор- муле 1в,х 'кор х Wc при этом: а) обычно 7?ш,р выбирают таким, чтобы обеспечить J (0,7—0,8) (/„.ном в режиме холостого хода и при отклю- J ченном ЭМК; б) Л(ор,х^0,8 А. » Далее расчет ведут по формулам табл. 8.1 (12)—(14), (17)—(19) и определяют 1СТ для каждого значения /р. Зна- J чение t«<0 показывает, что заданный режим может быть обеспечен при отключенном УК. Полученные кривые сопоставляются с зоной рабочих режимов генератора, лежащих между регулиро- « ночными кривыми генератора, которые можно рассчитать по формулам ___________________________________________ 1 7р=7р.х1/ ( ,/ГТ~ У + (cos<PHOM^d__________Для cosq>=l; 1Р = Л>.х ( ,-t7cT-Ь -7х- *4 для cos<p = 0. Иногда расчет заменяют непосредственным определе- нием токов регулятора при работе гнератора в сети. Мож- но пользоваться так называемым «методом эквивалентного корректора», предложенным Союзтехэнерго. По этому ме- тоду в дополнительную обмотку возбуждения возбудителя, предназначенную для корректора, подается питание от по- стороннего источника постоянного тока таким образом, что- бы при соответствующей активной нагрузке генератора со- здавались номинальный режим и режим работы с макси- мальным и минимальным cos <р, допустимыми по условиям эксплуатации. Компаундирование при этом должно быть включено с теми же уставками, как и при работе с коррек- тором. Режим работы генератора изменяется путем воз- действия на возбуждение параллельно работающих с ним генераторов. Проверка характеристик регулятора. Окончательно ха- рактеристики выбирают после испытания АРВ на генера- торе при работе в режиме холостого хода.
§ 8.3 Наладка регуляторов УК с ЭМК 299 На рис. 8.13—8.18 приведены типовая характеристика и характеристики, получающиеся при изменении отдель- ных элементов настройки панели типа ЭПА-305. Анало- Рис. 8.13. Типовая характеристика ЭМК типа ЭПА-305 Рис. 8.14. Влияние сопротивления резистора RR на ха- рактеристику корректора ЭПА-305: 1 — типовая характеристика; 2 — сопротивление резистора RR максимальное Рис. 8.15. Влияние резистора RR3 (см. рис. 8.1) на характеристику кор- ректора ЭПА-305 для случаев: I — сопротивление RR3 20 Ом; 2 — сопротивление RR3 50 Ом; 3 — сопротивление RR3 90 Ом Рис. 8.16. Влияние полярности внешней обратной связи на характеристи- ку корректора ЭПА-305: I — согласованное включение внешней н внутренней обратных связей; 2 — встреч- ное включение внешней и внутренней обратных связей Рис. 8.17. Влияние числа витков обмотки управления на характеристи- ку корректора ЭПА-305: 1 — 1500 витков; 2— 2100 витков
300 Краткие сведения об устройствах АРВ Гл. 8 гичные характеристики определяются и для других пане- лей. Подробное описание методики проверки и регулировки параметров характеристик приведено в [3]. Стремятся во всех случаях получить возможно больший максималь- Рис. 8.18. Различные случаи согласования выходных характеристик от- дельных частей двухсистемного корректора: а — правильное согласование (результирующая выходная характеристика опти- мальная); б и в — неправильное согласование (результирующие характеристики ие отвечают всем требованиям регулирования); «с — ток в согласованной обмотке; —ток в противовключенной обмотке ный ток регулятора, но он должен быть ограничен парамет- рами нагрузки и условиями устойчивой работы генератора. Для двухсистемных ЭМК следует правильно согласо- вать характеристики согласованной и противовключенной частей. Стремятся получить токи выхода каждой из частей одинаковыми и Tie более 0,5—0,8 А при номинальном на- пряжении на входе ЭМК (рис. 8.18). Испытание АРВ при работе с генератором или синхрон- ным компенсатором. Обычный порядок дальнейших испы- таний УК с ЭМК следующий. На генераторе в режиме хо- лостого хода производится пробное включение ЭМК, при этом проверяется устойчивость регулирования. Далее опре- деляются пределы регулирования и выходная характерис- тика ЭМК при работе в полной схеме путем изменения со- противления шунтового реостата RRW)3e при включенном АРВ. Устойчивость АРВ в режиме холостого хода генератора обеспечивается включением трансформатора стабилизации
§ 8.3 Наладка регуляторов УК с ЭМК 301 7Ст, при этом опробуется несколько вариантов включения обмоток и дополнительного резистора R2. При продолжающемся неустойчивом режиме вводится сопротивление резистора RR (см. рис. 8.1), увеличивается отрицательная обратная связь и уменьшается число витков обмотки управления, что уменьшает наклон результирую- щей характеристики. В некоторых случаях, если устойчивой работы не уда- ется добиться из-за большого сопротивления цепей от тран- сформатора напряжения, разделяют цепи измерительного и силового элементов (объединение их происходит непос- редственно у трансформатора напряжения). Па генераторе, работающем в сети, производятся: 1) пробное включение и выбор уставки УК (положение RRbo36 в нормальном режиме при работе с УК); 2) проверка устойчивости регулирования возбуждения генератора при работе УК без ЭМК; 3) то же с ЭМК (выбор уставки УК с ЭМК); 4) проверка устройства изменения статизма при работе с УК и ЭМК; 5) проверка пределов и устойчивости регулирования возбуждения при работе УК с ЭМК при различных нагруз- ках генератора; 6) определение внешних характеристик генератора с АРВ. Устройство статизма ЭМК вводится таким образом, что- бы после установки установочного трансформатора (7Луст, см. рис. 8.1) в положение, соответствующее номинальному напряжению статора в режиме холостого хода (на 7Ауст делается отметка Р), уставка вручную не изменялась во время набора активной мощности и дальнейшей работы (если по условиям работы системы уровень напряжения не изменяется более чем на Д). При этом распределение реактивных нагрузок параллельно работающих генерато- ров с АРВ должно быть устойчивым и равномерным. В случае применения двухсистемного корректора долж- ны быть выполнены следующие условия. 1. При ручном регулировании возбуждения с помощью ЭМК ток ротора должен изменяться от нуля до значения, обеспечивающего номинальную мощность синхронного ком- пенсатора При 110.% номинального напряжения. 2. При повышении напряжения статора возбудитель
302 Краткие сведения об устройствах АРВ Гл. в не должен перемагничиваться током противовключенной части. При включении ЭМК на синхронном компенсаторе ме- тодика и объем проверки такие же, как и для генератора. Как правило, устойчивость регулирования достигается лег- ко, так как в этих случаях статор замкнут на сеть. При работе УК без ЭМК снижать ток ротора синхрон- ного компенсатора ниже тока холостого хода можно толь- ко с помощью реостата /?/?Возб (длительная работа УК без ЭМК не рекомендуется). Прн использовании синхронного компенсатора для ре- гулирования напряжения на шинах подстанции внешнюю характеристику £AnHH=f(/CT) устанавливают с коэффици- ентом статизма 0—3 % - В общем случае регулятор синхронного компенсатора настраивают в соответствии с заданным эксплуатацией ус- ловием длительного режима. Шунтовой реостат ставится в положение, обеспечивающее ток ротора, равный 30—50 % тока ротора при холостом ходе. Совместной настройкой УК и ЭМК обеспечивают необходимый статизм. 8.4. ОСОБЕННОСТИ НАЛАДКИ АРВ ТУРБОГЕНЕРАТОРОВ С ТИРИСТОРНЫМИ И ВЫСОКОЧАСТОТНЫМИ СИСТЕМАМИ ВОЗБУЖДЕНИЯ Устройства АРВ современных электрических машин яв- ляются неотъемлемой частью систем возбуждения, которые в последний период претерпевают большие изменения в связи с совершенствованием на базе новых средств авто- матизации. Это накладывает свои особенности на произ- водство наладочных работ этих устройств АРВ, главной нз которых является то, что их наладка производится одновре- менно с наладкой систем возбуждения. Конструктивно устройства АРВ выполняются в виде от- дельных панелей и блоков, связываемых между собой и с системой возбуждения кабелями в соответствии с проектом и заводскими схемами. Предварительная наладка АРВ-СД турбогенератора тиристорной системы возбуждения. Кроме общих проверок состояния контактных соединений, изоляции, выполнения монтажа цепей и релейной аппаратуры производятся про- верка и испытания отдельных блоков АРВ.
.$ 8.4 Особенности наладки АРВ турбогенераторов 303 1. Проверяется блок питания (БП), при этом: а) снимается внешняя характеристика ПЧМ U^rn<— =/(Лесгц), и по ней определяется изменение U в зависи- мости от 1 (должно быть не более 10—12 В); б) снимается характеристика стабилизации £Л15огц = =/(^5сгц) при работе на нагрузку 100 Ом, и по ней опре- деляется изменение б^богц при изменении [75огцна 10% (должно быть не более 0,5 %); в) снимается характеристика стабилизации ^450 гц = =f (t-’so гц) при работе на реальную нагрузку (при этом проверяется, что при изменении (750гцна 10 % напряжение L7<5C гцизменяется не более чем на 0,7 %). 2. Проверяется операцион- ный блок (ОБ), при этом: а) снимается характеристи- ка напряжения выхода в зави- симости от тока дополнитель- ного ВХОДа t^Bbix==f (7к«доп. вх») (рис. 8.19), при этом проверя- ется, что при замыкании кор- ректирующей цепи в различ- ных положениях переключате- ля этой цепи коэффициент уси- ления не изменяется и не воз- никают высокочастотные коле- g бания; б) снимается динамическая характеристика блока, т. е. за- висимость постоянной времени ОБ от положения переключа- теля корректирующей цепи; в) проверяются коэффициен- ты усиления ОБ по входным каналам. 3. Проверяется блок напря- жения (БН), при ЭТОМ: Рис.8.19. Характеристика двух- а) снимается- характерис- каскадного усилителя УМС тика Uxioob =f (<р пр ), (<р пр — вь,х-~ к адоп-вх* угол градуировки потенциал-регулятора) при Д{7=0 на реальную нагрузку; б) снимается характеристика AU—f(U=ЗХЮ0) при <Рпр—0, <рпр=<Рпр. ном и <рпр=135°;
804 Краткие сведения об устройствах АРВ Гл. 8 в) проверяется режим работы стабилитронов; г) проверяется работа схемы подгонки уставки АРВ, запоминающего устройства. 4. Проверяется блок компаундирования по току (БКТ), при этом устанавливаются сопротивления регулируемых ре- зисторов. 5. Проверяется блок частоты и защиты (БЧЗ), при этом: снимается характеристика /7Вых=/(|) при работе на реальную нагрузку при £7вх=100 В и С/45оГц=11О В. При этом определяются крутизна характеристики, постоянная времени блока т и проверяется работа схемы защитного устройства каналов, режимы работы стабилитронов. б. Проверяется работа делителя блока обратной связи (ДБОС), и устанавливается передаточный коэффициент ЙВых при работе на реальную нагрузку. 7. Проверяется блок обратной связи (БОС), при этом: снимается характеристика 7ВЫхжос=| (Ь'вх), 7ВЫхгос= =f(t7Bx); проверяется работа переключателей ЖОС и ГОС. 8. Проверяется блок ограничения минимального воз- буждения (ОМВ), и предварительно настраивается зависи- мость допустимой отрицательной реактивной мощности (—Q) от активной (Р). 9. Проверяется блок ограничения перегрузки (ОП), при этом настраивается интегральный орган и согласовывается с защитой ротора от перегрузки. 10. Проверяется блок ограничения тока ротора (БОР) в режимах форсировки до двойного значения тока ротора 7НОМ,Р и в режимах развозбуждения (нормального и ава- рийного) до номинального значения. 11. Проверяются блоки тока линии (БТЛ) при работе на реальную нагрузку с корректированием напряжения выхода его до значения, обеспечивающего номинальный и форсировочный режимы ротора. 12. Проверяется блок подгонки уставки напряжения (ПУН). . 13. Проверяются промежуточные трансформаторы тока. 14. Проверяются устройства сгона и уставки до cos <р= Предварительная наладка АРВ-ВГ. В проверку входят: 1. Общая проверка состояния контактных соединений и изоляции, схемы релейной аппаратуры.
§ 8.4 Особенности наладки АРВ турбогенераторов 305 2. Проверка ПЧМ аналогично проверке ПЧМ АРВ-СД. 3. Проверка измерительного блока (БИ) аналогично проверке операционного блока АРВ-СД. Проверка тиристорных преобразователей возбудителя и генератора. При этом производятся: 1. Внешний осмотр, и проверка состояния изоляции. 2. Предварительная проверка элементов преобразовате- ля и совместной их работы [фильтров, блоков питания, пре- образования частоты (БПЧ), блоков сигнализации (БС)] с определением их управляемости, работоспособности. 3. Снятие характеристики а=|(Пупр) при [7ПИт—380 В. 4. Проверка работы преобразователя на активное сопро- тивление. 5. Измерение распределения токов по параллельным ветвям плеч преобразователя. 6. Настройка панели дистанционного ручного управле- ния (ПДУ). Испытания возбудителя совместно с регулятором АРВ- ВГ. 1. Снимается характеристика КЗ возбудителя 7Ст= =/('>.n,ii) (см. рис. 7.4) и XX возбудителя <7ст=/(1о.кв) при питании ротора возбудителя от постороннего источ- ника. 2. Устанавливаются ЖОС и ГОС. 3. Проверяются зоны устойчивости работы возбудителя в замкнутой системе регулирования на холостом ходу воз- будителя. 4. Снимается нагрузочная характеристика t/CT= —[(/р.ген)- 5. Производится корректировка нуля суммирующего магнитного усилителя. Испытание рабочей системы возбуждения турбогенера- тора с АРВ-СД и тиристорными преобразователями (ПТ). 1. Устанавливается ЖОС- и ГОС, суммарный коэффици- ент усиления системы возбуждения. 2. Проверяются пределы регулирования напряжения статора генератора на холостом ходу. 3. Определяются зоны устойчивой работы турбогенера-^ тора с АРВ-СД на холостом ходу турбогенератора. 4. Проверяется блок ПУН (см. рис. 8.7) на холостом*-^ • ходу. 5. Проверяется блок ОМВ (см. рис; 8.7) при работе тур* 20—408
306 Проверка и испытания измерительных трансформаторов Гл. 9 богенератора в сети в различных режимах активной на- грузки. 6. Проверяется блок ограничения перегрузки при рабо- те турбогенератора в сети. 7. Проверяется устройство «сгона» уставки до режима cos <р=1. 8. Проверяется статизм регулирования. 9. Производится проверка работы системы в режиме форсировки. При новых включениях ЭПА-500 производят проверку правильности монтажа всех цепей, их изоляции, внешний осмотр, проверку и настройку отдельных элементов и уз- лов со снятием характеристик и опробование регулятора на работающем генераторе в соответствии с требованиями ме- тодических указаний и инструкций [12, 13]. Глава девятая ПРОВЕРКА И ИСПЫТАНИЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ 9.1. ТРАНСФОРМАТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ, ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ Трансформаторы напряжения (TH) предназначены для питания цепей автоматики, релейной защиты, сигнализации и измерения в электроустановках высокого напряжения. Согласно ГОСТ выводы первичной обмотки (ВН) имеют обозначения А, X для однофазных и А, В, С, N для трех- фазных TH. Выводы основной вторичной обмотки (НН) имеют соответственно обозначения а, х и a, b, с, N, выводы вторичной дополнительной обмотки—ап и хд для однофаз- ных и трехфазных TH. Начала первичных и вторичных об- моток присоединяются соответственно к выводам, обозна- ченным А, В, С; a, b, с, N. Трансформаторы напряжения классифицируются по числу фаз — однофазные и трехфазные; числу обмоток — двухобмоточные и трехобмоточные; конструктивному ис- полнению (каскадные); классу точности; способу охлажде- ния— с масляным охлаждением (масляные), с естествен-
§9.1 ТрансформЬторьг напряжения, технические данные 3b7 ным воздушным охлаждением (сухие и с литой изоляцией); роду установки — для внутренней, наружной установ- ки, для комплектных распределительных устройств. Рис. 9.1. Схемы и обозначения обмоток двухобмоточного TH: а — однофазного; б — трехфазного; 1 — первичная обмотка; 2 — вторичная обмот- ка основная; 3 — то же дополнительная Однофазные трансформаторы имеют один или два вы- вода первичной обмотки, изоляция которых соответствует полному рабочему напряжению. В связи с такими особен- ностями их выполнения TH называют иногда одно- и двух- полюсными. У однополюсных трансформаторов один вывод первичной обмотки, имеющий пониженную изоляцию, все- гда во время работы и при производстве электрических ис- пытаний должен быть заземлен. Трехфазные и двухобмоточные TH имеют трех^тержне- вые магнитопроводы; трехфазные трехобмоточные транс- форматоры представляют собой группу из трех однофазных однополюсных единиц, объединенных в одном корпусе, об- мотки которых соединены по соответствующей схеме (рис. 9.1). Основные технические данные трансформаторов при- ведены в [1]. Номинальным напряжением трансформатора называет- ся номинальное напряжение его первичной обмотки ВН (£Лном). Номинальное напряжение может отличаться от класса напряжения, указанного в типе трансформатора, на что обращается внимание при проверке технических дан- ных установленного и монтируемого оборудования; так, например, НОМ-15 выпускается на номинальное напряже- ние 10,0; 13,8; 15,75; 18,0 кВ. Первичные обмотки транс- форматоров напряжения изготовляются на все стандарт- 20*
308- Проверка и испытания измерительных трансформаторов Гл. 9 ные напряжения распределительных сетей; однофазные TH, у которых один конец первичной обмотки всегда заземля- ется, изготовляются на соответствующие фазные напряже- ния: 6/]/3, 10/ Г 3 кВ и т. д. Номинальное напряжение вторичных обмоток <72ном принято равным 100, 100/]/ 3 и 100/3 В. По специальным заказам изготовляются TH, имеющие другие значения вто- ричного напряжения. Номинальные напряжения (Дном и и2поы указываются в паспортной табличке трансформатора, здесь же указыва- ются номинальный коэффициент трансформации трансфор- матора напряжения Книом=<71ном/<72ном и номинальная мощность. Каждый трансформатор имеет несколько значе- ний мощности, соответствующих различным классам точно- сти; чем выше класс точности, тем меньше номинальная мощность TH. Погрешности трансформаторов, соответству- ющие классам точности 0,5; 1 и 3, обеспечиваются при сле- дующих условиях: частоте 50 Гц; первичном напряжении (0,8—1,2) t/j ноМ; коэффициенте мощности нагрузки вто- ричной обмотки 0,8; вторичной нагрузке в пределах от 0,25 (<71/<71ном)2^Рном до (<71/<71вом)2Рвом, где Рвом — номиналь- ная мощность трансформатора в соответствующем классе, В-А. Если нагрузка TH незначительна, ко вторичным об- моткам присоединяют балластные резисторы, чтобы повы- сить cos <р нагрузки и обеспечить работу TH в необходи- мом классе точности. Согласно ГОСТ однофазные и трехфазные трансформа- торы напряжения изготовляются с группой соединения пер- вичных и вторичных обмоток 0. Принято обозначать одно- фазные трансформаторы напряжения 1/1-0 (один—один— нуль), 1/1/1-0-0 (то же при наличии дополнительной об- мотки); трехфазные трансформаторы У/Ун=0 (звезда — звезда с выведенной нейтралью — нуль), Ув/Ун=о (то же при выведенной нейтрали ВН и НН). 9.2. ПРОВЕРКА И ИСПЫТАНИЯ ТРАНСФОРМАТОРОВ НАПРЯЖЕНИЯ Подготовительные работы, ревизия. Трансформаторы напряжения, сухие и масляные до 35 кВ включительно, кас- кадные трансформаторы НКФ-П0 поставляются полностью собранными и заполненными маслом до нормального уров-
§ 9.2 Проверка и испытания трансформаторов напряжения - 309 ня. Каскадные трансформаторы на более высокое напря- жение поставляются отдельными блоками, в разобранном виде, заполненными маслом. Сборка блоков производится в соответствии с комплектовочной ведомостью, прилагае- мой к каждому трансформатору, монтаж TH из блоков с разными заводскими номерами не допускается. Хранение, предмонтажная подготовка и монтаж -TH производятся в соответствии с «Техническим описанием и инструкцией по эксплуатации» завода-изготовителя. Проверка электрических характеристик TH при новом включении производится в соответствии с требованиями Норм и «Правил технического обслуживания устройств-ре- лейной защиты, электроавтоматики, дистанционного управ- ления и сигнализации электростанций и линий электропе- редачи 35—350 кВ». Проверку начинают с внешнего осмотра и установления соответствия технических данных, указанных в заводской документации й на паспортной табличке трансформатора, требованиям проекта. При внешнем осмотре проверяются отсутствие видимых повреждений фарфоровой покрышки, вводов, литой изоляции, корпуса бака, надежность уплотне- ний, уровень и отсутствие течи масла, наличие пломб. Осо- бое внимание уделяется проверке наличия заводских обо- значений выводов ВН и НН, надежности крепления кон- тактов выводов обмоток, наличия шайб, затяжки винтов и гаек. Заземляемые выводы обмоток ВН трансформаторов должны быть надежно присоединены к заземляющим уст- ройствам. Особенно тщательно следует контролировать вы- полнение этого требования у TH типов НКФ, ЗНОМ и дру- гих подобных, у которых вывод X помещен в общую короб- ку с выводами вторичных обмоток. Баки TH заземляются отдельно. Испытание изоляции. Проверка электрических характе- ристик TH производится в соответствии с требованиями Норм и документации завода-изготовителя. Состояние изо- ляции обмоток оценивается по результатам измерения со- противления изоляции мегаомметром. Перед проведением испытаний проверяются уровень масла в TH и данные хи- мического анализа о пригодности масла; тщательно проти- раются фарфоровые крышки, вводы ВН и НН, доски зажи- мов, удаляются пыль, грязь и поверхностная влага.
310, - Проверка и испытания измерительных трансформаторов Гл. 9 Сопротивление изоляции первичных обмоток относи- тельно земли и заземленных во время испытания вторич- ных обмоток измеряется мегаомметром на 2500 В, Сопро- тивление изоляции первичных обмоток нормируется толь- ко для ГН серии НКФ и должно быть ие менее 300 МОм, для этих TH дополнительно измеряется сопротивление изо- ляции связующих и промежуточных обмоток. Сопротивле- ние изоляции вторичных обмоток измеряется мегаомметром на 500 или 1000 В. Сопротивление изоляции вторичных об- моток не нормируется, но вместе с собранными и присоеди- ненными к ним цепями должно быть не менее 1 МОм. При наладке проверку сопротивления изоляции первичных и вторичных обмоток каскадных TH рекомендуется произво- дить в соответствии со схемами измерений, приведенными в табл. 9.1. Испытанию повышенным напряжением, частотой 50 Гц обязательно подвергаются TH до 35 кВ включительно, зна- Таблица 9.1. Схемы измерения сопротивления изоляции каскадных трансформаторов напряжения Объект измерения Сопротивление изоляции между цепями Зона проверки изоляции блока Условия проверки Нижний Вывод X об- Между экраном об- Обмотки НН а—х блок мотки ВН — корпус Обмотка НН а—х — корпус Обмотка НН кор- пус мотки ВН и обмот- кой НН а—х изоля- тор вывода X; изо- ляционные стойки магнитопровода; трансформаторное масло Между экраном об- мотки ВН н обмот- кой дя—хд; изолято- ры обмотки а—х Между обмотками НН а — хи Од — хд; изоляторы обмотки Од Хд и Ад—Лд соедине- ны с корпусом Обмоткн ВН (вы- вод X) и НН Од— хд соединены с корпусом Обмотки ВН (вы- вод X) н НН а—х соединены с кор- пусом Средние, Вывод Э об- Между экраном об- Измерение произ- верхний блоки мотки ВН — корпус мотки ВН и связую- щей обмоткой; изо- лятор вывода Э об-, мотки ВН водится относи- тельно нижнего металлического фланца блока
§ 9.2 Проверка и испытаний трансформаторов напряжения 311 чеиие испытательного, напряжения определяется в соответ- ствии с Нормами и не должно превышать 90 % заводского испытательного напряжения. Продолжительность испыта- ния 1 мин (для TH с литой изоляцией продолжительность испытания принята 5 мин). Трансформаторы напряжения с ослабленной изоляцией одного из выводов испытанию по- вышенным напряжением не подвергаются. Вторичные обмотки TH испытываются напряжением 1,8 кВ при отсоединенных вторичных цепях, испытательное напряжение для изоляции вторичных обмоток вместе с присоединенными к ним цепями принято равным 1 кВ, про- должительность испытания 1 мин. Определение однополярных выводов TH обязательно для TH с поврежденными заводскими обозначениями вы- водов, для TH, подвергавшихся ремонту с отсоединением обмоток или не имеющих заводских паспортных данных, а также для TH, используемых в устройствах релейной за- щиты и автоматики с фазочувствительными элементами. Однополярными выводами у трансформаторов напря- жения являются выводы А—а—ад и А'—х—хя. Проверку полярности обмоток однофазных TH рекомендуется произ- водить импульсами постоянного тока по схеме, приведен- ной в § 3.5. Вывод 4-батареи и прибора подключаются соответствен- но к выводам А и а TH; если эти выводы однополярные, то стрелка прибора отклоняется вправо при замыкании цепи и влево при размыкании. Некоторые особенности имеет проверка полярности вы- водов у трехфазных трансформаторов напряжения. При проверке TH с соединением обмоток Уи/Ун по схеме, при- веденной на рис. 9.2, а, при замыкании цепи стрелка при- бора отклоняется вправо, если 4- прибора подключен к вы- воду вторичной обмотки, однополярному с выводом первич- ной обмотки, к которому подключен 4-источника тока. При подключении 4- прибора к другим выводам вторичной об- мотки и замыкании цепи без изменения схемы подключе- ния к выводам ВН стрелка отклоняется влево. При проверке выводов, соединенных в разомкнутый тре- угольник Ун/Д по схеме на рис. 9.2,6, 4- батареи пооче- редно подключается к выводам А, В, С, 4- прибора всегда подключен к од; если выводы однополярные, стрелка при замыкании цепи всегда отклоняется вправо.
312 Проверка и испытания измерительных трансформаторов Гл. 9 Проверку TH с соединением У/Ун рекомендуется про- водить по схеме на рис. 9.2, в. Поочередно + прибора под- ключается к выводам а, Ь, с, —прибора — постоянно к ну- лю вторичной обмотки. Батарея последовательно подклю- чается на выводы АВ, ВС, СА, 4~ источника подается при Рис. 9.2. Схемы проверки полярности и правильно- сти обозначения выводов ГМ: а — трехфазиых со схемой соединения Ун/Ун: б — то же со схемой Ун/Д; в — то же со схемой соединения У/Ун i i 1 этом соответственно на выводы А, В, С. При замыкании цепи, если полярность обмоток правильная и + прибора включен на вывод а, его стрелка отклоняется вправо, прн включении на вывод с — влево, при включении на вывод b — незначительно в любую сторону или отклонение равно нулю. Измерение коэффициента трансформации трансформа- торов напряжения согласно требованиям завода-изготови- теля обязательно только для каскадных TH на напряже- ние 150/1^3 кВ и выше, которые поставляются в разобран- ном виде и собираются из отдельных блоков на монтажной площадке. Правильность соединения блоков трансфор- матора контролируется измерением общего коэффициента трансформации. В соответствии с требованиями Норм про- верка коэффициента трансформации TH не обязательна. Проверка коэффициента трансформации Ки однофаз- ных трансформаторов до 10 кВ достаточно проста (рис. 9.3, а). На первичную обмотку TH от регулирующего уст- ройства типа ЛАТР подается однофазное переменное на- пряжение 220 В. Вольтметрами PV1 и PV2 класса точно- сти не ниже 1,0 измеряются напряжения на первичной и вторичной обмотках (прибор PV2 должен иметь соответ- ствующие пределы измерения).
§ 9.2 Проверка и испытания трансформаторов напряжения 313 Аналогично однофазным TH можно проверять Ки трех- фазных трансформаторов со схемой соединения Ун/Ун по- дачей поочередно напряжения на каждую фазу и 0 (рис. 9.3, б). При схеме соединения обмоток TH У/Ун целесообраз- но подать на выводы ВН симметричное трехфазное напря- Рис. 9.3. Схемы измерения коэффициентов трансформации TH: а — однофазных; б — трехфазных со схемой соединения Ун/Ун; в— то же со схе- мой соединения У/Ун;г, д— то же со схемой соединения звезда с выведенной нулевой точкой — разомкнутый треугольник но однофазной и трехфазной схемам; е — методом сравнения жение до 380 В и произвести измерения напряжения меж- ду одноименными фазами ВН и НН (рис. 9.3, в). Дополнительные обмотки у трехфазных TH соединяют- ся внутри бака, и от них выходят только два вывода аД— хя, поэтому проверка коэффициента трансформации до-
31< Проверка и испытания измерительных трансформаторов Гл. 9 полнительных обмоток имеет свои особенности. Проверку можно проводить однофазным и трехфазным напряжением. Однофазное напряжение поочередно подается на выводы обмоток А, В, С и нейтрали (рис. 9.3, г), при этом две дру- гие первичные обмотки присоединяют к нулевому выводу. Отношение первичного напряжения к измеренному на вы- водах «д—хд будет соответствовать определяемому Ки для дополнительной обмотки. Еще более наглядно проверку Ки дополнительной об- мотки можно провести, подавая на первичные обмотки TH трехфазную симметричную систему напряжений (рис. 9.3, д) при закороченной на нулевой вывод одной из фаз. Из- меренное напряжение на ал—xR в этом случае в 3 раза больше, чем при измерении по однофазной схеме, а фаза напряжения на —хд соответствует фазе первичного на- пряжения, присоединенного к нулевому выводу. Для транс- форматоров напряжением 35 кВ и выше (все они являются однофазными) пользоваться методом прямого измерения коэффициента трансформации трудно, так как напряжение на вторичных обмотках получается незначительным и это существенно влияет на точность измерения. В таких слу- чаях Kv проверяется сравнением напряжений на вторич- ных обмотках двух проверяемых однофазных TH. Для это- го первичные TH соединяют параллельно (рис. 9.3, е) и на вторичную обмотку одного из них, как правило на основную а—х, подают напряжение от регулировочного устройства. При этой проверке не обязательно подавать номинальное напряжение 100 V3 В, достаточно подать напряжение 20— 30 В, чтобы было удобно произвести замер по вольтметру. При равенстве коэффициентов трансформации испытуемых TH напряжения, измеренные на дополнительных обмотках ад—Хд, должны быть для TH, используемых в сетях с изо- лированной нейтралью, в V 3 раз меньше, чем поданное напряжение, для TH НО кВ и выше, используемых в сетях с заземленной нейтралью, напряжение на сд—хд должно быть в 3 выше. Напряжения на основных обмотках дол- жны совпадать. Измерение тока холостого хода TH рекомендуется Нор- мами, но значение тока XX не нормируется. Согласно за- водским требованиям ток XX измеряется только у каскад- ных TH. Измерение тока производится при подаче на вто-
§ 9.2 Проверка и испытания трансформаторов напряжения 315 Рнс. 9.4. Схема измерения тока холостого хода (намагничива- ния) TH автотр ансформ атор а ричную обмотку номинального напряжения (рис. 9.4). Для проверки тока XX рекомендуется применять нагрузочный реостат, который позволяет регулировать ток до 40—50 А, так как у трансформатора ти- па НКФ-110 ток XX составля- ет 10 А, у НКФ-220—25 А и выше. При использовании в качестве регулирующего уст- ройства амперметр показывает зани- женное значение из-за значи- тельного искажения формы кривой тока. При проверке следует исходить из того, что ток во вторичной обмотке не может превышать максимально допустимого значения, определяемого максимальной мощ- ностью трансформатора по паспорту. Особенности проверки каскадных TH. Для уменьшения размеров и массы однофазные TH 110 кВ и выше выпол- няют по каскадной схеме, представляющей собой несколь- ко трансформаторов с последовательно соединенными пер- вичными обмотками. Трансформаторы ПО кВ выполняются в виде фарфорового блока, трансформаторы более, высоко- го напряжения состоят из нескольких блоков (рис. 9.5). Для равномерного распределения мощности по всем ступеням в трансформаторах используются выравнивающие обмотки П (для выравнивания мощности в первичной обмотке одно- го магнитопровода и уменьшения ЭДС рассеивания, выз- ванной неравномерным распределением обмоток по магнп- топроводу) и связующие обмотки Р (для передачи мощно- сти с обмоток одного магнитопровода на обмотки другого). На рис. 9.6 показано соединение двух блоков каскадно- го TH. Соединение обмоток Р производится перемычками Пр, соединяющими шпильки Ш проходных изоляторов И на крышке нижнего и дне верхнего блоков. К этим же шпилькам подведены концы Э от электростатических экра- нов и КР от связующих обмоток. Как видно из рис. 9.6, один конец связующей обмотки Р верхнего блока присое- динен непосредственно к плите основания блока, на ниж- нем блоке к верхней плите присоединены вывод Э и конец связующей обмотки Р. Это позволяет в период монтажа и
316 Проверка и испытания измерительных трансформаторов Гл. 9 эксплуатации (при текущем ремонте) при снятых перемыч- ках Пр измерить сопротивление связующих обмоток посто- янному току согласно требованиям Норм (дно верхнего каскада — КР; крышка нижнего каскада — КР) и сопро- тивление изоляции верхнего каскада между Э и КР. Рис. 9.5. Схема четырехступенчатого каскадного трансформатора напря- жения типа НКФ на 220 кВ: а — принципиальная схема; б — развернутая схема; ВН — первичная обмотка; НН — вторичные обмотки; П — выравнивающие обмотки; Р—связующие обмот- ки; КР — выводные концы связующих обмоток; Эк — электростатический экран; Э — выводные концы экранов; М — магнитопровод
§ 9.2 Проверка ииспытания трансформаторов напряжения 317 Проверка TH типа НДЕ. Принципиальная схема выпол- нения TH с использованием емкостного делителя приведе- на на рис. 9.7. Последовательно с конденсаторами связи С1 включен конденсатор отбора мощности С2, к которому Рис. 9.6. Схема соединения каскадов: ВН — первичная обмотка; Эк — электро- статический экран; 5 и КР — выводные концы экрана к связующих обмоток; И— проходной изолятор; Ш—проходная шпиль- ка изолятора; Пр — перемычка Рис. 9.7. Принципиаль- ная схема TH с емкост- ным делителем: С1 — конденсаторы сйязи; С2 — конденсатор отбора мощности; 3—высокочастот- ный заградитель;. LR — реак- тор; Т—понижающий транс- форматор; ВЧ — аппаратура связи; QS — разъединитель присоединяется понижающий трансформатор Т. Для ком- пенсации падения напряжения при росте нагрузки после- довательно с Т включают дополнительный реактор LR. Со- вокупность понижающего трансформатора и реактора со- ставляет электромагнитное устройство, смонтированное в одном корпусе. Для надежной работы высокочастотного тракта канала связи или защиты, чтобы электромагнитное устройство не вносйло помех, дополнительно устанавлива- ют высокочастотный заградитель 3. Значение первичного напряжения- электромагнитного устройства определяется выбором емкости С2 конденсатора отбора, мощности.. Паи-
318 Проверка и испытания измерительных трансформаторов • Гл. 9 более удобным принято первичное напряжение 12 кВ. Класс изоляции первичной обмотки трансформатора 15 кВ. Конструкция электромагнитного устройства сложнее конструкции обычного силового трансформатора. Схема его дана на примере емкостного трансформатора напряже- ния типа НДЕ-500 (рис. 9.8), Рис. 9.8. Схема электромагнитного устройства емкостного трансформа- тора напряжения типа НДЕ-500: а — общая схема; б— схема соединения барабанного переключателя реактора и трансформатора; Пр — переключатель реактора; Пт— переключатель трансформа- тора; — балластная нагрузка Первичная обмотка ВН понижающего трансформатора (рис. 9.8, а) имеет восемь ответвлений для регулирования напряжения в пределах ±5,5% с помощью переключа- теля на семь ступеней и трех регулировочных выводов (XI, Х2, ХЗ) со стороны заземляемого конца обмотки. Такая схе- ма позволяет получить 21 ступень регулирования напряже- ния с пределом регулирования одной ступени 0,55 % I7t. Обмотка реактора имеет также ответвления для подгонки индуктивности в условиях испытаний и эксплуатации пере- ключателем на семь положений (рис..9.8, б). На зажимы основной обмотки включена балластная активная нагруз- ка, служащая для гашения феррорезонансных колебаний. Емкостные трансформаторы напряжения поставляются заказчику в виде полностью собранных элементов. В состав
§ 9.3 Основные технические данные трансформаторов тока 319 трансформатора входят конденсаторы связи и отбора мощ- ности, электромагнитное устройство, высокочастотный за- градитель, разрядник и элементы конструкции. Конденсато- ры и электромагнитное устройство заполнены маслом до нормального уровня. При заводских испытаниях произво- дят комплектацию всего устройства, подбор положения пе- реключателей и заземления нулевых выводов (нейтрали) ВН (XI, Х2 или ХЗ). Замена конденсаторов Cl, С2, приво- дящая к изменению коэффициента деления kc, не допуска- ется. При изменении заводских положений переключателей класс точности TH не гарантируется. На стадии предмонтажной проверки емкостных транс- форматоров напряжения типа НДЕ в соответствии с тре- бованиями Норм проводятся электрические испытания ем- костного делителя напряжения, вентильного разрядника, трансформаторного устройства по методике, изложенной в гл. 4 и [1]. В объем проверки делителя входят измерения сопротив- ления изоляции мегаомметром, тангенса угла диэлектри- ческих потерь и емкости каждого элемента. По результа- там измерений емкостного делителя подсчитывают коэф- фициент деления kc'. У электромагнитного устройства помимо проверки изоля- ционных характеристик при всех положениях переключа- телей измеряют сопротивление обмоток постоянному току, в рабочем положении коэффициент трансформации и ток холостого хода. Проверки производят на устройстве, отклю- ченном от делителя. 9.3. ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ ТРАНСФОРМАТОРОВ ТОКА Трансформаторы тока (ТТ) — электрические устройства, обеспечивающие в определенных рабочих режимах пропор- циональную зависимость вторичного тока от первичного при практическом их совпадении по фазе. Первичная об- мотка ТТ включается последовательно в измеряемую цепь (в рассечку токопровода), вторичная замыкается на на- грузку (токовые обмотки измерительных приборов, уст- ройств, реле и т. д.).
320- Проверка и испытания измерительных трансформаторов' Гл. ! Трансформаторы тока классифицируются по следую-* щим основным признакам: по роду установки — для работы на открытом воздухе, в закрытых помещениях, для встраивания в электроуста- новки; по принципу конструкции — опорные, проходные, шин- ные, втулочные, встроенные, разъемные; по числу ступеней трансформации — одноступенчатые, каскадные; по числу вторичных обмоток — с одной или нескольки- ми вторичными обмотками; по назначению вторичных обмоток — для измерения, для защиты, для измерения и защиты; по количеству коэффициентов трансформации — с од- ним или несколькими значениями коэффициента. Выпускаемые промышленностью трансформаторы тока выполняются на номинальные напряжения UaOM 0,6б; 6; 10; 15; 20; 24; 27; 35; ПО; 150; 220; 330; 500; 750 кВ и номи- нальные первичные токи 1ИОМ от Г.до 40 000.А и характери-, зуются следующими номинальными данными: /2 ном— номи- нальный вторичный ТОК 1 ИЛИ 5 А; К2ном=Лном//2ном— но- минальный коэффициент трансформации трансформатора тока; S2HOM или /гном— номинальная вторичная нагрузка, В-А или Ом; 7 _ С //2 2ном °2ном' 2ном- Обозначение выводов первичных и вторичных обмоток выполняется в соответствии с рис. 9.9. Условное обозначение трансформатора тока состоит из букв и цифр. Цифры соответствуют номинальному йапря- ———Л2 Л1---------К1 rvv"l а.) Н2-----К2 II II I 7 1 Л, -----ИП 1И2 2И1 2И2 ЗИ1 ЗИ2 ЗЦ /нГЪ2 /яГПй'к юГЪг шГЛнг без ошвептвле- С ответвлен 0бм.1 Обм.2 Обм.З' ицй. ‘ в} ниями г)' Рис. 9.9. Схема обозначения выводов обмоток ТТ;. а — первичная обмотка с одной секцией; б — первичная обмотка с несколькими секциями; в ТТ с одной- вторичной обмоткой/ а -т- ТТ t НеСкОлЬкими Нтор<1Чнь(ми обмотками ...; ...
§ 9.4 Проверка и испытания трансформаторов тока 321 жению ТТ в киловольтах. Буквенные обозначения трансфор- маторов тока внутренней установки: Т — трансформатор тока; П — проходной; О — одновитковый стержневой; Ш — одновитковый шинный; В — с воздушной изоляцией, встро- енный или с водяным охлаждением магнитопровода; Г — для генераторных токопроводов; К — катушечный; Л — с литой изоляцией; М — модернизированный или малога- баритный; Ч — для повышенной частоты; С — специальный. Трансформаторы тока наружной установки выполняют- ся только опорного типа, преимущественно со следующими разновидностями бумажно-масляной изоляции: серия ТФН (ТФНД, ТФНУ, ТФНР, ТФЗМ) на номинальные напря- жения 35—500 кВ с чисто бумажно-масляной изоляцией, серия ТФКН на номинальное напряжение 330. кВ с бумаж- но-масляной изоляцией конденсаторного типа, серия ТРИ (ТФРМ) на номинальные напряжения 330—750 кВ с бу- мажно-масляной изоляцией конденсаторного типа рымовид- ной формы. Буквы в обозначении типа трансформаторов тока на- ружной установки обозначают: Т — трансформатор тока; Ф — с фарфоровой изоляцией (покрышкой); Н— наружной установки; К — с конденсаторной бумажно-масляной изо- ляцией или каскадный; Д — для дифференциальной защи- ты; Р — для релейной защиты или с изоляцией рымовид- ной формы; 3 — для защиты от замыканий на землю с звеньевой обмоткой; М — маслонаполненный или модерни- зированный. 9.4. ПРОВЕРКА И ИСПЫТАНИЯ ТРАНСФОРМАТОРОВ ТОКА Хранение, предмонтажная подготовка и монтаж транс- форматоров тока производятся в соответствии с требова- ниями «Технического описания и инструкции по эксплуата- ции», паспорта на данный трансформатор завода-изгото- вителя. Перечисленные в § 9.2 требования, предъявляемые при внешнем осмотре и ревизии к трансформатору напряжения (отсутствие видимых повреждений, герметичность, наличие масла, надежность соединений, чистота и т.д.), полностью относятся и к ТТ. Из-за сложности демонтажа встроенных, шинных, проходных и каскадных трансформаторов тока в 21—408
322 Проверка и испытания измерительных трансформаторов Гл. 9 случае обнаружения неисправности в них после установки на место на стадии предмонтажной подготовки производят проверку их в полном объеме (для каскадных ТТ — от- дельно проверку каждого каскада). Это требует согласо- ванности в действиях работников монтажных, наладочных и эксплуатационных организаций, которые совместно вы- полняют ряд мероприятий, необходимых для организации и проведения этой проверки. При проверке трансформаторов тока необходимо стро- го соблюдать правила техники безопасности. При работе трансформатора (при прохождении тока в первичной цепи) на разомкнутой вторичной обмотке напряжение может до- стигать десятков киловольт, поэтому не допускается рабо- та ТТ с разомкнутыми токовыми цепями. Если необходи- мо производить работу в токовых цепях под нагрузкой, вторичные обмотки ТТ должны быть надежно замкнуты. Для исключения случайного размыкания токовых цепей при производстве наладочных работ не допускается пере- ключение приборов на другие пределы без отключения то- ка в первичной- цепи или замыкания вторичных обмоток ТТ. На трансформаторе тока, находящемся под током, ка- тегорически запрещается проводить какие-либо работы в коробке выводов вторичных обмоток. Испытание изоляции. Проверка главной изоляции и изо- ляции вторичных обмоток ТТ производится в соответствии с требованиями Норм и заводской документации. Объем проверки главной изоляции зависит от типа ТТ. Для мас- лонаполненных трансформаторов помимо измерения сопро- тивления изоляции мегаомметром 2500 В необходимо из- мерять также tg6, а для некоторых типов ТТ, имеющих конденсаторную изоляцию (например: ТТ типа ТФРМ- 330), — емкость С. Методика проверок изложена в гл. 3 и 4. У трансформаторов тока, не имеющих первичной обмот- ки— встроенных, шинных и т.д., проверка сопротивления главной изоляции до их установки в аппараты и распреде- лительные устройства не производится, состояние этой изо- ляции оценивается косвенным путем при измерениях со- противления изоляции полностью смонтированных выклю- чателей, трансформаторов, шин и т.д. Испытание главной изоляции ТТ повышенным напряжением, частотой 50 Гц проводят совместно с испытаниями аппаратуры распреде- лительных устройств и аппаратов.
§ 9.4 Проверка и испытания трансформаторов тока 323 Для трансформаторов тока с бумажно-масляной изоля- цией конденсаторного типа, имеющих вывод 0 от наруж- ной обкладки главной изоляции, сопротивление изоляции вывода 0 регламентируется и указывается в паспорте; так, для трансформатооа ТФРМ сопротивление, измеренное ме- гаомметром 2500 В, при новом включении должно быть не менее 500 МОм, в процессе эксплуатации — не менее 10 МОм. У ТТ типа ТФКН-330 измеряется сопротивление изоля- ции— основной С1 (между первичной обмоткой и измери- тельной обкладкой), измерительного конденсатора С2 (между измерительной и заземляемой обкладками), по- следней обкладки СЗ (между заземляемой обкладкой и корпусом). Для ТТ этого типа установлены нормы отбра- ковки при вводе их в эксплуатацию по значению сопротив- ления изоляции: С1 — не менее 5000 МОм; С2 —3000 MQm; СЗ—1000 МОм. Схемы измерения сопротивления изоляции С1—СЗ приведены в табл. 9.2. Таблица 9.2. Схемы измерения сопротивления изоляции обмоток трансформаторов тока ТФКН-330___________________________ Зона проверки изоляции Зажимы мегаомметра 2500 В Присоединены к выводам ТТ Примечания JJ 3 3 Основная Cl Л1—Л2 первичной обмотки Заземлен — Корпус трансформа- тора тока, выводы вторичных обмоток, измерительной и по- следней обкладок за- землены Основная С! То же Вывод изме- рительной обкладки Заземлен Корпус трансформа- тора, выводы вторич- ных обмоток и по- следней обкладки за- землены Измерительный конденсатор С2 Вывод изме- рительной обкладки Вывод по- следней об- кладки Корпус трансформа- тора н выводы вто- ричных обмоток за- землены Последняя об- кладка СЗ То же Заземлен — То же Сопротивление изоляции сердечников (у ТТ, для кото- рых эта проверка указана в паспорте) и вторичных обмо- ток измеряется мегаомметром на 500 или 1000 В, сопротив- ление изоляции вторичных обмоток не нормируется, но вме- сте с собранными и присоединенными к обмоткам токовыми цепями должно быть не менее 1 МОм. Необходимо от- 21*
324 Проверка и испытания измерительных трансформаторов Гл. 9 метить, что у трансформаторов тока, встраиваемых в вы- воды масляных выключателей, сопротивление изоляции вто- ричных обмоток измеряют, как правило, после их установки на выключатель. До их установки проверку можно про- извести, разложив ТТ на металлическом листе, что зани- мает много времени и требует значительных физических усилий. В тех случаях, когда имеются подозрения на нали- чие виткового замыкания во вторичной обмотке у таких трансформаторов тока, следует измерить сопротивление изоляции ее относительно сердечника. Присоединить испы- тательный провод от мегаомметра к сердечнику для этого можно, только частично сняв оплетку с ТТ или очень осто- рожно, чтобы не повредить вторичную обмотку, сверху (обязательно около клина, так как провод обмотки не пе- реходит клин поверху) проколов оплетку шилом до кон- такта со сталью сердечника. Изоляция вторичных цепей и вторичных обмоток испы- тывается приложенным переменным напряжением 1 кВ в течение 1 мин относительно заземленного цоколя. Проверка сопротивления вторичных обмоток постоянно- му току. Измерение производится одним из приведенных в гл. 2 методов, обеспечивающих соответствующую точность. Для трансформаторов тока, в паспорте которых приведены результаты заводских измерений, необходимо использовать приборы класса 0,5, так как значения измеренных сопро- тивлений, приведенные к температуре 20 °C, при которой производятся измерения на заводе, не должны отличаться от значений, указанных в паспорте, более чем на 2 %. Для всех других ТТ при измерениях используют, как правило, малогабаритный мост постоянного тока типа ММВ или комбинированные приборы. Определение однополярных выводов ТТ. Данная про- верка проводится обязательно для трансформаторов тока с поврежденными заводскими обозначениями первичных или вторичных выводов, для трансформаторов, подвергав- шихся ремонту с отсоединением обмоток, и для встроенных ТТ, предназначенных для установки во вводы выключате- лей, так как они не имеют заводской маркировки и конст- руктивно выполнены так, что могут быть легко переверну- ты при монтаже. У трансформаторов тока, поступающих с завода в собранном виде с маркировкой первичной и вто- ричной обмоток, данная проверка не обязательна.
§ 9.4 Проверка и испытания трансформаторов -тока 325 Однополярными у трансформаторов тока являются вы- воды Л1 (Н) и И1 (1И1, 2И1 и т.д.): в этом случае при направлении тока в первичной обмотке от Л1 (//) к Л2 [К) вторичный ток проходит по внешней цепи от И1 к И2 ;(от 1И1 к 1И2, от 2И1 к 2И2 и т.д.). Принципиальная схема проверки полярности обмоток ТТ приведена на рис. 9.10 и 9.11; требования к элементам схемы и методика проверки аналогичны указанным в § 9.2 для проверки TH. В тех случаях, когда источником тока Рис. 9.10. Принципиаль- ная схема проверки по- лярности ТТ Рис. 9.11. Схема провер- ки полярности встроен- ного ТТ является аккумуляторная батарея напряжением 6—12 В, необходимо включать дополнительный балластный резис- тор /?„, ограничивающий ток в цепи. Если используется чувствительный прибор Р и при проверке отклонение стрелки очень велико, прибор можно загрузить, зашунтиро- вав его, для чего к зажимам прибора следует присоеди- нить кусок провода; в зависимости от длины и сечения про- вода можно в широких пределах регулировать чувствитель- ность прибора. При определении однополярных зажимов ТТ с больши- ми номинальными токами, особенно если вторичный ток 1 А, на выводах вторичных обмоток может кратковременно появляться высокое напряжение, поэтому при таких про- верках недопустимо проводить еще какие-либо работы в то- ковых цепях проверяемых трансформаторов тока; в момент 21а—408
326 Проверка и испытания измерительных трансформаторов Гл. 9 замыкания и размыкания рубильника S не следует касать- ся прибора Р и токоведущих цепей вторичных обмоток. Для определения выводов Л1 («верх») и Л2 («низ») встроенного ТТ перед установкой его на выключатель че- рез окно ТТ продевается провод, выполняющий роль пер- вичной обмотки (рис. 9.12). К проводу через рубильник S источник тока зажимом -|-GB Рис. 9.12. Схема проверки пра- вильности установки ТТ на вы- ключателе подключается со стороны, «вер- ха» ТТ, прибор Р зажимом плюс — к выводу И1, зажимом минус — к рабочему ответвле- нию; если «верх» и И1 однопо- лярны, при замыкании S стрел- ка прибора отклонится вправо. Когда имеются сомнения в пра- вильности определения поляр- ности встроенного ТТ, проверя- ют полярность вторичной об- мотки, поочередно подключая прибор ко всем ответвлениям И1 — Й2, И1—ИЗ и т. д. При правильно подобранной чувст- вительности прибора Р по отклонению стрелки четко про- слеживается последовательность ответвлений вторичной обмотки, при переходе на большее ответвление пропорцио- нально растет и отклонение стрелки. При монтаже, когда устанавливают ТТ на выключатель, ориентируются и определяют «верх» по положению табли- цы заводских параметров, закрепленной на трансформато- ре. После окончания монтажа, до заливки выключателей маслом, необходимо проконтролировать правильность ус- тановки ТТ и выполнение монтажа выводов вторичных обмоток от ТТ до сборки токовых цепей, установленной в шкафу данного выключателя. Для этого плюс батареи под- ключается поочередно к внешним зажимам вводов выклю- чателя, а минус — к неподвижному контакту соответствую- щего ввода внутри бака (рис. 9.12). Прибор подключается к выводам вторичных обмоток в шкафу рядов зажи- мов; этим контролируются не только правильность и мес- то установки ТТ, но и правильность обозначений выводов. Исходя из требований безопасности персонала, не допус- кается производить такую проверку при включенном вы-
§ 9.4 Проверка и испытания трансформаторов тока 327 ключателе из-за возможности его произвольного отключе- ния (если только выключатель не включен и не заклинен домкратом). Должны быть приняты меры, препятствую- щие его включению при проверках. Если выключатель залит маслом, то источник тока мо- жно подключить только к внешним выводам. Если допу- щена ошибка при монтаже выводов от вторичных обмоток до шкафа рядов зажимов, проверка не позволяет опреде- лить, с какой стороны на втулках выключателя (к линии или к шинам) расположен данный ТТ. Особенность проверки однополярных зажимов ТТ, уста- навливаемых во вводы силовых трансформаторов, опреде- ляется их конструкцией — они поставляются в стационар- ном корпусе, заполненном маслом, в котором и монтиру- ются. При проверке вскрывается, как правило, только верхняя крышка, поэтому роль первичной обмотки играет токоведущий стержень, который опускают в окно ТТ и ка- саются им- дна корпуса (в верхней части стержень от кор- пуса изолируют), при проверке плюс источника GB под- ключают к стержню, минус — к корпусу ТТ. У каскадных ТТ проверяют полярность каждого каска- да отдельно, в собранном виде; как правило, проверку не производят из-за необходимости использовать подъемные вышки. Окончательное заключение о правильности уста- новки ТТ и выполнения вторичных цепей делается после проверки под нагрузкой и анализа векторных диаграмм. Проверка коэффициента трансформации. Согласно Нор- мам данная проверка обязательна для встроенных ТТ и ТТ, имеющих встроенные внутренние переключающие уст- ройства для изменения коэффициента трансформации Ki. Учитывая большую ответственность и сложность демонта- жа ТТ, наладочные бригады Главэлектромонтажа, как пра- вило, эти требования относят и к проходным, и к шинным ТТ 6 кВ и выше. Проверка Ki встроенных, шинных, проходных, отдель- ных ступеней каскадных ТТ производится, как правило, от нагрузочного устройства на стадии предмонтажной под- готовки. Для экономии времени в отдельных случаях эту проверку целесообразно совмещать с прогрузкой защит од- нофазным током от постороннего источника. Схема проверки Ki первичным током от нагрузочного устройства приведена на рис. 9.13. Выбор нагрузочного 21а*
328 Проверка и испытания измерительных трансформаторов Гл. 8 устройства Т и регулировочного устройства TUV зависит от номинального первичного тока ТТ. Значение тока, при котором производится измерение, не регламентируется и устанавливается из условий удобств и точности измерений приборами РА] и РА2 (удобно использовать для измере- ния первичного тока электроизмерительные клещи Ц-91, для измерения во вторичных цепях — ВАФ-85М). Первич- ный ток устанавливается обыч- но в пределах (0,1—0,25) Дюм- Прй проверке ТТ, имеющих не- сколько вторичных обмоток, каждая из них должна быть замкнута на прибор или перемычкой, при измерениии тока во вторичной цепи ам- перметром нё допускается пе- реключать пределы измере- ния прибора без предварительного замыкания обмотки ТТ. Отношение измеренных значений первичного К и вто- ричного /2 токов дает приблизительное значение коэффи- циента трансформации Ki = 4//2. При проверке встроенных ТТ, поставляемых в корпусе, заполненном маслом, как и при проверке полярности, роль первичной обмотки играет стержень, опущенный через верх- нее окно и упирающийся в дно корпуса. У трансформаторов тока, поставляемых заводом в соб- ранном виде и имеющих первичную обмотку, можно про- верить Ki измерением напряжений по схеме, приведенной на рис. 9.14. На вторичную обмотку подается регулируемое автотрансформатором TUV переменное напряжение, изме- ряемое вольтметром PV1, напряжение на первичной обмот- ке измеряется вольтметром PV2. Коэффициент трансфор- мации в этом случае определяется как отношение напря- жений К, = Ut/U2. Напряжение U2 обычно мало (менее 1 В), поэтому прщ бор PV2 должен не только-обеспечивать точное измерение на малых пределах, но. и не вносить дополнительных по-
§ 9.4 Проверка и испытания трансформаторов тока 329 грешностей. Рекомендуется использовать приборы с сопро- тивлением 1 кОм/B . При отсутствии обозначений выводов или нарушении заводской маркировки определяют или проверяют обозна- чения ответвлений вторичных обмоток, как правило, встро- енных трансформаторов тока (рис. 9.15). Регулируемое ав- Рис. 9.15. Определение выво- дов встроенных ТТ Рис. 9.14. Схема проверки Ki методом измерения напряже- ния тотрансформатором напряжение 20—50 В подается на лю- бые два вывода; вольтметром PV2 измеряется напряжение между различными выводами при всех возможных сочета- ниях. Определяются два вывода, между которыми значе- ние напряжения максимальное, — это конечные выводы об- мотки. Напряжение подается на эти два вывода, вольтмет- ром еще раз контролируется, что между двумя любыми выводами большего напряжения нет. Если из паспорта из- вестно максимальное число витков вторичной обмотки, то для удобства последующих измерений на всю обмотку по- дается напряжение, пропорциональное числу витков, на- пример 1 В на 1 виток, но не более 250 В. Вольтметром измеряется напряжение между каждым конечным выводом и всеми другими ответвлениями, резуль- таты измерений заносятся в таблицу для сравнения. Необ- ходимо учитывать, что у встроенных ТТ для компенсации погрешностей по току реальное число витков вторичной обмотки всегда несколько меньше числа витков, определен- ных по теоретическому коэффициенту трансформации. Причем завод всегда отмотку витков производит от выво- да И1, на этом и основано отличие вывода И1 и И5 при проверках. Напряжение между выводами И1—И2 всегда несколько меньше, чем между И4—И5, что дает возмож- ность отличить вывод И1 от И5 по минимальному напряже-
330 Проверка и испытания измерительных трансформаторов Гл. 8 нию между первой и последней ступенями. При определе- • нии ответвлений этим методом первичная обмотка ТТ дол- ' жна быть разомкнута. Этот метод позволяет определить только порядок и обо- „ значения выводов И1—И5 (до 1980. г. они обозначались как А, Б, В, Г, Д). Но если известны номинальные первич- ный и вторичный токи и число витков вторичной обмотки, то данным методом можно определить и коэффициент трансформации на каждом ответвлении. При отсутствии данных о числе витков, если известен только наибольший номинальный коэффициент трансформации ТТ, полное чис- ло витков можно принять равным Kj. Проверка вольт-амперных характеристик (тока намаг- ничивания вторичных обмоток в контрольной точке). Вольт- амперная характеристика (ВАХ — зависимость напряже- ния вторичной обмотки U2 от тока намагничивания в ней ^2нам) используется при оценке исправности ТТ. По сни- жению ВАХ и изменению ее крутизны выявляется наибо- лее распространенная и опасная неисправность ТТ — вит- ковое замыкание во вторичной обмотке. В ряде случаев характеристика может использоваться для оценки погреш- ности трансформаторов. Рис. 9.16. Схема снятия ВАХ: а — с одним регулировочным устройством; б — с двумя регулировочными уст-» роЙствами При снятии ВАХ на испытуемую вторичную обмотку при разомкнутой первичной обмотке подается переменное регулируемое напряжение, измеряемое вольтметром PV, и измеряется проходящий по обмотке ток амперметром РА /рис. 9.16). При проверках должна применяться испыта- тельная схема с регулированием напряжения автотранс- форматором, обеспечивающая наименьшее искажение фор- мы кривой напряжения. Схема с использованием одного ЛАТР-2 обеспечивает пределы регулирования от 0 до 250 В;
§ 9.4 Проверка и испытания трансформаторов тока 331 схема с использованием двух ЛАТР-2, включаемых на две разные фазы трехфазной сети 0,5 кВ с подключением об- щей точки к заземленному нулю, позволяет получить регу- лируемое напряжение до 450 В. В соответствии с требованиями Норм при проверке ВАХ напряжение на вторичной обмотке не должно превы- шать 1800 В. При проверке встроенных или других ТТ, имеющих ответвления на вторичной обмотке, напряжение на всей обмотке не должно быть более 1800 В. Допусти- мое напряжение для рабочего ответвления определяется из выражения U _Aipa6 1CQQ 2 ДОП „ 1OUV, Ацпаэс где Aipac и К max — рабочий и максимальный для данно- го ТТ коэффициенты трансформации. Измерение напряжения t/2 может производиться вольт- метром, измеряющим среднее значение, как это рекоменду- ется Инструкцией при проверке измерительных трансфор- маторов тока, так как в этом случае исключается влияние на результаты измерения формы кривой напряжения. Для сравнения результатов измерения с заводскими данными полученное среднее значение следует умножить на коэф- фициент 1,11. Допускается использовать для измерений вольтметр, показания которого пропорциональны среднему значению напряжения, а шкала отградуирована в действу- ющих значениях синусоидальной кривой. Умножение пока- заний вольтметра на коэффициент 1,11 в этом случае не требуется. Рекомендуется применять для измерений ком- бинированный прибор Ц4312. Измерение тока намагничива- ния производится амперметром (миллиамперметром), из- меряющим действующее значение. Для трансформаторов тока, имеющих собственную пер- вичную обмотку, допускается измерение напряжения производить на выводах первичной обмотки и пересчиты- вать его на вторичной обмотки. При пересчете показа- ния вольтметра необходимо умножить на коэффициент 1,11 (если прибор градуирован в средних значениях), а также на отношение витков’ вторичной и первичной обмоток: Ц= 1,11*4-^ .
332 Проверка и испытания измерительных трансформаторов Гя. -.9 Для каскадных ТТ измерение тока намагничивания про- изводится раздельно для каждой ступени. Оценка исправности ТТ при новом включении произво- дится, как правило, сопоставлением ВАХ всех трансфор- маторов данного типа с одинаковыми коэффициентами трансформации. Если одна из характеристик располагает- ся значительно ниже остальных (йа 50 % и более), это виткового замыкания, если от- личие составляет 25—40 %, необходимо, прежде чем бра- ковать трансформатор, срав- нить ВАХ с типовой и провес- ти некоторые дополнительные проверки, позволяющие с боль- шей достоверностью выявить наличие короткозамкнутых витков (см. § 1.3). В соответствии с требова- ниями ГОСТ 7746-78*Е с 1.01.81 г. заводы-изготовите- указывает на наличие в ТТ Рис. 9.17. Схема проверки Ki при различных значениях Zhom ли в паспорте, на трансформаторы тока указывают значе- ния и /гнам для контрольных замеров при новом вклю- чении (табл. 9.3). Требования, предъявляемые к схемам регулирования, аппаратуре и измерительным приборам для проверки контрольной точки, полностью совпадают с пере- численными выше условиями снятия вольт-амперных харак- теристик ТТ. Дополнительные проверки для трансформаторов тока с самой низкой ВАХ, если есть подозрения о наличии витко- вого замыкания, проводят в сравнении с результатами та- ких же проверок на заведомо исправном аналогичном ТТ. Измерение Ki первичным током производят, включив во вторичную цепь ТТ резистор (рис. 9.17) сопротивлением (10—30) Zhom- У исправных ТТ значение Ki изменяется не- значительно, при наличии виткового замыкания значение вторичного тока уменьшается, Ki увеличивается. Так, при проверке встроенного ТТ с fa, равным 2000/5, 1500/5 и 750/5, на ответвлениях И1—И2 при 1,0; 10; 20; 30 Ом (ZHOM=1 Ом) при одном замкнутом витке получено соот- ветственно /(/=150;. 172; 220; 250, у исправного ТТ fa уве- личился незначительно. Прибором ВАФ-85М измеряется угол между t/2 и 4,ом;
Таблица 9.3. Данные для проверки ТТ по заводским контрольным точкам Тип трансформатора тока Проверяемая вторичная обмоткз Номинальный первичный ток, А Контрольное напря- жение. В. /2НОМ, А Ток намагничивания, мА. при /2Н0М, А 6 1 5 ТФЗМ35Б-ПУ1 Все 500 — 195 — 524 1000 — 195 — 524 2000 961 225 по 136 3000 1100 245 44 134 ТФЗМ110Б-ПУ1 Все 1500 838 180 84 464 2000 879 218 54 324 ТФЗМ150Б-ПУ1 2И1—2И2 1000, 2000 1635 378 86 980 ЗИ1—ЗИ2 4И1—4И2 — 1362 315 52 360 ТФЗМ220Б-1ПУ1 2И1—2И2, 300—1200 900 173 112 548 ЗИ1—ЗИ2 4И1—4И2 — 319 76 44 266 ТФЗМ500Б-ПУ1 . Все 5 1347 — 132 — (ннжняя ступень) ТФЗМ500Б-1ПУ1 (верхняя ступень) 1000, 2000 мм» 2303 — 368 ТФРМ330Б-У1 2И1—2И2 1000—2000/1 912 45 — ЗИ1—ЗИ2 916 — 37 — 4И1—4И2 916 — 37 — 5И1—5И2 912 — 45 — 2И1—2И2 1500—3000/1 972 29 — ЗИ1—ЗИ2 975 — 24 — 4И1—4И2 975 — 24 5И1—5И2 972 — 29 § 9.4 Проверка и испытания трансформаторов тока 333
334 Проверка и испытания измерительных трансформаторов Гл. 9 у исправных ТТ в линейной части ВАХ С/2 опережает ^2ном на угол 30—50°, по мере насыщения угол достигает 90°, при наличии виткового замыкания угол опережения при тех же значениях тока значительно меньше, увеличе- ние угла наблюдается при больших значениях /2HOMt. Особенности проверки шинных трансформаторов тока нулевой последовательности серии ТНПШ. Трансформато- ры тока такого типа используются для выполнения токо- вой защиты от замыканий на землю в обмотках статоров синхронных генераторов и компенсаторов, работающих на сборные шины. Трансформатор состоит из двух магнито- проводов, собранных из пластин трансформаторной стали и разделенных между собой немагнитными прокладками. Рис. 9.18. Схема вторичных обмоток ТНПШ: »д2)—секции вторичной обмотки; секции блокировочной обмотки; —секции об- мотки подмагничивания
§ 9.4 Проверка и испытания трансформаторов тока 335 Шины первичной цепи с изолированными прокладками располагаются симметрично в окне магнитопровода. В за- висимости от исполнений ТНПШ1, ТНПШ2, ТНПШЗ пре- дусматривается возможность заводской установки одной, двух и трех параллельных проходных шин на каждую фа- зу, число шин соответствует цифре в обозначениях типаТТ. Вторичная обмотка ТНПШ разделена на две одинако- вые секции, расположенные на коротких сторонах магнито- провода, и охватывает оба сердечника (рис. 9.18). Схема соединений вторичной обмотки выбирается при наладке из условия обеспечения минимальной ЭДС небаланса, вы- званной несимметрией токов нагрузки. Секции соединяют- ся параллельно или одна используется, а вторая ос- тается разомкнутой. Обмот- ка намагничивания разделе- на на две одинаковые сек- ции, соединенные встречно- последовательно. Секции располагаются на длинных сторонах магнитопровода и охватывают по одному сер- дечнику. Блокировочная обмотка разделена на две секции, охватывающие оба сердеч- ника посередине длинных сторон магнитопровода и соединенные между собой встречно - последовательно. Необходимо строго соблю- дать рекомендации завода Рис. 9.19. Схема проверки неба- ланса от тока подмагничивания по установке и монтажу ТНПШ, несоблюдение заводских требований может при- водить к недопустимым токам небаланса и нагреву шин. Проверка изоляции первичных и вторичных обмоток и испытание ее повышенным .напряжением проводятся в со- ответствии с требованиями' заводского паспорта и Норм. Проверка ЭДС небаланса от тока подмагничивания при подаче на обмотку подмагничивания напряжения ПО В производится по схеме, приведенной на рис. 9.19; ЭДС не- баланса измеряется поочередно на обеих секциях (шв0, бУв*
336 Принципы наладки вторичных устройств Гл. 10 разомкнутой вторичной обмотки и при параллельном сое- динении секций; допустимое значение небаланса не более 100 мВ. Значения ЭДС небаланса от подмагничивания, в несколько раз превосходящие указанные значения, могут быть обусловлены повреждением или неправильным сое- динением секций подмагничивания. С помощью специально предусмотренного незакреплен- ного длинного вывода одной из секций обмотки подмагни- чивания уменьшением или увеличением числа витков в об- мотке добиваются минимального значения ЭДС небаланса. Если указанным методом не удается добиться положитель- ных результатов, рекомендуется зашунтировать - одну из обмоток подмагничивания резистором типа МЛТ-2 сопро- тивлением 1—30 кОм (сопротивление и обмотка, подлежа- щая шунтировке, определяются опытным путем). Данный метод предложен специалистами монтажно-наладочного управления треста «Электроцентромонтаж» и по согласова- нию с Институтом электродинамики АН УССР успешно применяется. К подобранному резистору припаиваются оконцеватели, и он, устанавливается на зажимах выводов ТНПШ. Хорошие результаты дает совместное использова- ние обоих методов. После окончания регулирования допол- нительные витки необходимо тщательно укрепить и пропи- тать оплетку изоляционным лаком. Для каждой обмотки отдельно и при их встречно-по- следовательном соединении снимаются характеристики на- магничивания для последующего контроля при эксплуата- ционных проверках. Глава десятая ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ И МЕТОДЫ НАЛАДКИ ВТОРИЧНЫХ УСТРОЙСТВ электрооборудования 10.1. АНАЛИЗ ВТОРИЧНЫХ СХЕМ Целью наладки вторичных устройств является провер- ка и настройка аппаратуры управления, сигнализации, из- мерения, защит и автоматики, проверка правильности ло- гического построения связей между всеми элементами устройства, правильного осуществления этих связей и обес-
§ 10.1 Анализ вторичных схем 337 печения работоспособности и взаимодействия между раз- личными элементами вторичных и первичных устройств. Размещение аппаратуры и устройств, а также выбор аппаратуры, необходимой для данного объекта, производятся проектной организаци- ей, которая определяет логику взаимодействия всех узлов и элемен- тов, защиту их от повреждений, от неправильных действий обслужи- вающего персонала, возможных перегрузок, неисправностей, атмосфер- ных или других вредных для оборудования явлений. Вся логика устройств защит, автоматики отражается в схемах электрических соединений первичных и вторичных цепей. Электрические схемы выполняются графически условными обозначе- ниями. Графические изображения дополняются буквенно-цифровыми обозначениями, которые предназначены для однозначной записи в сокращенной форме сведений об элементах, об устройствах и о функ- циональных группах. Эти же обозначения не только наносятся иа электрических схемах, но и повторяются в текстовых документах: спецификациях, пояснительных записках, могут наноситься непосредст- венно на изделиях, иа элементах оборудования. Буквенно-цифровые обозначения (код) выполняются в соответст- вии с ГОСТ 2.710-81 (СТ СЭВ 2182-80). На основании указанных стан- дартов проектными институтами Министерства энергетики и электри- фикации СССР разработаны методические указания и рекомендации по выполнению обозначений функциональных групп и элементов в схемах электроэнергетических установок. Для обозначения применяются прописные буквы латинского алфа- вита и арабские цифры. Позиционное обозначение может состоять из трех частей, которые записываются по схеме рис. 10.1 без разделитель- ных знаков. Первый знак буквенного кода устанавливается в полном соответствии с ГОСТ 2.710-81, второй и третий знаки—в соответствии с методическими рекомендациями проектных институтов. Наиболее употребительные обозначения, применяемые в электрических схемах, приведены в приложении 1. Второй и третий буквенные знаки, так же как и цифровая часть, могут не применяться, если можно Обойтись без них, то же относится и к третьей части позиционного обозначения. Позиционное обозначение иа схеме проставляется справа над эле- ментом графического изображения прибора, аппарата или устройства. Все элементы устройства должны быть обозначены одинаково на всех электрических схемах: монтажных, принципиальных, первичных и вто- ричных цепей, на спецификациях и т. д. В перечне элементов и в специ- фикациях проектов все обозначения записываются в алфавитном по- рядке.
В38 Принципы наладки вторичных устройств Гл. 10 Если есть необходимость обозначать номера выводов, контактов элементов, которые нанесены на изделиях, то эти обозначения наносят--, ся под линией электрической связи. 1 X — Буквенный код элемента 2 - Порядковый номер дан- ного вида элемента S — Дополнительный буквен- ный код функционального назначения Код вида элемента по ГОСТ 2.710-81 КоД функции элемента Код смысловой функции элемента Порядковый номер данного вида в изделии, в данной схеме Код дополнительной функции Рис. 10.1. Схема кодирования обозначения элементов на электрических схемах Наладка начинается ознакомлением с однолинейными схемами первичных цепей. При этом обращается внимание на размещение трансформаторов тока, трансформаторов напряжения, высокочастотных заградителей, выключателей, разъединителей и другого основного оборудования, куда подключаются элементы вторичных цепей. Обращается внимание на количество выключателей в каждой силовой цепи, наличие секционирования, обходной системы шин и расположение I и II систем шин, наличие фиксированного (основное эксплуатационное) подключения присоединений к той или иной системе шин. Ознакомившись с первичными схемами, приступают к проверке и анализу принципиальных схем проекта, в кото- рых заложена вся логика работы вторичных устройств. Анализу предшествует подборка (комплектация) про- ектных и заводских схем. Проектные схемы состоят из принципиальных схем, схем заполнения, кабельных связей и кабельных журналов, монтажных схем, схем вспомога- тельных шинок и их связей. Проектные схемы комплекту- ются по перечню (описи) действующих чертежей. Завод-
§ 10.1 Анализ вторичных схем 339 ские схемы — это монтажные схемы заводских устройств: панелей, пультов, шкафов, сборок, ячеек (КРУ и СБРУ) и других комплектных и сборных распределительных уст- ройств, устройств заводского изготовления, которые име- ют свой внутренний монтаж элементов электрооборудова- ния. Принципиальные схемы бывают свернутые (структур- ные) и развернутые. В сложных устройствах часто выпол- няются отдельно развернутые схемы Цепей переменного то- ка, цепей переменного напряжения, цепей постоянного то- ка управления, защит и сигнализации. Такие схемы назы- ваются соответственно полными схемами переменного тока (напряжения) и полными схемами постоянного тока (уп- равления, сигнализации, защит). В связи с тем, что на современных энергетических объ- ектах почти все электрооборудование поставляется заво- дами с готовым внутренним монтажом вторичных цепей, в проектных монтажных чертежах приводятся лишь схемы кабельных привязок, на которых дублируются ряды зажи- мов из заводских чертежей. Лишь для нетиповых устройств или устройств, где требуется произвести изменения, при- водятся соответствующие заводские монтажные чертежи в составе проектной документации. Анализ начинают с проверки принципиальных схем об- щих устройств, схем постоянного тока, центральной сигна- лизации, синхронизации, блокировки разъединителей и др., а затем приступают к анализу схем отдельных присоеди- нений. При этом убеждаются в том, что обозначения эле- ментов вторичных цепей выполнены в соответствии с обо- значениями первичных цепей, что выбранная проектом ап- паратура соответствует силовому оборудованию (выходное реле обеспечивает надежную работу исполнительных уст- ройств приводов выключателей, электромагнитов и элек- тродвигателей, измерительные приборы и реле соответству- ют коэффициентам трансформации тока и напряжения и т.д.), что предохранители и автоматические выключате- ли во вторичных цепях обеспечивают надежную защиту цепей при их повреждениях и селективное отключение по- врежденных участков, что выбранные реле, сигнальные лампы и другая аппаратура соответствуют номинальному напряжению оперативных цепей, а реле защиты — требуе- мым уставкам.
340 Принципы наладки вторичных устройств Гл. 10 SA—ключ управления; YAC, YAT— электромагниты включения и от- ключения Анализ принципиальных схем производится в следую- щем порядке: 1. Выявляется, как работает схема по цепям перемен- ного тока в нормальном (рабочем) режиме, при перегруз- ках и в аварийном режиме, что произойдет при перегора- нии предохранителей (в различных сочетаниях) или сра- батывании автоматических вы- ключателей во вторичных це- пях трансформаторов напря- жения. 2. Обращается внимание, в каком положении находят- ся элементы оперативных- це- пей защит и управления при отключенных и включенных коммутационных аппаратах и какие изменения произойдут после срабатывания того или иного элемента (реле), уста- новленного в цепях перемен- ного тока. 3. Выявляется, какие име- ются устройства сигнализации и блокирования и как они бу- дут работать при срабатывании тех или иных элементов оперативных цепей и переключениях коммутационных ап- паратов. При анализе выявляется назначение каждого контакта, резистора и других элементов схемы и правильность вы- бора их номинальных величин и мощности элементов. Про- веряется отсутствие ложных цепей, которые могут возник- нуть при срабатывании отдельных устройств. На рис. 10.2 показан пример образования ложной цепи: после команды «отключить» срабатывает реле KBS от тока в рабочей об- мотке реле и через замыкающие контакты KBS по цепи 7?—HLG—5 в удерживающую обмотку KBS поступает ток удерживания. Реле может не вернуться, пока не будет снят оперативный ток. Ложную цепь можно ликвидировать, ес- ли HLG подключить не к точке 5, а к точке 3. Но ложная цепь не сработает, если сопротивления лампы HLG и ре- зистора R будут значительно больше, чем сопротивление удерживающей обмотки KBS,
§ 10.1 Анализ вторичных схем 341 По проверенным развернутым принципиальным схемам и по поясняющим схемам кабельных связей проверяются кабельные журналы, комплектность кабелей и монтажные схемы. Проверку монтажных схем данного присоединения начинают с проверки цепей тока и цепей напряжения изме- рений и защит (отдельно по цепям тока каждой группы трансформаторов тока и каждого комплекта трансформато- ра напряжения). Проверяется правильность суммирования токов по фа- зам для направленных и дифференциальных защит: при повреждениях в зоне действия защит вектор вторичного то- ка должен быть направлен от трансформатора тока к реле защит. Для этого объединяются выводы трансформаторов тока трех фаз, обозначенные И2, а выводы И1 направляются на вход реле и к измерительным приборам (если выводы первичных обмоток, обозначенные Л1, направлены в сто- рону шин). Для дифференциальных защит генератора, шин, транс- форматора и линии важно не само по себе направление вторичного тока в отдельном плече защиты, а правильное суммирование токов всех плеч: в режиме сквозного КЗ или нормальной нагрузки геометрическая (векторная) сум- ма всех токов, приходящих к реле, должна быть равна ну- лю (при одинаковых коэффициентах трансформации всех ТТ). Если во всех плечах выводы первичных обмоток ориен- тированы одинаково, например Л1 направлен к шинам (для защиты шин, линии или трансформатора, например см. рис. 12.8, 12.15) или к генератору (для защиты генера- тора), то во всех плечах объединяются однозначные выво- ды вторичных обмоток ТТ (И2 или И1), а к реле также подключаются однозначные выводы (И1 или И 2 соответ- ственно). Если же в одних плечах в сторону шин направ- лены выводы Л1, а в других — Л2, то соответственно по- разному собираются и выводы вторичных обмоток. Для дифференциальной защиты силовых трансформа- торов, кроме того, схема соединений трансформаторов то- ка должна соответствовать группе соединений защищаемо- го трансформатора (см. § 12.8, рис. 12.28), при этом сле- дует вторичные обмотки трансформаторов тока, установ- ленных со стороны треугольника защищаемого силового
342 Принципы наладки вторичных устройств Гл. 10 трансформатора, собрать в звезду, а со стороны звезды — в треугольник. Если собрать звезду на выводах И1, схема треугольника должна в точности повторять схему тре- угольника силового трансформатора. Реле в этом случае надо подключать к выводам И2 соответствующих фаз. Здесь также предполагается, что выводы Л1 всех транс- форматоров тока обращены в сторону сборных шин или, что аналогично, Л2— в сторону трансформатора. На рис. 12.28 показана схема защиты трансформатора с группой У/Д-П. После проверки цепей тока и напряжения приступают к проверке цепей управления, сигнализации и цепей защит и автоматики по оперативным цепям каждой пары предо- . хранителей или автоматических выключателей. Проверку производят по последовательной цепочке, от полюса к по- люсу, от фазы к фазе по развернутой принципиальной схе- ме, делая на ней отметки карандашом на всех элементах, сверенных с монтажной схемой. Все элементы, все отходя- щие проводники, все катушки, все контакты на принципи- альной схеме к концу проверки должны иметь соответству- ющую отметку. Одновременно проверяется и соответствие маркировок всех элементов на монтажных схемах маркировкам прин- ципиальных схем. Иногда из-за несоответствия оборудования проекту при монтаже этих устройств необходимо произвести изменения. Монтаж рекомендуется производить по предварительно проверенным наладчиками чертежам. 10.2. РЕВИЗИЯ ЭЛЕМЕНТОВ К общим элементам вторичных устройств относятся ря- ды зажимов, ключи, кнопки, рубильники, предохранители, автоматические выключатели, переключатели, световые . табло, сигнальные лампы, вспомогательные шинки, доба- вочные резисторы и т. п. При ревизии зажимов обращают внимание на то, что- бы зажимы были хорошо закреплены фиксирующей пру- жиной и концевыми упорами. В качестве концевых упоров часто используются маркировочные колодки, имеющие сто- порные винты. Ламели и винты должны быть чистыми, .винты должйы завинчиваться до конца легко. В испыта-
§ 10.2 Ревизия элементов 343 тельных зажимах с «мостиковым» разъемом (рис. 10.3, а) убеждаются, что каждый из винтов металлического мости- ка обеспечивает надежный контакт. При «втулочном разъ- еме типа КИ-4 (рис. 10.2, б) втулка должна при завинчива- Рис. 10.3. Наборные важимы нии до упора надежно замыкать обе токопроводящие час- ти (ламели) разъемного зажима. При ревизии ключей и кнопок проверяют соответствие проекту их диаграммы и коммутирующую способность. Проверяется также целостность деталей и надежность их крепления. Рубильники и переключатели должны иметь целые изо- лирующие колодки и рукоятки. Подвижные ножи и пласти- ны обеспечивают надежный контакт при включенном поло- жении, а при отключенном положении должна обеспечи- ваться фиксация, предохраняющая от самовключенпя. У автоматических выключателей в оперативных цепях отдельных присоединений снимают тепловые расцепители (см. § 10.4). Проверяют, что предохранительные колодки надежно зажимают трубчатые вставки с плавким элемен- том, а сами трубчатые вставки целы. Резисторы должны хорошо закрепляться на изолирующих подставках, не иметь обрывов и соответствовать проекту по мощности и по сопротивлению. Номинальную мощность резисторов Р, Вт, можно выбирать по формуле Р>1,21/а/Я,
344 Принципы наладки вторичных устройств Гл. 10 ИЛИ P^1,2I2R, где R, U, I — сопротивление, Ом, напряжение, В, и ток, А; 1,2— коэффициент запаса. У световых табло и сигнальной ламповой арматуры про- веряются исправность патронов для ламп, целостность светофильтров и правильность подписей в табло. Для уве- личения долговечности и надежности ламп, которые долж- ны длительно гореть в нормальном режиме, их подключа- ют последовательно с резисторами (см. рис. 10.2). Доба- вочное сопротивление, Ом, выбирается по формуле где Uс — номинальное напряжение сети оперативного тока, В; Uhlg, Ihlg — номинальные напряжение, В, и ток лам- пы, A, HLG. Проверяют, что вспомогательные шинки имеют раскрас- ку и маркировку в соответствии с проектом, а поддержива- ющие колодки обеспечивают надежную изоляцию шинок от панелей и между разноименными шинками и хороший кон- такт между участками шин в местах их стыков. Вся аппаратура вторичных устройств очищается от грязи, строительной краски и влаги, а контактные соедине- ния — и от окислов. Устройства вторичных цепей и вся аппаратура должны иметь свободный доступ для контроля за состоянием кон- тактных соединений, для подключения контрольных кабе- лей и регулировки приборов, для наблюдения за сигналь- ными устройствами и оперирования переключателями и ключами. 10.3. ПРОВЕРКА И НАСТРОЙКА АППАРАТУРЫ Если аппаратура по паспортным данным соответствует предъявленным ей требованиям, то приступают к первому этапу проверки ее — ревизии. Ревизия реле начинается с внешнего осмотра корпуса, стекол, целостности пломб. Наличие заводской пломбы го- ворит о том, что не нарушена заводская регулировка. При
§ 10.3 Проверка и настройка ' аппаратуры 345 вскрытии крышки обращается внимание на качество уп- лотнений, защищающих от проникновения в реле пыли. Производится внутренний осмотр, удаляются пыль, метал- лические стружки и опилки при помощи кисточки или чи- стой салфетки; проверяется чистота контактов (контакты зачищают надфилем с мелкой насечкой или воронилом), исправность изоляционных и антикоррозийных покрытий; пинцетом проверяется качество доступных осмотру паек; отверткой и ключом контролируется затяжка винтов и га- ек. Внимательно осматриваются моментные пружины: уст- раняются перекосы пружин и сцепления отдельных витков. Подвижная система реле должна перемещаться свободно, без заеданий и перекосов. При повороте или перемещении подвижной системы должно ощущаться лишь противодей- ствие пружины. Пружина должна возвращать подвижную систему в исходное положение даже после незначительно- го смещения ее рукой. Проверяется работа корректоров измерительных приборов. Корпуса измерительных прибо- ров не вскрываются. Часовой механизм реле времени должен доводить реле до срабатывания (замыкания или размыкания контактов) на всех уставках. Выходными элементами у всех реле являются контак- ты. Во время ревизии контакты реле регулируются в соот- ветствии со специальными инструкциями. Вторым этапом наладки является проверка отдельных' элементов аппаратуры и реле. Проверяются целостность (пробником) и сопротивление обмоток постоянному току /омметром или мостом), у многообмоточных реле опреде- ляются однополярные выводы обмоток, коэффициента трансформации вспомогательных трансформаторов и др. Мегаомметром измеряется сопротивление изоляции токбве- дущих частей относительно корпуса и между отдельными цепями. Третьим этапом наладки реле является настройка, кото- рая сводится к обеспечению условий надежного переклю- чения контактов. Условиями правильной работы являются срабатывание реле при подведении к обмоткам его напря- жения или тока определенного значения [реле тока или на- пряжения, промежуточные и сигнальные реле, реле време- ни (рис. 10.4)], либо при определенных фазовых и количе- ственных соотношениях между напряжением и током /ре- 22— 408
346 Принципы наладки вторичных устройств Гл. 10 ле обратного тока, реле сопротивления), либо при опреде- ленных фазовых и количественных соотношениях между токами или между напряжениями (фильтр-реле, дифферен- циальные реле) и т. п. Для некоторых реле определяются или регулируются токи или напряжения возврата реле или токи и напряжения срабатывания для одних обмоток и Рис. 10.4. Проверка параметров сра- батывания и возврата реле постоян- ного и переменного токов: а — проверка напряжения и малых токов; б — проверка токов; в — получение боль- ших переменных токов для настройки ре- ле; /?/? — реостат; RP — потенциометр; TVV, TL — регулировочный и нагрузочный трансформ аторы удерживания для других (например, реле KBS типа РП-232 на рис. 10.2 или типов РП-253, РП-255). Для некоторых реле регулируется также и время срабатывания и возврата реле (рис. 10.5). Ниже рассматриваются общие принципы регулировки и настройки некоторых групп реле — промежуточных, указа- тельных, времени, тока и напряжения, направления мощ- ности. Более подробные сведения по настройке даны в гл. 12. Промежуточные указательные реле и реле времени. На рис. 10.6 показано электромагнитное реле постоянного то- ка. У реле регулируется напряжение и время срабатывания и возврата. Для уменьшения напряжения срабатывания нужно уменьшить начальный воздушный зазор при помощи упор- ного винта 5 или начальное сжатие пружины 3 при помо- щи гайки 4. Напряжение возврата реле регулируется толщиной не- магнитной прокладки 7 и сжатием противодействующей пружины 3 и пружины контактов 9. Время срабатывания и возврата реле эффективно регу- лируется при помощи специальной демпферной обмотки 2,
§ 10.3 Проверка и настройка аппаратуры 347 представляющей собой один или несколько короткозамк- нутых витков из меди или алюминия. Чем меньше сопро- тивление витков или чем больше короткозамкнутых витков при том же сопротивлении, тем значительнее замедление переключения реле. Рис. 10.5. Схемы для измерения времени срабатывания контактов реле: а — время замыкания при срабатывании реле; б — время размыкания при сраба- тывании реле; в. г — время размыкания и замыкания при возврате реле; РТУ — электрический секундомер ПВ-53 Некоторые промежуточные реле постоянного тока име- ют демпферные обмотки, выполненные из неизолированно- го медного или алюминиевого цилиндра или набора шайб. У других демпферные обмотки выполнены из изолирован- ного медного провода, а концы и начала обмоток закоро- чены. У третьих концы демпферных обмоток выведены на зажимы реле и могут подключаться к замыкающим или размыкающим контактам реле: в первом случае демпфер- ная обмотка будет замедлять возврат реле, а во втором — время срабатывания. При помощи демпферных обмоток можно получить замедление при срабатывании до десятых долей секунд, а возврат до 4—5 с. Время возврата можно регулировать также натяжением пружины 3 при помощи 22*
;346 Принципы наладки вторичных устройств -Гл. ДО гайки 4 и особенно эффективно толщиной прокладки 7. У реле РП-250 вместо прокладки имеется диамагнитный винт 3 (рис. 10.7). Винт ввинчивается в якорь, и тем самым Рис. 10.6. Электромагнитное реле ти- ч па РЭ-500: 1 — сердечник; 2 — демпферная обмотка; ( 3 — пружина оттяжная; 4 — гайка регули- i ровочная; 5 — винт упорный; 6 — якорь; * 7— диамагнитная прокладка; 5 — катуиь ка втягивания; 9 — контакты Рис. 10.7. Регулировка параметров срабатывания якоря реле 1 упором 2 и параметров возврата диамагнитным винтом 3 Рис. 10.8. Регулировка напряжения (тока) срабатывания реле в схеме: 3 — рубильник; RP — потенциометр; PV — вольтметр постоянно- го тока регулируется конечный зазор между якорем и сердечником реле. Аналогичную роль выполняют упоры в реле РН-50 и РТ-40. Большинство промежуточных и сигнальных реле не име- ет специальных устройств для регулирования напряжения или тока срабатывания. При помощи добавочных сопротивлений можно изме- нить ток в реле и тем самым регулировать его срабатыва-
§ 10.3 Проверка и настройка аппаратуры 349 ние (рис. 10.8). Резистором R1 можно регулировать напря- жение при срабатывании промежуточного реле KL, а рези- стором R2— указательных реле КН1 и КН2. В приведен- ном примере сопротивление обмотки реле KL в несколько десятков или сотен раз больше, чем у реле КН1 и КН2. Напряжение срабатывания и возврата указательных и промежуточных реле и реле времени лучше проверять в схеме, в которой они работают с участием всех ее элемен- тов. В этом случае удобно токовые указательные реле (ре- ле последовательного включения) также проверять по на- пряжению срабатывания. После проверки отдельных реле в такой схеме производится опробование при Пониженном оперативном напряжении (0,8 ^ном), при этом реле KR дол- жно срабатывать при замыкании контактов защиты F1 (например, максимальной токовой КА) или защиты F2 (например, газовой KSG). Если возможно одновременное срабатывание различных защит, то для надежной работы указательных реле приходится устанавливать резистор R2, который, увеличивая ток в реле КН1 и КН2, одновременно увеличивает нагрузку на контакты реле КА и др. В таких случаях следует проверять, не будет ли нагрузка слишком большой, что особенно опасно, если после отключения тока короткого замыкания маломощные контакты реле будут размыкать цепь. Допустимые токи нагрузки и отключаю- щая способность контактов реле приводятся в каталогах и справочниках для каждого типа реле. Нагрузка, Вт, может быть подсчитана по формуле где Vс — напряжение сети, В; — суммарное сопротивле- ние всех элементов, Ом, которые подключаются или отклю- чаются контактами данного реле; 1,3 — коэффициент за- паса. При проверке срабатывания промежуточных и указа- тельных реле проверяется наряду с четкостью работы кон- тактов и выпадение указательных флажков. Некоторые типы реле имеют несколько обмоток. Реле РП-213, РП-253 имеют обмотки напряжения (параллель- ные) для срабатывания реле и обмотки токовые (последо- вательные) — удерживающие. У эГих реле проверяется на- пряжение срабатывания t7cp и минимальный ток удержива-
350 Принципы наладки вторичных устройств Гл. 10 ния (ток возврата) /в для каждой токовой обмотки в отдельности. В схемах управления воздушными выключате- лями в качестве реле KJBS (см. рис. 10.2) применяется реле РП-232, имеющее последовательную (токовую) обмотку срабатывания (рабочую) и параллельную — удерживаю- щую. Здесь надо проверять ток срабатывания /ср для то- ковой обмотки и напряжение возврата UB для удерживаю- щей; кроме того, для указанных реле следует убедиться, что при приложении напряжения 1,15 17ноы к параллельной обмотке реле не будет срабатывать. Время срабатывания промежуточных реле проверяется при помощи миллисекундомера при работе реле в общей схеме, если не задано время специально для этого реле. Реле времени, а также и те промежуточны^ реле, которые имеют время срабатывания или возврата более 0,2—0,5 с, могут проверяться и регулироваться с помощью электриче- ских секундомеров типа ПВ-53 или подобных им (см. рис. 10.5). Реле времени с электродвигателем работают обычно в схемах автоматики или сигнализации, где не требуется большая точность, поэтому их можно настраивать при по- мощи обычных часов — секундомеров или даже просто по шкале реле. Реле тока и напряжения. Реле тока серии РТ отличает- ся от реле напряжения серии PH лишь обмоточными дан- ными— реле тока включаются обычно в цепь тока через измерительные трансформаторы тока ТТ и имеют малое сопротивление zp, а реле напряжения включаются в сеть через трансформаторы напряжения TH (в сетях до 380 В реле напряжения могут включаться непосредственно) и должны иметь большое zp. Ток в реле тока определяется значением первичного то- ка и коэффициентом трансформации ТТ (пренебрегаем по- грешностями последнего), а ток в реле напряжения — не только напряжением, подведенным к реле, но и zp. Ток или напряжение срабатывания реле РТ и PH мо- жет регулироваться как затяжкой специальной регулиро- вочной пружины, так и изменением начального зазора по- движного якоря относительно полюсов и изменением схе- мы соединения обмоток реле: обмотки реле тока можно включать последовательно или параллельно, в реле напря- жения можно подключить резистор R2, что дает изменение шкалы реле в 2 раза (рис. 10.9).
§ 10.3 Проверка и настройка аппаратуры 351 В реле тока значение тока /р не зависит от схемы соеди- нения обмоток. При параллельном соединении обмоток по каждой из обмоток w будет проходит ток /Р/2, а при после- довательном соединении — весь ток. Следовательно, при том же натяжении регулировочной пружины для срабатывания Рис. 10.9. Схемы соединений электромагнитных реле тока и напряжения: с — реле типа РТ-40; б — реле типов РН-53 и РН-54 и РН-53/60Д; в, г — карал-* дельное и последовательное соединения обмоток реле тока; дл е — изменение пределов срабатывания подключением резисторов; / р, V р—ток и напряжение реле; ш —число витков обмотки одной катушки; /?/, R2— резисторы; го — сопро- тивление одной обмотки реле ток должен быть в 2 раза большим, чем при последо- вательном соединении. У реле напряжения при подключе- нии резистора по обмотке будет проходить ток, в 2 раза меньший (рис. 10.9, д, е). Следует иметь в виду, что четкость работы реле в левой части шкалы хуже, чем в правой. Особенно это относится к реле, которые работают как минимальные (в нормальном режиме их якоря подтянуты). Поэтому рекомендуется вы- бирать реле с таким расчетом, чтобы уставка была не ме- нее 1/3 части шкалы. Важными показателями качества регулирования реле являются коэффициенты возврата /?в и вибрация контактов. Коэффициент возврата для каждого типа реле нормируется.
352 Принципы наладки вторичных устройств Гл. 10 Для уменьшения вибрации якоря с контактным мости- ком упоры, ограничивающие поворот якоря при срабаты- вании, отодвигаются так, чтобы якорь стал своими конца- ми возможно ближе к полюсам. Однако такое регулирова- ние может привести к снижению коэффициента возврата. Коэффициент возврата можно повысить регулированием контактов: уменьшением угла встречи р (рис. 10.10) умень- Рис. 10.10. Регулировка контактов электромагнит- ных реле тока и напряжения тают отдачу контактов при срабатывании реле. Однако при этом может увеличиться искрение контактов при воз- врате реле, так как возврат будет более вялым. Если контакты реле вибрируют, то при работе этих кон- тактов на нагрузку они подгорают и разрушаются, а иногда и привариваются. Схема проверки реле приведена на рис. 10.4. По схеме на рис. 10.4, а проверяются реле напряжения, по схеме на рис. 10.4, бив — реле тока, по схеме на рис. 10.4, в — пре- имущественно реле на большие токи. По схеме на рис. 10.4, в можно проверять и реле на малые токи, но тогда следует последовательно с обмоткой реле включить рези- стор сопротивлением, в 7—10 раз большим, чем сопротив- ление реле zp, что облегчит регулирование тока в реле. При проверке качества регулирования контактов реле (искрение,"вибрация) оно должно работать на свою нор- мальную нагрузку (промежуточное реле, добавочное со- противление и т. п.), как показано на рис. 10.4, в. Проверяется работа контактов при плавном подъеме то- ка (напряжения) до срабатывания реле при 1,05 /Ср (1,05 (7ср) И при больших токах вплоть до тока, в 8—10 раз превосходящего ток нормального режима реле, или до мак- симального тока (напряжения), который может быть при аварии.
§ 10.3 Проверка и настройка аппаратуры 353 Если вибрации контактов наблюдаются при малых то- ках (напряжениях) — (1,05—1,5) /ср, то устранение вибра- ции следует вести регулированием контактов — угла встре- чи, величиной вжима, увеличением жесткости неподвиж- ных контактов. Если вибрация больше при значитель- ных кратностях тока, то эффективнее регулирование упо- рами. От угла поворота якоря зависит противодействующий момент, создаваемый массой мостикового контакта. Мож- но влиять на вибрацию контакта выбором наиболее благо- приятного положения мостика в момент срабатывания ре- ле. Мостик поворачивается после ослабления, винта, кото- рым он фиксируется на оси реле. После произведенных регулировок повторно проверя- ются параметры срабатывания и возврата. У максималь- ных реле тока и напряжения коэффициенты возврата дол- жны быть kB=0,84-0,85, у минимальных реле kB= 1,24-1,25. Четкость работы реле зависит от зазора между якорем и полюсами реле до и после срабатывания, от положения мостика с подвижным контактом, от жесткости и положе- Рис. 10.11. Схема настройки токов и времени срабатывания реле тока РТ-80 и РТ-90: К — реостат (3—5 А, 50—100 Ом); TL — трансформатор нагрузочный (220/36 В, 600 В-A); РТУ —• электрический секундомер; KL — проверяемое реле ния неподвижных пружинящих контактов. Регулирование всех этих элементов надо производить при ревизии и кор- ректировать при настройке в соответствии с действующими инструкциями. Проверка и настройка срабатывания индукционных ре- ле РТ-80 и РТ-90 производятся синусоидальным током с частотой 50 Гц. На рис. 10.11 показана схема, обеспечива- ющая неискажение формы кривой тока при настройке реле. У реле РТ-80 и РТ-90 (рис. 10.12) проверяют токи и время
354 Принципы наладки вторичных устройств Гл. 10 срабатывания индукционного элемента и ток срабатыва- ния электромагнитного элемента (отсечка). Ток срабатывания отсечки регулируется в пределах 2— 16-кратного тока срабатывания индукционного элемента. При кратности более 8 возрастает разброс в токах сраба- тывания, а при уменьшении менее 2 возможно срабатыва- ние от сотрясений. За ток срабатывания отсечки принимается тот мини- мальный ток, при котором отсечка сработает 10 раз из 10 опытов, когда ток в реле подается «толчком». Для опы- тов приходится многократно перегружать обмотки реле большим током. Поэтому ток в реле подается кратковре- менно с интервалом в 10 с. Ток срабатывания отсечки ре- гулируется ступенчато выбором отпайки регулировочного устройства 21 и уточняется регулировочным винтом 22. Рис. 10.12. Реле серии РТ-80: 1 — электромагнит; 2 — короткозамкнутые нитки; 3 — алюминиевый диск; 4—чер- вяк; 5 — зубчатый сектор; 6 — рычаг сектора; 7 — постоянный магнит; 8 — цод. вижиая рамка; 9 — пружина; 10 — плоская пружина; 11, 12 — ругулировочные вин- ты; 13— упорный винт рамки; 14— стальная скоба; 15— якорь отсечки; 16 — ко- ромысло якоря; 17 — изоляционный упор; 18 — контакты отсечки; 19 — контакты индукционного элемента; 20 — устройство регулирования времени срабатывания; 21— устройство регулировании тока срабатывания; 22 — регулировочная головка отсечки; 23 — шкала отсечки; 24 — упорная пластина; 25 — скоба подвижной рам- ки; 26— короткозамкнутый виток якоря отсечки
§ 10.3 Проверка и настройка аппаратуры 355 За ток срабатывания индукционного элемента принима- ется тот минимальный ток в реле, при котором диск 3 с рамкой 3 втянется так, что червяк 4 войдет в зацепление с сектором 5 и реле доработает до замыкания контактов. Ток срабатывания индукционного элемента регулирует- ся ступенчато выбором отпайки устройства 21. Уточняется ток срабатывания регулированием натяжения пружины 9 при помощи винтов 11 и 12. Проверяется также ток возвра- та. Коэффициент возврата не должен быть меньше 0,8. Ток возврата увеличивается отгибанием стальной скобы 14 даль- ше от электромагнита 1 и завинчиванием упорного винта рамки 13. Последнее может ухудшить зацепление червяка с сектором 5. Время срабатывания реле в независимой части харак- теристики устанавливается при токе 7р=10/Уст. Время ре- гулируется устройством 20, при помощи которого рычаг 6 устанавливает зубчатый сектор в нужном положении. Про- веряется разброс и снимается временная характеристика реле. Разброс времени при 10-кратном токе срабатывания более 6—10 % среднего измеренного, и заметные отклоне- ния от типовых временных характеристик реле (типовые характеристики изображены на шкале реле) свидетельст- вуют о плохом состоянии подпятников диска или о нерав- номерном зацеплении червяка с сектором. Реле PT-83, РТ-84 и РТ-86 имеют независимые контак- ты срабатывания индукционного элемента 19 и отсечки 18. Независимость срабатывания отдельных элементов обеспе- чена тем, что рычаг 6 укорочен и не имеет механической связи с коромыслом 16 якоря отсечки 15. Реле направления мощности. Реле направления энергии (мощности) РБМ имеют сравнительно малые вращающие моменты срабатывания. Для уменьшения трения реле при- меняют рубиновые подпятники, целостность которых необ- ходимо проверять. Из-за асимметрии магнитной системы иногда наблюдаются самоходы реле, т. е. вращение якоря только от подведенного тока или только от напряжения. Самоход может привести к ложной работе или к сниже- нию чувствительности. Самоход реле мощности устраняется поиском благопри- ятного положения сердечника реле. Для этого ослабляется крепление сердечника отвинчиванием крепежной гайки, которая находится над нижним подпятником. Ослабляется
856 Принципы наладки вторичных устройств Гл. Ю; моментная пружина, и включением Q1 подается номиналь- ное напряжение в реле, как показано на рис. 10.13. Если при этом якорь начинает поворачиваться, то при снятом напряжении поворачивается сердечник в любую сторону на 5—10°. Снова подается напряжение, и если самоход стал значительнее, то сердечник поворачивается в другую сто- рону, пока не найдется такое положение, когда самохода Рис. 10.13. Схема проверки реле на- правления мощности: QI, Q2 — рубильники; WT — фазорегуля- тор; RP — потенциометр; TW, TL—транс- форматоры регулировочный и нагрузоч- ный; RR — резистор балластный; PV, РА, PWT— вольтметр, амперметр, фазометр не будет. Затем аналогичная проверка делается и по току: включается Q2 (Q1 отключен), и при токе, равном макси- мальному току КЗ, устраняется самоход. Если после устра- нения самохода по току появится самоход по напряжению, то регулирование начинается снова. Допустимо оставлять самоход на «клин», т. е. в сторо- ну размыкания контактов или в крайнем случае такой са- моход на замыкание, который может устраняться затягива- нием моментной пружины на 5—10°. Угол максимальной чувствительности фм,ч (угол между током и напряжением, подведенным к ре- ле, при котором для срабатывания реле требуется мини- мальная мощность Scp=t/p/p). У реле <ры,ч не должен отличаться от номинального более чем на 5°, а при <рм,ч мощность срабатывания не должна превышать заводских данных для соответствующего реле. Проверка производит- ся по схеме, приведенной на рис. 10.13. Рубильники Q1 и Q2 включаются, угол <рм,ч определяется обычно по зоне пе- рехода момента реле. Для этого к реле подводятся номи-
§ 10.4 Наладка коммутационной аппаратуры до 1 кВ 35У нальные ток и напряжение. Фазорегулятором WT изменя- ется фаза тока или напряжения. Противодействующая пружина при этом затянута нормально. По фазометру PWT определяется фазовый сдвиг между подведенными к реле током и напряжением тогда, когда момент на реле из- меняет знак: <рм>ч = Лк.В±ЛРн,В- где фк,з—фазовый угол тока в конце зоны работы; <рн,з— фазовый угол тока в начале зоны работы. Например, если зона работы 242—0—58°, то <рм,ч = 58°±.24£---180°=—30°. Изменением сопротивления добавочного резистора в цепи напряжения реле может быть изменен (рм>ч. Проверяется чувствительность реле (мощность сраба- тывания) по схеме на рис. 10.13. При фм,ч в реле подается номинальный ток 5 или 1 А и по вольтметру PV определя- ется то минимальное напряжение, при котором реле сраба- тывает. Потом к реле подводится напряжение 100 В и по амперметру РА определяется минимальный ток срабаты- вания реле. Чувствительность реле, В-А, S4t/ = 5(l)^min; S4/ = 1007min. В данном параграфе упомянуты основные приемы на- стройки реле общего характера. В гл. 12 будет сказано о настройке некоторых других реле. По каждому типу реле существуют специальные подробные. инструкции по регу- лированию и настройке, которыми и надлежит пользовать- ся в работе. 10.4. НАЛАДКА КОММУТАЦИОННОЙ АППАРАТУРЫ НАПРЯЖЕНИЕМ ДО 1 кВ При наладке коммутационной аппаратуры напряжением до 1 кВ обращают внимание главным образом на состоя- ние механической части и четкость ее работы. , , При механической ревизии . коммутационной .аппарату- ры проверяются силовые и вспомогательные, .контакты, со-
'358 Принципы наладки вторичных устройств Гл. 10 стояние их, регулировка и соответствие диаграммы работы вспомогательных контактов в схеме управления и автома- тики по проекту; при необходимости вспомогательные кон- такты заменяются или переделываются на месте. Серьез- ное внимание при ревизии обращается на чистоту контак- тов, надежность вжимов. При включении от руки (нажатием на якорь) электромагнита контактора без защелки якорь должен плотно прижиматься к магнитопроводу электромагнита включения. Подвижная система должна перемещаться, не зацепляясь о гасительные камеры, встре- чая противодействие только пружин. Вжимы (провал) вспомогательных контактов должны быть не менее 1—2 мм, а замыкание всех полюсов силовых контактов должно быть одновременным. При отпускании : подвижная часть должна быстро, без заеданий отпасть. При необходимости производится соответствующее регулиро- вание. ... | Автоматические выключатели должны надежно фикси- роваться во включенном положении. При ударе якоря элек- тромагнита отключения или при срабатывании электро- магнитного или теплового реле автоматический выключа- тель должен отключиться. Для дистанционного управления различными устройст- вами часто применяются магнитные пускатели, но они не могут отключать большие токи КЗ, которые имеют место на электростанциях и подстанциях. Поэтому для защиты цепей последовательно с магнитными пускателями уста- навливают предохранители и автоматические выключате- ли. Если при этом предохранители или автоматические вы- ключатели рассчитываются для защиты от перегрузок, то тепловые реле магнитных пускателей не используются и вместо нагревательных элементов следует установить пере- мычку из проволоки или металлические пластинки. Кроме ревизии и необходимых регулировок у коммута- ционной аппаратуры проверяется также схема внутренних соединений, исправность обмоток электромагнитов и рези- сторов, измеряется сопротивление изоляции силовых и вспо- могательных цепей. Согласно Нормам для первичных цепей напряжением до 1 кВ сопротивление их изоляции должно быть менее 0,5 МОм. Практически сопротивление изоляции контакторов, пускателей и автоматических выключателей, установленных в сухих помещениях, не бывает менее
§ 10.4 Наладка коммутационной аппаратуры до 1 кВ 359 5 МОм, из чего обычно и исходят при решении вопроса о сушке изоляции. У электромагнитов включения и отключения проверя- ется напряжение срабатывания по схеме на рис. 10.4, а или 10.8. В контакторах без защелки в цепи электромагнитов включения постоянного тока часто ставятся экономические резисторы /?э (рис. 10,14). Сопротивление резистора /?э в 10—20 раз больше сопротив- ления электромагнита вклю- чения YAC. Если вспомогательный кон- такт YAC разомкнется в кон- це движения якоря электро- Рис. 10.14. Включение контак- . тора без защелки магнита включения и якорь хорошо будет прилегать к электромагниту, то даже уменьшенный в 10—20 раз ток в обмотке электромагнита обеспечит надежное удер- жание якоря. Таким образом, резистор R3 позволяет эко- номить электроэнергию и допускает уменьшать сечение об- моточных проводов электромагнитов включения. В таких схемах проверяется напряжение срабатывания и возврата контактора совместно с резистором и под- считывается коэффициент возврата kB: kK = Us/Ucp. (ЮЛ) Если коэффициент возврата более 0,8, то следует умень- шить сопротивление /?э, так как при большом коэффициен- те возврата контактор удерживается недостаточно надежно и при понижении напряжения в сети он может отпасть. Напряжение срабатывания электромагнитов включения переменного тока должно составлять примерно 85 % UKOM, а напряжение возврата — не ниже 50—60 % t/ном- Более низкое напряжение срабатывания контакторов или пуска- телей, установленных в цепях электродвигателей, может поставить в тяжелые условия их пуск, а при снижении на- пряжения у работающего электродвигателя последний пе- регрузится током. На рис. 10.15 показана схема управления электродвига- телем с трех мест (SBC1, SBC2 и SBC3), а на рис. 10.16 даны схемы для проверки токов срабатывания на перемен-
368 Принципы наладки- вторичных устройств Гл. Ю' ном токе для тепловых реле KST и автоматических выклю- чателей SF. Ток срабатывания максимального расцепителя автома- тического выключателя не должен отличаться более чем на 10—13 % от указанного на автоматическом выключате- ле или паспорте (для различных типов автоматических вы- Рис. 10.15. Схема управления магнитным пускателем: К.М — магнитный пускатель; KST1, KST2 — тепловые реле; FU — предохранители; —электродвигатель; SBT1—SBT3—кнопки останова; SBC1—SB СЗ — кнопки пуска Рис. 10.16. Схема измерения токов срабатывания устройств защит: теплового реле контактора пускателя; б— электромагнитного или теплового расцепителя автоматического выключателя; TUV, TL—трансформаторы регули- ровочный и нагрузочный; П — «пробник» ключателей). У тепловых реле проверяется время срабаты- вания на одной или двух точках в пределах (3—6) /ном. Время срабатывания проверяется механическим секундо- мером после прогрева автоматического выключателя SF номинальным током при температуре окружающей среды 20—45 °C. После каждого измерения следует охладить ав- томатический выключатель в течение 2—3 мин. Время сра- батывания должно укладываться в пределы, предусмотрен-
§ 10.4 Наладка коммутационной аппаратуры до 1 кВ 361- ные типовыми характеристиками для данного реле или ав- томатического выключателя (см. рис. 10.17). Характеристики срабатывания тепловых реле KST из- меняются ступенчато сменой нагревательных элементов, которые маркируются по номерам, и плавно — изменением зазора между биметаллической пластиной и приводом рас- цепителя. У некоторых автоматических выключателей, на- пример типа АП-50, также можно плавно изменять зазор. Время срабатывания максимальных расцепителей обычно проверять не требуется, а ток срабатывания у ав- томатических выключателей можно регулировать натя- жением противодействующей пружины или увеличением зазора у теплового элемента (биметаллической пластины). При выборе предохранителей или автоматических выключателей (аппаратов) для защиты электрических цепей руководствуются следую- щими соображениями. Номинальное вапряжение аппарата защиты (плавкой вставки, ав- томатического выключателя) должно удовлетворяться условию Пап»ном Нс- (Ю-2) Предельно отключаемый ток аппарата защиты 7ап,пр > 1к.тах- (10.3) Номинальный ток плавкой вставки или теплового расцепителя выби- рается по (Ю.4) и (10.5) либо (10.6) и (10.7): 1 ап.ном — нагр.таа» (Ю.4) ^ап.ном << Аюп,пр» (10.5) ^ап.ном < /«/20; (10.6) 10 1ап.ном > go " (Ю-7) Для предохранителей, установленных последовательно с магнит- ными пускателями, применяется условие (10.6), а если выведено Из работы тепловое реле магнитного пускателя, — то (10.7). Для трехфазных сетей применяется условие (10.8), а для электро- магнитных расцепителей и автоматических выключателей — (Ю.9); вдесь делитель 1,25 для токов более 100 А, а 1,4 — для токов до 100 А: » 7ап,ном < ;г • . (10.8) «3 ^ап.м.р < ] j * • (10.9) 23-408 ’ *’......
362 Принципы наладки вторичных устройств Гл. 10 В формулах (10.2)—(10.9) 1/с — номинальное напряжение защи- щаемой сети; 1/ап.ном, /ап.ном — номинальные напряжение и ток аппара- та; /ап.пр — предельно допустимый ток аппарата; /нагР,тОх — максималь- ная токовая нагрузка; /лоп.пр—максимально допустимый ток проводов защищаемой сети; /К10—наименьший ток однофазного КЗ; /ап,м,р ' ТОК срабатывания максимального расцепителя. В формуле (10.4) коэффициент надежности принимается равным 1,1—1,2 для предохранителей в цепях с постоянной нагрузкой, 2—2,5 для предохранителей, рассчитанных для цепей с самозапуском элект- родвигателей, 1,2—1,3 для тепловых реле магнитных пускателей, 1,0—1,1 для автоматических выключателей, имеющих стабильные харак- теристики, 0,3—0,35 для предохранителей защиты электромагнитов включения выключателей, имеющих электромагнитные привода, и 0,12—0,20 когда для защиты последних устанавливаются автоматические выключатели. Для аккумуляторных батарей применяется только тепловая защи- та. Для аккумуляторов типа С плавкая вставка или уставка теплового элемента расцепителя выбирается иа 2,5-кратный ток 3-часового ре- жима разряда: 4п,иОМ,с > 2,5-9№ = 22,5№, (10.10) а для батарей типа СК — из расчета 2-кратного тока 1-часового ре- жима разряда: Ubomck>218.5№ = 37№, (10.11) где № — номер элементов батарей С или СК. Электромагнитный расце- питель (мгновенный) автоматического выключателя при этом должен быть в работе. Для защиты линий, отходящих от щитов постоянного тока, также используется тепловая защита, которая должна удовлетворять условию (10.7). В цепях измерительных приборов TH устанавливаются предохрани- тели с вставками иа 6—10 А или автоматы на 2,5 А. В цепях TH, питающих релейные защиты, устанавливаются автоматы с тепловыми и максимальными расцепителями и с вспомогательными контактами для сигнализации о срабатывании автоматических выключателей. Прн выборе уставок защит помимо названных выше условий сле- дует учитывать селективность. Поскольку максимальные расцепители, не имеющие выдержек времени, не обеспечивают селективности, их можно устанавливать лишь непосредственно на линиях, питающих потребителей (на рис. 10.18 аппараты SF). На рис. 10.17 показаны защитные характеристики комбинированных расцепителей автоматических выключателей серии А3100. Из рис. 10.17
§ 10.4 Наладка коммутационной аппаратуры до 1 нВ 363 видно, что все указанные автоматические выключатели не обеспечива- ют селективности при больших токах, которые обычно бывают при КЗ; Селективность может быть обеспечена лишь при токах перегрузки либо когда ток КЗ на удаленном участке, например за аппаратами SF3—SF5 сборки II или III, существенно меньше, чем за аппаратами SF1, FU1, FU2 соответствующих линий (рис. 10.18). Рис. 10.17. Характеристики срабатывания автоматических выключате- лей серии АЗ 100 Рис. 10.18. Схема размещения защит в сети 380/220 В собственных нужд 23*
864 Принципы наладки вторичных-устройств ГЛ. 10 • Пользуясь характеристиками срабатывания автомати- ческих выключателей и предохранителей и зная токи КЗ в различных точках электрической сети, можно правильно выбрать номинальные токи аппарата зашиты. Автоматические выключатели в цепях питания шинок управления ЕС, сигнализация питания ЕН и EY не должны иметь мгновенных электромагнитных расцепителей и долж- ны снабжаться вспомогательными контактами для сигна- лизации срабатывания. 10.5. ПРОВЕРКА ВТОРИЧНЫХ ЦЕПЕЙ Проверка монтажа панелей, пультов и отдельных уст- ройств защиты автоматики и управления производится с помощью «пробника» по проверенным монтажным схемам. Перед проверкой отсоединяются контрольные кабели внеш- них связей и размыкаются внутренние связи на панели, которые могут дать обходную цепь для «пробника». Фак- тический монтаж должен в точности соответствовать мон- тажной схеме и маркировке. Простую схему с открытым (наглядным) монтажом можно проверять визуально. - При проверке монтажа обращается внимание на поло- жение вспомогательных контактов аппаратов, размыкаю- щих и замыкающих контактов реле. Положение контактов должно соответствовать схеме для обесточенного состоя- ния аппарата или реле. Когда соответствующий аппарат сработает, контакты должны переключиться. Проверяется правильность сборки перемычек в испыта- тельных'блоках ХА и подвод заземляющего проводника к блокам в цепях трансформаторов тока. Закорачивание це- пей тока в блоках ХА обеспечивается установкой специаль- ных перемычек внутри блока. Цепи от трансформаторов тока должны подходить к блокам снизу, а при снятой крышке блока эти' цепи должны закорачиваться и зазем- ляйся, если нёт другого заземления со стороны трансфор- маторов тока. Если суммирование тока от разных комплек- тов трансформаторов тока производится на испытательных зажимах, то соединение этих зажимов надо производить так, как показано на рис. 10.19. Из рисунка видно, как можно подсоединить амперметр Для измерения тока Любо- го трансформатора тока.
§ 10.5 Проверка вторичных цепей 365 После проверки монтажа мегаомметром на 1000— 2500 В измеряется сопротивление изоляции токоведущих частей относительно земли (корпуса панели) и между це- пями управления, сигнализации, измерения и защит. Следу- ет помнить, что изоляция между цепями напряжения и то- ка в ваттметрах и счетчиках ослаблена, поэтому перед из- мерением эти цепи необходимо объединить. Выводы кон- денсаторов и полупроводниковых приборов необходимо пе- ред измерением изоляции закоротить. После проверки монтажа панелей и отдельных устройств приступают к проверке кабельных связен. Проверка начи- нается со сверки с проектом маркировки кабелей, сечения и количества жил в кабелях. При отсоединении жил кабе- лей надо следить за тем, чтобы не выпадали маркировоч- ные бирки; жилы кабелей без необходимости не следует перегибать. Особой осторожности требуют кабели с алюми- ниевыми жилами — они легко ломаются при повторных пе- регибах. Прозвонку коротких кабелей связи можно производить при помощи «пробника», а для длинных связей или связей с другими помещениями удобнее пользоваться телефонны- ми трубками. При прозвонке надо следить не только за точной разводкой, но и за точным соответствием марки- ровки монтажной схеме. После прозвонки необходи- мо измерить сопротивление изоляции каждой жилы отно- сительно земли и других жил. Согласно директивным нормам сопротивление изоляции от- дельных кабелей не нормиру- ется, но удовлетворительным считают кабель, у которого измеренные сопротивления не ниже 10 МОм, но не должно быть большой разницы в состо- янии изоляции различных жил Рис. 10.19. Суммирование вторичных токов на испытательных зажимах па- нелей К реле дифференци- /пока
366 Принципы наладки вторичных устройств Гл. 10 ^(более 3—4-кратной). Исправные кабели следует снова подсоединить к панелям по монтажным схемам. Жилы ка- белей, временно не используемые, также проверяются, но не подключаются к панелям, а изолируются лентой или изоляционной трубкой. Об этом делается отметка в мон- тажной .и принципиальной схемах. Резервные жилы кабе- лей отводятся в сторону от рядов зажимов. Алюминиевые жилы кабелей обязательно должны подсоединяться к за- жимам с простой и пружинной шайбами. При проверке монтажа цепей тока и напряжения следу- ет обратить особое внимание на сборку схемы по полярно- сти обмоток. Необходимо на месте монтажа убедиться, как расположены начала и концы первичных и вторичных обмо- ток измерительных трансформаторов, и проверить, что вто- ричные обмотки подсоединены по проекту. Большинство трансформаторов тока имеет от двух до четырех сердечни- ков со своими вторичными обмотками, каждая из которых Рис. 10.20. Обозначение вторичных пепей трансформаторов напряжения; в — в схеме «открытый треугольник»; б — в схеме трехфазного трансформатора имеет свою заводскую маркировку. При проверке монтажа вторичных цепей следует обратить внимание на то, чтобы в одном комплекте защиты использовались обмотки с оди- наковыми заводскими маркировками. После окончания сборки всех цепей тока и подключения всех приборов и реле защит следует произвести прогрузку токовых цепей (см. гл. 12). В схеме на рис. 10.20, а на первый взгляд может пока- заться ошибочным, что отводы с маркой А600 подключены
§ 10.5 Проверка вторичных цепей 367 к выводу а вторичной обмотки трансформаторов напряже- ния, соединенных по схеме открытого треугольника, а с мар- кой С600 — к выводу х. Однако здесь ошибки нет: вторичные цепи здесь включены в полном соответствии с первичными. Схожие кажущиеся несоответствия встречаются и для трех- фазных трансформаторов, особенно когда они устанавлива- ются в ячейках, где спуски раскрашены слева направо Ж — 3 — К, как показано на рис. 10.20, б. Здесь по конструктив- ным соображениям к выводу С подключена фаза Ж, а к вы- воду А — фаза К. Соответственно первичной маркируются и вторичные цепи. Цепи напряжения, особенно когда они используются для синхронизации, следует проверить первичным напряжением от постороннего источника. Это производится следующим образом. Трансформатор напряжения, цепи которого нужно про- верить, отключается с высокой стороны от сети, и вместо отводов Ж — 3 подается напряжение 220 или 380 В. От- вод полюса К соединяется с отводом полюса 3 (рис. 10.20, а) или с нулевым выводом трансформатора напряжения (рис. 10.20, б). При этом вся вторичная схема цепей на- пряжения должна быть собрана, приборы и реле подклю- чены, автоматические выключатели или плавкие вставки предохранителей должны нормально замыкать цепь, вспо- могательные контакты разъединителей должны быть вклю- чены. Теперь, проходя по всем цепям напряжения, проверя- ют, что во вторичных цепях только данного трансформатора и только в тех, которые имеют марки А600 и В600, по- явилось уменьшенное напряжение с известным коэффици- ентом трансформации. Аналогичную проверку следует про- делать и для сочетания других напряжений: 3 — КпЖ — К. Для проверки цепей синхронизации надо включить до- полнительно поочередно ключи синхронизации SS и колон- ки синхронизации SA/S (см. § 11.4 и рис. 11.9) и проверить появление напряжения на соответствующих шинках, при- борах и реле синхронизации по схеме на рис. 11.9. Выбор предохранителей и автоматических выключате- лей в оперативных цепях управления, сигнализации и за- щит, а также и во вторичных цепях трансформаторов на- пряжения производится по общим правилам (см. § 10.4). После проверки всех панелей и всех кабельных связей производят сборку цепей (кроме подключения к панель-
368 Наладка общестанционных устройств Гл. 11 ним шинкам) и тщательный осмотр всех участков, сборок и т. д. На панели управления у предохранителей или авто- матических выключателей объединяются плюс и минус цепей управления и отдельно цепей сигнализации, измере- ния и защит и проводят испытание всех цепей напряжени- ем 1 кВ переменного тока в течение 1 мин. До и после ис- пытания производится измерение сопротивления изоляции в собранной схеме каждого из перечисленных устройств. Сопротивление изоляции после испытания не должно ухуд- шиться и быть менее 1 МОм. При испытании принимаются меры предосторожности, чтобы никто ни на одном участке разветвленной сети не мог попасть под напряжение. После испытания отдельных цепей следует подклю- читься к общим шинкам станции или подстанции (шинки должны быть испытаны отдельно аналогичным образом). Выявленные при проверке допустимые отклонения в монтаже от проекта вносятся в монтажные схемы, которые сдаются эксплуатационному персоналу вместе со всей до- кументацией, протоколами испытаний и отчетами. Глава одиннадцатая. НАЛАДКА ОБЩЕСТАНЦЙОННЫХ УСТРОЙСТВ И ДИСТАНЦИОННОГО УПРАВЛЕНИЯ 11.1. НАЛАДКА СИСТЕМЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА И ОБЩЕСТАНЦИОННЫХ УСТРОЙСТВ СИГНАЛИЗАЦИИ На главном щите управления (ГЩУ) помимо шин акку- муляторной батареи (плюс и минус) имеются шины пере- менного тока Ж, 3, К. Вдоль панелей управления прокла- дываются шинки питания цепей управления и защит (4-ЕС и —ЕС), сигнализации ( + £7У и —ЕН), звуковой аварийной и предупредительной сигнализации {ЕНА и ЕНР), мигания [( + )^], звонка командоаппарата {ЕНС), напряжения синхронизации {ESa, ESt>, ESC) и импульса синхронизации {ECS) и шинки регулирования частоты {EPF). Вдоль панелей защит прокладываются вспомогательная шинка сигнализации (ЕА), шинка табло «Неисправность в РУ» {EAN) и шинки трансформаторов напряжения {EV).
§ 11.1 Наладка системы постоянного тока ' 869 Если распределительное устройство оборудовано устройст- вами защит и местного управления, то там прокладывают- ся шинки цепей управления и сигнализации, аналогичные шинкам на ГЩУ. Все шинки должны иметь маркировку вблизи мест при- соединения кабелей и по всей трассе шинок. Шинки, про- кладываемые открыто, раскрашиваются в цвета, которые присваиваются данной шинке. Общепринятая раскраска: плюс — красный цвет, минус — синий, (+) ЕР — красно-си- ний (полосами). Отдельные участки (отрезки) шинок соединяются меж- ду собой кабелями, а по мере необходимости к ним на пане- лях, пультах, в ячейках и т. п. подключаются цепи различ- ных присоединений. Наладка общестанционных шинок заключается в со- ставлении отдельной схемы системы шинок с нанесением на нее всех кабельных связей, проверке правильности и ка- чества монтажа и соответствия их проверенным монтаж- ным чертежам, в испытании изоляции шинок совместно с кабельными связями. Система постоянного тока состоит из аккумуляторной батареи (одна или две), электромашинных генераторов по- стоянного тока или полупроводниковых выпрямителей ВАЗП, ВАЗ (для заряда и подзаряда) и системы распре- деления. Проверяется правильность подключения элементов ба- тареи к элементному коммутатору в последовательности возрастания номеров элементов. Если не все ламели ком- мутатора используются для подключения батареи, то при наладке обращается внимание на отсутствие разрыва при регулировании: неиспользуемые ламели должны быть со- единены с последней рабочей ламелью или переключатель должен иметь ограничитель хода. В общем случае заряд- ный переключатель должен иметь возможность включать в любом положении не меньше элементов, чем разрядный. Проверяется надежность контактов щеток переключателя со всеми ламелями; при переключении вспомогательная щетка и ее резистор должны обеспечивать безразрывное переключение с одного элемента на другой. Зарядный и подзарядный генераторы проверяются в объеме проверки машин постоянного тока (см. гл. 6), а выпрямители ВАЗП, ВАЗ — по соответствующим инструкциям.
37fr Наладка общестанционных устройств Гл. И Для исключения возможности перехода генераторов в двигательный режим в системе постоянного тока использу- ется реле обратного тока. Простейшее реле обратного тока КРА серии РЭ показано на рис. 11.1. Обмотка напряжения реле подключается к генератору MG. Если напряжение на генераторе будет достаточным, то якорь реле подтянет- ся и реле включит контактор К подключения генератора к Рис. 11.1. Реле обратного тока и схема его включения Рис. 11.2. Схема контроля изоляции системы постоянного тока разработ- ки Союзтехэнерго главным шинам аккумуляторной батареи. Ток заряда, про- ходя по токовой обмотке KRA, будет помогать удерживать якорь в подтянутом положении. Если же ток пойдет в об- ратном направлении, то возникнет противодействующий момент от токовой обмотки реле, якорь будет оттянут пру- жиной, а электромагнит отключит К. Реле настраивается так, чтобы оно срабатывало при на- пряжении (0,8—0,9) t/иом и отпускалось при обратном токе не более 0,08 /иом реле. Специальным резистором R регу- лируется коэффициент возврата реле (по напряжению), что позволяет изменять чувствительность реле к обратному то- ку. Проверяется действие реле на отключение генератора от батареи. При установке зарядных выпрямителей реле обратного тока не требуется. Наладка цепей системы постоянного тока заключается
§ 11.1 Наладка системы постоянного тока 371 в проверке отдельных элементов (коммутационная аппара- тура, реле, табло, кабели) в общем объеме, изложенном в гл. 10. Для контроля за состоянием изоляции сети в системе постоянного тока применяется специальное устройство, в котором используется мостовая схема, которая приведена на рис. 11.2. При наладке проверяется, что сопротивления резисторов RR и RP составляют 1000 Ом. Диаграмма пе- реключателя SN должна соответствовать приведенной на рисунке. Напряжение срабатывания реле сигнализации KV для сети 220 В должно составлять 32 В (или ток срабатывания 2,45 мА), а для сети НО В— 16 В (или ток срабатывания 4,2 мА). После указанной проверки устройство подключается к шинам по- стоянного тока, а к реле KV подключают зажимы панели «земля» и про- веряют, чтобы сигнальное реле срабатывало, если любой полюс будет подключен к «земле» через сопротивление Ras 40 000 Ом для сети 220 В или сопротивление 10 000 Ом для сети ПО В. В противном случае проверяется сопротивление реле КУ Для сети 220 В сопротивление ре- ле должно быть порядка 1500 Ом, а для сети ПО В — около 4000 Ом. Если параметры реле выбраны правильно, то причиной загрубления реле может быть только низкая изоляция второго полюса, что проверяется с помощью вольтметра-омметра РЙ (рис. 11.2) в соответствии с при- лагаемой к устройству заводской инструкцией. Для сигнализации несоответствия положения ключей управления коммутационными аппаратами используется устройство мигания сигнальных ламп положения. Устрой- ство представляет собой пульс-пару с пуском ее через цепь несоответствия (рис. 11.3). Номинальное напряжение реле KL1 и KL2 (рис. 11.3,а), применяемых в устройстве, долж- но соответствовать номинальному напряжению сети. Реле KL1 в сети 220 В используется с резистором R (2500 Ом) и лампой HLW, имеющей сопротивление 1500 Ом. При на- ладке реле регулируется так, чтобы оно срабатывало через эти резисторы при напряжении 0,8 (/иом (176 В). Реле KL2 должно иметь замедление на возврат. Настройку мигающего устройства удобно производить при помощи кнопки SB. Когда (—) через SB, R и HLWL попадает на шинку (+)ЕР, срабатывает KL1. Загорится и будет гореть I1LW1, пока не сработает KL2 и вернется KL1: ^гор ^cpKL2 ^bosbKL/*
372 Наладка общестанционных устройств Гл. 11 Погаснет HLW1 на время ^темн = ^возвКЬЗ + ^срКЬГ Обычно регулирование реле производят так, что /темн> > ^гор- В качестве КЫ используется обычно реле типа РП-23, а в качестве KL2— реле типов РП-252, РП-251 или кодо- вое типа КДР. Для сохранности контактов KL1, подключенных к шин- ке ( + )ЕР (100), при наладке их усиливают (подключают два контакта параллельно). Рис. 11.3. Схема устройства мигающего света: а — пульс-пара; б — схема несоответствия; в — схема, работающая на переменном токе На рис. 11.3,в показана схема мигания с мгновенными реле типа МКУ-48 или РП-23. Такая схема может работать и на переменном токе (с диодами), и на постоянном токе— без них. Продолжительность горения и погасания в этом случае регулируется изменением kB реле или подбором ем- костей конденсаторов Cl, С2.
§ 11.2 Наладка центральной- сигнализации 373 If.2. НАЛАДКА ЦЕНТРАЛЬНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ На рис. 11.4 показана схема центральной импульсной сигнализации с реле типа РИС-Э2М, обеспечивающая три рода сигналов: аварийного (по шинке ЕНА, оповещающего сиреной НА1 об отключении выключателя или автоматиче- ского выключателя защитой), предупреждающего (по шин- ке ЕНР1, оповещающего немедленно после появления не- поладки, например нагрева трансформатора, звонком НА2), предупреждающего с замедлением (по шинке ЕНР2 о неисправностях, которые могут самоустраняться). Пер- вичная обмотка трансформатора в реле РИС-Э2М рассчи- тана на ток до 1,5 А, т. е. может принять до 30 сигналов с током 50 мА одновременно или последовательно. При наладке схемы центральной сигнализации прове- ряют, что: а) , чувствительность реле РИС-Э2М не превышает 50 мА; б) сопротивление резистора R или лампы табло HLA1—HLA4 обеспечивают прохождение тока 50 мА в первичной обмотке импульсного трансформатора TLC (рис. 11.5) реле РИС-Э2М, Ом, т. е. R = (4/0,05, где Ес— напряжение сети, В; в) возможное количество одновременно подаваемых сигналов не превышает 30; г) правильно подключаются цепи к реле КНА (РИС-Э2М) по полярности: плюс подводится К зажимам 4 и 16, а минус — к зажиму 15 и к зажиму, соответствующему напряжению сети (рис. 11.5); д) правильно регулирует поляризованное реле. Поляризованное реле реагирует на полярность тока, подводимого к его обмоткам. В схеме импульсной сигнали- зации реле регулируется как двухпозиционное. Такое регу- лирование производится при помощи регулировочных винтов за счет увеличения или уменьшения контактных за- зоров. Так, если по рис. 11.6 вращать правый винт, то маг- нитный зазор с одной стороны увеличится и якорь притя- нется к правой стороне. Для реле, работающих в сети 110— 220 В, расстояние между подвижным и неподвижным
374 Наладка общестанционных устройств Гл. Н +£// 0SA1 ОО2О1В1В2В 5/у OOtOjBiBzB KQC1 ip-) SA2 Ml Г1 1 i I I 1 I I ? 1 tl--- 'JP-SfiSf кин KLH3 HLA3 ^SBS2 KLH2 KLH4- HLA4 J^SBSS KHA Tkl ЕНА —ЕН KQ.C2 2R2 Ш Ш KL2 KL1 HLA2 ЕНР2 №А1' КТ KL1 tyKT KL2 KL2 [ I НА1 Рис. Ц,4, Схема центральной сигнализации
§ 11.2 Наладка центральной сигнализации 375 (разомкнутым) контактом должно быть не менее 0,4— 0,5 мм. После предварительного регулирования реле подключа- ется к сети, и кнопкой опробования SBSJ проверяется, что импульс тока, трансформируемый импульсным трансфор- Рис. 11.5. Реле импульсной сигнализации типа РИС-2ЭМ: V77, VT2 — триоды; КР — поляризованное реле; К — резистор ручного и релейного съема сигнала; RU — делитель напряжения; TLC— трансформа- тор импульсный Рис. 11.6. Поляризованное реле типа ТРМ матором реле, перебросит якорь в сторону замыкания кон- такта, включающего сигнал. Сигнал должен сниматься кнопкой центрального съема SBR. Работа схемы проверяется на способность принятия нескольких сигналов. Для этого после срабатывания реле KLH1 и работы звонка кнопкой SBR отключается звонок, сигнал KLH1—KLH4 может остаться (см. рис. 11.4). Аналогично проверяется срабатывание реле KLH2 и т. д. Вместо подачи нескольких сигналов можно через реостат подать на шинку ЕНА или EHP (ЕНР1, ЕНР2) ток 1—1,5 А (что равноценно подаче 20—30 команд) и, нажав кнопку SBS/ (SBS2, SBS3), убедиться, что сигнал снова принят. Опробование производится при пониженном
876” Наладка общестанционных устройств Гл. II' (0,8 t/ном) и повышенном (1,15 t/ном) напряжениях сети по- стоянного тока. Реле КН А и КНА1 могут регулироваться с преоблада- нием в сторону отключения цепи, так как эти реле работа- ют в схеме мгновенной сигнализации. Для этих реле не обязательно требование возврата при прекращении сигна- ла, так как сигнал будет все равно снят реле KL или KL1, которые, включив ток в обмотку возврата импульсного трансформатора, создают поток обратной полярности во вторичной обмотке реле, обеспечивая четкий возврат схемы. 11.3. НАЛАДКА УПРАВЛЕНИЯ И СИГНАЛИЗАЦИИ КОММУТАЦИОННЫХ АППАРАТОВ Наладка начинается, как и во всех случаях, с проверки принципиальных (рис. 11.7 и 11.8) и монтажных схем. За- тем проверяется аппаратура панелей и их монтаж. Провер- ку аппаратуры и монтажа целесообразно вести по «терри- ториальному» признаку: панель и пульт управления, панель сигнализации, защиты и т. д. ' Тщательно проверяется работа контактов всех ключей, переключателей, качество контактных соединений ламп, табло, добавочных резисторов и их целостность. Особое внимание обращается на качество разъемных соединений на накладках и их специальных разъемных зажимах. У ключей электрическим пробником проверяется диаграм- ма по принципиальной схеме или по специальному чертежу с диаграммой ключей. Пробником и визуально проверяется работа контактов всех реле, контакторов и автоматических выключателей. Все контакты вспомогательных контактов автоматических выключателей, выключателей и разъеди- нителей должны быть очищены от пыли, грязи и окислов до блеска. При необходимости производится регулирование контактов. Контакты реле, имеющие двойной разрыв, долж- ны одновременно размыкаться и замыкаться, а при замы- кании должен быть надежный вжим. Проверяются вспомогательные контакты {КСА) выклю- чателей и разъединителей. Они должны иметь незначитель- ный люфт. В пределах люфта должен быть обеспечен за- з©р для разомкнутых контактов не менее 2 мм, а для зам- кнутых контактов — вжим (провал) не менее 2 мм. Проверяется целостность обмоток реле, контакторов и
§ 11.3 Наладка управления и сигнализации 377 Рис. 11.7. Схема управления масляным выключателем QI и ЛГП (SFG) генератора 24—408 Шинки и предохранители (автоматические выключатели ) Цепи включения Цепи управления Ц1 I Реле- положения „ отключено" Реле положения „включено", электромагнит отключений-. <ъ 1 Е сэ КЛЮЧОМ х КМ(АГП) защитой . * л Цепи включения Цепи, управления КМ (АГft).. Реле положения „отключено" '•: Реле положения „включено" Отключение ключом; электромагнит отключений Отключение защитой Промежуточное реле Контактор самосин- хронизации Контактор гасительного резистора Шинки питания Электромагнит включения 01 Электромагнит включения Q
378 Наладка общестанционных устройств Гл. 11 Рис, 11.8. Схема сигнализации коммутационных аппаратов электромагнитов. Измеряется напряжение срабатывания реле, контакторов и другой аппаратуры. Регулированием добиваются, чтобы оно составляло не менее 65 % номиналь- ного напряжения оперативного постоянного тока. Мегаомметром на 1000—2500 В проверяется сопротив- ление изоляции обмоток реле, контакторов и электромагни- тов относительно корпусов соответствующих аппаратов или магнитопроводов. Сопротивление изоляции обмоток не нор- мируется, однако сопротивление изоляции обмотки ниже 10 МОм следует считать ненормальным. Такие обмотки ре- комендуется подсушить в сушильных шкафах либо при
§ 11.4 Наладка устройств точной синхронизации 379 помощи воздуходувок или ламп накаливания на месте уста- новки (сушку обычно производит монтажный персонал). После проверки всей аппаратуры проверяют правиль- ность. монтажа отдельных панелей и устройств, а затем и кабельных связей. В заключение испытывается изоляция вторичных цепей в целом. После проверки и регулирования отсоединенные прово- да восстанавливают согласно исполнительным монтажным схемам и указаниям § 10.4, подключают к шинкам сигна- лизации, управления и синхронизации; затем устанавлива- ют плавкие вставки в предохранители и производят про- верку взаимодействия элементов схемы подачей на них оперативного напряжения. Взаимодействие проверяется опробованием после окончания испытаний всех устройств вторичных цепей, в том числе защит и синхронизации, всех блокировок и т. п. совместно с выключателями, автомати- ческими выключателями (см. гл. 4 и 12). Опробование производится сначала поузловое, а затем комплексное включением и отключением выключателей, автоматических выключателей и пускателей с помощью ключа управления или кнопки и от защит. При этом про- веряется работа сигнализации несоответствия (мигающий свет), сигнализации защит и неисправностей. Табло сигна- лизации проверяется дополнительно отдельно от специ- ального ключа опробования и путем имитирования неис- правностей: обрыв цепей управления, срабатывания соот- ветствующих сигнальных реле. Одновременно проверяется прохождение звуковых сигналов (предупредительных и аварийных). Проверка производится при номинальном, повышенном (1,15 t/ном) и пониженном (0,8 t/HOM) напряжениях сети постоянного тока. После проверки взаимодействия не ре- комендуется производить какие-либо работы во вторичных цепях. 11.4. НАЛАДКА УСТРОЙСТВ ТОЧНОЙ СИНХРОНИЗАЦИИ к устройствам синхронизации относятся приборы, ко- лонки синхронизации, реле синхронизации, шинки и кабели синхронизации и ключи, которые подключают цепи напря- жения и управления к тем или иным приборам синхрони- зации. 24*
Рис. 11.9. Схема синхронизации АСЮ ES1.A ES1C lS2.A ЕА.А ЕА.С .ESP ТсвТ КМЕ *$C_SS1B. ~1 з uniinj^nu.„ 7 выключателя Ж s гз W R В схему включения ЕА.А HUHa— I f .ECS1 IВ схему включения выключателя 110 кВ
§ 11.4 Наладка устройств точной синхронизации 381 Если предусматривается возможность синхронизации генератора с сетью через трансформатор с нечетной груп- пой, то в схеме синхронизации предусматривается специ- альный поворотный трансформатор TVU (рис. 11.9 и 11.10). ‘ UA11Q < “a„o(ES2.A,AB20) < Рис. 11.10. Компенсация фазовых сдвигов при синхронизации шин, свя- занных по 11-й группе: а — диаграмма первичных и вторичных напряжений: фазные напряжения стороны 10 кВ (а!0, ЫО, сЮ показаны относительно искусственной нейтрали), условно сов- падающей с нейтралью стороны 110 кВ; б — схема включения поворотного транс- форматора TVU и диаграмма напряжений; В600—общая точка вторичных на- пряжений; ES2.A, ES2.C—маркировка шинок вторичного напряжения трансфор- матора напряжения TVZ ПО кВ; ES.A, ES.C—TV 10 кВ; А620, С620—маркиров- ка шинок синхронизации — сторона сети; А610. С610 — сторона генератора; А790, С790— сторона промежуточных шинок TVU {ЕА.А, ЕА.С) При анализе схемы синхронизации обращается внима- ние на то, что: а) на шинки ES1.A и ES1.C (А610 и С610) поступает «свое» напряжение, т. е. напряжение того генератора, ко- торый должен подключаться к сети и у которого при син- хронизации регулируются напряжение и частота вращения,
382 Наладка общестанционных устройств Гл. 11 а на шинку ES2.A (А620)— напряжение сети (через соот- ветствующие трансформаторы напряжения); б) поворотный трансформатор имеет ту же группу, что и трансформатор связи с системой. Цепи напряжения под- водятся к нему от TH низшего напряжения лишь при под- ключении •— SSLT; в) последовательная обмотка реле KSB выбрана пра- вильно. В остальном анализ схемы синхронизации не отличается от анализа других вторичных схем. Ниже описываются особенности проверки и наладки аппаратуры и испытания схемы синхронизации в целом. На колонке синхронизации обычно устанавливаются два вольтметра, два частотомера и синхроноскоп. Проверка вольтметров и частотомеров колонки синхронизации про- изводится в том же объеме, что и проверка других щитовых приборов. Проверка этих приборов производится попарно, с тем чтобы показания приборов, предназначенных для сравнения параметров генератора и сети, были одинаковы- ми при равных напряжении и частоте. При проверке обра- щается внимание на то, чтобы оба частотомера одинаково показывали в диапазоне напряжений от 85 до ПО В. Для проверки синхроноскопа трехфазное напряжение 100 В подводится к трехфазной обмотке синхроноскопа. При помощи фазоуказателя или другого аналогичного при- бора убеждаются, что напряжение, обозначенное буквами а, Ь, с, действительно имеет прямое чередование фаз (вер- тушка фазоуказателя вращается по часовой стрелке). За- тем свободный вывод однофазной обмотки синхроноскопа а' соединяется с выводом а трехфазной обмотки, при этом стрелка синхроноскопа должна стоять против красной чер- ты прибора. Если подключить конец однофазной обмотки к фазе с, то стрелка синхроноскопа повернется на 60° влево от черты. При наличии фазорегулятора рекомендуется по- дать от него на однофазную обмотку напряжение 100 В и при изменении фазы в одну и в другую сторону убедиться, что стрелка синхроноскопа плавно следует за изменением регулируемой фазы. Для блокировки от неправильной синхронизации устанавливается реле блокировки KSS. В качестве реле блокировки применяется двух- обмоточное реле напряжения типа РН55/200, реагирующее на угол меж- ду векторами напряжения, подведенного к его обмоткам. Реле типа
§ 11.4 Наладка устройств точной синхронизации 383 РН55/200 проверяется аналогично другим реле напряжения. Шкала ре- ле отградуирована не в вольтах, а в градусах. При настройке реле на каждую его. обмотку подается напряжение 100 В, причем на одну из них — через фазорегулятор. При угле между векторами поданных на- пряжений больше угла уставки реле должно срабатывать, с уменьше- нием этого угла до значения угла уставки реле должно возвращаться и разрешать синхронизацию. При отсутствии фазорегулятора для плав- ного изменения фазы одного из напряжений реле настраивается по од- нофазной схеме следующим образом. Например, если задана уставка по блокировке <Хбл=30°, надо проверить, что реле четко отпускается при напряжении l/бл, В, равном U6JI = 2-100 sin = 200 sin 15°, и поданном на одну из обмоток напряжения реле. Напряжение возврата для каждой обмотки в отдельности должно быть одинаковым. После пофазной настройки убеждаются, что реле пра- вильно включено по полярности. Для этого выводы обмо- ток реле, предназначенные для подключения к шинкам ES1.B (В600), объединяются, а к одному из свободных вы- водов реле подается напряжение 100 В. Реле должно чет- ко сработать. После этого снимается питание, оба свобод- ных вывода реле соединяются, подается на них напряжение 100 В, при этом реле не должно срабатывать. Промежуточное реле блокировки KSB облегчает рабо- ту контактов реле KSS при включении выключателя и пре- дохраняет от разрыва тока в цепи включения, если за время включения выключателя вектор напряжения синхрони- зируемого генератора успеет разойтись по фазе с напря- жением сети настолько, что реле KSS подтянется и разомк- нет контакты. Катушка KSB должна обеспечивать сраба- тывание реле от проходящего по нему тока включения (в схеме управления на рис. 11.7 — это ток контактора KMQ1), в то же время сопротивление катушки KSB не должно ограничивать тока цепи включения выключателя до недопустимых значений. У поворотного трансформатора проверяются коэффи- циент трансформации и группа соединений (см. рис. 11.10). После проверки всех элементов и кабельных связей устройства синхронизации проверяется и испытывается изоляция. Проверяется взаимодействие элементов схемы (без цепей переменного напряжения).
384 П роверка. релейных защит и автоматики Гл. 12 Глава двенадцатая. ПРОВЕРКА И НАЛАДКА РЕЛЕЙНЫХ ЗАЩИТ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ И УСТРОЙСТВ АВТОМАТИКИ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ И ПОДСТАНЦИЙ 12.1. ПРОВЕРКИ, НЕОБХОДИМЫЕ ПРИ НАЛАДКЕ УСТРОЙСТВ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ И АВТОМАТИКИ .Проверка и наладка устройств релейной защиты и про- тивоаварийной электроавтоматики (АПВ, АВР) являются необходимыми условиями обеспечения после монтажа воз- можности включения защиты и автоматического устройст- ва в работу и надежного действия их при возникновении коротких замыканий. В объем наладки устройств релейной защиты кроме ра- бот, перечисленных в § 10.1, входят проверка взаимодейст- вия реле в схеме защиты, проверка защиты рабочим током и напряжением и в некоторых случаях имитация ненор- мальных или аварийных режимов. Наладка устройств релейной защиты всегда начинается с выяснения уставок защит и изучения и анализа проект- ных материалов по отдельным видам защит налаживаемо- го присоединения или оборудования. В процессе анализа убеждаются в том, что: каждый конкретный вид рассма- триваемых защит будет работать в условиях эксплуатации . правильно; в принципиальной схеме нет ошибок, могущих привести к неправильной работе защиты; нет обходных це- пей, приводящих к неправильному самоудерживанию от- дельных реле в схеме; нагрузка на контактные системы реле не превышает отключающую способность контактов; правильно выбраны указательные реле по значению сопро- тивления катушек реле (падение напряжения на них не должно превышать 10 % номинального) и по току сраба- тывания, обеспечивающему правильную работу указатель- ных реле (при одновременной работе нескольких защит данного присоединения или оборудования). При анализе обращается внимание на правильность установки переключающих устройств, обеспечивающих возможность при переключении одной из защит в положе- ние «сигнал» опробовать взаимодействие реле в схеме этой защиты и не отключить при этом присоединение, которое может находиться под нагрузкой.
§ 12.1 Проверка устройств релейной защиты и автоматики 38Й После анализа проекта и устранения возможных оши- бок проверяется правильность выполнения полных и мон- тажных схем в соответствии с принципиальной схемой за- щиты и вносятся соответствующие исправления и дополне- ния. При исправлении монтажных схем обращают внимание на правильность включения полярных зажимов реле в за- висимости от включения первичных и вторичных обмоток трансформаторов тока и подводки цепей напряжения. Уставки, на которые необходимо отрегулировать реле защиты, как правило, выдаются службами зашиты и авто- матики энергосистем в первичных токах и напряжениях. Эти уставки пересчитываются с учетом коэффициентов трансформации измерительных трансформаторов тока и напряжения и схемы включения реле защиты. При этом могут быть случаи, когда отдельные предусмотренные про- ектом реле по своим номинальным данным не подходят и заданные уставки на них получить нельзя. В этих случаях реле заменяются другими. После уточнения типов реле и соответствия их проекту приступают к ревизии релейной аппаратуры зашиты (см. § 10.3). Ревизию и проверку элек- трических характеристик реле, расположенных на панелях (линейные защиты, защиты генераторов, трансформаторов большой мощности и др.), как правило, производят на мес- те установки. При расположении защит или отдельных реле в труднодоступных местах (КРУ, сборки задвижек и т. п.) ревизия и регулирование уставок реле производятся в ла- боратории с последующей установкой настроенного реле на место. После установки необходимой релейной аппаратуры и проверки монтажа в пределах панели все отсоединенные ранее провода подсоединяются к зажимам аппаратуры в соответствии с монтажной схемой и надежно закрепляют- ся гайками или винтами. Следующим этапом работы является проверка мегаом- метром изоляции цепей и релейной аппаратуры в пределах панели (см. § 10.4). После ревизии реле и вспомогатель- ных устройств и измерения изоляции переходят к регули- рованию уставок и снятию электрических характеристик реле или защиты в целом. Регулирование уставок реле и снятие электрических характеристик желательно производить с зажимов панели, что позволяет дополнительно проверить правильность вы-
386 Проверка релейных защит и автоматики Гл. 12 полнения монтажа. При этом надо иметь в виду, что на обмотки напряжения реле переменного тока не следует по- давать напряжение, превышающее номинальное напря- жение реле более чем на 10 %, во избежание пробоя меж- витковой изоляции. Особую осторожность необходимо проявлять при пода- че на панель токов, превышающих номинальные вторич- ные токи трансформаторов тока. При этом учитывается термическая стойкость обмоток реле и то, что в одной фа- зе с испытываемым реле, рассчитанным на большие токи, могут быть включены обмотки реле, рассчитанного на не- большие токи. Последние закорачиваются во избежание их повреждения токами большого значения. Если по ходу проверки защиты у какого-либо реле на- до снимать характеристики, требующие падачи токов, в несколько раз превышающих номинальный ток реле, то необходимо до минимума сократить время, в течение ко- торого обмотки реле обтекаются большими токами, и уве- личить время между очередными включениями тока на реле. Если в схеме защиты имеются реле, параметры кото- рых зависят от формы кривой тока (например, некоторые индукционные реле с зависимой характеристикой, реле с насыщающимися трансформаторами и др.), то при про- верке электрических характеристик выбираются такая схема и вид испытательного устройства, которые обеспе- чивают синусоидальность тока, подаваемого на реле защи- ты, например питание испытательного устройства от ли- нейных напряжений, от понижающих трансформаторов достаточной мощности, включение активных сопротивле- ний резисторов в цепь регулируемого тока и т. п. При работе защиты имеет значение время работы той или иной ступени защиты от момента возникновения ко- роткого замыкания до момента подачи импульса на от- ключение выключателя. Поэтому при регулировании уста- вок по времени измеряется время работы защиты не на ре- ле времени, а после работы выходных реле. При этом электрический секундомер запускаемся в момент подачи тока или напряжения на пусковые реле защиты, а оста- навливается выходным реле в момент выхода отключаю- щего импульса на выключатель. После проверки электрических характеристик и регу-
§ 12.1 Проверка устройств релейной защиты и автоматики 387 лировки уставок на реле защиты необходимо определить потребляемую мощность (потребление) защиты раздельно по цепям тока и напряжения при их номинальных значе- ниях. Для этого подается номинальный ток в токовые цепи и измеряется напряжение на них, на цепи напряжения по- дается номинальное напряжение (100 В) и измеряется ток в них. Произведение тока и напряжения определяет по- требление цепи. ' Согласно ПУЭ вся аппаратура должна надежно рабо- тать при напряжении оперативного тока, равном 80 % но- минального. Поэтому после проверки электрических харак- теристик защиты на панель от испытательного устройства подается оперативный ток напряжением 80 ‘/о номинально- го и проверяется взаимодействие реле в схеме защиты за- мыканием контактов реле от руки в таком порядке, в ка- ком они действуют при различных видах повреждений. При этом проверяется правильность последовательности работы отдельных элементов защиты от пусковых до вы- ходных реле в соответствии с принципиальной схемой, правильность действия различных блокировок, отсутствие обходных цепей и ложных связей. После проверки взаимодействия реле в схеме защиты на панели проверяется действие защиты и автоматики на отключение или включение выключателей и правильность действия сигнализации при работе защиты и автоматики при двух режимах напряжения оперативного тока: номи- нальном и 80 % номинального. Для этого собираются все цепи постоянного и переменного тока, все кабельные связи между панелями защит, управления, сигнализации и ячейкой выключателя. Панели защиты, управления и сиг- нализации подключаются к шинкам сигнализации и опе- ративного тока. На панели подается по нормальной эксп- луатационной схеме оперативный ток от своих предохра- нителей. Переключающие устройства защит поочередно переводятся из положения «сигнал» в положение «отключе- ние» по мере проверки защит. Подачей на панель от испытательного устройства токов или напряжений, превы- шающих уставку пусковых реле защиты, либо замыканием контактов этих реле от руки имитируется работа защи- ты, при этом должен отключиться, а при наличии устройств АПВ вновь включиться соответствующий выключатель (или несколцко выключателей), должны выпасть флажки
388 Проверка релейных защит и автоматики Гл. 12 соответствующих указательных реле, появиться сигналы на панели центральной или участковой сигнализации и за- гореться необходимые табло. Этими операциями проверяется исправность цепей оперативного тока. Но прежде чем ставить присоединение под напряжение, убеждаются также в правильности сбор- ки вторичных цепей трансформаторов тока и отсутствии в них разрывов. Такая проверка производится прогрузкой током короткого замыкания оборудования (генераторы, трансформаторы) в процессе пусковых испытаний или по- дачей тока непосредственно в первичные обмотки транс- форматоров тока от постороннего источника. Наиболее простой способ — это подача тока от посторон- него источника. В этом случае используется однофазное на- грузочное устройство, которое позволяет проверить при по- фазной подаче тока в первич- ные цепи помимо целости и правильности выполнения це- пей еще и соответствие мар- кировки вторичных цепей то- ка расцветке первичных цепей. Перед этой проверкой еще раз убеждаются в полной сборке всех токовых цепей и наличии закороток на токовых цепях тех сердечников трансформа- торов тока, которые в настоя- щей схеме по какой-либо при- Рис. 12.1. Схема проверки за- щиты первичным током при по- фазной подаче тока от нагру- зочного устройства чине не используются. Проверка производится по схемам, приведенным на рис. 12.1—12.4. Ток, равный не менее 10 % номинального первичного тока, подается от нагрузочного устройства в одну из фаз трансформатора тока, а во вторичных цепях измеритель- ным прибором (например, ВАФ с помощью токоизмери- тельных клещей) проверяется наличие тока (значение то- ка должно соответствовать коэффициенту трансформации) в одноименной фазе и нейтральном проводе, если обмотки трансформаторов тока собраны в звезду, а также отсутствие тока в других фазах. Опыт повторяется со всеми тремя
• § 12.1 Проверка устройств релейной, защиты, и автоматики- 389 фазами (или двумя в двухфазных схемах) . В зависи- мости от схем соединения трансформаторов тока произво- дится дальнейшая проверка токораспределения во вторич- ных цепях, в различных вариантах подачи первичного тока, Токораспределение должно соответствовать приведен- Рис. 12.2. Схемы проверки защиты первичным током при соединении вторичных обмоток трансформаторов тока в звезду плн треугольник: а — прогрузка полной звезды прн сборке первичной схемы в зигзаг; б — прогруз- ка треугольника при сборке первичной схемы в зигзаг (проверка на отсутствие тока); в — прогрузка треугольника подачей тока в две фазы (поочередно в АВ, ВС, СА) ному на рис. 12.1—12.4. По наличию тока, значению и соотношению этих токов определяется характер ошибки, если последняя имеет место. При прогрузке надо следить за тем, чтобы первичные цепи не были заземлены, иначе картина токораспределе- ния во вторичных цепях будет искажена.
3S0 Проверка релейных защит и автоматики Гл. 12 Прогрузка токовых цепей совмещается с проверкой за- щиты первичным током от постороннего источника. Для этого ток, подаваемый в первичную обмотку трансформа- торов тока, питающих защиту, увеличивается до срабаты- Рис. 12.3. Схема проверки защиты первичным током при соединении вторичных обмоток трансформа- торов тока в неполную звезду Рис. 12.4. Схема проверки защиты первичным током при соединении вторичных обмоток трансформато- ров тока на разность токов двух фаз вания защиты на отключение выключателя. Ток, при ко- тором защита сработала на отключение, должен соответст- вовать первичному току уставки, отрегулированной на реле с учетом схемы соединений трансформаторов тока и реле защиты. В случаях, когда защита не может быть про- верена током нагрузки (защита электродвигателей, сило- вых трансформаторов собственных нужд электростанций и т. п.), эта проверка является окончательной. Если мощность нагрузочного устройства не позволяет довести первичный ток до срабатывания защиты, то защита проверяется вторичным током. При этом способе ток от постороннего источника подается на выводы вторичных обмоток трансформаторов тока и значение его доводится до срабатывания защиты. Измеренный вторичный ток сра- батывания реле защиты, пересчитанный для первичной стороны по коэффициенту трансформации трансформато- ров тока, должен соответствовать заданному уставкой пер- вичному току срабатывания защиты с учетом тока намаг- ничивания трансформаторов тока. При проверке этим ме-
§ 12.1 Проверка устройств релейной защиты и автоматики 391 тодом заземления вторичных обмоток трансформаторов тока необходимо снять. В некоторых случаях, например при проверке защит генераторов, номинальные первичные токи которых дости- гают нескольких тысяч ампер, сложно подобрать однофаз- ное нагрузочное устройство, способное обеспечить ток до- статочного значения. В этих случаях прогрузка токовых це- пей и проверка защит производятся на вращающемся генераторе подъемом тока на искусственное короткое за- мыкание (трехфазное и однофазное). Проверка может быть произведена и иа остановленном генераторе от посто- роннего источника трехфазного тока. Следующим этапом является испытание изоляции всех цепей и аппаратов, входящих в схему защиты, в собранной схеме. Этой работе предшествует измерение изоляции всей схемы мегаомметром. Окончательное заключение о возможности включения защиты в эксплуатацию может быть дано лишь после про- верки ее первичным током нагрузки и рабочим напряжени- ем (проверка под нагрузкой), являющейся основной и полноценной проверкой схемы переменного тока и пра- вильности включения и поведения реле. Проверка защиты под нагрузкой заключается в изме- рении токов и напряжений, снятии векторных диаграмм и определении правильности поведения реле. Для исключе- ния ложного отключения присоединения перед проверкой под нагрузкой действие защиты переводится на «сигнал». Проверка под нагрузкой начинается с проверки цепей напряжения. Измеряются линейные и фазные напряжения на обмотках реле. Проверяется чередование фаз (фазоука- зателем или ВАФ-85). Проверяется правильность марки- ровки цепей напряжения, подведенных к защите, путем фазировки с ранее проверенными цепями напряжения дру- гих защит от того же трансформатора напряжения. Напря- жение между одноименными фазами должно быть равно нулю, а между разноименными — линейному (100 В). Если вместо нуля звезды заземлена одна из фаз (обычно фаза Ъ), то правильность маркировки можно проверить вольт- метром и фазоуказателем. Для этого вольтметром измеря- ется напряжение всех фаз и нейтрального провода относи- тельно земли. Напряжение заземленной фазы в этом слу- чае должно быть равно нулю, напряжение остальных фаз
392' Проверка релейных защит -и автоматики Гл; 12 должно быть линейным (100 В), а напряжение между ней- тралью и землей— фазным (58 В). Заземленную фазу b подключают к зажиму В фазоука- зателя (см. рис. 2.9) и производят проверку, как указано в § 2.4. Если маркировка правильная, то фазоуказатель дол-. жен вращаться по стрелке. После этого проверяется фази-- Рис.' 12.5. Схема соединения обмоток трансформаторов напряжения:- а •«—’рекомендуемая схема сборки разомкнутого треугольника для получения на- пряжения нулевой последовательности; б — векторная диаграмма при фазиробкс разомкнутого’треугольника , , рЬвка цепей напряжения от трансформаторов напряжения разных систем шин одного напряжения. : :Еслй в защите имеются реле, включенные на обмотку трансформатора напряжения, соединенную в разомкнутый треугольник (на напряжение нулевой последовательности), то необходимо проверить его фазировку и правильность вы-, вода испытательной жилы U. Для этого вольтметром с пре- делами от 1 до 300 В измеряется напряжение между испы- тательной жилой и землей или шинкой В 600, а также меж- ду испытательной жилой и напряжением фаз звезды. На основании замеров строится векторная диаграмма цепей напряжения (рис. 12.5,6). При этих измерениях следует иметь в виду, что напряжение между испытательной жилой U и аналогичной фазой звезды (при рекомендуемой на рис. 12.5, а сборке разомкнутого треугольника такой фазой является фаза а звезды) составляет около 195 В при зазем- лении одной из фаз звезды (или около 1-60 В при заземле- нии нулевой точки звезды)...
§ 12.1 Проверка устройств релейной защиты и автоматики 393 В заключение измеряется напряжение небаланса между началом разомкнутого треугольника Н и заземленной фа- зой. Обычно напряжение небаланса не превышает 1—1,5 В. Если это значение получилось большим, то необходимо про- верить правильность сборки разомкнутого треугольника и симметрию напряжения в сети. Часто напряжение небалан- са достигает более 2—3 В за счет наличия в напряжении сети высших гармоник (в основном пятой, реже седьмой). Наличие этих гармоник можно определить по осциллоско- пу. В этом случае небаланс определяется по величине пер- вой гармоники. Иногда большое напряжение небаланса по- является за счет неодинаковой емкости фаз сборных шин, к которым подключен трансформатор напряжения. Токовые цепи защит проверяются при наличии тока на- грузки присоединения путем измерения токов во вторичных цепях трансформаторов тока. С йомощыо ВАФ-85 измеря- ются токи в фазах всех защит данного присоединения и ток небаланса в нейтральных проводах. Для измерения тока небаланса используется миллиамперметр с малым внут- ренним сопротивлением не более 0,5—1 Ом. При этом сна- чала измеряется токоизмерительными клещами на пределе* 1 А ток в нейтральном проводе и лишь в случае отсутствия показаний, превышающих 200 мА, подключается в разрыв, нейтрального провода непосредственно миллиамперметр. Во избежание повреждения прибора измерение начинается с большего предела. При измерении токов сначала подклю- чают прибор с обоих концов испытательного зажима, а за- тем зажим раскорачивается и производится отсчет по при- бору. После измерения токов и напряжений снимают век- торные диаграммы. Анализ векторных диаграмм токов и напряжений, а так- же поведения реле в схемах защит является основным для оценки правильности сборки вторичных обмоток трансфор- маторов тока и напряжения и правильности подключения к ним реле. Векторная диаграмма, используемая при проверках за- щит, представляет собой векторы токов, подаваемых на за- щиту, построенные в системе координат, состоящей из трех векторов фазных или линейных напряжений, расположен- ных относительно друг друга под углами 120°. Перед тем как приступить к снятию векторной диаграм- мы, устанавливают точное направление активной и реак- 25—408
394 Проверка релейных защит и автоматики Гл. 12 тивной мощности в первичной цепи. Это необходимо для проверки векторной диаграммы и правильного анализа по- ведения реле. Определить направление мощности можно как по ваттметрам, так и созданием режима односторонне- го питания. В зависимости от направления мощности в первичной цепи вектор первичного тока может занимать любое поло- жение в системе координат, где по вертикальной оси отло- жено положительное направление активной мощности и фазного напряжения, а по горизонтальной — реактивной мощности. Эта система координат разбита на четыре квад- ранта (рис. 12.6). Зная направление активной и реактивной Рис. 12.6. Положение вектора первич- ного тока при разных направлениях активной и реактивной мощностей: /, IV—индуктивные квадранты; //, III— емкостные квадранты; (+Р, -bQ от шин; —Р» — Q к шинам) мощностей и положение вектора тока на векторной диа- грамме, можно проверить правильность сборки вторичных обмоток трансформаторов тока, правильность поведения реле направления мощности и т. п. Векторные диаграммы токов можно снимать ваттметром или фазометром, но наиболее удобно пользоваться прибо- ром ВАФ-85. Для снятия векторной диаграммы с помощью ВАФ-85, так же как и в других случаях, используются только синхронные с измеряемыми токами и симметричные напряжения, имеющие известное чередование фаз. Если векторная диаграмма снимается для проверки направлен- ных защит, работа которых зависит от взаимного располо- жения векторов тока и напряжения, то векторную диаграм- му токов, подводимых к защите, необходимо снимать только на напряжения, на которые включена защита. В остальных случаях, например при проверке дифференциальных защит, можно использовать любое синхронное напряжение. Для снятия векторной диаграммы токов на зажимы А,
§ 12.1 Проверка устройств релейной защиты и автоматики 395 В, С прибора ВАФ-85 подается трехфазное напряжение ПО или 220 В с чередованием фаз А—В—С. По направле- нию вращения лимба проверяется правильность чередова- ния фаз. Токоизмерительные клещи подключают к зажимам / с соблюдением полярности. Потом клещи разжимают и надевают на провод одной из фаз тока, подведенного к па- нели от трансформаторов тока, таким образом, чтобы зна- чок * на боковой крышке клещей был направлен в сторону трансформаторов тока. Левый тумблер должен стоять в положении IU, а правый — в положении «величина», при этом измеряется ток в фазе. Далее тумблер переключается в положение «фаза», и лимб начинают вращать по часовой стрелке до тех пор, пока стрелка прибора не подойдет к нулю слева, при этом по риске ПО и 220 В (в зависимости от значения подведенного напряжения) производится от- счет на лимбе угла и квадранта (емкостного или индуктив- ного), в котором находится вектор тока измеряемой фазы относительно вектора напряжения Оаь (так как прибор ВАФ-85 измеряет угол между векторами измеряемого тока и вектором напряжения Uab)- Принято считать полуокружность вправо от базисного вектора напряжения (в нашем случае иаъ) индуктивной зоной, а влево от него — емкостной. Если по лимбу отсчи- тали, что угол вектора тока, например фазы 1а, расположен в индуктивной зоне и равен 160°, то для построения вектор- ной диаграммы этот вектор тока надо отложить от вектора напряжения иаь по часовой стрелке на 160°. Если мы от- считаем 160° в емкостной зоне, то вектор тока надо отло- жить от вектора напряжения иаь против часовой стрелки на 160°. При отсчете угла надо иметь в виду, что измерение угла будет сделано правильно только в том случае, когда на- правление вращения лимба и движение к нулю стрелки совпадают. Если же установка стрелки на нуль была про- изведена поворотом лимба по часовой стрелке, а стрелка прибора при этом двигалась к нулю справо налево, т. е. против часовой стрелки, то фактический угол между век- торами тока и напряжения отличается от отсчитанного по лимбу на 180°. Аналогичным образом измеряются углы между векто- ром напряжения иаь и векторами токов остальных двух фаз. На основании этих данных строится векторная диа- 25*
.. 396 Проверка релейных защит и автоматики Гл.х 12 грамма. Дальнейший анализ векторной, диаграммы, зависит от того, какая, защита проверяется. Только убедившись на основании проверки под нагруз- кой, что реле защиты включены правильно, мЬжно. делать запись в журнале дежурного персонала о возможности включения защиты в эксплуатацию с действием ее на от- ключение .соответствующих выключателей. После этого оформляется протокол, куда записываются все паспортные данные защиты, уставки, результаты изме- рения и испытания изоляции, результаты снятия электриче- ских характеристик, проверки взаимодействия и действия защиты на отключение выключателя, результаты проверки иод .нагрузкой « заключение о возможности включения за- щиты в.эксплуатацию. Один экземпляр этого протокола вместе с исполнительными схемами сдается эксплуатацион- ному : персоналу. . > . 12.2. НАЛАДКА ПРОСТЫХ И НАПРАВЛЕННЫХ МАКСИМАЛЬНЫХ ТОКОВЫХ ЗАЩИТ з _ !- В зависимости от использования трансформаторов тока в фазах сх'емй максимальных токовых защит разделяются на трех фазные (трансформаторы тока установлены в каж- дой фазе) и двухфазные (трансформаторы тока установле- ны в двух фазах.).; Двухфазная схЬма может выполняться с тремя, двумя или одним реле в зависимости от схемы соединения вторич- ных обмоток трансформаторов тока. Разновидность выпол- нения схем максимальной токовой защиты необходимо учи- тывать при расчете уставки реле, так как при одном и том же первичном токе, проходящем в фазах электроустановки, в реле будут проходить различные вторичные токи в, зави- симости от схемы соединения трансформаторов тока. Вто- ричный ток, на который необходимо отрегулировать реле (уставка по току), определяется по формуле / — Атл h Jcp-P — «сх» где 1Ср,з — первичный фазный ток срабатывания защиты; Ki — коэффициент трансформации трансформаторов тока; йсх — коэффициент схемы, учитывающий схему соединения трансформаторного тока.
§ 12.2 Наладка максимальных токовых защит 397 Для схем соединения трансформаторов тока в полную (трехфазная схема) или неполную (двухфазная) звезду Лсх=1. Для схемы соединения трансформаторов тока в треугольник или на разность токов двух фаз Асх = Уз. Вторичное напряжение, на которое необходимо отрегу- лировать реле напряжения (уставка по напряжению), опре- деляется по формуле где ДСр,3 — первичное линейное напряжение срабатывания защиты; Ки— коэффициент трансформации трансформато- ров напряжения, от которых питается защита. В качестве примера рассмотрим проверку взаимодейст- вия реле в схеме максимальной токовой защиты с блоки- ровкой минимального напряжения (рис. 12.7). В нормаль- ном режиме нагрузки на минимальные реле напряжения KV1, KV2, KV3 подано номинальное напряжение от транс- Рис. 12.7. Схема максимальной токовой защиты с блокировкой мини- мального напряжения: а — цепи переменного тока; б — цепи переменного напряжения; в — цепи опера- тивного тока
398 Проверка релейных защит и автоматики Гл. 12 форматоров напряжения TV, якорь реле подтянут и кон- такты разомкнуты (на рис. 12.7 эти контакты замкнуты, так как положение контактов реле на схемах показывается для обесточенного состояния защиты); при замыкании кон- тактов токовых реле К.А4, 1<А5, КА6 защита не работает. При коротком замыкании напряжение снижается, а ток возрастает, якоря реле KV1, KV2, K.V3 отпадают и контак- ты их замыкаются. В то же время замыкаются контакты токовых реле, чем подается плюс оперативного тока на реле времени КТ7, оно работает и действует с заданной выдерж- кой времени на отключение выключателя через указатель- ное реле К.Н8. Эту последовательность и надлежит прове- рить при проверке взаимодействия реле в схеме защиты. Прежде всего под замкнутые контакты реле KV1, КУ2, КУЗ подкладывают кусочки бумаги (контакты размыкают- ся). Замыкая поочередно от руки контакты реле КА4, КА5, К.А6, убеждаются, что реле времени КТ7 не ра- ботает, т. е. нет обходных цепей. Поочередно замыкают контакты реле KV1, КУ2, KV3 (убирают бумажки) и убеждаются, что реле К.Т7 не рабо- тает, но работает сигнал обрыва цепи напряжения. Размы- кают контакты K.V2 и 1<УЗ и замыкают КУ1, далее замы- кают поочередно К.А4, КА5, КА6 и убеждаются, что работа- ет КТ7 и выпадает указатель реле К.Н8. То же повторяют при замыкании контактов реле КУ2 (KV1 и КУЗ разомкну- ты) и KV3 (КУ1 и KV2 разомкнуты). По окончании проверки взаимодействия тщательным осмотром убеждаются в том, что удалены всякие предметы, помогавшие удерживанию контактов реле в том или ином положении. Проверка, максимальной токовой защиты под нагрузкой сводится к замеру вторичных токов в цепях защиты. При этом убеждаются в наличии равных по значению токов во всех фазах, а в нейтральном проводе — тока небаланса, равного нескольким миллиамперам (при сборке вторичных обмоток трансформаторов тока в полную звезду) или равного току в фазах (при сборке вторичных обмоток трансформаторов тока в неполную звезду). В последнем случае в нейтральном проводе проходит ток, численно рав- ный току фазы, в которой не используется или не установ- лен трансформатор тока (но с обратным знаком по поляр- ности). При сборке вторичных обмоток трансформаторов
§ 12.2 Наладка максимальных токовых защит 399 тока на разность токов двух фаз в проводах, идущих к ре- ле, в нормальном режиме будет проходить ток, равный V З/пагр, где /„агР — фазный ток нагрузки. Направленные максимальные токовые защиты от меж- дуфазных коротких замыканий отличаются от обычных максимальных токовых защит наличием в их схеме реле на- правления мощности (например, типа РБМ-171). Особенность наладки направленных защит состоит в проверке правильности включения реле направления мощ- ности как по проектной схеме с точки зрения обеспечения правильного поведения реле при тех же режимах или ви- дах короткого замыкания, при которых должна действо- вать данная защита (выбор схемы включения), так и с уче- том фактической полярности трансформаторов тока и напряжения, полярности обмоток тока и напряжения реле направления мощности и фактического чередования фаз. Реле направления мощности должно срабатывать (за- мыкать свой контакт) при подведении к однополярным за- жимам (началам) его обмоток тока и напряжения, сдви- нутых под таким углом, при котором вращающий момент положителен. В общем случае реле направления мощности должно срабатывать при коротком замыкании в линии, т, е. при направлении первичного тока от шин в линию. Для того чтобы обеспечить правильную работу защиты, надо учесть схему соединения вторичных обмоток транс- форматоров тока и напряжения. В данном случае к «нача- лу» токовой обмотки реле должен подключаться тот зажим трансформатора тока, из которого ток «вытекает» при на- правлении первичного тока от шин в линию, к месту корот- кого замыкания. Схема включения реле направления мощности РБМ-171, включенного по 90-градусной схеме, с учетом полярности измерительных трансформаторов показана на рис. 12.8, а. Аналогично включается реле и в другие две фазы с соот- ветствующим сочетанием фаз тока и напряжения. Правильность включения реле направления мощности определяется по поведению реле (срабатывание или закли- нивание) в сочетании с анализом векторной диаграммы токов и напряжений, снятой в это же время. Определив зону работы реле при данном расположении вектора тока и сравнив с ней действительное поведение
400 11роверка-р«лейных защит и автоматики Гл. 12 реле, устанавливают правильность его включения. Построе- ние линии изменения знака момента и определение зоны работы реле направления мощности для реле, включенного на ток 1а и напряжение UBC (90-градусная схема), имею- щего характеристику вращающего момента 7ИВр— =&t/p/pcos(<fp+45c), показано на рис. 12.8,6. Рис. 12.8. Схема включения реле РБМ-171 по 90-градусной схеме: а — схема включения реле фазы Л; б —диаграмма токов и напряжений для оцен- ки поведения реле фазы А ври трехфазном коротком замыкании; —угол меж- ду напряжением и током при коротком замыкании На бланке векторной диаграммы строится вектор пер- вичного напряжения UBC, которое подается на реле. Так как момент на реле становится равным нулю при токе, отстающем от UBC на 45°, то под этим углом относительно вектора UBC проводится прямая, которая является линией изменения знака момента. Зона, в которой расположен век- тор UBc — зона работы реле, так как расположение в этой зоне вектора 1а при коротком замыкании приведет к сра- батыванию реле. Если вектор тока нагрузки (в нашем случае фазы Л) на векторной диаграмме расположен в зоне работы и реле за- мыкает свой контакт, то реле включено правильно. Если вектор тока нагрузки расположен в зоне «заклини- вания» и реле «клинит», то оно тоже включено правильно (такой случай может быть при прохождении тока нагрузки из линии к шинам).
§ 12.2 Наладка максимальных токовых, защит 401. Как проверить реле, включенное на ток фазы А и на- пряжение иВс; если направление активной и реактивной мощностей на проверяемой линии такое, что вектор тока, подводимого к реле, располагается вблизи линии измене- ния знака момента и поэтому подвижная система реле на- ходится в безразличном состоянии (реле «плавает»), так как момент на реле очень мал (рис. 12.9, а). Рис. 12.9. Проверка правильности включения реле направления мощно- сти РБМ-171 подачей в реле тока фазы В: а — векторная диаграмма; б — схема переключения на сборке зажимов цепей тока Il If/lKIV ЛЬ abcN ab cN 0m ТА От TV Ч) В этом случае проверяют, как будет работать реле с током другой фазы, расположенной в зоне работы реле (в нашем случае это ток фазы В). Для этого подают, как показано на рис. 12.9, б, в реле ток фазы В и следят за поведением реле. Из анализа диаграммы видно, что с то- ком В, реле должно сработать. Если оно действительно сра- ботало и замкнуло свои контакты, значит, реле включено правильно. Аналогичную проверку можно было бы провести, не из- меняя фазы тока в обмотке реле направления мощности, а подавая на обмотку напряжения реле другое напряжение, при котором ток 1Л, проходящий в обмотке реле, попал бы в зону четкого срабатывания; например, вместо напряже- ния Uвс можно подать напряжение UAC. При проверке под нагрузкой проверяется правильность включения реле направления мощности, установленных в каждой фазе, и делается заключение о правильности их
402 Проверка релейных защит и автоматики Гл. 12 включения таким образом, как это было рассмотрено отно- сительно реле, включенного на ток фазы А. В том случае, когда анализ векторной диаграммы и поведение реле пока- зывает, что оно включено неправильно, необходимо найти ошибку в схеме включения и устранить ее, 12.3. НАЛАДКА ЗАЩИТ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ФИЛЬТРОВ ОБРАТНОЙ последовательности В настоящее время фильтры обратной последовательно- сти получили широкое распространение в схемах релейной защиты и автоматики. Они применяются и как самостоя- тельные реле тока и напряжения обратной последователь- ности (фильтр-реле типов РНФ-1М, РТФ-1М, РТФ-7/1 и др.), и в различных комплектных панелях и устройствах ;(пусковой орган в защите типа ДФЗ, пусковой орган в уст- ройстве блокировки при качаниях типов КРБ-125, КРБ-126 и др.). Несмотря на большое разнообразие схем применяемых фильтров тока и напряжения обратной последовательности, наладка их имеет много общего и состоит из: 1) проверки и регулирования (настройки) собственно фильтра на минимум напряжения (тока) небаланса; 2) регулирования заданной уставки по напряжению (то- ку) обратной последовательности; 3) проверки правильности включения цепей напряжения (тока) под рабочим напряжением (током) с проверкой не- баланса напряжения (тока). Настройка фильтров на минимум напряжения (тока) небаланса производится при подведении к фильтру симмет- ричной системы напряжений (токов) прямой последова- тельности. Получение на месте производства наладочных работ такой симметричной системы часто бывает затрудни- тельным, особенно для фильтров тока. Поэтому настройка фильтров на минимум небаланса обычно производится кос- венными методами при использовании однофазных схем. Рассмотрим наладку защит с использованием фильтров обратной последовательности на примерах наладки фильтр- реле напряжения обратной последовательности типа РНФ-1М (рис. 12.10) и фильтр-реле тока обратной после- довательности типа РТФ-1М (рис. 12.11).
§ 12.3 Наладка защит 403 Рис. 12.10. Схема фильтр-реле напряжения обратной последо- вательности типа РНФ-1М Проверка исполнительных реле напряжения (тока), ре- ле постоянного тока, вторичных цепей, проверка взаимодей- ствия защит и опробование действия их на выключатели в данном параграфе не рассмат- риваются, как не имеющие от- личий от простых максималь- ных защит. Наладка фильтр-реле' типа РНФ-1М. Фильтр-реле типа РНФ-1М состоит из активно- емкостного фильтра напряже- ния обратной последователь- ности (ФНОП) и исполнитель- ного электромагнитного реле напряжения РН-50, включен- ного на выходные зажимы фильтра через однофазный вы- прямительный мост. Активные сопротивления фильтра со- стоят из двух соединенных последовательно резисторов: одного постоянного, другого регулируемого. Регулируемые резисторы предназначены для настройки фильтра. При про- верке исправности механической части фильтр-реле особое внимание обращается на состояние контактной системы ре- гулируемых резисторов. Рис. 12.11. Схема фильтр-реле тока обратной последовательности типа РТФ-1М
404 Проверка релейных защит и автоматики Гл. 12 Проверка характеристик фильтр-реле начинается с про- верки настройки ФНОП. Качество настройки ФНОП оце- нивается по симметричности работы фильтра при имитации двухфазных КЗ различных фаз. Имитация производится подачей на вход ФНОП одинаковых напряжений £/вх и измерением напряжений на выходе фильтра ИВЪ1Х (рис. 12.12). Фильтр напряжения обратной последовательности у). Ув* 2(a) 4(b) 6(c) N М Рис. 12.12. Схемы имитации различных видов двухфазных КЗ при на- стройке ФНОП фильтр-реле РНФ-1М: а — имитация двухфазного КЗ на фазах bv, б — то же на фазах abi в — то же на фазах ас считается настроенным удовлетворительно, если напряже- ния на выходе фильтра при имитации всех видов двухфаз- ных КЗ не отличаются от своего среднего значения более чем на 2—3 %. Вместо измерения напряжений на выходе фильтра можно измерять напряжения на входе фильтра при срабатывании исполнительного реле напряжения. В этом случае ФНОП считается настроенным удовлетвори- тельно, если отличия напряжений срабатывания реле [7ср,р от своего среднего значения будут также не более 2—3 %. При больших отличиях необходимо регулирование фильтра. Регулирование ФНОП производится при отсоединенной нагрузке по схеме, приведенной на рис. 12.12, в, при подаче на вход фильтра напряжения t7BX=100 В, при этом оба плеча фильтра оказываются подключенными к одному и тому же напряжению. Согласно векторной диаграмме ненагруженного ФНОП (рис. 12.13) при настроенном фильтре отношение падений напряжений на элементах фильтра в плечах равно КЗ, т. е. при UBX—100 В это отношение составляет 86,5/50 В, 1/з а напряжение на выходе фильтра равно Л_ Свх, т. е. 2
§ 12.3 Наладка защит 4D5 86,5 В. Изменением сопротивления регулируемых резисто- ров добиваются такого распределения с точностью не менее 1 %- Вольтметр, используемый для измерения напряжений на элементах фильтра, должен быть с малым потреблением (7?вх>Ю00 Ом/В), чтобы существенно не изменять сопро- тивление. Следует иметь в виду, что даже при таких срав- нительно больших значениях внутреннего сопротивления Рис, 12,13. Векторные диаграммы ненагруженного ФНОП ,фильтр-реле типа РЙФ-1М: а — при подведении к фильтру напряжений прямой последовательности; б—то »е- йри 'обратной последовательности; е — при подведении к фильтру" однофазно- го напряжения (имитация двухфазного КЗ между фазами ас) . . вольтметров вносится погрешность 0,5—1 % (при сущест- вующих значениях сопротивлений элементов фильтра),’ при- чем всегда в сторону уменьшения действительных значе- ний, что необходимо учитывать. Необходимо также/при регулировании ФНОП подключать к сети с хорошей формой кривой напряжения во избежание появления дополнитель- ных погрешностей из-за наличия высших гармонических. После регулирования фильтра повторно проверяется его настройка. Регулирование заданной уставки по напряжению обрат- ной последовательности производится при имитации двух- фазного КЗ между любыми фазами. Увеличивая напряже- ние на входе фильтра от нуля до срабатывания и ис- полнительного реле напряжения, определяют [7СР1Р. На- пряжение срабатывания реле, В, в линейных напряже-
406 Проверка релейных защит и автоматики Гл. 12 ниях обратной последовательности подсчитывается по фор- муле Ц,л = ^ср.р/Уз. Шкала фильтр-реле типа РНФ-1М отградуирована в ли- нейных напряжениях обратной последовательности (от 6 до 12 В). По этой же схеме проверяется напряжение возвра- та и отсутствие вибрации исполнительного реле напряжения. Отсутствие вибрации проверяется при подаче на вход фильтра напряжений от 1,05 t7cp,p до 120—130 В. При по- явлении вибрации она устраняется как у обычного электро- магнитного реле напряжения. Если для получения задан- ной уставки по С72л указатель шкалы исполнительного реле приходится сместить от нужного деления на величину более 5°, то небходимо изменить регулировку исполнительного реле и снова повторить проверку. Для определения коэффициента запаса (отстройки) от напряжения небаланса дополнительно измеряются напря- жения на выходе фильтра при срабатывании и возврате ис- полнительного реле вольтметром с малым потреблением. Для фильтр-реле типа РНФ-1М эта проверка обычно не производится, так как получаемые напряжения небаланса фильтра значительно меньше напряжения на выходе фильт- ра при возврате исполнительного реле. Фильтр-реле других типов проверяются аналогично. Для получения малых напряжений срабатывания обратной по- следовательности на выходе ФНОП вместо электромагнит- ного реле напряжения устанавливается чувствительное по- ляризованное реле, включенное в схему через выпрями- тельный мост. В этом случае для исключения влияния высших гармонических в кривой рабочего напряжения на напряжения срабатывания и возврата фильтр-реле допол- нительно устанавливаются защитные частотные фильтры. Правильность подключения фильтр-реле к цепям напря- жения проверяется под рабочим напряжением измерением значения и определением чередования фаз линейных напря- жений, подводимых к ФНОП. По значению напряжения не- баланса на выходе фильтра, измеренного вольтметром с малым потреблением, окончательно оценивается точность настройки фильтра. Напряжение небаланса не должно пре- вышать 1 В. Повышенные значения напряжения небаланса могут быть вызваны не только неточной настройкой ФНОП, но н
§ 12.3 Наладка защит 407 другими причинами: 1) наличием в кривой подводимого напряжения гармонических составляющих (обычно пятая гармоника); 2) наличием несимметрии подводимых напря- жений; 3) разницей в частотах сети при проверке над рабо- чим напряжением и при проверке настройки фильтра. Учет влияния этих факторов достаточно сложен. При проверке желательно получать такой режим, когда влияние этих факторов на ток небаланса минимально. Прн подведении к фильтру напряжений обратной после- довательности, что достигается перекрещиванием на входе фильтра двух любых фаз напряжения, измеряется напря- жение на выходе фильтра вольтметром с малым потребле- нием и проверяется отсутствие вибрации контактов испол- нительного реле напряжения. У ненагруженного фильтра это напряжение равно 1,5 Пгл, т. е. 150 В, у нагруженного фильтра это напряжение несколько ниже. После восста- новления цепей напряжения еще раз измеряется напряже- ние небаланса на выходе ФНОП. Наладка фильтр-реле типа РТФ-1М. Фильтр-реле типа РТФ-1М (см. рис. 12.11) состоит из активно-индуктивного фильтра тока обратной последовательности (ФТОП) и ис- полнительного электромагнитного реле напряжения (РН-50), включенного на выходные зажимы фильтра через однофазный выпрямительный мост. Фильтр тока обратной последовательности состоит из трансформатора тока ТА и трансреактора (трансформатора с воздушным зазором) TAV, нагруженных регулируемыми резисторами R1 и R2. Для компенсации тока нулевой последовательности первич- ные обмотки трансформатора и трансреактора фильтра разделены на две равные части и включены на разность фазных токов. В трансформаторе ТА вторичный ток практически сов- падает по фазе с первичным, поэтому падение напряжения на резисторе R1 совпадает по фазе с разностью фазных то- ковД—1а в первичных обмотках ТА. В трансреакторе ТА V фаза вторичного тока зависит от его вторичной нагрузки — сопротивления резистора R2, которое выбрано таким, что падение напряжения на нем опережает разность фазных токов 1Ь—1С в первичных обмотках TAV на угол 60°. Эле- менты фильтра подобраны так, что при прохождении по первичным обмоткам трансформатора ТА и трансреактора
4Q8 Проверка релейных защит. и автоматики. - , Гл. .12 T.AV токов прямой последовательности падения напряже- ния на резисторах^ Um nJJu? равны й противоположны по фазам, а при прохождении токов обратной последовательно- сти падения напряжения на резисторах URt и равны и сдвинуты по фазе на 60°. Векторные Диаграммы ненагру- женного ФТОП приведены на рис. 12.14. Рис.' 12.14. Векторные^ диаграммы незагруженного ФТОП фильтр-реле типа РТФ-1М: ‘ — йри подведении к фильтру токов прямой последовательности; б — при под- ведении к фильтру токов обратной последовательности; в — при подведении к фильтру однофазного тежа. | ’ - При проверке йсправности механической части фильтр- реле особое внимание обращается на состояние контактной системы' регулируемых резисторов и на надежную стяжку пакетов стали трансформатора и трансреактора. Недоста- точно надежная стяжка пакетов стали при больших значе- ниях токов КЗ и сп вибрации в процессе эксплуатации мо- жет привести к расстройке фильтра. Проверка электрических характеристик фильтр-реле на- чинается с проверки настройки ФТОП. Качество настройки ФТОП оценивается по симметричности работы фильтра при имитации двухфазных КЗ различных фаз. Имитация про- изводится подачей на вход ФТОП одинаковых по значению токов /вх и измерением токов на выходе нагружённого фильтра /вых, т. е. тока в исполнительном органе (до вы- прямительного моста), миллиамперметром с малым потреб- лением, чтобы существенно не изменять нагрузку на фильтр. Фильтр токов обратной последовательности счита- ется настроенным удовлетворительно, если токи на выходе
§ 12.3 Наладка защит 409 фильтра при имитации всех видов двухфазных КЗ не от- личаются от своего среднего значения более чем на 2—3 %• Вместо измерения токов на выходе фильтра можно изме- рять ток на входе фильтра при срабатывании исполнитель- ного реле. В этом случае. ФТОП считается настроенным удовлетворительно, если отличия токов срабатывания реле /ср,р от своего среднего значения будут также не более 2— 3 %. При больших отличиях необходимо регулирование фильтра. Регулирование ФТОП производится при отсоединенной нагрузке по однофазной, схеме при подаче синусоидального тока 2 /Ном на выводы 5 и 6 фильтр-реле (в этом случае на- правление токов в обмотках трансформатора ТА и трансре- актора TAV будет встречным, см. рис. 12.11). Измеряются падения напряжения на резисторах R1 и R2 и напряжение на выходе фильтра вольтметром с малым потреблением (Явн>1000 Ом/В). Как видно из векторной диаграммы, приведенной на рис. 12.14, все три напряжения должны быть равны. Так как при изменении сопротивления резистора R2 изменяется не только падение напряжения на нем, но и фаза этого напряжения по отношению к току в первичной обмотке трансреактора TAV, а при изменении сопротивле- ния R1 изменяется только падение напряжения на нем, а угол практически не меняет своего значения, то регули- ровка начинается с изменения сопротивления резистора R2. Затем изменением сопротивления резистора R1 урав- ниваются падение напряжения URt и UR2 и измеряется на- пряжение на выходе фильтра £/ф. Если полученное значе- ние /7Ф отличается от U_Rl и t/R2, то сначала регулируется сопротивление резистора R2, причем если то со- противление резистора R2 надо увеличить, а при U^<UR2, наоборот, уменьшить. Затем сопротивление резистора R1 изменяется до получения равенства t/R1=//R2, измеряется напряжение б/ф, и так несколько раз до тех пор, пока зна- чения URl, UR2 и_//ф не станут одинакового значения (рас- хождения не должны превышать 3—5 %). При наличии приборов для измерения углов с малым потреблением в цепях напряжения с достаточным классом точности (погрешность измерения угла не должна превы- 26—408
410 Проверка релейных защит и автоматики Гл. 12 шать ±1°) настройку фильтра удобно производить, изме- ряя угол сдвига между первичным током и падением на- пряжения на резисторе R2, который должен быть 60°, или между падениями напряжений на резисторах R1 и R2 (Uri и UR2), угол между которыми должен быть .равен 120°. При использовании приборов ВАФ-85 (точность установки угла ±5°) пли фазоиндикатора из комплектного устройст- ва УПЗ-2 (точность ±10°) во избежание ошибок, вызван- ных неточностью установки угла, необходимо иметь по- правочную кривую в контрольных точках (60 и 120°). По- сле регулирования фильтра повторно проверяется его настройка. Регулирование заданной уставки по току обратной по- следовательности производится при имитации двухфазно- го КЗ между любыми фазами. Увеличивая ток на входе фильтра от 0 до срабатывания исполнительного реле, опре- деляют 7ср,р. Ток срабатывания реле, А, в фазных токах обратной последовательности подсчитывается по формуле ^2ф = /ср.р/Кз. Шкала фильтра-реле типа РТФ-1М отградуирована в фазных токах обратной последовательности [(0,3—0,6) X Х7ном]. При подключении последовательно с исполнитель- ным реле резистора R3 уставки срабатывания увеличива- ются в 2 раза. По этой же схеме проверяется ток возврата и отсутст- вие вибрации исполнительного реле. Отсутствие вибрации проверяется при подаче на вход фильтра токов от 1,05/ср,р До 1к,таХ- При появлении вибрации она устраняется как у обычного электромагнитного реле. Если для получения за- данной уставки по /2ф указатель шкалы исполнительного реле приходится сместить от нужного деления на величи- ну более 5°, то необходимо изменить регулировку исполни- тельного реле и снова повторить проверку. Оценка поведения фильтр-реле на отсутствие ложных срабатываний при максимальном токе трехфазного КЗ производится косвенным методом — проверкой линейности ФТОП, для чего при имитации всех видов двухфазных КЗ при токах на входе фильтра, равных 1к.тах, измеряется ток в исполнительном реле или напряжение на выходе фильтра. Наибольшая разность любых двух замеров тока
§ 12.3 Наладка защит 411 в исполнительном реле (или напряжения на выходе филь- тра) не должна превышать вторичного тока на выходе фильтра при срабатывании реле (или напряжения на вы- ходе фильтра при срабатывании реле), который измеря- ется по этой же схеме. Следует помнить, что приборы, используемые для измерения тока (напряжения) срабаты- вания, должны быть с малым потреблением (например, БАФ-85) и желательно того же типа, который будет ис- пользоваться ври проверке под нагрузкой фильтр-реле. Фильтр-реле других типов проверяются аналогично. Для получения малых токов срабатывания обратной пос- ледовательности применяются те же методы, которые бы- ли приведены при описании настройки фильтр-реле типа РНФ-1М. Проверка правильности включения цепей тока фильтр- реле при проверке под нагрузкой производится измерени- ем подводимых в реле вторичных токов в фазах и снятием векторной диаграммы (для определения чередования фаз тока и их симметричности). Проверку желательно прово- дить при рабочем токе не менее 20 % номинального транс- форматоров тока защищаемого присоединения при сим- метричной нагрузке. Измерением тока (напряжения) небаланса на выходе фильтра прибором с малым потреб- лением (например, ВАФ-85) производится окончательная оценка настройки фильтра, и расчетом определяется ожи- даемый ток небаланса, мА, на выходе фильтра при макси- мальном токе трехфазного симметричного КЗ но формуле Г _____ /нб.ПЗМ г(3) * нбдпах---- ' *к,тах» Лгагр Этот ток должен быть меньше вторичного тока сраба- тывания исполнительного реле (для фильтр-реле РТФ-1М он составляет обычно не более 20—25 % тока срабатыва- ния). Повышенные значения тока небаланса могут быть вы- званы не только неточной настройкой фильтра, но и теми же причинами, которые были приведены при описании на- стройки фильтр-реле типа РНФ-1М. При подведении к фильтру токов обратной последова- тельности, что достигается путем перекрещивания на вхо- де фильтра любых двух фаз тока, измеряется ток на вы- ходе фильтра (в исполнительном реле) и наблюдается по- 26*
412 Проверка релейных защит и автоматики Гл. 12 ведение контактов исполнительных реле. В зависимости от значения токов нагрузки и заданных уставок исполни- тельное реле может срабатывать или не срабатывать. 12.4. НАЛАДКА НАПРАВЛЕННЫХ ЗАЩИТ СЕТЕЙ С БОЛЬШИМ ТОКОМ ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ Наладка направленной защиты линий от замыканий на землю почти ничем не отличается от наладки направлен- ной защиты от междуфазных КЗ. Особенность наладки заключается лишь в схеме включения реле направления мощности и проверке защиты под нагрузкой. Схема.вклю- Рис. 12.15. Включение реле РБМ-178: а — схема включения реле; б — диаграмма токов и напряжений для оценки по- ведения реле при однофазном КЗ иа фазе Л; 3(7© — напряжение нулевой после- довательности; 3/0 — ток нулевой последовательности чения реле направления мощности типа РБМ-178 для за- щиты от замыканий на землю и диаграмма токов и напря- жений при однофазном КЗ на фазе А показаны на рис. 12.15. Схема соединения обмоток трансформатора напряже- ния, показанная на рис. 12.15, является наиболее распро- страненной. К реле направления мощности подводится напряжение нулевой последовательности 3UC и ток нулевой последова-
§ 12.3 Наладка защит 413 тельности 3/0, равный току, проходящему в поврежденной фазе А. При этом угол между током и напряжением нуле- вой последовательности, подводимыми к реле, равен при- мерно 100—120°. Векторная диаграмма должна соответст- вовать работе реле на замыкание контактов. Так как MBp=/?f/p/psin («рр+а), a sin («рР+а) при <рр=—100-=—120° является отрицательным, то и момент на реле получается отрицательным. Поэтому для обеспече- ния правильной работы реле направления мощности нуле; вой последовательности ток или напряжение нулевой по- следовательности подается на реле с обратным знаком. Иными словами, как это показано на рнс. 12.15, о, если вывод вторичной обмотки трансформатора тока И1, из которого выходит ток прн повреждении на линии, подклю- чен к полярному выводу токовой обмотки реле мощности, то однополярный вывод обмотки напряжения должен быть присоединен к конечному выводу вторичной обмотки тран- сформатора напряжения, соединенной в разомкнутый тре- угольник, Ьн. Таким образом, реле будет правильно действовать, ко- гда вектор тока повреждения попадет в зону работы реле. Поэтому для правильного включения реле направления мощности защиты от замыкания на землю необходимо точ- но знать, как собран разомкнутый треугольник трансфер-' матера напряжения. Поскольку в режиме нагрузки к обмоткам реле защиты от замыканий на землю подводятся токи и напряжения нулевой последовательности, равные лишь току небалан- са, то для проверки защиты под нагрузкой имитируется однофазное короткое замыкание на защищаемой линии. Это значит, что, используя токи и напряжения режима на- грузки, к реле искусственно подводят напряжение и ток нулевой последовательности. Напряжение нулевой последовательности 3t70 можно получить от разомкнутого треугольника трансформатора напряжения, используя испытательную жилу и (рнс. 12.15,а). Этим мы исключаем из треугольника фазу а, что соответствует однофазному короткому замыканию на фа- зе А на шинах подстанции. Так как при этом С/ч=О, то 31/o=Ua+Ub+Uc==Ub+Uc и вектор 3t/0 направлен про- тивоположно вектору t/д.
414 Проверка релейных защит и автоматики Гл. 12 Напряжение 3£7О можно получить на разомкнутом тре- угольнике и без испытательной жилы и, но для этого необ- ходимо на первичной стороне трансформатора напряжения отсоединить фазу, например ту же фазу А, и закоротить ее. Эта операция сложна, требует отключения и включения разъединителя трансформатора напряжения, постановку заземления, и поэтому проще вывести на щит управления еще одну жилу кабеля, а именно испытательную жилу и, что и делается практически повсеместно. Для подачи напряжения 3t70 на реле отсоединяется от обмотки напряжения реле конец жилы н и вместо него подключается конец жилы и. Теперь необходимо подать на реле ток поврежденной фазы (в нашем случае повреж- денной считается фаза Д). Для этого достаточно закоро- тить на входе панели токовые цепи от трансформаторов тока фаз b и с с нулем и отсоединить с помощью испыта- тельных зажимов фазы b и с от реле. По токовой обмотке реле потечет ток фазы а по цепочке а — N (рис. 12.16,а). Рис. 12.16. Схемы переключе- ния токовых цепей при имита- ции однофазного короткого за- мыкания: а — замыкание на фазе А; б— за- мыкание на фазе В; е — замыкание на фазе С Направление и соотношение активной и реактивной мощностей, проходящих по линии могут быть такими, что ток фазы а попадет в зону «заклинивания» или окажется вблизи линии изменения знака момента, что не позволит надежно оценить правильность включения реле, так как момент на реле будет очень мал. Поэтому указанные опе- рации по переключению токовых цепей делаются 3 раза с целью включения токовой обмотки реле поочередно на токи всех трех фаз, а так как они смещены относительно друг друга на 120°, то это позволяет всегда получать чет- кие действия реле хотя бы для двух токов для безошибоч- ного определения знака момента на реле. Схема переклю-
§ 12.5 Наладка дистанционных защит 415 чения токовых цепей на зажимах панели для имитации однофазного короткого замыкания показана на рис. 12.16. Построение линии изменения знака момента реле и - определение зоны работы проверяемого реле производятся так же, как и для реле направления мощности в защитах от междуфазных коротких замыканий. Такая диаграмма для однофазного короткого замыкания на фазе А показа- на на рис. 12.15,6. Анализ правильности включения реле производится по векторной диаграмме токов и напряжений так же, как и для реле мощности от междуфазных КЗ. В качестве примера рассмотрим векторную диаграмму проверки под нагрузкой правильности включения реле на- правления мощности K.W типа РБМ-178 защиты от замы- каний на землю с MBp=kUpIpsin (<рР+20°) при направле- нии активной и реактивной мощностей от шин подстанции в линию (см. рис. 12.15). Реле включено правильно, если при подаче на его об- мотку напряжения UKCn и поочередной подаче токов трех фаз оно с током /с четко замыкает контакты, с током 1ь имеет слабый момент на замыкание контактов, а с током 1С четко «заклинивает» (держит контакты разомкнутыми и имеет отрицательный момент). После того как установлена правильность включения реле направления мощности, должны быть восстановлены токовые цепи и цепи напряжения, измерены ток небаланса в нейтральном проводе и напряжение небаланса на обмот- ке напряжения реле направления мощности. Наличие тока и напряжения небаланса подтверждает, что цепи восста- новлены правильно и защита готова к включению в Эксп- луатацию. 42.5. НАЛАДКА ДИСТАНЦИОННЫХ ЗАЩИТ Дистанционная защита состоит из дистанционного ор- гана, выполняемого из одного или нескольких реле сопро- тивления, пусковых органов, органов выдержки времени и выходных цепей, органов направления, различных блоки- ровок (от повреждений в цепях напряжения, от неправиль- ного действия защиты при качаниях), устройств переклю- чения зон и т. д. Дистанционные защиты относятся к слож- ным видам защит. Наладка их в полном объеме требует
416 Проверка релейных защит и автоматики Гл. 12 определенного опыта и знаний не только данной защиты, но и условий ее работы в сети. Здесь даются кратко лишь основные моменты проверки и испытаний отдельных элементов защиты, реле сопро- тивления с устройством переключения зон, блокировок при неисправностях в цепях напряжения и качаниях, а также дистанционной защиты в целом, включая проверку ее под нагрузкой. Проверка остальных элементов не имеет отли- чия от проверки защит, рассмотренных в § 12.2 и 12.4. Несмотря на большое количество существующих реле сопротивления, различных по назначению и параметрам, все они имеют много общего. Все реле выполнены или на индукционном принципе с использованием четырехполюс- ной магнитной системы с цилиндрическим ротором (анало- гичная система применена у реле направления мощности серии РБМ), или на выпрямленном токе с использованием полупроводниковой схемы сравнения абсолютных значе- ний двух напряжений (функций напряжения и тока сети) с исполнительным органом на полупроводниковом нуль- индикаторе. В настоящее время большинство реле сопро- тивления выполняется на выпрямленном токе. Поэтому наладка реле сопротивления описывается на примере на- правленного двухзонного реле сопротивления из комплек- та ДЗ-2 (рис. 12.17), получившего широкое распростране- ние в комплектных панелях ПЗ-2 и ЭПЗ-1636. Наладка реле сопротивления состоит из проверки со- стояния механической части, изоляции и электрических характеристик. Перед проверкой электрических характеристик на реле устанавливаются расчетные уставки по сопротивлению, Ом/фазу, для чего заданные первичные гср для обеих зон пересчитываются на вторичные по формуле ^втор 2перв „ > где Ki и Ки—коэффициенты трансформации измеритель- ных трансформаторов тока и напряжения соответственно. Далее выбирается необходимая отпайка на трансреак- торе. Для этого необходимо знать максимальные и мини- мальные токи короткого-замыкания, при которых требует- ся обеспечить работу реле с точностью до 10 %. По данным
Рис. 12.17. Схема дистанционного органа комплекта ДЗ-2: » TAV1 — трансреактор; TV1 — трансформатор напряжения; TAV2 — трансреактор контура подпитки; LI и С4 — элементы фильтр- пробки 100 Гц; НИ — иуль-индикатор; VD6 и VD7 — защитные диоды; VS1 и VS2 — выпрямительные Мосты; С6—конденсатор кон- тура подпитки; RS—RI2 — резисторы регулирования <рм 4.KL — реле переключения зон
418 Проверка релейных защит и автоматики Гл. 12 завода-изготовителя выбирается нужная отпайка на транс- реакторе, удовлетворяющая этому условию. После выбора необходимой отпайки на трансреакторе рассчитывается отпайка на трансформаторе напряжения реле для каждой зоны по формуле N% — JOO, гвтор где ZycT.rnm—сопротивление срабатывания реле при всех витках на автотрансформаторе напряжения для выбран- ной отпайки на трансреакторе (берется из заводского про- токола испытания реле или заводской информации). Перед проверкой электрических характеристик дистан- ционных органов проверяются защитные диоды и полу- проводниковый нуль-индикатор НИ. Проверка исправности защитных диодов призводится при установке отпаек на трансреакторе TAV1 1-1 (макси- мальное число витков) при плавном увеличении тока до 5 /иом- Напряжение измеряется на разомкнутой накладке SX3 (выводы а — в) вольтметром магнитоэлектрической системы. Проверка производится поочередно при разомк- нутой накладке SX1 (диод VD6), затем при разомкнутой накладке SX2 (диод VD7). Измеренное на защитных дио- дах напряжение должно быть не более 2,5 В и не менее 0,1 В, обычно оно лежит в пределах 0,6—1 В. Проверка работоспособности нуль-индикатора произво- дится при поданном на него напряжении ±15 В, получае- мом от специального блока питания, выполненного по схеме двухтактного преобразователя с самовозбуждением, из- мерением напряжений в контрольных точках ИИ при нали- чии и отсутствии напряжения ±15 В, подаваемого на точку б накладки SX3. Напряжения должны соответство- вать заводским данным. При проверке накладки SX1 и SX2 разомкнуты. Проверка электрических характеристик обычно произ- водится при подведении к защите трех фаз цепей напря- жения с нулем. При использовании для проверки широко распространенного испытательного устройства типа УПЗ-2 на выход цепей напряжения блока К-502 включают до- полнительно три одинаковых резистора (/?д=250±300 Ом, Р^50 Вт), соединенных в звезду (рис. 12.18).
§ 12.5 Наладка дистанционных защит 419 Проверка начинается с настройки схемы сравнения. Проверка производится при выставленных расчетных рабо- чих уставках. Настройка схемы сравнения заключается в выравнивании сопротивлений рабочего и тормозного кон- Рис. 12.18. Схема проверки дистанционной защиты ПЗ-2 в полной схе- ме с использованием устройства УПЗ-2: д — дополнительные резисторы туров схемы и установки смещения характеристики реле «мертвой зоны» и необходима для предотвращения сраба- тывания реле при прохождении по нему только тока или при подаче только напряжения подпитки. Настройка схе- мы сравнения по своему назначению аналогична устране- нию самохода у реле сопротивления, выполненных на ин- дукционном принципе, и производится при закороченных цепях напряжения на входе панели. К контуру подпитки проверяемого реле (на рис. 12.18 реле включено на фазы АВ) подводится напряжение 58 В и проверяется, что ток небаланса в НИ находится в пре- делах 0—10 мкА в сторону торможения. При необходимос- ти этот ток регулируется резистором R13. Затем проверя- ется смещение характеристики реле при подаче первично- го тока (ток выбирается в зависимости от используемой отпайки на трансреакторе — для отпайки 1 ток равен /вом)- Ток смещения в НИ должен быть в пределах 8—15 мкА в
420 Проверка релейных защит и автоматики Гл. 12 сторону торможения. При необходимости производится регулирование тем же резистором R13. Так как резистором R13 регулируется ток в НИ при двух режимах, то устанав- ливается такое его положение, когда выполняются требо- ] вания обоих режимов. После окончания настройки схемы сравнения измеря- ется угол максимальной чувствительности реле в режиме ' реле направления мощности. Проверка производится при Д подведении к реле напряжения подпитки 58 В и токах j 7цОМ и 0,1/ном и закороченных основных цепях напряжения t (в нашем случае фазы АВ). Угол максимальной чувстви- тельности должен быть равен <рм,ч,Р,с+90±5о, Методика определения угла максимальной чувствительности анало- • гична ранее изложенной для реле направления мощности. При заданном угле настройки настраиваются заданные уставки по zCp поочередно для обеих зон при 1асы (если не задан ток настройки) уменьшением напряжения, подводи- мого к реле, от ПО В до напряжения срабатывания. Переключение зон в схеме защиты осуществляет спе- циальное промежуточное реле с временем на отпадание 0,1—0,14 с. Это реле своими контактами, которые отрегу- лированы на безразрывное переключение, переключает отпайки на трансреакторе. Сопротивление срабатывания, Ом, определяется по формуле _ Пер гер 2/ • где ИСр—напряжение срабатывания реле; 27 — ток в ре- ле, имитирующий двухфазное КЗ (ток по обмоткам транс- реактора в этом случае проходит петлей). Настройка заданного zcp осуществляется изменением положения штепсельных винтов на трансформаторе на- пряжения, т. е. изменением числа витков и изменением со- противления резисторов R28 и R29 (точная подрегулиров- ка). По этой же схеме определяется и подсчитывается коэффициент возврата, который у реле сопротивления обычно высокий (больше 0,95). Угловая характеристика, зависимость zcp от тока и правильность включения сопро- тивления подпитки также определяются по этой схеме. Угловую характеристику (зависимость zcp от угла между током и напряжением) обычно снимают через 30° от 0 до 120° при U—100 В и токах настройки. Из построения уг-
§ 12.5 Наладка дистанционных защит 421 левой характеристики или тригонометрическим расчетом определяется угол максимальной чувствительности реле. Зависимость zcp от тока при угле максимальной чувстви- тельности следует снимать, задаваясь значениями тока от величин, меньших расчетного тока точной работы реле, до тока 1к,тах. но так, чтобы {/ср было не выше НОВ. Из по- строения характеристики гсР—f(I) определяется ток точ- ной работы реле, т. е. минимальный ток, при котором реле срабатывает с сопротивлением 0,9zycT. Дальнейшие проверки производятся в полной схеме за- щиты при полностью собранных цепях. Перед тем как пе- реходить к описанию окончательных проверок дистанци- онных защит, необходимо ознакомиться с проверкой бло- кировки при неисправностях в цепях напряжения и при качаниях. Существует несколько типов блокировок при неисправ- ностях в цепях напряжения. Большинство из них состоит из многообмоточных промежуточных трансформаторов, применение которых позволяет осуществить сравнение на- пряжений обмоток трансформаторов напряжения, соеди- ненных в звезду и разомкнутый треугольник. Проверка блокировки с четырехобмоточным трансфор- матором (рис. 12.19), применяемым в дистанционной защи- те типа ДЗ-2. После проверки механической части блоки- ровки проверяется ток срабатывания и возврата поляри- зованного реле. Ток срабатывания должен быть в пределах 1,7—1,9 мА при коэффициенте возврата не менее 0,45. Рис. 12.19. Схема устройства блоки- ровки при неисправностях в цепях на- пряжения из комплекта ДЗ-2: TL2 — четырехобмоточный трансформатор; V55 — выпрямительный мост; ЛР7 — поля- ризованное реле; VD11 и VD12 — диоды; R33—R39 — резисторы- 0т TV
422 Проверка релейных защит и автоматики Гл 12 Затем проверяется настройка блокировки на минимум небаланса при однофазном патании. Для этого на зажимы 42—48 блокировки подается напряжение, равное 32 В, а на зажимы 38—40 и 75—40— поочередно напряжение, рав- ное 110 В противоположной полярности. Изменением со- противления резисторов R37 и R39 добиваются минималь- ного тока в испытательном поляризованном реле блоки- ровки, который должен быть не менее чем в 3 раза меньше тока возврата реле. Проверка тока небаланса от двух других фаз проводит- ся аналогично при подаче напряжения, равного 64 В, на за- жимы 44—48 и 46—48. Блокировки при качаниях выпускаются отечественной промышленностью двух типов, одинаковых по принципу действия и отличающихся только пусковыми органами; в одном типе блокировки (КРБ-125) реле реагирует на на- пряжение отрицательной последовательности в сети, в дру- гом .(КРБ-126)—на ток отрицательной последовательно- сти, проходящий по защищаемой линии. Рис. 12.20. Схема устройства блокировки при качаниях типа КРБ-125: TL — промежуточный трансформатор; TLA0—насыщающийся трансформатор; KV1 — поляризованное реле; VS1 и VS2 — выпрямительные мосты; L н С4 — эле- менты фильтр-пробки пятой гармоники; KV2— реле напряжения; С2, СЗ, Rl-' R10 — элементы ФНОП
§ 12.5 Наладка дистанционных защит 423 Проверка блокировки типа КРБ-125 (рис. 12.20). Пос- ле проверки механической части блокировки ’(особое вни- мание обращается на поляризованное реле) проверяется правильность настройки фильтра напряжения отрицатель- ной последовательности и устанавливается заданная устав- ка по Uzcv (см. § 12.3). Затем проверяется срабатывание поляризованного реле при подаче на блокировку тока нулевой последовательно- сти (любого тока фаза — нейтраль). Проверка правильности включения по полярности вы- прямительных мостов производится определением сраба- тывания поляризованного реле при одновременном пита- нии от тока и напряжения. Сочетание значений тока и напряжения в условиях сра- батывания реле должно соответствовать специальным кри- вым, имеющимся в заводских материалах для данного ти- па блокировки. Для исключения влияния пятой гармоники в кривой на- пряжения на работу блокировки на выходе промежуточно- го трансформатора TL установлен специальный фильтр из параллельно соединенных дросселя L и конденсатора С4 (коэффициент загрубления не менее 4). Проверка загруб- ления пускового органа при частоте 250 Гц производится при помощи генератора звуковой частоты (ГЗ) достаточ- ной мощности. При проверке ФНОП закорачивается на входных зажимах, а напряжение от ГЗ подается на зажи- мы устройства 32—34 (перемычка снята). При недостаточ- ном загрублении фильтр подстраивается подачей от ГЗ напряжения 4—8 В на зажимы устройства 29—33 (пере- ключатель уставок U2 снят). Настройка производится на частоте 250 Гц изменением воздушного зазора у дросселя L до получения минимального значения тока через фильтр, т. е. до максимального значения 2$. При отсутствии ГЗ проверка производится на частоте 50 Гц подачей напряжения 25—30 В на зажимы устройст- ва 31 и 35 (перемычки 31—33—35 сняты). При правильной настройке напряжение на дросселе должно быть в 25 раз меньшим, чем на конденсаторе С4. Измерения должны производиться вольтметром с ма- лым потреблением. Для. проверки дистанционной защиты в целом применя- ется схема с устройством УПЗ-2 (см. рис. 12.18), позволяю-
424 Проверка релейных защит и автоматики Гл. 12 щая имитировать все виды коротких замыканий различной удаленности. Перед этим убеждаются в правильности вы- I полнения всех цепей постоянного тока проверкой взаимо- 9 действия элементов защиты при замыкании контактов реле 9 от руки. Взаимодействие реле должно соответствовать 1 принципиальной схеме защиты. Для проверки поведения защиты при имитации трех- 1 фазного КЗ на шинах подстанции в тупиковом режиме pa- 1 боты линии напряжение, подаваемое на панель, снижается * скачкообразно от 100 В до 0. Токовые цепи при этом оста- । ются разомкнутыми, ток в них не подается. Защита не должна срабатывать. При проверке поведения защиты при имитации близких * трехфазных КЗ в начале линии и КЗ на шинах подстанции ' подаваемое напряжение снижается от 100 В до 0 В в реле ' одновременно подаются аварийные токи. При КЗ в начале * линии угол между напряжением и током устанавливается равным <рм,ч, при КЗ на шинах подстанции <рм,ч+180°. В первом случае защита должна надежно срабатывать, во втором—не срабатывать. Аналогичная проверка производит- ся при имитации двухфазных КЗ. При этой проверке опре- деляется правильность включения напряжения подпитки. Имитацией двухфазных КЗ различной удаленности в зоне действия защиты с измерением времени действия ее завершается наладка дистанционной защиты перед вклю- чением линии. Имитация производится при подведении к панели предварительного нормального режима — трехфаз- ного номинального симметричного напряжения. Несиммет- рйя подводимого напряжения не должна превышать значе- ний, при которых небаланс тока в реле пускового органа блокировки при качаниях будет больше тока возврата это- го реле. Поочередно подается ток в две различные фазы и одновременно снижается напряжение между этими фазами до получения нужного zK. Угол между напряжением и то- ком устанавливается равным углу максимальной чувстви- тельности. Место короткого замыкания выбирается в сле- дующих характерных точках, при которых защита нахо- дится в наиболее тяжелых условиях: zK=0; 0,9 ед 1,1 zr, 0,9 zn; 1,1 Zn и т. д., т. е. проверяется надежность работы защиты при КЗ в начале и вблизи конца каждой зоны. Одновременно измеряется время срабатывания защиты электрическим секундомером.
§ 12.5 Наладка дистанционных защит 425 Проверка потребления цепей переменного тока и напря- жения производится аналогично проверкам других защит. После этих проверок панель защиты подключается к цепям тока, напряжения и оперативным защищаемой линии. Про- изводится опробование действия защиты на отключение выключателей защищаемой линии, действие сигнализации и взаимодействие с другими защитами и автоматикой. После включения линии в работу проверяется правиль- ность подвода цепей тока и напряжения к защите путем снятия векторной диаграммы с предварительной фазиров- кой цепей напряжения панели с рядами зажимов TV. Затем проверяется правильность включения и настрой- ки фильтра напряжения обратной последовательности пу- скового органа блокировки при качаниях. Проверка произ- водится аналогично такой же проверке защиты с фильтр- реле типа РНФ-1М (см. § 12.3). Проверка правильности включения блокировки при не- исправностях в цепях напряжения производится измерени- ем тока небаланса в обмотке реле KV1 при нормальном режиме, имитацией однофазного КЗ на фазе А для провер- ки правильности включения обмотки, подключенной на на- пряжение 3 Uo, и проверки надежности действия блокиров- ки при поочередном снятии цепей напряжения с панели. Проверка правильности ориентировки дистанционного реле проверяется в режиме органа направления мощности. При проверке к реле подводится рабочий ток нагрузки (обычно 1аь), цепи рабочего напряжения Uab отсоединяют- ся на панели от трансформатора напряжения и закорачи- ваются в сторону панели. К цепи контура подпитки пооче- редно подводят напряжения Uao, the и 17с0. Защита вклю- чена правильно, если поведение реле соответствует пред- полагаемому согласно векторной диаграмме и первичному направлению мощностей в линии. При анализе поведения реле следует помнить, что угол максимальной чувствительности реле в режиме органа на- правления мощности относительно напряжения подпитки составляет <рм,ч,р,с+90°. После окончания проверки восстанавливаются все цепи и проверяется наличие тормозного тока в НИ. На этом на- ладка дистанционной защиты заканчивается. 27—408
426 Проверка релейных защит и автоматики Гл. 12 12.6. НАЛАДКА ВЫСОКОЧАСТОТНОЙ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНО-ФАЗНОЙ ЗАЩИТЫ (РЕЛЕЙНОЙ ЧАСТИ) Дифференциально-фазная защита состоит из пусковых органов, органа манипуляции, органа сравнения фаз, вы- ходных цепей и высокочастотного приемопередатчика. Диф- ференциально-фазные защиты также относятся к сложным видам защит. Здесь приводятся кратко лишь основные моменты про- верки и испытаний основных органов защиты и проверки защиты в целом, включая проверку ее под нагрузкой, на примере защиты типа ДФЗ-201, получившей в последнее время наибольшее распространение. Наладка высокоча- стотной (ВЧ) части защиты здесь не рассматривается. В пусковых органах дифференциально-фазной защиты типа ДФЗ-201 используются: а) при трехфазных коротких замыканиях — реле сопро- тивления (или напряжения) и реле тока; б) при несимметричных коротких замыканиях — поля- ризованные реле, включенные на выходе фильтра тока об- ратной последовательности. Проверка реле сопротивления, напряжения и тока вы- полняется согласно указаниям, приведенным ранее. Проверка настройки и регулирования рабочей уставки фильтра токов обратной последовательности пускового ор- гана (рис. 12.21) не имеет существенных отличий от про- Рис. 12.21. Схема пускового органа дифференциально-фазной защиты типа ДФЗ-201: К.А1, /042 —реле тока; KZ — реле сопротивления; TAV — трансреактор ФТОП; TLK—промежуточный трансформатор тока ФТОП; /?2Р--рабочий резистор ФТОП; TLAa, ТТЛо —насыщающиеся трансформаторы; KV1, KV2— поляризованные реле
§ 12.6 Наладка дифференцально-фазной защиты 427 Рис. 12.22. Схема органа манипуляции ВЧ приемопередатчиком дифференци- ально-фазной защиты типа ДФЗ-201: ТА V — траисреактор; TL — промежуточный трансформатор; R25'. R25"—рабочие сопротив- ления фильтра; VL1, VL2—стабилитроны; СП. R26 — элементы фильтра; SG13 — испытатель- ный блок; SX к— переключатель коэффициен- та фильтра Манипуляция ВЧ передатчиком верки ФТОП, используемых в фильтр-реле типа РТФ-1М (см. § 12.3), хотя и применен активно- индуктивный ФТОП другого ти- па (аналогичный ФТОП приме- нялся у широко распространенно- го фильтра-реле РТ-2). Провер- ка пускового органа при совме- стном использовании пуска от то- ков обратной и нулевой последо- вательностей выполняется подоб- но такой же проверке устройства блокировки при качаниях (см. § 12.5). Орган манипуляции высоко- частотным передатчиком /рис. 12.22) и орган сравнения фаз '(рис. 12.23) применяются толь- ко в этой защите. Поэтому налад- ка их рассмотрена более подробно. Наладка органа манипуляции начинается с проверки и настройки комбинированного фильтра токов прямой и об- ратной последовательностей Наладка фильтра за- ключается в определении коэффициента k фильтра и про- верке правильности установки отвода на одну треть части рабочего резистора фильтра. Для проверки коэффициента k фильтра на доске зажи- мов его устанавливается нужная перемычка согласно за- данным уставкам 4, 6 или 8. На фазы Ьс подается ток 3 А /0,6 /вом)- Измеряется ток в нагрузке фильтра миллиам- перметром переменного тока со шкалой 5—6 мА. Затем ток подается на фазы aN и устанавливается таким, чтобы показания миллиамперметра, измеряющего ток в нагрузке фильтра, были одинаковыми, как при подаче тока в фазы 27*
428 Проверка релейных защит и автоматики Гл. 12 Рис. 12.23. Схема органа сравнения фаз токов дифференциально-фазной защиты типа ДФЗ-201: TLq. TL с— трансформаторы; VS3, VS4 — выпрямительные мосты; KV5, KV4 — ПО’ ляризованиые реле; SC9— испытательный бл£'к; С4, С5 — конденсаторы Ьс. Коэффициент k фильтра определяется по формуле k — ------------- . V^bc— IaN Правильность установки отвода на одну треть части ра- бочего резистора фильтра производится любым методом (моста, амперметра — вольтметра). Для уменьшения угло- вых погрешностей фильтра точность измерения должна быть не ниже 1 %. Для повышения точности установки отвода на одну треть части рабочего сопротивления фильтра резистор R25 выполнен из двух параллельно соединенных резисторов R25' и R25", имеющих различное сопротивление: 5,8 и 0,57 Ом соответственно). Далее проверяется чувствительность органа манипуля- ции к различным видам КЗ при поочередной подаче тока, равного 2 А, в фазы Ьс и aN. Напряжение на выходе орга- на манипуляции измеряется вольтметром с малым потреб- лением. По полученным данным определяется напряжение на выходе органа манипуляции при симметричном трехфаз- ном токе по формулам (/(3) —; . Г7(2) И
§ 12.6 Наладка дифференциально-фазной защиты 429 Рис. 12.24. Схема измерения угла между током Itc на входе панели и напряжением на выходе органа манипуляции защиты типа ДФЗ-201: ВАФ-85 — вольтамперфазоивдикатор; RR— нагрузочный реостат: ТА—лаборатор- ный трансформатор тока; 26. 27 — выходные зажимы органа манипуляции; 6(37). c(3S) — входные зажимы цепей тока Напряженней манипуляции, подсчитанные по обеим формулам, при правильной настройке фильтра равны меж- ду собой. Значение их лежит в пределах 11—23 В в зави- симости от уставки по k. При отличиях, превышающих ука- занные более чем на 10 %, проверяются коэффициенты трансформации трансформатора фильтра и сопротивление его нагрузки. Проверка чувствительности органа манипуляции произ- водится при отключенном и включенном ВЧ приемопередат- чике для определения, насколько подключение приемопере- датчика понижает чувствительность. При исправном состо- янии цепей манипуляторной лампы приемопередатчика по- нижение чувствительности не должно превышать 10 % • Проверяются стабилитроны. Подается ток на фазы Ъс панели. Определяется ток, при котором зажигается каждый стабилитрон (другой при этом вынимается из панели), и напряжение манипуляции. Момент зажигания определяется по экрану электронного осциллографа, подключенного на выход фильтра параллельно стабилитронам. При зажигании стабилитрона изменяется форма одной из полуволн кривой напряжения манипуляции. Ток зажига- ния находится в пределах 4,5—6 А, напряжение зажига- ния— в пределах 110—120 В. Проверяется правильность включения стабилитронов по полярности (для ограничения обеих полуволн напряжения они включены разнополярно). Проверка производится также с помощью электронного
430 Проверка релейных защит и автоматики Гл. 12 осциллографа при увеличении тока 1ьс до 35 А. Одновре- менно снимается зависимость напряжения на выходе орга- на манипуляции от тока. Стабилитроны ограничивают на- пряжение до пределов не выше 180 В. Проверка органа манипуляции заканчивается измере- нием угла между током на входе панели и напряжением на выходе органа манипуляции <рман- Измерения произво- дятся при помощи фазометра типа ВАФ-85 или любого другого фазометра с малым потреблением в цепи напря- жения (рис. 12.24). Ток подводится к фазам Ьс панели. Стабильность угла проверяется в диапазоне токов от 3 до 35 А. При токе he, равном 3 А, угол <рман между напряже- нием на выходе органа манипуляции и током he должен быть в пределах 17—24° в зависимости от значения коэф- фициента k фильтра. Отклонения от этих значений разре- шаются в пределах +5 и —8°. Полученные данные сверя- ются с аналогичными данными комплекта с другого конца защищаемой линии, так как разность этих углов будет определять дополнительный сдвиг ВЧ импульсов при рабо- те защиты. Наладка органа сравнения фаз тока состоит из провер- ки зависимости длительности импульсов, снятия фазной характеристики и измерения токов срабатывания и воз- врата поляризованных реле (сигнального и отключающе- го), включенных на выходе органа. Проверка зависимости длительности импульса тока на выходе приемника от напряжения манипуляции произво- дится при поданном на панель постоянном токе. На выхо- де органа подключается отключающее поляризованное ре- ле. Пост нагружается на сопротивление 100 Ом, ВЧ кабель отключен. Передатчик поста запускается кнопкой. Для повышения точности измерений последовательно с мил- лиамперметром «Ток приема» поста включается контроль- ный миллиамперметр магнитоэлектрической системы с ма- лым потреблением. Регулируемое напряжение манипуляции от 0 до ПО В подается непосредственно на вход манипуляции поста. Для разделения цепей постоянного и переменного токов приме- няется специальный изолирующий трансформатор. Дли- тельность импульсов тока на выходе приемника определя- ется в градусах частоты 50 Гц по показаниям контрольного миллиамперметра по формуле
§ 12.6 Наладка дифференциально-фазной защиты 431 т = 360° f /пр где /пр — ток на выходе приемника при неработающем пе- редатчике; inp — этот же ток при работающем передат- чике. Из построения характеристик y=f(UMail) определяет- ся напряжение полной манипуляции — напряжение, при ко- тором длительность импульсов на 15° меньше, чем при /Аман, равном 100 В. Напряжение полной манипуляции не должно превышать 20 В. Длительность импульсов на вы- ходе приемника при 1/мав, равном 100 В, обычно составля- ет 150—165° и зависит от частоты настройки приемопере- датчика. Фазная характеристика защиты снимается фазорегуля- тором при поданном на панели защиты постоянном напря- жении иаом (рис. 12.25). Защищаемая линия при этом мо- жет быть отключена. Приемопередатчики с обеих сторон запускаются кнопками. К манипуляторным лампам через изолирующие трансформаторы подводятся напряжения Пмаи=100 В. В блоках сравнения фаз подключаются от- ключающие поляризованные реле, последовательно с их обмотками включаются миллиамперметры магнитоэлектри- ческой системы с малым потреблением. На выходе при- емопередатчиков (параллельно ВЧ кабелям) включаются электронные осциллографы. Устанавливается с помощью фазорегулятора «Нуль отсчета» такое положение ВЧ им- пульсов, при котором их середины совпадают. Угол конт- ролируется фазометром. Изменяя угол между ВЧ импуль- сами от 0 до 360° через каждые 15—30°, по миллиампер- метрам, измеряющим ток в обмотках отключающих реле, определяют токи для различных значений углов. По полу- ченным данным строится фазная характеристика. При сня- тии обеих ветвей фазной характеристики измеряются токи срабатывания и возврата отключающих поляризованных реле и соответствующие им углы блокировки. При откло- нении измеренных углов блокировки от заданных произво- дится регулирование их дополнительными секциями обмо- ток или непосредственное механическое регулирование са- мих реле. Снятие фазной характеристики производится только при первом включении защиты (или при каких-либо измене-
432 Проверка релейных защит и автоматики Гл. 12 Рис. 12.25. Схема снятия фазной характеристики дифференциально-фаз- ной защиты типа ДФЗ-201: WT — фазорегулятор; ВАФ-85 — вольтамперфазонндикатор; TL — трансформатор изолирующий; РО — электронный осциллограф; 709, 710 — входы манипуляторной лампы приемопередатчика; 751, 753 — выходы приемопередатчика; РА — милли- амперметр, измеряющий ток в обмотке отключающего реле блока сравнения фаз; РР— потенциометр ниях, касающихся блока сравнения фаз и приемопередат- чика). При нормальных эксплуатационных проверках ее не снимают. Для контроля за состоянием органа сравне- ния фаз измеряют только токи срабатывания и возврата поляризованных реле при питании органа сравнения фаз переменным напряжением от постороннего источника. В связи с тем, что форма кривой тока в органе сравнения фаз при снятии фазной характеристики значительно отли- чается от синусоидальной, токи срабатывания и возврата поляризованных реле, определенные по фазной характери- стике, будут отличаться от измеренных при питании орга- на сравнения фаз переменным напряжением от посторон- него источника. Поэтому при наладке защиты дополнитель- но также измеряются токи срабатывания и возврата поля- ризованных реле при питании органа сравнения фаз от постороннего источника. Завершающим этапом наладки является проверка за- щиты при имитации КЗ. Проверка производится при пол- ностью собранной схеме защиты и ВЧ приемопередатчика. Токи и напряжения подаются на входные зажимы панели. Время работы защиты измеряется на контактах выходных промежуточных реле. Имитация КЗ в зоне и вне зоны дей- ствия защиты осуществляется постановкой и снятием (со- ответственно) испытательного блока, подводящего напря- жение с выхода блока манипуляции к манипуляторной лампе приемопередатчика.
§ 12.6 Наладка дифференциально-фазной защиты 433 После выполнения полного объема наладки и испыта- ний защиты панель подключается к трансформаторам то- ка и напряжения и производится проверка защиты током нагрузки линии, включающая в себя: а) проверку правильности подвода цепей от трансфор- маторов тока и напряжения; б) проверку правильности включения реле сопротив- ления; в) проверку правильности включения комбинированно- го фильтра токов и фильтра токов обратной после- довательности; г) проверку соответствия фазировки цепей тока на каж- дой из подстанций, на которых установлены комплекты защиты. Проверка правильности подвода цепей от трансформа- торов тока и напряжения, правильности включения реле сопротивления и фильтра токов обратной последовательно- сти производится аналогично описанным ранее проверкам в соответствующих защитах. Правильность включения комбинированного фильтра токов в органе манипуляции проверяется измерени- ем напряжения манипуляции 1/ман при прямом и обратном чередованиях фаз тока, подводимых к панели. Напряже- ние манипуляции (7Ыан измеряется на выходе органа мани- пуляции вольтметром с малым потреблением. Обычно для этого используют ламповый вольтметр. Отношение напря- жения t/ман при обратном чередовании фаз тока к при прямом чередовании должно быть примерно равно ко- эффициенту k фильтра в органе манипуляции. Проверка соответствия фазировки цепей тока каждой подстанции производится по току в обмотках отключающих поляризованных реле блоков сравнения фаз. Дополнитель- но контролируются токи приема по миллиамперметрам при- емопередатчиков. При подаче на одной из подстанций в за- щиту тока только одной фазы на другой подстанции по- очередно подаются токи всех трех фаз. При подаче в за- щиты одноименных фаз токи в обмотках отключающих по- ляризованных реле и токи приема должны быть равны ну- лю на обоих комплектах защиты. Если при этом на выходе приемопередатчиков подключить электронные осциллогра-- фы, то середины импульсов обоих передатчиков на экранах осциллографов будут сдвинуты примерно на 180°, т. е. бу-
434 Проверка релейных защит и автоматики Гл. 12 дут отсутствовать перерывы между импульсами токов вы- сокой частоты. Такая же проверка производится при по- очередном подключении к защите на первой подстанции токов двух других фаз. При проведении указанных опера- ций с противоположной подстанцией поддерживается теле- фонная связь. После проверки соответствия фазировки цепей тока на обоих комплектах защиты к защитам подводятся все три фазы тока по нормальной схеме. Измеряются токи в обмот- ках отключающих поляризованных реле и токи приема при нормальном подведении манипуляции (от блока мани- пуляции к приемопередатчику) и при перекрещенных про- водах цепей манипуляции на одной из подстанций. В пер- вом случае токи должны быть равны нулю, во втором слу- чае при достаточной нагрузке на линии могут срабатывать реле. Наладка ВЧ защиты завершается проверкой обмена импульсами на нормальной работающей линии. При пуске передатчика на любом из комплектов защиты срабатыва- ют сигнальные поляризованные реле в органах сравнения фаз обоих комплектов, выпадают указательные реле «Вы- зов» на панели. При этом миллиамперметры «Ток приема» и «Ток выхода» должны показывать значения, полученные при наладочных работах. При одновременном пуске пере- датчиков с обеих сторон сигнальные реле не работают, то- ки приема на обоих комплектах защиты равны нулю, токи выхода имеют максимальные значения. При эксплуатации ВЧ защиты и для контроля исправ- ности ВЧ канала указанная проверка производится еже- дневно. Чтобы освободить эксплуатационный персонал от проведения этих проверок, в последнее время предложен ряд устройств, автоматически контролирующих исправность ВЧ канала через заданное время. 12.7. ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ НАЛАДКИ НАПРАВЛЕННЫХ ПОПЕРЕЧНЫХ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫХ ЗАЩИТ ЛИНИИ Особенностью направленной поперечной дифференци- альной защиты является наличие реле направления мощ- ности, выбирающих поврежденную линию, которую надо отключить.
§ 12.7 Наладка дифференциальных защит 435 Такая защита помимо пусковых реле максимального то- ка, включенных на фазные токи и ток нулевой последова- тельности, имеет еще и два реле направления мощности, реагирующих на междуфазные КЗ, и одно реле направле- ния мощности, действующее при однофазных КЗ на линиях ПО кВ и выше. При замыканиях на землю комплект от междуфазных повреждений выводится из действия комплектом от замы- каний на землю с помощью реле КА6 и KV7. При отклю- чении одного из выключателей поперечная дифференциаль- ная защита должна быть выведена из работы. Это осуще- ствляется автоматически контактами реле KL15 и KL16, обмотки которых обтекаются током при включенных вы- ключателях Q1 и Q2, при этом контакты реле KL15 и KL16 замкнуты. При отключении одного из выключателей реле KL15 или KL16 отпадает и снимает оперативный ток с защиты. На схеме рис. 12.26 контакты реле KL15 и KL16 пока- заны в положении обесточенного реле. Реле направления мощности, используемые в направ- ленной поперечной дифференциальной защите, двусторон- него действия типа РБМ-270. Реле типа РБМ-271 от меж- дуфазных КЗ включается на фазный ток и междуфазное напряжение по 90-градусной схеме, а реле типа РБМ-278 от замыканий на землю включается на ток и напряжение нулевой последовательности. Способы включения реле на- правления мощности и методика проверки электричес- ких характеристик аналогичны рассмотренным в § 12.3 и 12.4. Единственной особенностью реле направления мощно- сти двустороннего действия типа РБМ-270 является отсут- ствие моментной пружины в отличие от реле типа РБМ-170. Это предъявляет особые требования к отстройке реле от самоходов. Самоход должен быть устранен совершенно, так как оба направления движения контактной системы являются рабочими и затяжкой пружины самоход компен- сироваться не может. При проверке взаимодействия и действия защиты на отключение выключателя тщательно проверяется, чтобы при отключении одной из линий оперативный ток с защиты снимался автоматически.
436 Проверка релейных защит и автоматики Гл. 12 Некоторые особенности есть и при проверке защиты под нагрузкой. Прежде всего при этом обе линии должны быть включены на параллельную работу. Векторная диаг- рамма снимается от комплекта трансформаторов тока каж- KW1 КАЗ а b с ф нЬн KW2 КАЧ KW1 KV7 Л2 01 +f KL15 KL16 .... . К АЗ KW1.1 К™ KQ.C12 -1 s' I | | I От TV KW5 6) KV7.2. КА6.1 KV7.1 +2 219 KLie На r~i откл.(12 KQC13SX20 KQC13 Рис. 12.26. Схемы поперечной направленной дифференциальной защиты: а — поясняющая схема; б —цепи переменного тока; в — цепи переменного напря- жения; г — цепи постоянного тока защиты KWS НАБ тНН S) дой линии и строится на общем бланке, где наглядно вид- но взаимное расположение векторов тока одноименных фаз обеих линий. При правильной сборке токовых цепей ге- ометрическая сумма векторов токов обеих линий должна быть равна нулю (нагрузка между линиями распределяет-
§ 12.7 Наладка поперечных дифференциальных защит 437 ся равномерно). На векторную диаграмму наносятся зоны работы реле направления мощности и анализируется пра- вильность отклонения контактной системы реле направле- ния мощности при имитации повреждения одной из линий, Закорачивая трансформаторы тока одной из линий, уста- навливают, в какую сторону отклонился подвижный кон- такт реле направления мощности РБМ-271 и правильно ли он выбрал отключаемую линию. Например, при про- хождении тока от трансформаторов тока первой линии (трансформаторы тока второй линии закорочены на входе панели) контакты реле направления мощности РБМ-271 должны замыкаться вправо и давать импульс на отклоне- ние первой линии. Потом аналогичная проверка делается для второй линии. Все эти действия можно сократить, если снимать векторную диаграмму, измеряя токи в дифферен- циальной цепи и поочередно закорачивая на входе панели токовые цепи от трансформаторов тока первой и второй ли- ний. При этом вместе с векторной диаграммой проверяется и направление отклонения подвижной системы реле мощ- ности РБМ-271, т. е. правильность выбора линии, комплек- том защиты от межфазных замыканий. На рис. 12.27, а показана диаграмма проверки под на- грузкой правильности включения реле направления мощ- ности двустороннего действия типа РБМ-271, включенного Зона работы на отключение линии I Рнс. 12.27. Диаграмма проверки под нагрузкой правильности включе- ния реле направления мощности поперечной направленной дифференци- альной защиты: с — реле типа РБМ-271 в фазе А, б — реле типа РБМ-278 прн однофазном КЗ на фазе А
438 Проверка релейных защит и автоматики Гл. 12 на ток /а и напряжение UBc- Если при направлении актив- ной и реактивной мощностей от шин подстанции в линию реле, включенное на напряжение Ubc, с током /ат отклю- чает первую линию, а с током /ап — вторую линию, то оно включено правильно. Проверка реле направления мощности от замыканий на землю производится аналогично описанному в § 12.4, толь- ко подача фазных токов от первой линии производится при закороченных трансформаторах тока второй линии, и на- оборот. На рис. 12.27, б показана диаграмма проверки под на- грузкой правильности включения реле направления мощ- ности двустороннего действия типа РБМ-278 комплекта за- щиты от замыканий иа землю. Если при направлении ак- тивной и реактивной мощностей от шин подстанции в ли- нию реле (при закороченных трансформаторах тока второй линии) с током Zai отключает первую линию, с током Zbi имеет слабый момент на отключение первой линии, а с то- ком Zci отключает вторую линию, то оно включено правиль- но. Аналогично проверяется действие реле от токов второй линии при закорачивании трансформаторов тока первой линии. При этом надо иметь в виду, что защита, конечно, включена на сигнал и' отключение той или другой линии фиксируется по срабатыванию выходных промежуточных реле своей линии, а не путем отключения выключателя. После снятия векторной диаграммы и определения пра- вильности включения реле и выбора линии восстанавлива- ются все цепи тока и напряжения. В дифференциальных цепях тока замеряют токи небаланса по фазам и в нейт- ральном проводе, на обмотке напряжения реле РБМ-278 измеряют напряжение небаланса от разомкнутого треуголь- ника, чтобы убедиться в правильности сборки цепей после производимых переключений. 12.8. НАЛАДКА ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫХ ЗАЩИТ ГЕНЕРАТОРОВ, ТРАНСФОРМАТОРОВ И ШИН Наладка дифференциальных защит генераторов, тран- сформаторов, электродвигателей и шин имеет много обще- го. Наиболее сложной является наладка дифференциаль- ных защит трехобмоточных трансформаторов и автотранс- форматоров. В схемах дифференциальных защит трансфор-
§ 12.8 Наладка защит генераторов 439 маторов коэффициенты трансформации и схемы соединения вторичных обмоток трансформаторов тока высшего, сред- него и низшего напряжений бывают различными. Это тре- бует дополнительного выравнивания вторичных токов (или МДС). В связи с этим наладка дифференциальной защи- ты описывается на примере дифференциальной защиты двухобмоточного трансформатора с соединением обмоток звезда — треугольник, выполненной с помощью дифферен- циальных реле с насыщающимися трансформаторами тока (НТТ) типа РНТ-565 и получившей в настоящее время широкое распространение (рис. 12.28). Рис. 12.28. Схема дифференциальной защиты двухобмоточного транс- форматора, выполненной на дифференциальных реле типа РНТ-565: 1 — силовой трансформатор; 2—трансформаторы тока; 3 — дифференциальное ре- ле типа РНТ-565 (одна фаза) Наладка дифференциальной защиты состоит из провер- ки релейной аппаратуры (дифференциальных реле, реле контроля исправности токовых цепей и реле постоянного тока), вторичных цепей, трансформаторов тока, комплек- сной проверки защиты и проверки зашиты рабочим током и напряжением. В объем проверки дифференциальных реле с НТТ вхо- дят проверка исправности механической части, снятие
440 Проверка релейных защит и автоматики Гл. 12 необходимых электрических характеристик для подтвержде- ния исправности реле и регулировка реле на рабочей ус- тавке. Особенностью проверки механической части реле яв- ляется проверка плотности сборки стали магнитопроводов НТТ, состояния штепсельных винтов переключения отпаек обмоток, надежности контактов выводов переменных ре- зисторов и /?ш. Остальные проверки состояния механи- ческой части, включая проверку исполнительного органа (реле РТ-40) и изоляции, не имеют особенностей и выпол- няются согласно указаниям § 12.3. Проверка электрических характеристик начинается с проверки исполнительного органа, которая заключается в проверке заводской калибровки реле. При проверке ре- ле отключается от НТТ, в его обмотку подается синусои- дальный ток, и измеряются ток и напряжение срабатыва- ния (указатель уставки находится на заводской уставке). Реле должно срабатывать при токе 0,16—0,17 А и напря- жении 3,5—3,6 В. Коэффициент возврата реле должен быть в пределах 0,8—0,85. Затем проверяется МДС срабатыва- ния Fcp и ток срабатывания реле на рабочих уставках. Магнитодвижущая сила срабатывания определяется для каждого плеча защиты отдельно при максимальных витках на всех используемых обмотках при /?к=0. Регулирование Тер осуществляется изменением сопротивления резистора Магнитодвижущая сила срабатывания реле, равная произведению тока в плече защиты на суммарные выстав- ленные витки в этом плече, должна быть равна 100±5А; Желательно иметь как можно меньшие отклонения от 100 А для сохранения заданного небаланса токов срабатывания, заложенного в расчет уставок. При выставленных расчетных витках на используемых обмотках проверяются токи срабатывания и коэффициенты возврата реле по первичному току. (Отличий от заданных практически не должно быть.) Проверка производится при подаче в первичные обмотки синусоидального тока. Спосо- бы получения синусоидального тока при настройке реле с нелинейной характеристикой сопротивления описаны в §3.3. В реле серии РНТ отстройка от бросков апериодичес- кой составляющей тока в переходном режиме осуществля- ется применением НТТ и короткозамкнутой обмотки. На- личие в цепи короткозамкнутой обмотки резистора Rv по-
§ 12.8 Наладка защит генераторов 441 зволяет изменять степень этой отстройки в зависимости от условий использования защиты. Проверка правильности выполнения короткозамкнутой обмотки производится при заданном сопротивлении резис- тора Ra (измеряется любым методом) и при разомкнутой короткозамкнутой обмотке измерением МДС срабатывания. При правильном выполнении короткозамкнутой обмотки МДС срабатывания Fcp практически не отличается от Fcp, измеренной при jRk=O, а при размыкании короткозамкну- той обмотки она уменьшается на 20—30 %. При сомнении в правильности выполнения короткозамкнутой обмотки из- меряется ток в ее цепи при первичном токе, соответству- ющем Fcp=100 А. При неверном включении секций корот- козамкнутой обмотки ток в ней практически отсутствует. Проверка коэффициента надежности — отношения сину- соидального тока срабатывания исполнительного органа при определенной кратности первичной МДС к синусои- дальному току срабатывания исполнительного органа (0,16—0,17 А) при первичной МДС срабатывания, равной 100 А, — производится при двух значениях МДС — 200 и 500 А. Коэффициент надежности зависит от формы кривой на- магничивания стали НТТ и тока срабатывания исполни- тельного органа. При правильной настройке исполнитель- ного органа индукция в НТТ при срабатывании реле рав- на Вср=1,2 Т. У исправных реле коэффициент надежности должен на- ходиться в пределах 1,2—1,3 при первичной МДС 2 Fcp и 1,35-—1,5 при первичной МДС 5 Fcp. Коэффициент надежности определяется измерением то- ка в обмотке исполнительного органа (якорь реле при этом заклинивается в отпавшем положении, чтобы не изменялось полное сопротивление электромагнитным амперметром с малым потреблением (типа Э-525 на пределе 0,5 А, FI1H= =0,12 Ом) при МДС, равных Fcp, 2 Fcp и 5 Fcp, и подсчи- тывается как отношение токов в исполнительном органе при 2 FCp и 5 FCp к току в исполнительном органе при Fcp, Проверка работы контактной системы реле производит- ся до значения МДС 5Fcp при поданном на защиту опера- тивном токе. Правильность выполнения всех цепей постоянного тока определяется проверкой правильности выполненного мон- 28—408
442 Проверка релейных защит и автоматики . Гл. 12 WK₽. и заканчивается опробованием взаимодействия всех элементов защиты замыканием контактов реле от руки. Взаимодействие реле должно соответствовать принципи- альной схеме защиты. Измеряется время действия защиты на контактах вы- ходных промежуточных реле при имитации всех видов КЗ в зоне действия защиты. Проверку правильности включения токовых цепей диф- ференциальных защит производят до включения оборудо- вания в работу обычно от постороннего источника трехфаз- ного тока пониженного напряжения. Проверка эта обяза- тельно производится у мощных сетевых трансформаторов (автотрансформаторов), у которых от обмотки низшего на- пряжения питаются только собственные нужды подстанции и поэтому никогда не будет достаточной нагрузки в этом плече дифференциальной защиты. Ожидаемый ток для трансформатора подсчитывается по формуле Г ___ Г 1Л1СП* ЮО 'исп 'ном > Ономик где /йен — ток, потребляемый трансформатором от сети по- ниженного напряжения, А; 17исп — напряжение сети посто- роннего источника, В; /ном — номинальный ток обмотки проверяемого трансформатора со стороны подключения постороннего источника; UH0M — номинальное напряжение обмотки проверяемого трансформатора со стороны под- ключения постороннего источника, В; ик— напряжение короткого замыкания проверяемого трансформатора, % (для трехобмоточных трансформаторов той пары обмоток, которые участвуют в испытании). Из-за потерь в сети пониженного напряжения, иногда очень значительных, реальный ток проверки, оказывается всегда меньше расчетного. Для получения четких резуль- татов измерений ток проверки желательно иметь не менее 20 % номинального, что вынуждает применять при провер- ках мощных трансформаторов сеть постороннего источни- ка напряжением 6—10 кВ. При проверке измеряются токи в фазных проводах, в нейтральном проводе, снимается векторная диаграмма фазных токов на любое синхронное напряжение и изме- ряются токи небаланса в реле исполнительного органа. Все
§‘12.8 Наладка защит гёнераторов • 443 измерения производят обычно универсальным прибором ВАФ-85. В дифференциальных реле типа РНТ используется маг- нитное выравнивание токов в плечах защиты, поэтому из- меряются токи в реле исполнительного органа, а не в диф- ференциальной цепи, которой нет, и строится векторная диаграмма не токов, а МДС. Магнитодвижущие силы опре- деляются умножением тока, проходящего по первичной об- мотке НТТ реле, на число витков в этой обмотке, установ- ленное при проверке токов срабатывания. Магнитодвижу- щие силы в разных плечах дифференциальной защиты одноименных фаз должны иметь противоположное направ- ление и должны быть примерно равны между собой (для случая двустороннего питания). Ввиду невозможности непосредственного измерения МДС в реле производится измерение тока небаланса в об- мотке реле исполнительного органа. Вместо тока небалан- са можно измерять Напряжение небаланса вольтметром. Приборы, применяемые для измерения небаланса, должны иметь небольшое потребление, чтобы при проверке суще- ственно не изменять сопротивление нагрузки НТТ реле (полное сопротивление обмотки реле исполнительного ор- гана составляет 20,6—22,5 Ом). Ток небаланса в реле Ис- полнительного органа при номинальных токах проверяемо- го оборудования не должен превышать 5 мА (напряжение небаланса соответственно 0,1 В). При токах проверки, меньших номинального, ток (напряжение) небаланса в ре- ле должен быть пропорционально меньшим. Затем пооче- редно отсоединяются (с предварительным закорачивани- ем) группы трансформаторов тока различных плеч диффе- ренциальной защиты. Токи в реле исполнительного органа при этом должны значительно увеличиваться (при F= =30 А до 50 мА, /^=50 А до 100 мА и т. д. (зависимость нелинейная) в зависимости от заданных уставок и значе- ния тока при проверке. Измерение тока при этой проверке заменяют измерением напряжения на обмотках реле РТ-40 исполнительного органа, чтобы исключить случайное остав- ление в работе реле со снятой перемычкой в цепи реле. Напряжение будет Соответственно около 1 и 2 В. После включения оборудования в работу производится повторная проверка правильности включения токовых цепей диффе- ренциальных защит по Методике, изложенной выще. 28*
444 Проверка релейных защит и автоматики Гл. 12 Особенностями проверок являются: а) для генераторов и блоков генератор — трансформа- тор возможность проверки правильности схемы включения дифференциальной защиты при опыте КЗ; б) для электродвигателей проверка при опробовании на холостом ходу; в) для двухобмоточных трансформаторов, имеющих ре- гулирование коэффициента трансформации под нагрузкой, проверки на среднем (расчетном) ответвлении, в против- ном случае будет наблюдаться повышенный небаланс и при правильно выполненной схеме защиты и выбранных вит- ках за счет отличия коэффициента трансформации и соот- ветственно токов в плечах от расчетного; г) . для многообмоточных трансформаторов и диффе- ренциальных защит шин проверка поочередно при двусто- роннем питании. При невозможности осуществить двусто- роннее питание проверка производится аналогично провер- ке для двухобмоточных трансформаторов, только МДС от токов различных групп трансформаторов тока необходимо складывать геометрически. При этих проверках первичный ток каждого присоединения должен быть не менее 20 % номинального. Проверка дифференциальных защит, выполненных с применением реле других типов (простых электромагнит- ных без НТТ, реле с магнитным торможением), принципи- альных отличий не имеет, только реле проверяются по со- ответствующим методикам. 12.9. НАЛАДКА ЗАЩИТ ОТ ОДНОФАЗНЫХ ЗАМЫКАНИИ НА ЗЕМЛЮ.В СЕТИ С МАЛЫМ ТОКОМ ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ Защита от однофазных замыканий на землю в сетях с малым током замыкания на землю реагирует на напряже- ние, ток или мощность нулевой последовательности. В настоящее время в сетях 6—10 кВ наибольшее рас- пространение получили защиты и устройства сигнализации с использованием специальных трансформаторов тока ну- левой последовательности (ТНП) различных типов, что позволило повысить чувствительность их до 0,07 А. Существует некоторое различие между способами при- менения таких защит в кабельных сетях 6—10 кВ, на гене-
§ 12.9 Наладка защит от однофазных замыканий 445 раторах и электродвигателях. В сетях защиты от замыка- ний на землю, как правило, действуют на сигнал и явля- ются по существу устройствами селективной сигнализации замыканий на землю. Электродвигатели и особенно гене- раторы, работающие на шины, оборудуются защитами от замыканий на землю с действием на отключение. На ка- бельных линиях применяется максимальная токовая защи- та с чувствительными реле тока, включенными на ТНП. Наладка таких защит производится по общим правилам, а чувствительных реле, например РТЗ-50 с полупроводни- ковым встроенным усилителем, — по специальным инструк- циям. Также по специальным программам настраиваются и устройства с использованием принципа направленной защиты нулевой последовательности (например, типа ЗЗП-1М). В компенсированных сетях в последнее время получили распространение устройства, основанные на использовании Рис. 12.29. Схема расположения н соединения обмоток трансформа- тора нулевой последовательности с подмагничиванием: 1 — верхний магнитопровод; 2—нижний магнитопровод; 3 — силовые кабели; I—IV — вторичные обмотки; V и VI — обмотки подмагничивания переходных процессов и наличии высших гармонических в токе замыкания (например, типов УСЗ-2/2 и УСЗ-ЗМ). Наладка защит от замыкания на землю в сети с малым током замыкания на землю будет описана на примере за- щиты с кабельным ТНП, имеющим подмагничивание пере- менным током. Указанные ТНП широко применяются для защит крупных электродвигателей и генераторов, работа- ющих непосредственно на шины (рис. 12.29). Наладка устройств для определения поврежденного присоединения при устойчивых однофазных замыканиях на
446 Проверка релейных защит и автоматики Гл. 12 землю в кабельных сетях 6—10 кВ будет описана на при- мере устройства УСЗ-ЗМ (рис. 12.30) с ТНП (TAN). Наладка защиты с использованием ТНП с подмагничи- ванием. В объем наладки защиты входят следующие испы- тания: Рис. 12.30. Прннинпнальная схема устройства УСЗ-ЗМ: TL — согласующий трансформатор; L и С — шунтирующий фильтр 50 Гц; /?2—R5 и С1—СЗ — активно-емкостный фильтр; VS — выпрямительный мост; РА — микро- амперметр со шкалой 100 мкА; R7 — регулировочный резистор; С5 — конденсатор (для отстройки от сигналов, имеющих частоту выше 1000 Гц); TAN — трансфор- матор тока нулевой последовательности 1) проверка правильности расположения ТНП; 2) проверка правильности расположения кабелей в ок- не ТНП; 3) проверка правильности заземления кабелей; 4) настройка цепи намагничивания на минимум неба- ланса; 5) определение токов срабатывания (чувствительности); 6) регулирование заданного тока срабатывания; 7) измерение напряжений небаланса при проверке под нагрузкой. Проверка реле исполнительного органа, реле постоян- ного тока, проверка вторичных цепей, испытание изоляции не отличаются от проверок и испытаний максимальных за- щит, рассмотренных в § 12.2. Для устранения влияния посторонних магнитных полей на работу защиты должны быть выполнены следующие ус- ловия: а) ближайшие участки ошиновки удалены от ТНП не менее чем на 1,5—2 м; б) кабельные воронки у выводов генератора (электро- двигателя) установлены от ТНП не ближе чем на 0,7 м;
§ 12.9 Наладка защит от однофазных замыканий 447 в) металлические стальные конструкции, крепящие ТНП и кабельные воронки, удалены от магнитопровода ТНП ие менее чем на 50 мм. В месте прохождения сквозь окно ТНП кабели сбли- жаются и располагаются симметрично относительно цент- ра окна (в один ряд по длинной оси или в два ряда в шах- матном порядке). На участке между ТНП и генератором (электродвига- телем) металлические оболочки, броня, концевые воронки кабелей и провода заземления тщательно изолируются от земли и от корпуса ТНП. Провода заземления каждого кабеля пропускаются сквозь окно ТНП рядом со своим ка- белем. Изолировать эти провода от брони кабеля нет не- обходимости. При таком устройстве заземления исключа- ется ложное срабатывание защиты от блуждающих токов и из зоны действия защиты исключаются кабели генера- тора (электродвигателя). С другой стороны кабеля зазем- ление брони и концевых воронок осуществляется обычным способом. Для получения гарантируемой заводом чувствительно- сти защиты сопротивление соединительных проводов ме- жду ТНП и исполнительным реле не должно быть более 1 Ом. Для возможности настройки цепи подмагничивания на минимум небаланса на месте установки завод-изготовитель у одной из секций обмотки подмагничивания оставляет не- присоединенным конец длиной 1,5—2 м для намотки до- полнительного числа витков. Настройка цепи подмагничива- ния на минимум небаланса производится при подключе- нии ее к напряжению ПО В переменного тока. Наматывая в ту или другую сторону, добиваются минимального зна- чения ЭДС небаланса на вторичной обмотке (для данного типа ТНП не более 150 мВ). Электродвижущую силу не- баланса измеряют милливольтметром с малым потребле- нием. Проверяют чувствительность защиты. На магнитопро- вод ТНП в любом месте наматывают вспомогательную об- мотку из одного-двух витков провода. На исполнительном реле тока устанавливают минимальную уставку (при па- раллельном соединении обмоток). Во вспомогательную об- мотку подают ток, регулируемый по значению и фазе. При плавном увеличении тока до срабатывания исполнительно-
448 Проверка релейных защит и автоматики Гл. 12 го реле определяют чувствительность защиты в зависимо- сти от фазы напряжения намагничивания, чем проверяется соответствие ТНП заводским данным. При выбранной ин- дукции подмагничивания (В «0,3 Т) наивысшая чувстви- тельность будет при совпадении по фазе токов намагничи- вания и подмагничивания. При сдвиге фаз, равном 90°, чувствительность понижается (ток срабатывания защиты увеличивается) на 20—30 %. В каталогах указывается наи- Рнс. 12.31. Схема проверки правильности заземления кабелей трансфор- матора нулевой последовательности ТНП: 1 — магвитопровод ТНП; 2 — силовые кабели; 3 — заземление; 4 вторичная об- мотка; 5 — исполнительное реле тока; 6 — контрольный милливольтметр; Z — ам- перметр; в — нагрузочное устройство меньшая чувствительность. При отсутствии подмагничива- ния ток срабатывания защиты возрастает в 5,5—6 раз. По этой же схеме регулируют заданную уставку по току сра- батывания при сдвиге фаз на 90°. Исправность изоляции концевых воронок, оболочек и брони кабелей проверяется при снятом подмагничивании (рис. 12.31). Поочередно подавая ток в рассечку заземля- ющих проводов между ТНП и землей, измеряют напряже- ние на обмотке исполнительного реле милливольтметром с малым потреблением (электронным). При исправной изо- ляции и прохождении тока в полученной цепи 10—20 А по- казания милливольтметра не должны превышать 4—5 мВ. При опыте короткого замыкания генератора или при нормальной работе генератора (электродвигателя) с пол- ной нагрузкой проверяют ЭДС небаланса на вторичной об- мотке, вызванную несимметричным расположением первич- ных токов. Значение ЭДС не должно превышать 14—17 мВ ( в зависимости от типа ТНП). При проверке подмагничи- вание отключается. Затем производят измерение напряже- ния небаланса при включенном Подмагничивании. Цепь
§,12.9 Наладка защит от однофазных замыканий 449 подмагничивания окончательно включают на такие фазы, при которых это напряжение имеет наименьшее значение. Проверку ТНП и других типов, не имеющих дополни- тельного подмагничивания, производят аналогично, исклю- чая проверки, связанные с подмагничиванием. При использовании защиты на параллельных кабелях вторичные обмотки отдельных ТНП соединяются последо- вательно при применении в качестве исполнительного ор- гана электромагнитных реле тока. При применении реле РТЗ-50 схема соединения вто- ричных обмоток ТНП для по- лучения /с.з.пип определяется расчетом или экспериментом. Защита от замыкания на землю генераторов, работаю- щих в блоке с трансформатора- Рис. 12.32. Схема проверки характеристик устройства УСЗ-ЗМ ми, осуществляется с помощью реле напряжения, включенного на напряжение нулевой последовательности 3 Uo. Наладка защит такого типа состоит из проверки исправности и регу- лирования рабочей уставки этого реле и измерения напря- жения небаланса 3 1/0 на обмотке реле при работающем генераторе. • Наладка устройства УСЗ-ЗМ. В объем наладки устрой- ства входят следующие испытания: 1) определение показаний микроамперметра устройства в зависимости от значения первичного тока, частоты и чув- ствительности устройства; 2) проверка первичным током от постороннего источ- ника; 3) проверка устройства при однофазных замыканиях на землю. Определение показаний микроамперметра устройства производится по схеме на рис. 12.32 при максимальной чувствительности устройства (регулиров'очный резистор R7 введен, см. рис. 12.30) и минимальной чувствительности (резистор R7 выведен) при фиксированных частотах 250, 350, 550, 650 и 2000 Гц. При максимальной чувствительно- сти проверка производится при первичном токе в TAN 1 А, а при минимальной чувствительности — при токах 1, 5 и 20 А. Показания микроамперметра це должны отличаться
450 Проверка релейных защит и автоМатики Гл. 12 от заводских данных более чем на ±40%- На частоте 250 Гц при первичном токе I А при максимальной чувстви- ности прибор должен показать 61 мкА, при минимальной чувствительности—3 мкА. В качестве источника перемен- ной частоты обычно используются генераторы звуковых частот ГЗ с достаточной выходной мощностью (5 Вт и бо- лее). Для исключения перегрузки генератора и лучшего со- гласования его с нагрузкой на TAN наматывается 20— 50 витков первичной обмотки (при этом для получения пер- вичного тока 20 А при 50 витках от генератора необходи- мо получить 0,4 А) и включается согласующий резистор/?. При отличии показаний микроамперметра устройства от паспортных более чем на 40 % проверяются исправность микроамперметра и диодов выпрямительного моста, пра- вильность настройки на частоту 50 Гц шунтирующего филь- тра (L—С) и номинальные данные схемы. В заключение проверяется чувствительность устройст- ва на промышленной частоте- при первичном токе 50 А. При максимальной чувствительности устройства показания микроамперметра не должны превышать 30—40 мкА. При первом длительном замыкании на землю в сети прибором устройства производятся измерения уровней выс- ших гармоник в токах нулевой последовательности повреж- денных и неповрежденных присоединений (при всех измере- ниях положение резистора R7, регулирующего чувстви- тельность, не изменяется). При проверке фиксируются ток дугогасящей катушки и значения напряжений относитель- но земли на всех фазах. На поврежденном присоединении показания прибора устройства будут максимальными. 12.10. НАЛАДКА УСТРОЙСТВ АВР И АПВ Устройства автоматического включения резерва (АВР) служат целям повышения надежности электроснабжения и применяются для включения как резервных линий питания, трансформаторов, шин, так и резервных механизмов соб- ственного расхода электростанций. Наладка устройств АВР сводится помимо обычной про- верки схемы и реле и регулирования уставок к тщатель- ному опробованию всех возможных вариантов работы АВР, которые имитируются замыканием соответствующих кон- тактов схемы, а также по возможности созданием действи- тельных условий работы схемы. Особое внимание следует
5 >12.10 Наладка устройств АВР и.АПВ 451 обращать на блокировки, обусловливающие-однократность действия АВР, и на цепи запуска АВР от технологических параметров. Как правило, в схемах АВР для создания вы- держки времени используются промежуточные реле с уст- ройствами замедления действия реле на включение или от- падание. При проверке этого реле на нем регулируется та- кая уставка по времени размыкания контакта (время отпа- дания якоря при обесточении реле), чтобы, например, при АВР трансформаторов это время было больше полного времени включения выключателей резервного присоедине- ния, причем это проверяется не только при номинальном напряжении, но и при снижении напряжения оперативного тока до 80 % номинального. Такая проверка связана не только с общим требованием обеспечения надежной рабо- ты аппаратуры при 80 % номинального напряжения, но еще и с тем, что при понижении напряжения на катушке реле, имеющего задержку на отпадание, время этой за- держки резко снижается. Пренебрежение этой проверкой может привести к отказу в работе схемы АВР при пони- женном напряжении постоянного тока. В отличие от АВР устройство автоматического повтор- ного включения (АПВ) не включает резервное, заведомо исправное присоединение, а повышает надежность энерго- снабжения путем включения снова того же присоединения (линии, трансформатора, шин), которое отключилось за- щитой. Электрические устройства АПВ разделяются на одно- фазные и-трехфазные, однократные и многократные, с кон- тролем синхронизма, контролем отсутствия встречного на- пряжения, улавливанием момента синхронизма и несин- хронные. Проверка и наладка трехфазного АПВ (ТАПВ) скла- дывается из обычных проверок любого устройства зашиты и автоматики. Это анализ и проверка схемы, проверка пра- вильности монтажа, ревизия и настройка реле, регулиро- вание уставок, проверка взаимодействия реле и, наконец, опробование действия всего устройства на выключатель, в данном случае на его включение после отключения защи- той или самопроизвольного отключения. Остановимся на особенностях проверки и наладки ре- ле типа РПВ-58 — основного реле устройства. Поскольку реле РПВ-58 включает в себя реле времени КТ, кодовое
452 Проверка релейных защит и автоматики Гл. 12 реле KL и конденсатор С с зарядными сопротивлениями, его проверка сводится к проверке этих элементов и взаи- модействия их. При проверке конденсатора следует убедиться в его ис- правности и в исправности сопротивлений, через которые он заряжается. Проверка исправности конденсатора про-, изводится зарядом его мегаомметром 1000 В и последую- щим разрядом через небольшое сопротивление. Наличие интенсивной искры при этом указывает на исправность кон- денсатора. Далее проверяется время заряда конденсатора. Для этого подается напряжение оперативного тока на реле РПВ-58 таким образом, чтобы оно было приложено на по- следовательно включенные конденсатор и зарядное сопро- тивление. Через 30—35. с напряжение отключается, и за- мыканием от руки контакта реле времени создается контур для разряда конденсатора через обмотку кодового реле. Это реЛе должно сработать. Постепенно снижая время за- ряда конденсатора, находят такое время, когда заряд кон- денсатора недостаточен для срабатывания кодового реле. Это время и будет минимально необходимым временем за- ряда конденсатора. Оно должно быть в пределах 15—20 с. Если время заряда значительно больше 20 с, то это сви- детельствует о неисправности зарядного сопротивления (оно очень велико), если же время значительно меньше, то зарядное сопротивление мало. Следующим элементом является кодовое реле, которое имеет две обмотки: одна обмотка основная — параллель- ная, работает от разряда конденсатора, другая — последо- вательная, служит для удержания реле до полного вклю- чения выключателя. Перед наладкой устройства АПВ надо убедиться, ка- кой ток удержания этой обмотки по паспорту реле. Схема дистанционного управления выключателем может преду- сматривать включение выключателя ключом управления непосредственно через контактор включения либо ключ мо- жет действовать на промежуточное реле команды включе- ния (РКВ), а оно уже в свою очередь включает контактор. Естественно, что в первом случае ток удержания будет оп- ределяться потреблением катушки контактора и выражать- ся .в амперах, а во втором — в миллиамперах. С учетом этого и должна быть выбрана последовательная обмотка
§ 12.11 Наладка газовой защиты 453 кодового реле. Схема проверки АПВ с реле РПВ-58 пока- зана на рис. 12.33. При проверке действия АПВ на включение выключате- ля имитируются все режимы работы АПВ, а именно вклю- чение устройством АПВ присоединения после устранивше- гося короткого замыкания (успешное АПВ) и включение Рис. 12.33. Схема проверки устройства ТАПВ с реле РПВ-58 устройством АПВ выключателя на устойчивое короткое за- мыкание с последующим повторным отключением защитой (неуспешное АПВ). В последнем случае проверяется и од- нократность действия АПВ. 12.11. НАЛАДКА ГАЗОВОЙ ЗАЩИТЫ В настоящее время отечественные трансформаторы ком- плектуются в основном газовыми реле типа РГЧЗ-66 За- порожского трансформаторного завода (рис. 12.34) и реле Бухгольца (ГДР) типа BF80/Q (рис. 12.35). Проверка и испытание реле типа РГЧЗ-66 до его уста- новки на защищаемом аппарате. Внешний осмотр реле. При внешнем осмотре реле проверяется целостность корпу- са 3 (рис. 12.34), отсутствие течи в месте крепления кра- на 1 на крышке реле, целостность смотровых стекол 4 и проходных изоляторов — выводов 2 в армировке.
454 Проверка релейных защит и автоматики Гл. 12 У реле Бухгольца отвинчивается бования и удаляется арретир. колпачок кнопки опро- Рис. 12.34. Газовое реле типа РГЧЗ-66 Рис. 12.35. Выемная часть газового реле типа BF80/Q: а — не полностью нажата кнопка штока 4, который рычажным механиз- мом 3 опустил сигнальный поплавок 1; б — полностью опущенный шток 4: опустил н отключающий поплавок 2
§ 12.11 Наладка газовой-защиты 465 Внутренний осмотр реле. При осмотре выемной части производится тщательная проверка надежности крепления всех элементов: чашек 5, пластины 8 скоростного элемента (лопасти, отклоняющейся при достижении определенной скорости движения масла), упоров, ограничивающих ход чашек, экранов 9, контактных пластин 7, токопроводов и их крепления к выводам и контактам, пластин (предотвра- щающих повреждение чашек при вибрации реле), надеж- ность заделки концов спиральной пружины 6 в держате- лях (чтобы исключить самопроизвольное выскакивание), наличие пружинящих шайб у всех винтов и гаек. Проверяется: параллельность пластин неподвижных контактов и рас- положение их в одной плоскости, расстояние между под- вижными и неподвижными контактами (2—2,5 мм с каж- дой стороны); надежность запрессовки оси чашки в стойку, отсутствие возможного перемещения чашки вместе со стойкой вдоль оси; люфты всех осей реле. Продольные люфты не должны превышать 0,5 мм, а поперечные должны практически от- сутствовать; легкость хода и отсутствие заедания движущихся час- тей реле, свободность хода скоростной пластины при на- жатии на нее (нижняя чашка удерживается в верхнем по- ложении) до замыкания контактов реле. Причиной, препятствующей свободному перемещению пластины до замыкания подвижного контакта с неподвиж- ным, может быть недостаточный зазор между рычагом и дном чашки. В этом случае следует рычаг несколько вы- гнуть вверх. При нажатии рукой на чашку нижнего элемента про- веряется легкость хода чашки, вместе с чашкой отклоня- ется пластина. Легкость хода верхней чашки также прове- ряется нажатием на нее рукой вниз и вверх. При проверке элементов реле от руки одновременно проверяется сов- местный ход контактов (2 мм), при этом подвижные кон- такты должны скользить посередине пластин неподвижных контактов. У реле Бухгольца проверяется установка трубок с маг- нитными контактами: контакты должны быть замкнуты. При подъеме поплавков контакты под действием переме-
456 Проверка релейных защит и автоматики Гл. 12 тающего магнита должны разомкнуться. При нажатии на пластину скоростного элемента контакт нижнего поплавка должен замкнуться. Устанавливается на скоростном эле- менте заданная скорость срабатывания. - Косвенная проверка чувствительности нижнего элемен- та реле. Выемная часть чашечного реле вместе с крышкой устанавливается на горизонтальной плоскости. Нижняя чашка реле заполняется трансформаторным маслом и с по- мощью пружинного граммометра [динамометра до 50 гс (0,5 Н)], конец которого подводится под край дна чашки с той стороны, где установлена спиральная пружина, при- поднимается. При усилии 25—30 гс (0,25—0,3 Н) контакты должны разомкнуться. Совместный ход до размыкания контактов около 2—2,5 мм. Проверка и регулировка срабатывания реле по скоро- стям потока масла производятся на специальной установ- ке на основании заданных' уставок срабатывания. Проверяется срабатывание сигнальных и отключающих контактов реле при вытекании из корпуса реле масла (при появлении в корпусе реле газа). Проверку можно произво- дить на той же установке, где проводится проверка скоро- сти потока масла, сливая масло из корпуса путем откры- тия нижней пробки в корпусе реле или через сливную трубку. Проверка электрической изоляции. Мегаомметром на 1000—2500 В измеряют сопротивление изоляции токоведу- щих частей относительно корпуса и между контактами ре- ле. Изоляция токоведущих частей относительно корпуса реле испытывается напряжением 1000 В переменного тока. После установки реле иа трансформатор проверяется, что крышка трансформатора имеет подъем в сторону реле на 1—1,5 %, а маслопровод, идущий к расширителю, име- ет подъем на 2—4 %. Между реле и расширителем должен находиться кран, желательно иметь еще один кран между реле и крышкой трансформатора. Внутренний диаметр мас- лопровода не менее 75 мм. Уплотняющая резиновая про- кладка не должна образовывать сужение на входе в реле. Стрелка на крышке реле должна показывать в сторону расширителя. Проверяется также, что чашки или поплавки переме- щаются без механических заеданий, что арретиры сняты, пластина скоростного элемента свободно перемещается.
'§ 12.11 Наладка газовой защиты 457 смотровое стекло должно быть доступно для осмотра внут- ренности реле. Оперативные цепи газовой защиты проверяются мега- омметром на 1000—2500 В и испытываются переменным напряжением 1 кВ в течение 1 мин. Затем подается постоянный ток, и замыканием выводов сигнальных и отключающих контактов в коробке зажимов газового реле имитируется срабатывание контактов и про- веряется правильность взаимодействия всех элементов за- щиты в соответствии с требованиями принципиальной схе- мы. У реле Бухгольца имитацию срабатывания следует производить нажатием на кнопку . опробования 4 (рис. 12.35). При полностью собранной схеме защиты и включенных выключателях, на которые должна действовать защита, следует «прокачать» газовое реле путем нагнетания в ре- ле воздуха. Для этого автомобильным насосом через верх- ний кран реле накачивается воздух. Вытеснение масла воз- духом можно наблюдать через смотровое стекло. При вы- теснении примерно 400 см3 (у реле Бухгольца—300 см3) должен сработать сигнал. При продолжении вытеснения масла должен сработать отключающий контакт реле и дол- жны отключиться соответствующие выключатели. Однако у реле РГЧЗ-66, установленных на крупных трансформаторах, срабатывания отключающих контактов не всегда можно добиться указанным способом. В этом случае рекомендуется закрыть кран, идущий к расширите- лю, отвинтить спускную пробку в нижней части корпуса ре- ле и слить масло из корпуса до срабатывания нижнего кон- такта. Если кран маслопровода закрывается неплотно, мас- ло из расширителя наполняет реле и приходится сливать много масла. Возможен и другой способ: вместо нижней пробки устанавливается кран, и автомобильным насосом энергичной подачей воздуха через этот кран можно добить- ся кратковременных толчков контактов реле. Следует отметить, что новые, крупные трансформаторы высокого напряжения, оснащенные пленочной или азотной защитой трансформаторного масла, требуют особого под- хода к проверке газовых реле. В этом случае подавать воз- дух в реле недопустимо. Если в маслопроводе установлены два крана, то, перекрыв оба крана, следует слить масло из реле либо подать в реле сухой азот {если применена азот- 29—408
458 Проверка релейных защит и автоматики Гл. 12 ная защита масла). Азот следует подавать через редуктор очень осторожно. 42.12. НАЛАДКА РЕЛЕЙНЫХ ЗАЩИТ НА ПЕРЕМЕННОМ ОПЕРАТИВНОМ ТОКЕ В настоящее время все большее развитие получают схе- мы релейной защиты и автоматики, выполненные на пере- менном оперативном токе. Источниками переменного опе- ративного тока в основном являются трансформаторы тока, а также трансформаторы напряжения и трансфор- маторы собственных нужд подстанций. Схемы с трансфор- маторами тока в качестве источников оперативного тока являются наиболее надежными, так как устройства релей- ной защиты, автоматики и электромагниты отключения в этом случае работают от вторичных токов короткого замы- кания. Наибольшее распространение получили следующие ос- новные принципы выполнения релейных защит: 1) защиты с встроенными реле прямого действия; 2) защиты с реле косвенного действия, работающие не- посредственно на переменном оперативном токе; 3) защиты с использованием специальных выпрямитель- ных устройств, обеспечивающих работу реле и электромаг- нитов отключения на выпрямленном токе. В случаях, когда мощность выпрямительных устройств недостаточна для срабатывания электромагнитов отключе- ния, применяются предварительно заряженные конденсато- ры, разряжаемые через электромагнит отключения и при- водящие его в действие. Предварительный заряд конденса- тора осуществляется специальным зарядным устройством. Встроенные реле прямого действия устанавливаются на приводах легкого типа, когда потребляемая мощность от- ключающих устройств при срабатывании сравнительно не- велика. В приводах различного исполнения устанавлива- ется в зависимости от назначения данного присоединения различное количество реле РТМ (реле токовое мгновен- ное), РТВ (реле токовое с зависимой выдержкой времени) или РНВ (минимальное реле напряжения с выдержкой вре- мени). Наиболее широкое распространение получила схема (рис. 12.36) с двумя реле РТМ и двумя реле РТВ.
§ 12.12 Наладка защит на переменном токе 459 Применяемые в современных приводах реле РТМ име- ют облегченные сердечники и плавноступенчатое регули- рование тока срабатывания. На рис. 12.37 представлен один из вариантов выполнения реле РТМ. Плавное регулирова- ртм ртв Рис. 12.36. Схема максимальной токо- вой защиты с реле РТМ и РТВ Рнс. 12.37. Реле РТМ с легким сердечником ние тока срабатывания осуществляется изменением поло- жения трубчатого сердечника 1 в гильзе 7 с помощью ре- гулировочного винта 5 с гайкой для фиксации в немагнит- ной оправе 4. Боек 6, производящий отключение привода, свободно висит в контрполюсе 5, который установлен в ла- тунной гильзе. Грубое регулирование тока срабатывания осуществляется заменой обмотки 2, которая выпускается на разные токи срабатывания. При наличии мощного прогрузочного трансформатора с регулировочным устройством целесообразно настройку то- ка срабатывания реле РТМ, РТВ производить по первич- ному току. Для возможности расчета погрешностей транс- форматоров тока, работающих на реле РТМ и РТВ, необхо- димо определить полное сопротивление обмотки г. Для 29*
460 Проверка релейных защит и автоматики Гл. 12 этого при токе срабатывания вольтметром электромагнит- ной системы измеряется напряжение'на обмотке реле (рис. 12.38) при фиксированном сердечнике в крайнем нижнем и верхнем положениях. Если при нижнем положении сер- дечника погрешность трансформаторов тока превышает 10 %, то надежная работа реле РТМ и РТВ не обеспечива- ется. При отсутствии прогрузочных устройств настройку то- ков срабатывания реле РТМ и РТВ следует производить по схеме на рис. 12.39, позволяющей учитывать действитель- Рис. 12.39. Схема настройки реле РТМ н РТВ с учетом действитель- ной погрешности трансформато- ров тока ную погрешность трансформаторов тока. Регулирование то- ка производят с помощью реостата для сохранения сину- соидальной формы тока, что имеет место в реальных усло- виях. Показания вольтметра позволяют определить £Общ реле, а разность показаний РА1 и РА2 — ток намагничива- ния трансформаторов тока. При проверке реле РТВ при нескольких значениях тока снимают временную характеристику /ср Наладка защиты с реле косвенного действия и с дешун- тированием электромагнитов отключения рассматривается на примере выполнения защиты ВЛ 35 кВ на рис. 12.40.
§ 12.12 Наладка защит на переменном токе 461 В полный объем наладки входят проверка электромаг- нитов отключения YAT11, YAT12, максимальных реле тока КА4—КА6, реле времени КТ, промежуточных KL8, KL9 и указательных реле, проверка взаимодействия защиты, про- грузка защиты первичным током для срабатывания реле и действия защиты на отключение выключателя. Рис. 12.40. Схемы защиты линии 35 кВ с реле косвенного действия с дешунтйрованием электромагнитов отключения: а — схема токовых цепей отключения; б — схема вторичных цепей переменного тока; е — схема цепей переменного напряжения Конструктивно электромагнит отключения аналогичен встроенным реле прямого действия типа РТМ и отличает- ся в основном отсутствием возможности регулирования то- ка срабатывания. Поэтому требования к схеме проверки на рис. 12.41 аналогичные: синусоидальная форма тока, вольтметр электромагнитной системы для определения пол- ного сопротивления электро- магнита при поднятом и опу- щенном сердечнике. Наладка максимальных ре- ле тока типа РТ-40 и указа- тельных реле ничем не отлича- ется от аналогичных реле в за- Рис. 12.41. Схема проверки то- ковых электромагнитов отклю- чения YAT
. 462 Проверка релейных защит и автоматика Гл.12- щитах на постоянном оперативном токе. При наладке про- межуточных реле типа РП-341 (как и дешунтирующих реле других типов) необходимо обратить особое внимание на регулирование силовых контактов, обеспечивающих безраз- рывное переключение токовых цепей. Усиленные контакты этих реле способны шунтировать и дешунтировать цепь, пи- таемую от трансформаторов тока при вторичных токах до 150 А, если ее полное сопротивление при токе 3,5 А не пре- вышает 4,5 Ом. Давление силовых размыкающих контак- тов, измеренное граммометром, должно составлять около 10 гс, при измерении конец щупа граммометра должен под- водиться к самому краю контактной пластины. При проверке электрических характеристик реле РП- 341 ток регулируется реостатом; этим обеспечивается си- нусоидальная форма тока, необходимая для правильной настройки реле с насыщающимся трансформатором. Ток срабатывания, возврата реле и надежность работы кон- тактной системы проверяются по схеме рис. 12.42. В зави- Рнс. 12.42. Схемы проверки электрических характеристик реле РП-341: а — схема проверки тока срабатывания и правильности регулирования контактов; б — схема снятия характеристики симости от схемы соединения секций первичной обмотки насыщающегося трансформатора реле имеет уставки по току срабатывания 2,5 или 5 А, коэффициент возврата ре- ле по току 0,3—0,5. Для оценки состояния выпрямительного моста в реле снимается характеристика зависимости выпрямленного на- пряжения на зажимах реле 11—13 от тока в первичной об- мотке насыщающегося трансформатора до вторичного то- ка КЗ. Напряжение при этой проверке измеряется вольт-
§12.12 Наладка защит на переменном токе 463 метром с внутренним сопротивлением не менее 1000 Ом/В. Регулирование напряжения при проверке реле времени типа ЭВ-200 производится автотрансформатором или по- тенциометром, напряжение срабатывания реле этого типа должно быть не выше 10 % его номинального напряжения. Кроме схемы на рис. 12.40, о с дешунтированием при- меняются также схемы защиты с использованием зарядно- го устройства и конденсатора в цепи электромагнита от- ключения (рис. 12.43). В этом случае промежуточное реле РП-341 заменяется реле РП-321, подключающее предвари- тельно заряженный конденсатор для разряда на электро- магнит отключения выключателя. Блоки конденсаторов БК-401 на 40 мкФ, БК-402 на 80 мкФ заряжаются до на- Рис. 12.43. Зарядное устройство УЗ-401 и цепи отключения в схеме с предварительно заряженными конденсаторами пряжения 400 В зарядным устройством УЗ-401. Напряже- ние питания на зарядное устройство может подаваться от измерительного трансформатора напряжения или транс- форматора собственных нужд. При наладке присоединений с предварительно заряжен- ными конденсаторами в цепи отключения необходимо осо-, бенно тщательно регулировать привод выключателя, так как разряд конденсатора непродолжителен и малейшая ме- ханическая неисправность, вызывающая задержку хода
464 Проверка релейных защит и автоматики Гл. 12 сердечника электромагнита, может вызвать отказ в ра- боте. Наладка устройства УЗ-401 сводится к выбору отпайки вторичной обмотки TL, наладке блокировочного минималь- ного реле напряжения КУ типа РН-54/160 и сигнального поляризованного реле KL- При номинальном напряжении питания подбирается от- пайка вторичной обмотки TL переключателем так, чтобы напряжение на ней было порядка 280—290 В, при этом на- пряжение на выходных зажимах 5—7 при установленной перемычке будет 360—400 В. Напряжение измеряется вольтметром jc внутренним сопротивлением 1000—2000 Ом/ /В. Чтобы вольтметр не влиял на значение напряжения, его следует подключать кратковременно — только на время измерения. ! Сигнальное реле KL должно срабатывать при напряже- нии на выходе устройства, равном 220—250 В, а возвра- щаться при напряжении 60—80 В. При совместной работе блоков конденсаторов и заряд- ных устройств в полной схеме необходимо проверить мини- мальное напряжение заряда, необходимое для четкого сра- батывания электромагнита отключения. Для этого при замкнутых контактах КУ от регулировочного автотрансфор- матора плавно подается напряжение питания на вход УЗ- 401 и на выходе измеряется напряжение срабатывания электромагнита, которое должно быть 250—270 В. На рис. 12.44 приведена схема защиты с блоками пи- тания от трансформаторов тока БПТ и от трансформато- ров напряжения БПН. Блоки питания обеспечивают рабо- ту всех оперативных цепей на выпрямленном напряжении, поэтому наладка таких защит не отличается от наладки защит на постоянном оперативном токе. Для обеспечения надежности работы схемы напряжение срабатывания реле не должно превышать 70 % номинального, а электромагни- тов отключения — не более 65 % номинального. Падение напряжения в проводах от блока питания до самого уда- ленного устройства с учетом реле с последовательно сое- диненными обмотками не должно превышать 10 % номи- нального. Перед наладкой схемы защиты определяется нагрузка на блоки питания измерением , сопротивления обмоток реле и аппаратов, входящих в схему защиты.
§ 12.12 Наладка защит на переменном токе 465 При наладке БПТ ток на входе регулируется реостатом, БПН — автотрансформатором, этим обеспечивается синусо- идальная форма тока и напряжения. Выпрямленное напря- Рис. 12.44. Схема защиты ВЛ 35 кВ с блоком питания иа выпрямлен- ном оперативном токе жение и ток измеряются магнитоэлектрическими прибора- ми, реагирующими на среднее значение выпрямленного то- ка и напряжения. При проверке блоков питания все измерения произво- дят быстро, подавая питание на испытательную схему к блокам кратковременно; так, блок БПТ-100 допускает включение нагрузки 50 Ом на время не более 3 с при токе на входе не более 75 А. При наладке блоков БПН определяется зависимость между входным и выходным напряжениями блока для всех отпаек промежуточного трансформатора (рис. 12.45). Для этого на вход блока подключают нагрузку 80 Ом и, уста- новив на ней напряжение 93 В, определяют напряжение на входе при разных отпайках. При наладке блоков БПТ определяется зависимость вы- прямленного напряжения на выходе блока от тока в пер- вичных обмотках трансформаторов тока. Эта зависимость снимается по схеме на рис. 12.46 для трех режимов: холос- того хода и сопротивления нагрузки 50 и 80 Ом. Характе-
466 Организация наладочных рйбог Гл. 13 ристика Г/вып=/(/1) позволяет определить первичный ток резонанса (резкое увеличение напряжения на Выходе бло- ка) и сравнить его с минимальным первичным1 током сра- Рис. 12.45. Схема проверки блока БПН-100 Рис. 12.46. Схема проверки блока БПТ-100 первичным током: TL — нагрузочный трансформатор батывания защиты, питающейся от блоков. Ток резонанса должен быть меньше тока срабатывания защиты. Проверка взаимодействия реле в схеме защиты производится при пи- тании защиты от блока БПН, действие на отключение вы- ключателя проверяется от БПТ первичным током. При проверке защиты под нагрузкой проверяются цепи перемен- ного тока и напряжения и значение выпрямленного напря- жения от каждого блока. Глава тринадцатая < ОРГАНИЗАЦИЯ НАЛАДОЧНЫХ РАБОТ 13.1. ОБЩИЕ ЗАДАЧИ И СТРУКТУРА НАЛАДОЧНЫХ ОРГАНИЗАЦИИ Наладочные работы занимают важнейшее место и яв- ляются завершающими в общем комплексе строительства и монтажа энергетических объектов. От того, насколько они
§ 13.1 Общие задачи и структуру наладочных организаций 46? правильно.организованы,.зависит своевременность обеспе- чения электроэнергией быстро растущих потребностей на- родного хозяйства, а от качества наладки — экономичность и бесперебойность работы вновь смонтированного электро- оборудования. Объем и номенклатура наладочных работ определяются технологическими условиями работы элек- трооборудования и требованиями директивных документов, в частности «Норм испытаний электрооборудования» (в тексте—Нормы). В соответствии с объемом испытаний и практическими условиями их выполнения, учитывающи- ми необходимость максимального сокращения сроков мон- тажа и наладки, весь комплекс наладочных работ разде- ляется на следующие основные этапы: I. Изучение и анализ проекта, исправление принципи- альных и монтажных схем до начала монтажа с целью ис- ключения монтажных переделок в последующем. 2. Предмонтажная проверка и испытания электрообору- дования в электромонтажных мастерских и на базах на объекте. ~ 3. Проверка и испытание электрооборудования в про- цессе монтажа, проверка и настройка реле, приборов и ап- паратуры вторичных устройств. 4. Проверка правильности монтажа первичных и вто- ричных соединений. 5. Поузловое опробование оборудования и вторичных устройств. 6. Комплексное опробование, пусковые испытания и включение электрооборудования в работу. 7. Оформление и сдача заказчику технической докумен- тации (исполнительных схем, протоколов проверок и испы- таний, технических отчетов). В настоящее время наладочные работы специализиро- ваны, т.е. ведутся самостоятельными наладочными орга- низациями, укомплектованными высококвалифицирован- ными кадрами инженеров и техников и оснащенными пар- ком необходимых приборов и испытательной аппаратуры. Так как наладка неразрывно связана с электромонтажны- ми работами, наладочные организации чаще всего входят в состав электромонтажных трестов в виде самостоятель- ных управлений или отдельных участков комплексных мон- тажно-наладочных управлений. Основная структурная схе- ма наладочных организаций приведена на рис. 13.1. В пре-
468 Организация наладочных работ Гл. 13 делах управлений или специализированных участков нала- дочные работы также специализируются по видам: общая наладка, наладка сложных релейных защит, наладка уст- ройств тепловой автоматики, наладка приводов электри- Рис. 13.1. Пример структуры наладочного управления фиЦированной арматуры, наладка высокочастотных кана- лов связи и телемеханики, наладка воздушных выключате- лей, испытания изоляции, наладка синхронных машин и их устройств автоматики (АРВ, устройства синхронизации, гашения поля и т. д.). В составе организации имеются цен- тральная электроизмерительная лаборатория и мастер- ская, в которых хранится, ремонтируется и проверяется весь парк электроизмерительных приборов и испытатель- ного оборудования, производится выдача последних на территориальные участки. Работы на объектах производятся на основании догово- ров, заключаемых с заказчиками; заказчиками могут быть дирекции эксплуатируемых предприятий или строящихся объектов.
§ 13.2 Подготовки бригады наладчиков к выезду 469 13.2. ПОДГОТОВКА БРИГАДЫ НАЛАДЧИКОВ К ВЫЕЗДУ НА ОБЪЕКТ Перед заключением договора на объект направляется представитель наладочной организации, который на месте определяет объем работ на основе проектной документа- ции, условия производства работ, сроки их выполнения. В договоре на наладочные работы определяются основные условия их выполнения: предоставление помещения для организации приобъектной лаборатории и мастерской, хра- нения приборов и испытательного оборудования, оформле- ния документаций; транспортировка тяжеловесного испы- тательного оборудования; передача заказчиком проектной и заводской документации; выделение жилья для персона- ла наладочной бригады и т. п. Техническую документацию наладочные организации стремятся получить до выезда бригады на объект для то- го, чтобы можно было значительную часть первого этапа работ — изучение и анализ проекта, внесение необходимых исправлений и согласование их с проектной организаци- ей — выполнить заранее и в более благоприятных услови- ях. При возможности целесообразно изучение проекта ор- ганизовать в процессе его разработки проектной организа- цией. Для выполнения наладочных работ в управлении или не участке комплектуется бригада наладчиков (рис. 13.2 и 13.3). На электростанциях бригада состоит обычно из 12—18 чел. с увеличением ее до 40—70 чел. к периоду пус- ка станции, а в некоторых случаях значительно больше (на АЭС); на подстанциях численность бригад не превы- шает 6—12 чел. с увеличением ее до 15—20 чел. на круп- ных подстанциях к периоду пуска. Состав бригады обычно следующий: руководитель бри- гады (квалифицированный инженер), 2—6 инженеров, 2— 6 техников, электромонтеры. Специальность и квалифика- ция наладчиков определяются номенклатурой работ, кото- рые предстоит выполнять на объекте. Бригады укомплектовываются необходимым испыта- тельным оборудованием и измерительными приборами, ин- струментом, чертежными принадлежностями, средствами защиты, директивными материалами и инструкциями по наладке электрооборудования, бланками протоколов испы-
Рис. 13.2. Пример структуры участка наладочных работ на объекте (ГРЭС или ТЭЦ) 470 Организация наладочных работ ‘ Гл. 13
§ 13.2 Подготовка бригады наладчиков к выезду <471 таний. Необходимые приборы, инструмент, материалы и ко- личество их, которыми должна располагать бригада на объекте, приведены в [1]. Удобным элементом организации наладочных работ яв- ляется введение в управлениях доски распределения пер- сонала, пример которой представлен на рис. 13.4. По такой Рис. 13.3. Основная структура бригады, участка, выполняющих наладоч- ные работы на АЭС (структура групп аналогична приведенной на рис. 13.'2): ФГУ— функциональное групповое управление; СУЗ — система управления защит; РЗМ— разгрузочно-загрузочная'машина; АСЙР—автоматическая система изме- реиий и регулирования; КГО — контроль герметичности оболочки;'ДД дозимет- рический контроль
МЭиЭ СССР ТЭЦ 21 ТЭЦ 23 ПАТ. SO О Липецкая Кпшиоя-ГРЭС| СЫ-ГРЭС %т. ШРРЬЯ %твпючини ИВЯН06 п.п. 1 Петров Б. 6. 1 Tf Е ТА ’АГ• 1_Е> 13’ м 1 -.’..г Титов В. в. 1 наладочный Рябов Г.Г. 1 КярцевЕ.Е 1 ТЭЦ 22 ... ( УЧАСТОК ПенО-Торжок 1 %т<Ррязино ЧЕБОКСАРЫ ТЭЦ Коняковск. ГРЭС — 1 1 — — 1 — ZZZZZZZZZ — 11’1’^ «>> !!!•!!!!!!! L 1 L „ 1 L „ 1 мтз ГЭС 2 1 1 1 1 ] — 1 Z 1 .... 1 -1 1 1 1 1 — 1—^—1 Рис. 13,4. Доска распределения персонала 472 Организация наладочных работ Гл. 13
§ 13.3 Подготовка и производство работ на объекте 473 доске можно вести точный учет всего персонала и наличия его на каждом отдельном объекте в сложных условиях оперативного маневрирования людьми. 13.3. ПОДГОТОВКА И ПРОИЗВОДСТВО РАБОТ НА ОБЪЕКТЕ На месте производства работ наладочной бригаде в со- ответствии с договорными условиями должны быть выде- лены помещения для хранения приборов и аппаратуры и для работы с проектной и отчетной документацией. На электростанциях помещение должно находиться в непо- средственной близости или в пределах главного корпуса со стороны его постоянного торца. Примерный расчет площа- дей производственных помещений, их оснащение и коли- чество людей, необходимое для наладочных бригад на теп- ловых и атомных электростанциях, приведен в табл. 13.1. Таблица 13.1. Площади производственных помещений, их оснащение и количество людей, необходимое для производства наладочных работ на тепловых и атомных электростанциях Характеристика помещения и количество людей ТЭС с турбогенераторами, МВт АЭС до 200 300 500-800 Площадь лаборатории для наладки электротехнического оборудования, м2 Установленное оборудова- ние и инвентарь, шт.: 30 60 100 . 150 стенд для проверки ре- лейной аппаратуры 2 2—3 3 3—4 стенд для проверки ав- томатических выключа- телей 1 1 1 1 стенд для проверки комплектных устройств автоматики 1 1 1—2 2 стеллажи и шкафы для испытательной аппара- туры и приборов ’ 3—4 4—5 6—8 8—10 рабочие столы для ра- боты с документацией, оформления протоколов и отчетов 3 10 18—20 25—30 шкафы для документации 2—3 3—4 6—8 8—10 столы чертежные для вычерчивания исполни- тельных и принципиаль- но-развернутых схем 30—408 1 1—2 2—3
474 Организация наладочных работ. Гл: 13 Продолжение табл. 13.1 Характеристика помещения и количество людей ТЭС с турбогенераторами, МВт АЭС до 200 300 500—800 Количество людей, чел. 20—30 30—40 40—50 60—90 Площадь лаборатории для накладки приборов и средств автоматизации, м2 Установленное оборудова- ние и инвентарь, шт.: стенд для проверки регу- ляторов 60—80 1 80—100 1 160—180 2 500—520 3 стенд для проверки пи- рометрических приборов 1 1 1 2 пресс для проверки ма- нометров н датчиков 2 3 3 4 стенд для проверки ре- лейной аппаратуры 1 1 1 2 рабочие столы для оформления протоко- лов и записей результа- тов испытаний 2 2 3 5—6 стеллажи для хранения приборов, регуляторов и датчиков 5—6 5—6 5—6 8—9 Количество людей, чел. 10—15 40—50 70—90 100—120 Площадь лабораторий для иаладкн аппаратуры элек- тронной и вычислительной тех- ники, м2 30 40 50 80 Количество людей, чел. 10—15 15—20 20—30 25—35 Площадь помещения для переодевания и хранения одежды, м2 25 30 35 100 Общая площадь помеще- ний для бригады по наладке, м2 145—165 210-230 245—265 300—360 Общее количество людей 40—60 85—110 130—170 185—245 в бригаде, чел.
§ 13.3 Подготовка и производство работ на объекте 47Б Аналогично в соответствии с объемом работ определя- ются площади помещений и оснащение наладочных бригад на подстанциях. К помещению наладочной бригады должно быть подведено переменное трехфазное напряжение и на- пряжение постоянного тока. Для сокращения общих сроков ввода оборудования и более рационального использования работников наладоч- ных организаций на объектах составляются совмещенные графики строительно-монтажных и наладочных работ. В та- ких графиках учитываются обеспечение технологической по- следовательности опробования и ввода в эксплуатацию теп- ломеханического и электротехнического оборудования, посте- пенное предоставление фронта наладочных работ для рав- номерного и наиболее эффективного использования нала- дочного персонала. Графики составляются с учетом уста- новленных сроков ввода отдельных узлов и объекта в целом. В случае необходимости в зависимости от общего хо- да работ пусковая комиссия вносит в них коррективы. В настоящее время в связи с внедрением в строительство сетевых графиков в практике Наладочных работ широко применяются различные типы информационно-технологиче- ских графиков. • > На проверку и испытания (в том числе комплексные) ответственного оборудования (мощные силовые трансфор- маторы, синхронные генераторы и компенсаторы) состав- ляются специальные программы испытаний, утверждаемые главным инженером станции или энергосистемы. Ра- боты производятся в строгом соответствии с утвержден- ной программой. Для удобства, экономии времени и со- блюдения единой технологии наладочными организациями составляются типовые программы производства всех видов работ. Программы учитывают требования ПУЭ и Норм, являющихся директивными документами, которыми обяза- ны руководствоваться при производстве работ по наладке всех видов электрообрудования. По отдельным видам за- щит и устройств автоматики работы ведутся в соответствии с действующими типовыми инструкциями. Все работы на объекте распределяются между группа- ми и звеньями по видам работ или оборудования, напри- мер: 1. Наладка релейной аппаратуры сложных защит, 30*
476 Организация наладочных работ Гл. 13 2. Наладка главной схемы (генератор, блочный транс- форматор). 3. Наладка общестанционных устройств (постоянный ток; секционные и шиносоединительные выключатели гене- раторного напряжения). 4. Наладка трансформаторов и электрооборудования собственных нужд 0,4 и 6 кВ. 5. Наладка электродвигателей собственных нужд. 6. Наладка электроприводов запорной и регулирующей арматуры. 7. Наладка устройств теплотехнических измерений, за- щит и автоматики. 8. Наладка оборудования открытого распределительно- го устройства (ячейки ВЛ, шиносоединительный и обход- ной выключатели, шинные трансформаторы напряжения и др.). 9. Производство испытаний повышенным напряжением. 10. Проверка контура заземления. 11. Наладка высокочастотной связи и телемеханики. Возможно другое распределение с учетом особенностей данного объекта, хода строительно-монтажных работ, ква- лификации и количества персонала и т.д. Очень удобна в работе поточная организация работ, при которой звенья выполняют однотипную работу по всем присоединениям. Каждая группа обеспечивается необходимым количест- вом самостоятельно работающих звеньев. Во главе звена должен быть опытный инженер. В обязанности руководителя работ вменяются общий контроль, административное и техническое руководство бригадой, координация работы групп, согласование всех вопросов с представителями эксплуатации, проектной орга- Таблица 13.2. Журнал приемки оборудования из монтажа в наладку Наименование присоединеии я, передаваемого в наладку Подпись представителя монтажного участка, дата Дефекты монтажа и оборудования, обнару- женные при осмотре 1 2 3
§ 13.3 Подготовка и производство работ на объекте 477 низации, монтирующей организации, шеф-инженерами за- водов, под контролем которых осуществляется монтаж от- ветственного оборудования, председателем пусковой комис- сии, назначаемой распоряжением руководства ведомства на каждом вводимом объекте (станции или подстанции), сда- ча в эксплуатацию основных узлов по мере готовности их. В обязанности руководителя группы входят координа- ция работы звеньев, выполнение наиболее ответственной работы на участке, контроль и техническое руководство ра- ботой звеньев, контроль за ведением технической докумен- тации членами группы. Работы на объекте начинаются с изучения проектной и заводской технической документации, которую заказчик обязан представить в распоряжение бригады до начала ра- бот на объекте. Как говорилось выше, эту работу целесо- образно начать до выезда на объект. По принципиальным и полным схемам выверяются монтажные чертежи, которые выдаются монтажникам для исполнения. Параллельно должны выполняться работы по проверке и испытаниям электрооборудования и проверке релейной аппаратуры. По мере готовности монтажа присоединения в целом (вместе с вторичными цепями и устройствами) выполняются работы по наладке вторичных устройств, по- узловое опробование и полные комплексные испытания. В целях упорядочения перехода от монтажа к наладке, повышения качества монтажных работ передача оборудо- вания из монтажа в наладку производится по специаль- ным журналам, в которых окончание монтажных работ и возможность приема оборудования в наладку подтвержда- ются официальными подписями представителей монтаж- ной и наладочной организаций. Пример такого журнала представлен в табл. 13.2. Подпись представится я наладочного участка. Дата Дефекты, указанные в графе 3, устранены, подпись начальника мон- тажного участка, дата Дефекты, обнаружен- ные при наладке Подпись представителей монтажного и нала- дочного участков, дата 4 5 6 7
478 Организация наладочных работ Гл. 13 Окончание наладочных работ оформляется записью в специальном оперативном журнале, находящемся в период строительства объекта на главном щите управления. В процессе работы ведется учет дефектов проекта, электрооборудования, монтажа, которые в дальнейшем обобощаются и представляются в вышестоящие организа- ции для предотвращения их повторения и устранения на последующих объектах; устранение дефектов и переделка монтажа должны выполняться немедленно. Все результаты работ оформляются протоколами, пред- ставляемыми эксплуатационному персоналу при сдаче присоединений и перед включением последних в работу. В дальнейшем по этим присоединениям представляются исполнительные чертежи, т. е. монтажные и полные схемы, в которые вносились исправления перед монтажом и уточ- нения при наладочных работах, учитывающие фактическое выполнение монтажа. Порядок ведения журнала. Журнал хранится у руково- дителя наладочной бригады. Графы 1 и 2 заполняются при полной готовности присоединения к наладке. Полная го- товность присоединения к наладке удостоверяется руково- дителем монтажного участка или прорабом (мастером), ответственным за присоединение, после окончания монта- жа, регулирования и сушки оборудования. Графы 3 и 4 за- полняются руководителем наладочной бригады, мастером или прорабом, ответственными за наладку присоединения, и свидетельствуют о качестве монтажа. Монтажники уст- раняют дефекты монтажа, производят замену дефектного оборудования и делают запись об этом в графе 5. До уст- ранения дефекта присоединение считается не готовым к на- ладке. Дефекты, обнаруженные во время наладки и элек- трических испытаний, записываются в графе 6. После уст- ранения монтажниками и наладчиками дефектов дела- ется совместная запись в графе 7, которая подтверждает готовность присоединения к опробованию рабочим напря- жением. После окончания всех работ на объекте составляется и сдается эксплуатации отчет о наладочных работах, содер- жащий пояснительную записку, протоколы испытаний, графики, осциллограммы и копии исполнительных черте- жей. Протоколы испытаний подписываются исполнителями и руководителями бригады. Отчет подписывается исполни-
§ 13.4 Обеспечение безопасности наладочных работ 479 телями, руководителем бригады и руководством наладоч- ной организации. Техническая сложность и многообразие наладочных ра- бот предъявляют к персоналу наладочных организаций вы- сокие квалификационные требования. Подготовка в вузах, техникумах и технических училищах по энергетическим специальностям является только первой необходимой сту- пенью в формировании их наладочной квалификации. В дальнейшем в процессе работы во всех наладочных ор- ганизациях практикуется систематическое квалификацион- ное совершенствование в системе централизованного и ме- стного обучения на курсах как с отрывом, так и без отрыва от производства. Курсы проводятся по специальным про- граммам для различных категорий работников и по от- дельным видам работ (сложные релейные защиты, простые релейные защиты, испытания изоляции, различные устрой- ства автоматики и телемеханики, высокочастотная связь, электрические машины и т. п.). Наладочные работы производятся в условиях повышен- ной опасности. В связи с этим в подготовке персонала на- ладочных организаций ответственное место занимает обу- чение безопасным методам производства наладочных работ в соответствии с директивными Правилами техники без- опасности при эксплуатации электроустановок и производ- стве электромонтажных работ, а также специальными пра- вилами применения и испытания средств защиты, исполь- зуемых в электроустановках, Правилами пользования инструментом и приспособлениями и др. 13.4. ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ НАЛАДОЧНЫХ РАБОТ Для обеспечения безопасных условий работ проводятся следующие мероприятия: 1. Медицинское освидетельствование и выдача справки о пригодно- сти работника к работе в условиях действующих электроустановок. Ме- дицинское освидетельствование проводится 1 раз в два года в обяза- тельном порядке для всех работников, участвующих в производстве на- ладочных работ. 2. Проверка знаний всеми работниками правил техники безопасно- сти (ПТБ) с выдачей специального удостоверения о присвоении опреде- ленной квалификационной группы. Работа, поручаемая руководителем
480 Организация наладочных работ Гл. 13 работ каждому звену, должна соответствовать квалификационным группам, присвоенным членам звена. Каждый работник, участвующий в производстве работ, в соответствии с его квалификационной группой по технике безопасности несет ответственность за соблюдение требований ПТБ. Проверка производится 1 раз в три года. В случае нарушения ПТБ или изменения условий труда производится повторная проверка. За все виды нарушений иа работника накладываются взыскания. На объекте руководитель тщательно инструктирует каждого впер- вые прибывшего работника, знакомит его со всеми особенностями дан- ного объекта, расположением всех его основных и вспомогательных уз- лов, обращая внимание на узлы, находящиеся под напряжением, и уз- лы, на которые может быть подано напряжение. Этот инструктаж регистрируется в специальном журнале. При подготовке рабочего места кроме выполнения требований Пра- вил, перечисленных в § 13.3, обеспечиваются удобное и безопасное рас- положение измерительных приборов н испытательного оборудования, достаточная освещенность рабочих мест; сборка схемы измерений или испытаний производится проводами, имеющими достаточную изоляцию, надежное закрепление рубильников, через которые на схему подается напряжение, возможность в случае внезапной необходимости быстро и безопасно сиять со схемы напряжение. При подготовке рабочего места и проведении на нем испытания оборудования повышенным напряжением от постороннего источника должны строго соблюдаться требования специального раздела ПТБ. Испытания повышенным напряжением оборудования и вторичных цепей производятся с соблюдением всех мер, при которых гарантируется безо- пасность всего персонала строительных, монтажных и других органи- заций, производящих работы на данном объекте. Массовые испытания оборудования и устройств (системы шин и пр.) производятся в такой период, когда другие работы иа данном участке не производятся (пос- ле окончания всех работ на объекте, ночью, в воскресенье и т. д.). Бригада наладчиков на каждом объекте имеет инвентарь и защит- ные средства, необходимые для осуществления технических мероприя- тий, предусматриваемых требованиями безопасности работ по номенкла- туре и в количестве, приведенном в [1]. Прн производстве работ по испытанию повышенным напряжением обращается серьезное внимание на то, чтобы после производства испы- таний объект, подвергаемый испытанию, тщательно разряжался от оста- точных зарядов, особенно после испытаний выпрямленным напряжением. При измерениях в токовых цепях, находящихся под нагрузкой, возмож- ны большие, опасные, для жизни перенапряжения в местах разрыва це- пей. Во избежание этого при производстве наладочных работ приии-
§ 13.4 Обеспечение безопасности наладочных работ 481 маются специальные меры, предусматриваемые ПТБ, в частности подключения и переключения в токовых цепях допускаются только на спе- циально предназначенных для этого испытательных зажимах или блоках. При производстве работ, связанных с опасными напряжениями, тща- тельно проверяются наличие и состояние всех заземлений и достаточ- ная для безопасности связь их с контуром заземления, состояние кон- тура заземления и соответствие его сопротивления растеканию Нормам. При производстве работ на выключателях во избежание травм прини- маются меры, предотвращающие всякую возможность случайной опе- рации включения или отключения, например: снятие оперативного тока, вывешивание плакатов на оперативных рукоятках, перекрытие вентилей на воздухопроводах воздушных выключателей и т. л. Опробование и осциллографнрование процессов включения и отключения воздушного выключателя производят только из специальной будки, находящейся на безопасном расстоянии от выключателя, во избежание травм прн раз- рыве фарфоровых колонок. При новых опробованиях электродвигателей принимаются меры, исключающие возможность включения других электродвигателей, на которых производятся работы. Такие случаи особенно возможны с од- ноименными электродвигателями котлов, турбин, маркировка которых различается только буквами (Л, £ и т. д.). Подъем на высокое оборудование допускается производить только по специально предназначенным для этого лестницам, стремянкам, ле- сам. К испытаниям повышенным напряжением допускаются лишь лица, прошедшие специальное обучение и имеющие специальный допуск.
в Преобразователи не- электрических величин в электрические или на- оборот, датчики для указания или измерения Батарея, блокировка, преобразователь, при- вод с Конденсатор Включить импульсный счет, считывание, коман- да, коммутатор, компен- сатор, конденсатор, ре- жим D Схемы интегральные, микросборки Диод, дифференциру- ющий, логический эле- мент Е Элементы разные Возбудитель, элементы разные
BA BE ВС BK BL BP BR BV Г ромкоговоритель Сельсин-прнемник Сельсин-датчик Тепловой датчик Фотоэлемент Датчик давления Тахогенератор Датчик скорости CB Конденсаторная батарея DA DD DS DT DXU Схема интегральная аналоговая То же цифровая, логический элемент Устройство хранения информации Устройство задержки Элемент И-НЕ EB EC EH EHA EHL EHP EK EL ESI. A ES2. A EA.A Шинки ШБ » ШУ » ШС » ШЗА » ШШ1 » ШЗП Нагревательный элемент Лампа осветительная Шинки ШСХа (А 610) » ШСХ (А 620) » ВШа (А 790) Приложение 1 483
Буквенные коды Буква кода Значение буквы кода по ГОСТ 2.710-81 (обязательная) Значение буквы кода, если ©иа используется на втором или третьем месте кода (по рекомендациям) Код А . _ Устройство Акустика, ток, токовый, вспомогательный, от- личный, устройство ЛА АВ АС АСН AF АК АКВ- AKS AKV AKZ AL АР AR AQ АТ AV AW 1
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Сочетание букв и их значение по рекомендациям Значение кода Регулятор тока Привод исполнительных механизмов АВР t Устройства вспомогательные, за- датчики АЧР Блок-реле, комплектные защиты, защита шин Устройство блокировки типа КРБ Устройство АПВ Комплект продольной дифференци- альной защиты линии Комплект реле сопротивления Противоаварийная автоматика Система группового регулирования активной мощности УРОВ Система группового регулирования реактивной мощности Устройство автоматического пожа- ротушения Регулятор напряжения Регулятор мощности ‘‘482 Приложение 1
Реле, катель контактор, пус- Реле, контактор, теп- ловой, толкающий комплекты устройств
KA KAT К AW KAZ KB KBS KCC кст KF KH KHA KL KLP KM kms KQ KQC KQT KQQ KQS KS KSS KSV KSF KSG KSH KSN KSP KSR KST Реле тока To же с насыщающимся трансфор- матором То же с торможением, балансное Фильтр реле тока ' Реле блокировки » блокировки от многократных включений Реле команды «Включить» » команды «Отключить» » частоты • » указательное » импульсной сигнализации » промежуточное, повторитель- ное, ускорения защиты Реле давления (повторительное) Контактор, пускатель Пускатель для исполнительных ме- ханизмов Реле фиксации положения » положения «включено» » положения «отключено» » фиксации команды включения » положения разъединителя » контроля » контроля синхронизма » контроля цепи напряжения » расхода » газовое » струйное, напора » пламени, дыма » давления » скорости » тепловое Приложение 1 go
Продолжение прилож. 1 Буква кода Значение буквы кода по ГОСТ 2. 710-81 (обязательная ) Значение буквы кода, если она используется на втором илн третьем месте кода (по рекомендациям) Сочетание букв и их значение по рекомендациям Код Значение кода ESD ECS1 ESS EV1. А EY » ШСХд (А 780) » 1ШИС (721) » шсх » ПИНа » шп F Разрядник, предохра- нитель, устройства за- щитные Разрядник, частота, элементы защиты, рас- ход FA FP FU IV Дискретный элемент защиты по то- ку (мгновенный) То же инерционный Плавкий предохранитель Разрядник, элемент защиты по нап- ряжению G Генераторы, источники питания Генерирующий, зеле- ный, земля, заземление, записывать, возбужде- ние, зажим, питание GB GC GE GF GT Батарея ск Возбудитель Генератор частоты Блок генератор — трансформатор И Устройства индикаци- онные и сигнальные Сигнальное, индикация, напор, час НА HL HLA HLG HLR HLW Прибор звуковой сигнализации Прибор световой сигнализации Табло сигнальное Лампа с зеленой линзой » с красной линзой » с белой линзой J - Интегрирующий — — 4&4 Приложение I
Q Выключатели, разъеди- нители в силовых цепях Выключатель, разъеди- нитель, положение (старт, стоп), реактив- ный R Резисторы Возврат, сброс, актив- ное сопротивление, ре- версивный, частота вра- щения, красный S Устройство коммутаци- онное в цепях управле- ния, сигнализации, из- мерения Рубильник, синхрбни- зация, повторный, ста- билизатор, запомина- ние, запись, контроль
РНЕ РО PQ PS РТ PV PW Указатель положения Осциллограф Указатель РПН Синхроноскоп Секундомер, часы Вольтметр Ваттметр QN QR QS QSG QW Короткозамыкатель Отделитель Разъединитель — рубильник Разъединитель заземляющий Выключатель нагрузки RK RS RP RR RT RV Термистор Шунт измерительный Потенциометр Реостат Терморезистор Варистор SA Переключатели, ключи цепей управ- ления SAB SB SF SG SN SS SV sx SQ Переключатель блокировки Кнопка Автоматический выключатель Блок испытательный Переключатель измерения » синхронизации » цепей напряжения Накладка Концевой, путевой выключатель Приложение 1 . >487
Буква кода Значение буквы кода по ГОСТ 2. 710-81 (обязательная) Значение буквы кода, если оиа используется на втором или третьем месте кода (по рекомендациям) L Катушка индуктивно- сти» дроссель Индуктивность, повто- ритель, промежуточ- ный, лампа, уровень, ограничение, противо- аварийный М Двигатель Двигатель, механизм, главный N — Вспомогательный, главный О — Осциллограф Р Приборы измеритель- ные Давление, поляризация, штырь, пропорцио- нальный
Продолжение прилож. 1 Сочетание букв и их значение по рекомендациям КОД Значение кода КТ » времени KV » напряжения kw » мощности KZ » сопротивления LA Обмотка возбуждения подвозбуди- теля LE То же возбудителя LG » » генератора LM » » электродвигателя LR Реактор LW Реактор линии МАМ Исполнительный механизм ME Возбудитель синхронной машины — — — РА Амперметр PC Счетчик импульсов PF Частотомер
31-408 V Приборы электроваку- умные и полупроводни- ковые Напряжение, скорость, приборы вакуумные, полупроводниковые w Линии и элементы СВЧ антенны Белый, мощность, сло- жение X Соединения контакт- ные Контактные соедине- ния, умножение, сопро- тивление реактивное Y Устройства механичес- кие с электромагнитным приводом Аналоговый- электро- магнитный привод Z Устройства оконечные, фильтры, ограничители Ограничитель, фильтр, цифровой, сопротивле- ние полное
VC Выпрямитель VD Диоды, выпрямительные столбы VL Электронно-вакуумные приборы, ЭЛТ VS Тиристор VT Транзистор w ВЛ XA Испытательный блок XB Накладка, перемычка XG Испытательный зажим XN Соединение неразборное XP Штырь XS Г нездо XT Соединение разборное xw Соединение ВЧ YA Электромагнит YAB Замок блокировки (электрический) YAC Электромагнит включения YAT > отключения ZA Фильтр тока ZF Фильтр частотный ZV Фильтр напряжения Приложение 1
Буква кода Значение буквы кода по ГОСТ 2. 710-81 (обязательная) Значение буквы кода, если она используется на втором или третьем месте кода (по рекомендациям) 7 Трансформатор, авто- трансформатор Время, задержка, от- ключить, температура, транзистор V Преобразователи элек- трических величин в электрические, устрой- ства связи Преобразователи» уст- ройства связи
Продолжение прилож. 1 Сочетание букв н их значение по рекомендациям Код Значение кода ТА Трансформатор тока TAV Трансреактор ТВ Трансформатор СН TL Трансформатор промежуточный TUV » регулировочный (напряжения) TS Стабилизатор TV Трансформатор напряжения UA Преобразователь тока ив » нормирующий UF » частоты UG Блок питания UR Демодулятор UV Преобразователь напряжения UW » мощности UZ Инвертор Приложение 1
♦90 Приложение 2 ПРИЛОЖЕНИЕ 2 А. Типовая программа приемо-сдаточных испытаний при монтаже турбогенераторов 100—1200 МВт 1. Измерить сопротивление изоляции: 1.1. Обмотки статора мегаомметром 2500 В с определением Rso/Ris- 1.2. Обмотки ротора мегаомметром 1000 В. 1.3. Подшипников генератора и возбудителя при собранных масло- проводах мегаомметром 1000 В. 1.4. Термосопротивленнй генератора и возбудителя мегаомметром 250 В (для ТГВ-800 — мегаомметром 500 В). 1.5. Щеточные аппараты мегаомметром 1000 В. 1.6. Для турбогенераторов с непосредственным охлаждением обмот- .J ки испытание шлангов, дистиллята и коллектора произвести в соответ- ствии с-заводской инструкцией. » 2. Испытать изоляцию обмотки статора повышенным выпрямленным напряжением...........кВ с измерением тока утечки по фазам с оценкой /утлйДут.бо и коэффициента нелинейности (у турбогенераторов . с водяцым охлаждением обмотки статора испытывать лишь при разре- шении заводской инструкции). 3. Испытать изоляцию обмотки статора повышенным напряжением кВ промышленной частоты в‘течение 1 мин до ввода ро- тора в статор. После снижения напряжения до номинального выдержать 5 мин для оценки коронирования лобовых частей (для машин с водяным охлаж- дением испытывать при циркуляции дистиллированной воды с удельным сопротивлением 75 Ом/см и номинальном расходе). 4. Перед включением генератора после ввода ротора и установки торцевых щитов провести контрольные испытания номинальным напря- жением промышленной частоты 50 Гц или выпрямленным напряжением 1,5 1/иом.........кВ в течение 1 мин. 5. Измерить сопротивления постоянному току обмоток статора и ротора. 6. Измерить полное сопротивление обмотки ротора переменному то- ку в неподвижном состоянии до заводки и после заводки ротора в ста- тор при напряжении не более 220 В. 7. Проследить чередование фаз генератора и фазировку блочного трансформатора и трансформатора собственного расхода в соответствии с принятой иа станции или в энергосистеме. -Фазировка всех распреде- лительных устройств электростанции должна быть письменно утверж- дена электроцехом.
Приложение 2 49Ь 8. У концевых выводов обмотки статора турбогенераторов серии ТГВ с конденсаторной стеклоэпоксидной изоляцией перед установкой ввода на генератор измерить tg 6 при напряжении 10 кВ и температуре 10 -30 42. Примечание. Программа должна соответствовать требованиям заводской инструкции на турбогенератор. Б. Типовая программа комплексных испытаний блоков генератор—трансформатор при вращающемся роторе 1. Общая часть . К началу испытаний все основное и вспомогательное оборудование, вторичные цепи, релейная защита и автоматика должны быть смонтиро- ваны и налажены. Должно быть: опробовано оборудование систем охлаждения, смазки, валоповоротное устройство, система управления частотой вращения турбины, проверены технологические блокировки и АВР; проверено действие защит на отключение выключателей, на закры- тие стопорных клапанов; налажено оборудование и сняты характерис- тики резервного возбудителя; проверена правильность сборки токовых цепей трансформатора собственных нужд (СН) прогрузкой трехфазным первичным током на закоротки от сетй 380 В со снятием векторных диаграмм. Техническим руководителем назначается (должность) (фамилия, имя, отчество) Ответственный за оперативные переключения и противопожарную безопасность фамилия, имя, отчество) Ответственный от ЭТЛ (фамилия, имя, отчество) 2. Подготовительные работы 2.1. Установить трехфазную закоротку сечением не менее сечения основного токопровода вне зоны дифференциальной защицы блока за выключателем............. Для блочных трансформаторов со встроенными трансформаторами тока в нулевом выводе подготовить однофазную закоротку на землю на ток...............А и двойную на оставшихся фазах. Примечание. Если токовые цепи трансформатора СН не были 31
492 Приложение 2 погружены трехфазным первичным током сети 380 В, установить две трехфазные закоротки сечением не менее сечения основного токопрово- да за трансформаторами тока рабочих вводов 6 кВ. 2.2. Установить контрольные приборы для измерений: 2.2.1. Тока в каждой фазе статора. 2.2.2. Тока ротора (у щита в помещении АГП). 2.2.3. Трех линейных напряжений статора. 2.2.4. Частоты вращения ротора (частотомером). 2.2.5. Сопротивления (R) ротора. 2.2.6. Напряжения ротора и тока в шунтовой обмотке резервного возбудителя, если нагрузочная характеристика не снималась с другим генератором (предусмотреть возможность отсоединения прибора от шунтовой обмотки без отключения резервного возбудителя). 2.2.7. Подсоединить фазоуказатель к сетевому трансформатору на- пряжения .................. 2.3. Закоротить и отсоединить токовые цепи блока № диф- ференциальной защиты шии. 2.4. Подключить к сигнальным контактам газового реле вместо це- пей сигнализации цепи отключения блока. 2.5. Разомкнуть цепь контактора форсировки резервного возбудите- ля ключом (КСФ) со съемной головкой или снять конец у катушки кон- тактора. 2.6. Разомкнуть перемычку в цепях исполнительного органа фильт- рового реле обратной последовательности для исключения вибрации реле при возбуждении генератора и низкой частоте вращения. 2.7. При отключенном АГП от резервного возбудителя проверить уставку защиты перегрузки ротора. 2.8. До толчка турбины: 2.8.1. Осмотреть генератор, щеточные аппараты, вспомогательное оборудование. 2.8.2. Измерить сопротивление- изоляции статора с отключением и последующим подключением «земли» с трансформаторов напряжения. 2.8.3. Проверить включенное состояние заземляющего ножа нейт- рали блочного трансформатора. 2.8.4. Проверить работу температурного контроля генератора; в даль- нейшем при испытании оперативный персонал следит за тепловым ре- жимом. 2.8.5. Проверить сопротивление изоляции цепей возбуждения. 2.8.6. Вывести действие защиты генератора на останов турбины (котла). 2.8.7. Оключитъ накладку цепи запуска устройства резервирования отказа выключателя (УРОВ) от защит блока.
Приложение 2 493 2.8.8. Все оперативные накладки защит генератора перевести на. от- ключение. 3. Испытания, проводимые при прогреве турбины и наборе частоты (400—3000 об/мин) в режиме короткого замыкания блока. 3.1. Измерить сопротивление (Z) ротора. Повторять измерения на трех-четырех ступенях частоты вращения, включая номинальную. 3.2. Собрать схему резервного возбудителя. 3.3. Собрать схему цепей оперативного тока блока и целей напря- жения. 3.4. Включить блочный выключатель.............и отключить его оперативный ток. 3.5. Если установлены закоротки на рабочих вводах СИ (если зако- ротки не установлены — убедиться в отсутствии заземлений на вводах СН) следует: 3.5.1. При установившейся частоте вращения турбины возбудить ге- нератор до 10—20 % номинального тока ввода СН А, проверить обтекание токовых цепей. При номинальном токе ввода проверить неба- лансы дифференциальной защиты. Переход к следующей ступени (частоте) производится после выпол- нения измерений по п. 3.5.1. 3.5.2. Отключить АГП, заземлить токопровод со стороны генерато- ра (включить заземляющие ножи). 3.5.3. Снять закоротки с обоих вводов 6 кВ СН. 3.5.4. Снять защитные заземления с токопровода (отключить зазем- ляющие ножи). 3.6. При установившейся частоте вращения турбины возбудить ге- нератор на закоротку до тока статора, равного 10 % номинального .А, и проверить обтекание токовых цепей блока. 3.7. Снять характеристику короткого замыкания (5—6 точек) до тока статора 1,1 номинального .... А. Одновременно снять на- грузочную характеристику резервного возбудителя (если не снималась с другим генератором). 3.8. Снизить возбуждение, отключить АГП, повесить плакат на ключ АГП «Не включать, работают люди». 3.9. При номинальной частоте вращения испытать изоляцию обмот- ки ротора напряжением 1 кВ, 50 Гц в течение 1 мин. 3.10. Включить АГП н возбудить генератор до номинального тока статора .... А и проверить: 3.10.1. Небалансы фильтровых защит обратной последовательности (замкнуть перемычку в цепях исполнительного органа реле). 3.10.2. Небалансы продольной и поперечной дифференциальных за- щит генератора и блока.
4845 Приложение 2 3.10.3. Симметрию напряжений и цепи разомкнутого треугольника. 3.10.4. Токи в нейтралях всех токовых цепей. 3.10.5. Щитовые амперметры и работу вольтметра. 3.11. Отключить АГП. Шунтовой реостат резервного возбудителя перевести в положение «ниже». 3.12. Установить защитное заземление у закоротки (включить зазем- ляющие ножи). 3.13. Снять трехфазную закоротку. 3.14. Для блочных трансформаторов со встроенными трансформато- рами тока в нулевом проводе: 3.14.1. Установить однофазную закоротку на землю. Две оставшие- ся фазы закоротить. 3.14.2. Сиять защитное заземление (отключить заземляющие ножи). 3.14.3. При минимальном возбуждении генератора проверить ВАФ вторичные токи в ТТ нулевого вывода, сравнить с вторичными токами в короткозамкнутой фазе блочного трансформатора. - 3.14.4. Отключить АГП, устаиовить защитное заземление (включить заземляющие ножи). 3.14.5. Снять однофазную и двухфазную закоротки и снять защит- «ное заземление (отключить заземляющие ножи). ' 3.15. Подать оперативный ток на блочный выключатель .... и отключить его. 4. Испытания в режиме XX блока. 4.1. Включить АГП и возбудить генератор до номинального напря- жения. Проверить симметрию напряжений, напряжение небаланса ра- зомкнутого треугольника-, напряжение» и чередование фаз в цепях из- мерительных приборов и защит; Осмотреть оборудование. • 4.2.’Снять нисходящую характеристику XX блока от U„=. = 1,15 Ином.............кВ (ограничивается трансформатором). При Uct— Г,15 17Ном измерить небаланс поперечной дифференциальной защи- ты генератора. 4.3. При отключении АГП проверить остаточное вторичное напря- жение на TH. 4.4. Проанализировать небалансы и уточнить уставку поперечной дифференциальной защиты генераторов. 4.5. Перед синхронизацией генератора проверить: 4.5.1. Цепи ручной точной синхронизации подачей синхронного пер- вичного напряжения на оба TH, участвующих в синхронизации, убедить- ся, что к синхроскопу подведено прямое чередование фаз. 4.5.2. Совпадение направления.вращения фазоуказателя при пита- нии TH от-сетевого и, генераторного напряжения.
Приложение 2 495. 4.5.3. Отпадение реле блокировки от несинхронных включений при прохождении синхроскопа через нуль. 4.6. Восстановить проектную схему: сигнальные контакты газового реле на сигнал, отключающие иа отключение блока. 4.7. Восстановить цепь контактора форсировки резервного возбуди- теля. 4.8. Отсоединить все контрольные приборы (за исключением прибо- ров для снятия нагрузочной характеристики резервного возбудителя). 4.9. Получить разрешение диспетчерской службы системы, вывести дифференциальную защиту шин (для блоков с воздушными выключа- телями защиту ие выводить!) и синхронизировать генератор. 5. Проверка на включенном в сеть генераторе. 5.1. Снять векторные диаграммы включения ваттметров, счетчиков и дифференциальных защит блока. 5.2. Перед восстановлением токовых цепей дифференциальной защи- ты шин от блока...........: 5.2.1. Сравнить векторую диаграмму токовых цепей дифференциаль- ной защиты шии блока............с другими присоединениями. 5.2.2. Для блоков с воздушными выключателями по согласованию с диспетчерской службой системы вывести дифференциальную защиту шин (для блоков с масляными выключателями выведена до синхрони- зации) . , , 5.2.3. Проверить небалансы- в реле дифференциальной защиты- шин. 5.2.4. Восстановить токовые цепи дифференциальной защиты шин блока. 5.3. Ввести дифференциальную защиту шин с блоком. 5.4. После восстановления нормальной схемы первичных соединений вывести дифференциальную защиту шин на время проверки небалансов в реле. 5.5. Включить накладку цепи запуска УРОВ от защиты блока. 5.6. По согласованию с дежурным инженером станции ввести дей- ствие защиты генератора на останов турбины (котла). 5.7. Снять нагрузочную характеристику резервного возбудителя до номинального тока ротора.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Справочник по иаладке электрооборудования электростанций и подстаицийДТод ред. Э. С. Мусаэляна. — 2-е изд. — М.: Эиергоатомиз- дат, 1984. — 344 с. 2. Нормы испытания электрооборудования. — 5-е изд. — М.: Энер- гия, 1978. —304 с. 3. Справочник по наладке контрольно-измерительных приборов и систем возбуждения на электростанциях и подстанциях/Под ред. Э. С. Мусаэляна. — М.: Энергия, 1974. — 343 с. 4. Наладка устройств компаундирования и электромагнитных кор- ректоров напряжения синхронных машин. — М.: Энергия, 1968. — 79 с. 5. Инструкция. Трансформаторы силовые, транспортирование, раз- грузка, хранение, монтаж и ввод в эксплуатацию. РТМ 16800. 723-80. — М.: СПО «Союзтехэиерго», 1981.—- 62 с. 6. Бажанов С. А., Воскресенский В. Ф. Профилактические испыта- ния изоляции оборудования высокого напряжения. — М.: Энергия, 1977. —288 с. 7. Кулаковский В. Б. Профилактические испытания и дефекты изо- ляции крупных электрических машин. — М.: Энергия, 1970.— 112 с. 8. Сахновский Н. Л. Испытание и проверка электрического обору- дования.— М.: Энергия, 1975.-— 105 с. 9. Правила устройств электроустановок/Минэнерго СССР.— 6-е изд., перераб. и доп. — М.: Энергоатомиздат, 1985. — 640 с. 10. Система тиристорная независимого возбуждения типа СТН-670- 4200-2УХЛ4; техническое описание и инструкция по эксплуатации ОБС-466.609 ТО. — Л.: ЛПЭО «Электросила», 1983. — 235 с. И. Методические указания по наладке тиристорной системы неза- висимого возбуждения турбогенераторов серии ТВВ мощностью 165— 800 МВт, МУ 34-70-024-82. —М.: СПО «Союзтехэиерго», 1982,—105 с. 12. Техническое описание и инструкция по эксплуатации ОБС-466.136 ТО. — 2-е изд.— Л.: ЛПЭО «Электросила», 1975. — 40 с. 13. Техническое описание и инструкция по эксплуатации ОБС-466.31.8.ТО. — 2-е изд. — Л.: ЛПЭО «Электросила», 1977. — 95 с.
ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ Абсорбционная емкость 14 Абсорбционное сопротивление 14 Автомат гашения поля (наладка) 264 АВР, АПВ (наладка) 450 Амперметр (прибор) 31 АРВ (наладка): высокочастотных систем воз- буждения 284, 286, 306 тиристорных систем возбужде- ния 277, 286, 302 УК с ЭМК 271, 286, 292 Блокировка КРБ-125 (наладка) 422 Ваттметр (прибор) 34 ВАФ-85М (прибор) 37 Вводы (проверка, испытание) 125 Вибрация контактов (устранение) 351 Виброграмма 149 Виброграф (прибор) 148 Возбуждение: бесщеточное (наладка) 254, 263 высокочастотное (наладка) 254, 259, 271 тиристорное (наладка) 254, 258, 269 электромашинное (иаладка) 254 Вольтметр (прибор) 32 Вторичные устройства (наладка) 336 ,— цепи (проверка) 84 Выключатели (наладка, испыта- ние) воздушные 152 — масляные 143 Гальванометр (прибор) 42, 43,66, 76, 84 Диэлектрические потери (метод) 20 •---измерение 65, 127, 143 Емкостно-частотный к етод 18,174 Емкость — время (мегод) 18, 174 Защита (иаладка): газовая 384, 453 дистанционная 384, 415 дифференциальная 384, 435, 438 дифференциально-фазная 384, 426 максимально-токовая 384, 396 на переменном токе 384 направленная 384, 396, 412 от однофазных замыканий на землю 384 с фильтром обратной последо- вательности 384, 402 ИВ-ЗМ 48 ИВК 97 Измеритель заземления 12, 73 Измерительные приборы 30 Изоляторы (проверка, испытания) 125 Изоляция (оценка состояния) 12, 16, 126, 129, 131, 136, 138,140,141, 144, 157, 173, 204, 235,266,309,322 — испытания 22, 86, 91, 97, 128, 143, 146, 158, 210 Испытание на нагрев генератора 253 Кабели силовые (проверка, испы- тания) 157 — — отыскание мест поврежде- ния 162 Коммутационная аппаратура (на- ладка) 342, 344 Комплексное опробование 29 Конденсаторы (проверка, испыта- ния) 141 Контактные соединения (провер- ка) 155
498 ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ Контактомер (прибор) 46 Короткозамыкатели (наладка, ис- пытания) 129 Коэффициент: абсорбции (метод) 13, 16 возврата реле 351 измерение 62 мощности 37 надежности реле 441 нелинейности 19, 210 трансформации 179, 312, 327 Круговая диаграмма (снятие) 191 ЛАТР 101 Логометр (прибор) 46, 58, 75 Магнитная система (оценка состо- яния) 9 Мегаомметр 62 Метод амперметра — вольтметра (измерение) 51 Методы оценки состояния обору- дования 5 — проверки схем соединений 25 Механическая .часть (оценка со- стояния) 8 Микроомметр 45 Мост (измерение) двойной 11 — одинарный универсальный 52 — Шеринга (прибор) 66 Мостовой метод (измерение) 11 Напряжение (измерение) 31 возврата реле 350 прикосновения 75 срабатывания привода 151 — реле 350 регулирование (прибор) 98 указатель (прибор) 117 Нейтраль (установка) 236 Нормы испытаний (метод) 28 Ограничители перенапряжения (проверка, испытания) 135 Опробование оборудования (ме- тод) 26 Осмотр оборудования 83 Осциллограф (прибор) 59 Осциллографирование 59 ПКВ (прибор) 73 Полярность (измерение) 108, 181, 224, 311 Поляромер (прибор) 109 Потенциометр 48, 98 Потерн холостого хода (метод) 9 — — — измерение 175 Предохранители (выбор) 361 Привод (проверка) 148 Пробивное напряжение разрядни- ков (измерение) 134 Пробник (прибор) 84, 364 Разъединители (иаладка) 129 Разрядники: вентильные (проверка) 131 шаровые (испытание) 89 Реакторы сухие (проверка) 136 Реле (проверка, настройка): ДЗ-2 416 направления мощности РБМ 355, 319, 412, 435 напряжения фильтровое РТФ-1М 407 обратного тока 370 отключающая сг'"обность 349 поляризованное 373 простые 345 сигнализации РИС-2ЭМ 373 РНТ-565 439 РП-341 462 РПВ-58 451 РТВ 458 РТМ 458 Реостат 98 Самоход реле (устранение) 355 Секундомер (прибор) 53 Синхронный компенсатор и элек- тродвигатели (пуск) 250 Сопротивление изоляции (метод) 13, 16 — активное (измерение) 220 — индуктивное (измерение) 220 — петли фаза-нейтраль (измере- ние) 80 — постоянному току, (метод из- мерения) 11, 41, 129, 146, 156,177, 216, 264, 324 — растеканию (измерение) 74 Степень увлажненности (измере- ние) 73 Температура (измерение) 57
ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ 459 Ток (измерение) 31 поляризации 13 проводимости 133 срабатывания реле 350 утечки 15, 19 холостого хода 314 регулирование 98 Токоведущие части (оценка со- стояния) 10 Токопроводы (испытание) 136 Трансформаторы: измерительные напряжения 306, 308, 315, 317 — тока 319, 321 — силовые (проверка, испыта- ния) 173 Угол максимальной чувствительно- сти 356 Универсальный прибор 32 Установка выпрямительная 94 — испытательная (передвижная) 96 — щеток на нейтраль 236 Устройства: выпрямительные (приборы) 115 для прогрузки автоматических вы- ключателей 104 для проверки релейных защит 118 заземляющие (наладка) 73 комплектные (приборы) 104' — распределительные : (наладка) 140 нагрузочные 102 переключающие силовых транс- форматоров (наладка) !87 синхронизации (наладка) 245, 379 УЗ-401 463 УСЗ-ЗМ 446 УП-04 104 УПКА-1 106 УПР-3 107 УПАСТ 107 Фаза (измерение) 37 регулирование НО чередование 25, 40, 232, 245 Фазорегулятор (прибор) ПО Фазоуказатель (прибор) 40 Фазировка кабелей 159 Фильтры (наладка) 402 Характеристика (метод снятия)! КЗ 10, 242 нагрузочная 10, 238 намагничивания 9, 330 XX 10, 237, 243 Центральная сигнализация (на- ладка) 373 Цепи (проверка) 84 Частота (измерение) 40 — регулирование 114 Чередование полюсов (проверка) 281 Электрические машины (проверка, испытания) 203
ОГЛАВЛЕНИЕ Предисловие................................................... 3 Глава первая. Методы оценки возможности включения но- вого электрооборудования в работу ..... 5 1.1. Общие принципы, определяющие методы выявления де- фектов оборудования ...................................... 5 1.2. Методы оценки состояния механической части электро- оборудования . ............................. 8 1.3. Измерения н испытания, определяющие состояние маг- нитной системы........................................... 9 1.4. Измерения и испытания, определяющие состояние токо- ведущих частей и контактных соединений .... 10 1.5. Измерения и испытания, определяющие состояние изо- ляции ....................................................13 1.6. Методы проверки схем электрических соединений элек- трооборудования ........................................ 25 1.7. Опробование электрооборудования......................26 1.8. Оценка состояния электрооборудования по результатам проверок, измерений и испытаний.......................27 1.9. Оформление протоколов проверки и испытаний, отчетов 29 Глава вторая. Общие измерения при производстве наладоч- ных работ............................................30 2.1. Методы и точность измерений, типы приборов , . 30 2.2. Измерение тока и напряжения..........................31 2.3. Измерение мощности...................................34 2.4. Измерение коэффициента мощности, фазы, частоты и оп- ределение чередования фаз в электроустановках . . 37 2.5. Измерение сопротивления постоянному току обмоток, контактных соединений, емкости, индуктивности , . 41 2.6. Измерение времени....................................53 2.7. Измерение температуры................................57 2.8. Осциллографирование..................................59 2.9. Измерение сопротивления изоляции н коэффициента аб- сорбции ..................................................62 2.10 Измерение тангенса угла диэлектрических потерь и сте- . пени увлажненности изоляции.............................65 2.11. Измерения прн проверках заземляющих устройств . . 73 Глава третья. Общие проверки и испытания; регулирующая аппаратура и испытательные установки......................83 3.1. Определение общего состояния электрооборудования осмотром и проверка правильности монтажа цепей' . . 83 3.2. Испытания изоляции электрооборудования повышенным напряжением ,........................................... 86
Оглавление 501 3.3. Регулирование тока и напряжения...............98 3.4. Переносные устройства для проверки коммутационной аппаратуры, простых реле и автосннхронизаторов . . 104 3.5. Определение полярности обмоток ...... 108 3.6. Регулирование фазы и частоты..........................ИО 3.7. Портативные выпрямительные устройства .... 115 3.8. Указатели напряжения.................................117 3.9. Комплектные устройства для проверки релейных защит 118 Глава четвертая. Проверка и испытания аппаратуры рас- пределительных устройств высокого напряжения . . . 125 4.1. Проверка и испытания изоляторов и вводов . . . 125 4.2. Наладка и испытание разъединителей, короткозамыка- телей и отделителей.......................................129 4.3. Проверка и испытания вентильных разрядников и нели- нейных ограничителей перенапряжений.......................131 4.4. Испытание сухих реакторов............................136 4.5. Испытание токопроводов......................... . 136 4.6. Проверка и испытания комплектных распределительных устройств..............................................1^0 4.7. Проверка и испытания бумажно-масляных конденсаторов 141 4.8. Наладка и испытания масляных выключателей . . . 143 4.9. .Особенности наладки и испытаний воздушных выключа- телей ................................................... 152 4.10. Проверка контактных соединений шин ..... 155 4.11. Проверка и испытании силовых кабелей.............157 Глава пятая. Проверка и испытания силовых трансформато-IZ ров, масляных и дугогасящих реакторов.....................173 5.1. Проверка состояния трансформаторов и испытание изо- ляции обмоток............................................173 52. Измерение потерь холостого хода.....................175 5.3. Измерение сопротивления обмоток постоянному току , 177 5.4. Измерение коэффициента трансформации .... 179 5.5. Проверка полярности и групп соединения обмоток си- ловых трансформаторов................................. . 181 5.6. Наладка переключающих устройств ...... 187 5.7. Фазировка силовых трансформаторов...................199 5.8. Включение силовых трансформаторов в работу . . . 212 Глава шестая. Проверка и испытания электрических машин 203 6.1. Объем работ по наладке электрических машин, проверка состояния изоляции обмоток............................203 6.2. Испытание изоляции обмоток повышенным напряжением 210 6.3. Измерение сопротивления обмоток постоянному току . 216 6.4. Определение активных и индуктивных сопротивлений обмоток синхронных машин..............................220 6.5. Определение полярности обмоток и чередования фаз . 224 6.6. Проверка и испытания изоляции стульев подшипников, маслопроводов, стяжных болтов и термонндикаторов синхронных генераторов................................235 6.7. Установка щеток машин постоянного тока на нейтраль. Проверка пускорегулирующих резисторов .... 233 6.8. Опробование машин постоянного тока и снятие характе- ристик ...............................................237
802 Оглавление 6.9. - Снятие характеристик -синхронных генераторов. Пуско- вые испытания............................................239 6.10. Проверка чередования фаз, синхронизация генераторов и включение их в работу....................... . . . 245 6.11. Особенности пуска синхронных компенсаторов и элек- .тродвнгателей......................................... 250 ' 6.12. Испытание генераторов на нагрев ... . . 253 Глава сед ьм а я. Проверка и наладка системы возбуждения синхронных машин.............................................254 7.1. Краткие сведения о современных системах возбуждении 254 7.2. Проверка и испытание отдельных элементов систем воз- буждения ................................................264 7.3. Опробование системы возбуждения и снятие основных характеристик .......................................... 267 - 7.4. Особенности наладки тиристорных систем возбуждения 269 * 7.5. Особенности наладки высокочастотных систем возбуж- дения ............................................. . . . 271 Глава восьмая. Краткие сведения об устройствах автомати- - ческого регулирования возбуждения (АРВ) и их наладке 271 - 8.1. Устройства автоматического регулирования возбуждения (АРВ)................................................'. . 271 8.2. Общие проверки и испытания ....... 286 8.3. Наладка регуляторов типа УК с ЭМК....................292 8.4. Особенности наладки АРВ турбогенераторов с тиристор- ными -и высокочастотными системами возбуждения . 302 Глава девятая. Проверка-и испытания измерительных транс- форматоров ............................................ .... 306 9.1. Трансформаторы напряжения, основные технические данные...................................................306 9.2. Проверка и испытания трансформаторов напряжения . 308 9.3. Основные технические данные трансформаторов тока . 319 9.4. Проверка и испытании трансформаторов тока . . . 321 Глава деснтая. Общие принципы и методы наладки вторич- ных устройств электрооборудования...................., 336 10.1. Анализ вторичных схем...............................336 10.2. Ревизия элементов...................................342 10.3. Проверка н настройка аппаратуры.....................344 10.4. Наладка коммутационной аппаратуры напряжением до 1 кВ . -..............................................357 10.5. Проверка вторичных цепей............................364 Глааа одиннадцатая. Наладка общестанционных устройств и дистанционного управления........................368 11.1. Наладка системы постоянного тока н общестанцнонных устройств сигнализации...................................368 11.2. Наладка центральной сигнализации....................373 11.3. Наладка управления и сигнализации коммутационных аппаратов................................................376 11.4. Наладка устройств точной синхронизации .... 379 (Глава двенадцатая. Проверка и наладка релейных защит электрооборудования и устройств автоматики электростанций и подстанций.................................................... 384 12.1. Проверки, необходимые при наладке устройств релейной i защиты и автоматики............................... 384
Оглавление 503 12.2. Наладка простых н направленных максимальных токо- вых зашнт...............................................396 12.3. Наладка зашнт с использованием фильтров обратной последовательности.....................................4С-2 12.4. Наладка направленных защит сетей с большим током за- мыкания на землю........................................412 12,5. Наладка дистанционных защит.....................415 12.6. Наладка высокочастотной дифференциально-фазной за- щиты (релейной части) . . .............426 12.7. Общие принципы наладки направленных поперечных дифференциальных зашнт линий............................434 12.8. Наладка дифференциальных защит генераторов, транс- форматоров и шин........................................438 12.9. Наладка защит от однофазных замыканий на землю в сети с малым током замыкания на землю , 444 12.10. Наладка устройств АВР н АПВ. '..................450 12.11. Наладка газовой защиты..........................453 12.12. Наладка релейных защит на переменном оперативном токе.................................................. 458 Глава тринадцатая. Организация наладочных работ . 466 13.1. Общие задачи и структура наладочных организаций . 466 13.2. Подготовка бригады наладчиков к выезду на’ объект . 469 13.3. Подготовка и пронзводство'работ на объекте . . . 473 13.4. Обеспечение безопасности наладочных работ . . . 479 Приложении...............................................482 Слисок литературы............................................496 Предметный указатель.....................................• , 497
ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ИЗДАНИЕ ЭРИК СУРЕНОВИЧ МУСАЭЛЯН Наладка и испытание электрооборудования электростанций и подстанций Редактор Л. И. Арцшиевский Редактор издательства И. В. Ольшанская Художественный редактор В.'А. Гозак-Хозак Технический редактор О. Д. Кузнецова Корректор Г. А. Полонская ИБ № 1518 Сдано в набор 15.01.86. Подписано в печать 07.04.86. Т-09944. Формат 84Х108'/з2. Бумага типографская кн.-жури. имп. Гарнитура литературная. Печать высокая. Усл. печ. л. 26.46. Усл. кр.-отт. 26,46. Уч.-изд. л. 28Д7. Тираж 33 000 экз. Заказ 408. Цена 1 р. 20 к. Энергоатомиздат, 113114, Москва. М-114, Шлюзовая наб., 10 Владимирская типография Союзполиграфпрома прн Государственном комитете СССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли 600000, г. Владимир, Октябрьский проспект, д. 7
Проверка исправности электрооборудования и смонтированных цепей
ПОДГОТОВКА К ВКЛЮЧЕНИЮ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ В РАБОТУ
При выполнении наладочных работ даже на одном объекте наладчик имеет дело с самым различным по номенклатуре электрооборудованием. В процессе проектирования, строительства, монтажа и ввода в эксплуатацию могут быть внесены изменения в технологический процесс, параметры отдельных единиц технологического и электротехнического оборудования. Нередко оборудование поставляется с отклонениями от проекта или в процессе монтажа допускаются ошибки. При транспортировке и хранении в электрооборудовании также могут возникнуть дефекты (ослабление креплений и нарушение регулировки, изменение механических характеристик, образование коррозии, нарушение проводимости контактов и снижение характеристик изоляции). Поэтому перед наладочным персоналом встает задача — увязать проектные решения с фактическим состоянием оборудования объекта и проверить возможность включения каждой единицы и всего комплекса оборудования в работу.
Начиная работу на объекте, наладчик па основе проектного решения обязан:
- провести тщательный контроль состояния и анализ соответствия проекту каждой единицы механического (имеющего электропривод) и электротехнического оборудования;
- проанализировать взаимное соответствие электрооборудования (пусковой аппаратуры — электродвигателю, защитной аппаратуры — нагрузке линии, номинальных данных катушек пускателей, контакторов и электроприводов — номиналам питающей сети и цепей управления, количества размыкающих и замыкающих контактов — схеме управления), особенно в случае отклонения установленного оборудования от проектного.
Таким образом, наладчик начинает работу с электрооборудованием с внешнего осмотра установки и всех ее элементов, внутреннего осмотра и проверки механической части аппаратуры, паспортизации установки (записи паспортных данных и назначения каждой единицы оборудования по элементной схеме).
Цель осмотра и паспортизации — выявление возможных дефектов оборудования как по техническому состоянию и пригодности к эксплуатации, так и по соответствию его технических характеристик проекту и другому оборудованию.
Чаще всего при наладочных работах встречаются такие общие дефекты оборудования:
- корпуса — повреждения их в процессе транспортировки, хранения и монтажа, неплотности в стыках, дефекты уплотнений, сварных и болтовых соединений и т. п.;
- обмотки — отклонение номинальных данных от проекта, механические повреждения, увлажнение изоляции, нарушение междувитковой изоляции, соединений в обмотках, токопроводах и выводах, несоответствие маркировки и группы соединения требованиям ГОСТа, заводским паспортам и другим сопроводительным документам, превышение допустимых отклонений сопротивления обмоток постоянному току и т. д.;
- устройства переключения обмоток силовых трансформаторов — механические повреждения приводов, отсутствие фиксации привода в соответствующем положении, неправильное соединение отпаек, отсутствие контакта в переключателе;
- магнитопроводы — коррозия и механические повреждения, приводящие к замыканию отдельных листов стали между собой, засорение вентиляционных каналов (статоров и роторов машин), нарушение зазоров или неплотное прилегание отдельных частей друг к другу (контакторы, пускатели, реле, электромагниты), нарушение изоляции стяжных болтов и их слабая затяжка (у трансформаторов);
- коммутационные аппараты — неудовлетворительная регулировка тяг, привода и контактной системы, размыкающих и замыкающих контактов, отсутствие или неудовлетворительное состояние искрогасительных камер;
- силовые кабели — видимые дефекты концевых заделок, повреждение изоляции и оболочек, обрывы жил, дефекты соединительных муфт;
- фарфоровая изоляция — повреждение наружной поверхности (сколы, трещины, повреждения сваркой), внутренние дефекты, течи масла из-под уплотнений (вводы трансформаторов, конденсаторов);
- заземляющие устройства — дефекты соединения заземляющих проводников с корпусами оборудования, несоответствие сопротивлению заземляющего устройства требованиям ПУЭ, ПТЭ, инструкций и др.
Обнаружение дефектов и организация их своевременного устранения — одна из основных задач наладки на данном этапе. Другой задачей является установление соответствия оборудования техническим условиям (ГОСТу, ПУЭ, ПТЭ), проекту и технологическим требованиям, оценка пригодности электрооборудования к эксплуатации и наладке его устройств управления, релейной защиты и автоматики.
Общие дефекты оборудования и требования к нему определяют и общую методику их выявления, которая строится на такой последовательности групп проверок, измерений и испытаний:
- измерения и испытания, определяющие состояние изоляции токоведущих частей электрооборудования;
- проверка состояния механической части и магнитной системы; измерения и испытания, определяющие состояние токоведущих
частей и качество контактных соединений электрооборудования;
проверка схем электрических соединений; - проверка, настройка и испытание устройств релейной защиты, управления, сигнализации, автоматики и других вторичных устройств;
- окончательная оценка пригодности к эксплуатации электрооборудования (опробование работы электрооборудования — индивидуальное и комплексное).
Во всех группах проверок применяют общие для различных видов оборудования методы и способы измерений и испытаний.
Задачи быстрейшего ввода объектов в эксплуатацию требуют выполнения максимального количества проверок и испытаний в процессе монтажа электрооборудования до его полного окончания, что учитывается при организации наладочных работ. К таким работам относятся: ревизия электрооборудования, различные измерения, определяющие состояние изоляции обмоток и других токоведущих частей электрических машин и аппаратов; измерение сопротивления постоянному току обмоток, контактов и других частей и т. д.
ПРОВЕРКА СОСТОЯНИЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ЧАСТИ И МАГНИТНОЙ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ
Для контроля состояния механической части электрооборудования необходим его осмотр, в процессе которого выявляют общее состояние оборудования, все наружные дефекты, проверяют раствор и провал контактов аппаратов, взаимодействие отдельных механических частей оборудования (одновременность замыкания контактов и правильность действия блок-контактов автоматического выключателя, пускателей, контакторов и реле; работу механизма свободного расцепления у автоматических выключателей, выключателей нагрузки и масляных выключателей с ручным приводом и т. д.), т. е. работоспособность оборудования без подачи на него напряжения (опробование от руки).
- Механическое состояние электрических машин проверяют внешним осмотром, проворачиванием вала вручную (малых машин), затем после соответствующих испытаний опробованием на холостом ходу или на холостом ходу с механизмом (если невозможно разъединить приводную машину с механизмом, например вентилятор на оси электродвигателя) и под нагрузкой с проверкой нагрева, вибрации и тока, потребляемого машиной, работы системы охлаждения.
- Механическое состояние измерительных трансформаторов, реакторов, комплектных распределительных устройств, различных шкафов, щитов и т. д. определяется только внешним осмотром и поведением уже после включения оборудования в работу.
- Состояние магнитопроводов оценивается в результате проверки тока и потерь холостого хода, снятия характеристик намагничивания, замеров напряжения срабатывания и времени отпадания.
У измерительных трансформаторов тока и дросселей снимают характеристики зависимости тока намагничивания I ном в обмотке от приложенного к ней напряжения U, по которым можно обнаружить витковые замыкания. Эти характеристики необходимы для проверки погрешности трансформаторов тока для их использования в схемах релейной защиты при данных нагрузках. Резкое снижение кривой намагничивания (рис. 22) в начальной ее части (до перегиба) свидетельствует о наличии в трансформаторе между- витковых повреждений. При малом количестве замкнутых витков кривая изменяется в начальной части, при большом количестве — в области насыщения.
Состояние магнитопроводов реле проверяют при подаче рабочего напряжения и замерах напряжения втягивания, времени отпадания. Вибрация магнитопровода контактора или реле переменного тока говорит о его неисправности (отсутствие короткозамкнутого витка, загрязнение или перекос прилегающих плоскостей электромагнитов).Рис. 1. Характеристики намагничивания при исправном трансформаторе тока (1), замыкании двух (2) и девяти (3) витков. 
Поэтому иногда приходится менять контактор или реле.
Состояние магнитопроводов электрических машин определяют измерением токов холостого хода (у электродвигателей переменного тока), снятием нагрузочных характеристик (у машин постоянного тока) и сравнением полученных характеристик с заводскими.
ИЗМЕРЕНИЯ И ИСПЫТАНИЯ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ СОСТОЯНИЕ ТОКОВЕДУЩИХ ЧАСТЕЙ И КОНТАКТНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ
Состояние токоведущих частей и их контактных соединений кроме визуального контроля проверяют измерением сопротивления постоянному току обмоток, отдельных контактов, токоведущих участков в местах их соединений (сборных шин и шинопроводов). При наличии короткозамкнутых витков измеренное сопротивление постоянному току, как правило, меньше, а при обрыве, неудовлетворительном соединении или нарушении контактных соединений оно превышает паспортные значения или нормируемые величины. Отклонение одного из измерений от заводских данных является признаком того, что дефект находится в соединении обмотки с переключателем или в пайке обмоток.
При плохой регулировке контактов выключателей значительно увеличиваются переходное сопротивление постоянному току силовых контактов по сравнению с нормативными значениями и расхождение сопротивлений по фазам.
Состояние заземляющих проводок и качество их контактных соединений определяют внешним осмотром и по результатам специальных измерений, выполняемых с помощью измерителей заземления. Диапазон сопротивлений, который приходится измерять, очень велик — от 10-5 (переходные сопротивления контактов) до 105 Ом (сопротивления обмоток реле, резисторов). Следовательно, методы и приборный парк, необходимые при выполнении этих работ, разнообразны.
Результаты измерений сопротивления постоянному току не являются единственным критерием состояния токоведущих частей. Качество ответственных контактных соединений может проверяться специальными испытаниями.
ПРОВЕРКА СХЕМ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ
Проверка схем соединений включает первичные (силовые) и вторичные цепи (как внутренние, так и внешние) и требует особого внимания и строгой последовательности операций с условной отметкой проверенных участков в принципиальной схеме электроустановки. Эта проверка состоит из внешнего осмотра, прозвонки цепей, определения полярностей выводов обмоток, измерения сопротивления изоляции и ее испытания, контроля работы схемы от временного источника напряжения.
При внешнем осмотре проверяют соответствие монтажа проекту, состояние контактных соединений, соблюдение расстояний между токоведущими и между токоведущими и заземленными частями, маркировку и расцветку шин, кабелей и их жил, проводов, аппаратов и оборудования, соблюдение необходимого чередования фаз, правильности технологического монтажа и т. д.
Дальнейшую проверку осуществляют прозвонкой, которую выполняют с помощью различных вспомогательных устройств. Наибольшее распространение получило элементарное устройство — пробник, состоящий из батарейки типа 3336, лампочки для карманного фонаря 3,5 В, гибких медных изолированных проводников и зажимов «Крокодил» (рис. 2).
Рис. 2. Схема пробника.
Выпускаются специальные устройства (пробники) УП-71 и ПУ-82, полупроводниковые схемы которых позволяют проверять (прозванивать) цепи, имеющие сопротивление до 10 Ом и 10 кОм Эти пробники сигнализируют о наличии напряжения на элементах схемы, к которым прикасаются щупами устройств. Кроме того, устройство ПУ-82 имеет встроенную лампочку для подсветки места, куда направляется щуп. Оба устройства получают питание от элементов типа 332.
Для проверки внешних связей (силовых и контрольных кабелей) используют телефонные трубки, телефонные гарнитуры, переговорные устройства (ПУ-82), портативные радиостанции (например, «Кактус»), с помощью которых два человека поддерживают постоянную связь друг с другом; жилы кабеля прозванивают приборами и приспособлениями, указанными выше. Прозвонка с помощью телефонных трубок жил кабеля, концы которого расположены в разных помещениях, показана на рис. 3. Жилы кабеля отсоединяют от клеммных зажимов. Один провод от телефонных трубок подсоединяют к «Земле» (металлической оболочке кабеля), а другим проводом «прощупывают» все жилы кабеля поочередно, пока не услышат сигнал в трубке, сверяют маркировку жил кабеля, по которым устанавливается связь, и переходят к поиску следующей жилы кабеля.
Рис 3. Проверка маркировки жил кабеля «прозвонкой»:
1—6 маркировка жил кабеля, МТ — телефонные трубки, HL — лампочка 2,5 В.
GB — батарея 3336.
Необходимость проверки полярности выводов может возникнуть при контроле подключения: трансформаторов тока и напряжения (когда к ним подключают счетчики, фазометры, реле мощности), электродвигателей, имеющих много выводов (многоскоростные двигатели).
Полярность выводов трехфазной машины (двигателя, генератора) определяют по схеме, показанной на рис. 4, предварительно установив прозвонкой выводы каждой из обмоток. Так как обмотки трехфазной машины сдвинуты в пространстве на 120 эл. град, по отношению друг к другу, то при подключении «-» батарейки к началу первой обмотки и «+» гальванометра поочередно к началам второй и третьей обмоток батареи стрелка гальванометра в момент замыкания цепи должна отклоняться влево.
Рис. 4. Схема проверки полярности обмоток трехфазного электродвигателя.
Измерение сопротивления изоляции полностью собранной схемы со всеми присоединенными аппаратами (реле, катушки и контакты контакторов и электромагнитов, зажимы, провода и кабели) выполняют относительно «земли» (оболочек кабелей, корпусов панелей, шкафов, щитов).
С помощью мегаомметра проверяют сопротивления изоляции цепей управления, учета, защиты, сигнализации.
После этого испытывают изоляцию повышенным напряжением промышленной частоты. Испытательное напряжение для вторичных цепей схем защиты, управления, сигнализации и измерения со всеми присоединенными аппаратами (автоматические выключатели, магнитные пускатели, контакторы, реле, приборы и т. п.) составляет 1 кВ, продолжительность его приложения — 1 мин. Источником для него может быть специальный аппарат для испытания повышенным напряжением вторичных цепей. При отсутствии необходимого оборудования испытание повышенным напряжением промышленной частоты осуществляется мегаомметром на 2500 В в течение 1 мин.
После выполнения перечисленных операций на схему можно подавать рабочее напряжение от временного источника для проверки взаимодействия всех ее элементов, но предварительно надо проверить и настроить все аппараты, входящие в данную схему.