Masurarea Rezistentei de Izolatie a Infasurarilor Transformatoarelor Electrice de Forta

Laborator - Lucrarea 2 «Încercarea Echipamentelor Electrice»

Măsurarea rezistenţei de izolaţie a înfăşurărilor transformatoarelor electrice de forţă

Consideraţii generale După fabricare şi înainte de a intra în exploatare, un transformator

electric va fi supus la unele încercări prin care trebuie să i se verifice calităţile tehnice.

Încercările transformatoarelor sunt încercări de tip şi încercări de control.

Încercările de tip se execută la asimilarea în fabricaţie a transformatoarelor, după modificarea de materiale de construcţie sau modificări aduse procesului tehnologic în construcţia transformatoarelor, ce pot influenţa caracteristicile transformatoarelor. Aceste încercări se vor executa pe câte un transformator reprezentativ pe fiecare tipodimensiune şi au drept scop verificarea experimentală a conformităţii tipodimensiunii cu prevederile normelor în vigoare. Concluziile pe transformatorul reprezentativ se vor extinde asupra tuturor transformatoarelor din cadrul tipodimensiunii respective, încercările de tip se vor repeta dacă în urma încercărilor individuale se constată abateri repetate dar nu mai rar decât la trei ani pentru transformatoare având puteri de cel mult 10MVA şi cinci ani pentru cele cu puteri peste 10MVA.

Stabilirea ordinii în care se fac încercările de tip rămâne la alegerea fabricii constructoare cu observaţia că încercarea de mers în goi se va face după verificarea rigidităţii dielectrice a izolaţiei, iar încercarea de scurtcircuit, înaintea încercării la încălzire.

În categoria încercărilor de control intră încercările individuale şi încercările speciale.

Încercările individuale se execută pentru fiecare transformator în parte, stabilindu-se modul în care calitatea şi performanţele acestuia concordă cu rezultatele încercărilor de tip. Acest tip de încercări se vor face la punerea în funcţiune, după efectuarea reviziilor tehnice, reparaţiilor curente şi a reparaţiilor capitale.

Încercările speciale se vor executa numai în cazul unui acord între producător şi beneficiar pe unul sau mai multe transformatoare din acelaşi lot.

Energetică Industrială - 1451 b Creţu Nicu Cătălin - 1 -


Încercările mai importante la care sunt supuse transformatoarele sunt: 1. Determinarea rezistenţelor înfăşurărilor (în c.c); 2. Determinarea raportului de transformare; 3. Verificarea schemei şi grupei de conexiuni; 4. Încercarea de scurtcircuit, determinarea tensiunii de scurtcircuit (pe priză

principală), a impedanţei de scurtcircuit, a rezistenţei de scurtcircuit şi a pierderilor în sarcină;

5. Încercarea de mers în gol, determinarea pierderilor şi a curentului de mers în gol;

6. Încercările izolaţiei, încercările dieleclrice; 7. Încercarea ia încălzire.

Ordinea în care se fac încercările şi măsurătorile este dată în lucrarea „Normativ de încercări şi măsurători la echipamente şi instalaţii electrice” (PE 116/84), pentru produsele la care nu există instrucţiuni de fabrică şi pentru acele probe care nu se execută în fabrică. În cazul în care produsul este însoţit cu instrucţiuni ale fabricii acestora li se va da întâietate faţă de respectivul normativ amintit mai sus.

Încercări şi măsurători privind starea izolaţiei În cazul în care nu se poate curăţa suprafaţa izolatoarelor de trecere sau

măsurătorile se execută pe timp umed (ceaţă, umiditate mai mare de 75 %), se recomandă ca acestea să se repete atunci când condiţiile atmosferice vor fi prielnice (când umiditatea relativă este mai scăzută de 75 %).

Încercările şi măsurătorile se execută după umplerea cu ulei a transformatorului şi aerisirea corespunzătoare a acestuia la un interval minim de 12 ore după terminarea acestor operaţii.

Ordinea efectuării încercărilor şi măsurătorilor privind starea izolaţiei şi care vor preceda totdeauna încercările cu tensiune mărită sunt:

- Rigiditatea dielectrică a uleiului, eventual analiza redusă a uleiului, dacă se apreciază a fi necesar;

- R60, R60/R15, tg δ a izolaţiei înfăşurărilor în ulei. Determinarea tg δ a izolaţiei înfăşurărilor în ulei a transformatoarelor cu

tensiuni până la 35kV inclusiv este facultativă la cele din reţelele de distribuţie şi obligatorie pentru transformatoarele din centralele electrice, bloc şi de servicii interne (exclusiv cele cu înfăşurări de MT/0,4 kV necuplate la generator) şi transformatoarele de servicii proprii din staţiile electrice.

De asemenea, determinarea acestei mărimi este obligatorie pentru toate transformatoarele cu tensiuni peste 110kV inclusiv şi puteri peste 10MVA inclusiv, indiferent de tensiune.



În buletinul de încercări se ver indica temperaturile izolaţiei la care s-au executat măsurătorile. Măsurătorile nu se ver executa la o temperatură a izolaţiei mai mică de +10°C.

Temperatura izolaţiei se va măsura după ce transformatorul a fost deconectat tinp îndelungat (cel puţin 24 ore) şi fără ca acesta să fi fost supus încălzirii, se ia temperatura straturilor superioare ale uleiului, măsurată cu termometrul.

Dacă transformatorul a fost supus încălzirii sau nu s-a răcit după ce a fost deconectat, atunci ca temperatură a izolaţiei se ia convenţional temperatura înfăşurării cu tensiune maximă de la faza B temperatura fiind determinată prin metoda măsurării în c.c. a rezistenţei ohmice a înfăşurării cu temperatura.

În cazul încălzirii transformatorului, măsurarea rezistenţei de izolaţie se face după întreruperea încălzirii, dar nu mai devreme de 60 min în cazul încălzirii prin alimentarea înfăşurării (în scurtcircuit sa în c.c), iar în cazul încălzirii exterioare (inducţie) nu mai devreme de 30 min. Măsurarea izolaţiei R60 şi tg δ înfăşurării trebuie să se facă la punerea în funcţiune, pe cât posibil la o temperatură apropriată (ecart ± 5oC ) de cea indicată în buletinul fabricii. Prevederea este obligatorie pentru transformatoarele de medie şi mare putere. Măsurarea caracteristicilor izolaţiei se execută pe panta scăderii temperaturii, după liniştirea uleiului (circa 1h). Temperatura izolaţiei se determină înainte de măsurarea caracteristicilor izolaţiei.

Astfel: - Pentru transformatoare de puteri mari (100, 200, 250, şi 400 MVA)

transformatoare noi fabricate începând cu anul 1985, măsurarea R60, tg δ a înfăşuraţii la punerea în funcţiune se va efectua la două valori de temperatură alese astfel, ca acestea să nu depăşească cu ±5 C (două din cele trei valori de temperatură la care s-a făcut măsurarea în fabrică) menţionate în buletinul de fabrică (50°C, 30°C şi temperatura ambiantă).

Alegerea se va face în funcţie de anotimpul în care se execută măsurătoarea.

În continuare, periodic în exploatare, măsurătorile se vor executa la una din temperaturile de referinţă menţionate în buletinul de la punerea în funcţiune (ecart admis ± 5°C). Valorile măsurate la punerea în funcţiune se compară cu valorile măsurate în fabrică, urmând ca în exploatare valorile măsurate să se încadreze în valorile limită admise indicate în normativ.

- Pentru transformatoare de puteri mari existente în prezent în exploatare, cu ocazia primei revizii tehnice se vor măsura R60, tg δ a înfăşurării pentru două valori de temperatură: 50°C şi 20°C.



Acestea vor constitui valori de referinţă. Aducerea transformatorului de la 50°C la 20°C necesită scoaterea

acestuia de sub tensiune pe o durată de circa 36 ore minimum, aceasta fiind condiţia pentru executarea acestor măsurători.

Periodic în exploatare rezultatele determinării valorilor pentru R60, tg δ înfăşurării la una din cele două temperaturi de referinţă (±5 C) se vor compara cu valoarea de referinţă a R60, tg δ înfăşurări obţinută ca rnai sus (în anul de bază) trebuind să se încadreze în valorile limită admise.

În cazurile în care apare o scădere bruscă a valorii măsurate R60 ( mai mare de 40%) într-un an faţă de anul anterior, se va face o analiză specială pentru stabilirea cauzelor şi măsurilor de remediere.

Valorile limită admise în exploatare pentru R60, tg δ înfăşurări sunt indicate la pct.5.2. col.3, pct.4, respectiv pct. 5.3. col.3 pct.3.

- Pentru transformatoarele de medie putere (10-90 MVA) noi, cât şi cele din exploatare se va proceda la fel ca mai sus, cu menţiunea că în fabrică, determinarea R60, tg δ înfăşurări se va face numai pentru două temperaturi: 50°C şi temperatura ambiantă.

- Pentru transformatoarele de mică putere (S<10MVA) noi, cât şi cele din exploatare măsurarea R60 la punerea în funcţiune şi apoi periodic în exploatare se execută la orice temperatura mai mare sau egală cu 10°C. Reducerea R60, tg δ înfăşurării la temperatura de referinţă, în vederea comparării rezultatelor se va face utilizând coeficienţii de variaţie K1, K2 în funcţie de diferenţa de temperatură ∆t[oC].

Încercarea rezistenţei de izolaţie a înfăşurărilor R60 şi a coeficientului de absorbţie R60/R15Măsurarea rezistenţei de izolaţie şi a coeficientului de absorbţie se

execută conform STAS 1703/7-8 şi instrucţiunilor de exploatare. 1. Pentru transformatoarele noi, la punerea în funcţiune şi în primii 5 ani de

punerea în funcţiune, valoarea R60 nu va scădea sub 70% din valoarea de fabrică. Ulterior, în exploatare, valoarea R60 nu va scădea sub valorile minime admisibile de la pct.4.

2. Pentru transformatoare care au suferit reparaţie, în fabrică sau ateliere specializate, cu înlocuirea parţială sau totală a izolaţiei, a înfăşurărilor şi/sau care au fost tratate şi uscate corespunzător (atât izolaţia cât şi uleiul), valoarea R60 după tratare şi uscare, la punerea în funcţiune, nu va fi mai mică de 70% din valoarea măsurată în fabrică sau atelierul de fabricaţie.

3. Dacă s-a efectuat o reparaţie în condiţii de teren, fără înlocuirea totală sau parţială a izolaţiei sau a înfăşurărilor şi la care partea activă a fost



supusă influenţei factorilor de mediu extern (umiditate relativă ≤70%, durata expunerii ≤16 ore, temperatura părţii active mai mare de +10oC), nu se va proceda la uscare dacă după reumplerea cu ulei (a cărui temperatură nu va diferi cu mai mult de 5°C de temperatura părţii active) rezistenţa de izolaţie nu va scădea sub 60% din valoarea măsurată înainte de începerea reparaţiei, iar celelalte caracteristici ale izolaţiei sunt corespunzătoare.

4. Valorile minime admise pentru R60 a transformatoarelor existente în prezent în exploatare la temperaturile izolaţiei de 20 C şi 50°C sunt prezentate în tabelul 1:

Tabelul 1

Un [kV] 20oC 50oC ≤60 300 [MΩ] 90 [MΩ]

110-120 600 [MΩ] 180 [MΩ] 400 1000 [MΩ] 300 [MΩ]

5. Pentru înfăşurările cu Un≤500V, la care nu există buletine ale fabricii,

valoarea minimă a rezistenţei de izolaţie la 20% va fi de 2[MΩ].

Măsurarea rezistenţei de izolaţie şi a coeficientului de absorbţie se face înainte de a determina tg δ şi a capacităţii înfăşurărilor, precum şi înainte şi după proba cu tensiune mărită.

Pentru a putea face comparaţie cu valorile măsurate anterior, se recomandă folosirea aceluiaş tip şi caracteristici de megaohmmetru. La punerea în funcţiune valorile lui Kab (coeficientul de absorbţie) nu trebuie sâ fie mai mici decât cele din fabrică. Pentiu transformatoarele aflate deja în exploatare, valoarea coeficientului de absorbţie pentru o stare satisfăcătoare a izoiaţiei interne la 20°C este de:

- Kab ≥ 1,2 pentru transformatoarele cu Un < 110 kV; - Kab ≥ 1,3 pentru transformatoarele cu Un ≥ 110 kV.

Ca urmare a umezirii izolaţie sau a unor defecte de izolaţie, acest coeficient se micşorează, apropiindu-se de valoarea 1.

Aparatele de 1000V se recomandă a fi folosite pentru transformatoarele până la 10 kV inclusiv.

Aparatele de 2500 V se pot folosi pentru înfăşurări peste 10 kV inclusiv. Se pot folosi şi aparate de 500 V dar numai pentru înfăşurări peste 10 kV

inclusiv.



Rezistenţa de izolaţie a conductoarelor de legătură a megaohmmetrelor la transformator nu trebuie să fie mai mică decât limita de măsurare a megaohmmetrului folosit.

Înainte de începerea măsurătorii, toate înfăşurările se pun la pământ cel puţin 5 minute, iar intre încercări toate înfăşurările vor fi puse la pământ cel puţin 2 minute.

Toate bornele accesibile ale fiecărei înfăşurări pe care se măsoară, precum şi cele la care nu se măsoară, se leagă între ele (se scurtcircuitează).

Se vor respecta şi folosi în primul rând schemele de încercare din fabrică. Dacă acestea nu există, atunci se vor respecta schemele indicate în STAS 1703/7. tabelul 2 şi instrucţiunile de exploatare.

Măsurătorile se execută la o temperatură a izolaţiei apropiată de cea indicată în buletinul de fabrică (ecartul maxim admis va fi de ±5°C) la transformatoarele peste 10 MVA. La transformatoarele sub 10 MVA, coeficientul K1 de variaţie a rezistenţei de izolaţie în funcţie de diferenţa de temperatură ∆t[°C] este prezentat mai jos în tabelul 2: Tabelul 2

∆T[oC] 1 2 3 4 5 10 15 20 25 K1 1,04 1,08 1,13 1,17 1,22 1,50 1,84 2,25 2,75

∆T[oC] 30 35 40 45 50 55 60 65 70

K1 3,4 4,15 5,10 6,20 7,5 9,20 11,2 13,9 17,00

Recalcularea valorii rezistenţei de izolaţie R60 măsurate pentru alte temperaturi (în scopul comparării cu valorile măsurate anterior etc.) se face ca în exemplul de mai sus.

Coeficientul de absorbţie Kab = R60 / R15 este raportul dintre rezistenţa de izolaţie măsurată cu megaohmmetrul după 60s şi rezistenţa de izolaţie măsurată după15s.

Procedeu experimental Să se determine rezistenţa de izolaţie, coeficientul de absorţie şi indicele

de polarizare pentru un transformator electric trifazat cu următoarele caracteristici:

Sn = 40 KVA Un = 20/0,4 KV Conexiunea Yzn5



Determinarea rezistenţei de izolaţie

- măsurarea rezistenţei de izolaţie pentru înfăşurarea de Î.T. o s-a utilizat un megaohmmetru de 2500V o valorii măsurate pentru tm=19oC: R15 = 2000 MΩ

R60 = 2000 MΩ o valori calculate pentru tr=20oC:

tr > tm → Riz(tr) = Riz(tm) / K1∆t = |tr - tm| = |20 - 19| = 1oC → K1=1,04 Riz(20) = 2000/1,04=1923,077 MΩ

o valori calculate pentru tr=50oC: tr > tm → Riz(tr) = Riz(tm) /K1∆t = |tr - tm| = |50 - 19| = 31oC → K1=3,55 Riz(50) = 2000 /3,55=563,380 MΩ

K1=f(∆t )

3,3

3,4

3,5

3,6

3,7

3,8

3,9

4

4,1

4,2

29 30 31 32 33 34 35 36

∆t[C]

K1

Observaţii:

- valorile pentru R15 şi R60 nu au putut fi citite cu exactitate datorită preciziei mici a aparatului utilizat;

- valorile obţinute pentru rezistenţa de izolaţie respectă valorile impuse, conform tabelului 1.



- măsurarea rezistenţei de izolaţie pentru înfăşurarea de J.T.

- s-a utilizat un megaohmmetru de 1250V - valorii măsurate pentru tm=19oC: R15 > 2000 MΩ

R60 > 2000 MΩ o valori calculate pentru tr=20oC:

tr > tm → Riz(tr) = Riz(tm) / K1∆t = |tr - tm| = |20 - 19| = 1oC → K1=1,04 Riz(20) > 2000/1,04=1923,077 MΩ

o valori calculate pentru tr=50oC: tr > tm → Riz(tr) = Riz(tm) /K1∆t = |tr - tm| = |50 - 19| = 31oC → K1=3,55 Riz(50) > 2000 /3,55=563,380 MΩ

K1=f(∆t )

3,3

3,4

3,5

3,6

3,7

3,8

3,9

4

4,1

4,2

29 30 31 32 33 34 35 36

∆t[C]

K1

Observaţii: - valorile pentru R15 şi R60 au fost aproximate datorită preciziei mici

a aparatului utilizat; - valorile obţinute pentru rezistenţa de izolaţie respectă valorile

impuse, conform tabelului 1.



Determinarea coeficientului de absorbţie Kabs

- în cazul izolaţiei pentru înfăşurarea de Î.T.

1000.2000.2

15

60 ===RR

Kabs

- în cazul izolaţiei pentru înfăşurarea de J.T.

1000.2000.2

15

60 ≈≈≈RR

Kabs

Observaţii: - valoarea coeficientului de absorbţie pentru înfăşurarea de Î.T. este

Kabs = 1 deoarece valorile pentru R15 şi R60 nu au putut fi citite cu exactitate şi au fost aproximate;

- pentru determinarea corectă a coeficientului de absorbţie, în practică se utilizează megaohmmetre numerice sau alte metode ceea ce face posibilă determinarea corectă a acestuia.

Determinarea indicelui de polarizare Ki

- determinarea indicelui de polarizare pentru înfăşurarea de Î.T. o s-a utilizat megaohmetrul M 2,5 GA setat pe 2,5KV; o rezultatele obţinute în urma măsurătorilor au fost trecute în tabelul

de mai jos:

t[s] 15 30 45 60 120 180 240 300 360 420 480 540 600 R[MΩ] 1800 1900 2000 2050 2175 2250 2380 2400 2500 2500 2500 2500 2500

Riz=f(t) în cazul izolaţiei de Î.T.

0

1000

2000

3000

0 60 120 180 240 300 360 420 480 540 600 660

t[s]

Riz[

MΩ

]



o 219,1050.2500.2

'1

10' ===RR

Ki 14,1800.1050.2

15

60 ===RR

Kabs

- determinarea indicelui de polarizare pentru înfăşurarea de J.T.

o s-a utilizat megaohmetrul M 2,5 GA setat pe 1KV; o rezultatele obţinute în urma măsurătorilor au fost trecute în tabelul

de mai jos:

t[s] 15 30 45 60 120 180 240 300 360 420 480 540 600 R[MΩ] 3500 4000 4400 4500 5000 5500 5800 6000 6000 6500 7000 7000 7000

Riz=f(t) în cazul izolaţiei de J.T.

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

0 60 120 180 240 300 360 420 480 540 600 660

t[s]

Riz[

MΩ

]

o 555,1

500.4000.7

'1

10' ===RR

Ki 29,1500.3500.4

15

60 ===RR

Kabs

Observaţii:

- valoarea lui Ki trebuia să fie mai mare ca 2, însă în ambele cazuri valoarea obţinută fost mai mică decât 2, ceea ce face ca transformatorul să nu corespundă din acest punct de vedere;

- cauzele pentru care Ki nu este mai mare ca 2, luând în considerare aliurea curbelor pot fi următoarele:

• murdăria de pe izolaţii; • izolaţia umedă.


Masurarea Rezistentei de Izolatie a Infasurarilor Transformatoarelor Electrice de Forta

Documents

Transcript of Masurarea Rezistentei de Izolatie a Infasurarilor Transformatoarelor Electrice de Forta