Увага! не починайте вимірювання, поки не переконаєтеся у відсутності напруги на об’єкті, який вимірюється. 1 страница

10. Усвідомити принцип роботи мегомметра типу Ф4102/2-1М. Переконатися в його працездатності. Перевірку працездатності мегомметра Ф4102/2-1М здійснюють на максимальній межі вимірів у такому порядку:

– закоротивши клеми мегомметра «r_x» і «-», обертанням ручного приводу генератора переконатися в тому, що стрілка вимірювального приладу встановлюється на нуль;

– розімкнувши клеми мегомметра «r_x» і «-», тим же способом перевірити установку стрілки на «».

11. Провести дослідження залежності опору і коефіцієнта абсорбції для різного стану ізоляції, для чого необхідно:

а) підключити клеми мегомметра «r_x» і «-» до відповідних клем ізоляційної конструкції;

б) підготувати секундомір до вимірювання і зняти показання мікроамперметра через 15; 30; 45 і 60 с після подачі напруги. Результати вимірювання зафіксувати в таблиці звіту;

в) повторити вимірювання, зазначені в п. 11б, для інших об’єктів контролю;

г) за результатами дослідження побудувати залежності виміряної величини опору ізоляції від проміжку часу з моменту подачі напруги вимірювання до моменту відліку показань мегомметра для кожного з станів об’єкта;

д) провести якісний аналіз отриманих залежностей R(t), визначити величину опору ізоляції R₆₀ та коефіцієнта абсорбції К_абс й зробити висновок про характер їх зміни зі зміною стану ізоляції.

12. Провести експлуатаційні виміри опору та коефіцієнта абсорбції ізоляції силового трансформатора за допомогою мегомметра Ф4102/2-1М між обмотками вищої і нижчої напруги, між кожною з них і корпусам відповідно до таблиці протоколу випробування силового трансформатора. За результатами вимірів визначити величини коефіцієнтів абсорбції і зробити висновок про технічний стан ізоляції трансформатора.

13. Скласти звіт по роботі із записом висновків, зроблених протягом проведених випробувань.

14. Дослідити доцільність використання охоронних кілець при вимірюванні опору ізоляційних конструкцій.

1.7 Зміст звіту

1). Завдання для виконання лабораторної роботи.

2). Отримані дані по кожному дослідженню, представлені у вигляді протоколу перевірки і випробування силового трансформатора.

3). Висновки.

1.8 Контрольні запитання

1. У чому полягає сутність контролю стану ізоляції за величиною виміряного опору?

2. Наведіть електричну схему заміщення діелектрика.

3. Які складові входять до сумарного стуму через ізоляцію?

4. Чому при вимірюванні опору ізоляції можна не враховувати геометричну складову струму.

5. Чим обумовлена залежність виміряного опору від часу з моменту прикладання вимірювальної напруги?

6. Наведіть визначення коефіцієнта абсорбції та зазначте, у яких границіх він змінюється.

Об’єкт____________

«_____» ____________201_р.

Протокол

Перевірки й випробування силового трансформатора

Тип_________________________ Зав.№______________________

Завод-виготівник _____________ Рік виготовлення_____________

Номінальна потужність________кВА Номінальна напруга__________кВ

I __________________________В номінальній струм____________А

II _________________________В група з’єднання _______________

III_________________________В

Місце виготовлення ___________________________________________

Вимірювання опору ізоляції відбувалась при температурі обмоток ______°С.

Перевірка випробування проводки___________________________________

________________________________________________________________

Висновок. Ізоляція трансформатора типу ______________потужністю кВА

Зав. №_______

____________________________________________________________________________________________________________________________________

Керівник____________________________________________

Лабораторна робота 2

Дослідження фізичної моделі системи контролю ізоляції мереж
з ізольованою нейтраллю

2.1 Мета роботи

Вивчити схему і принцип роботи системи контролю ізоляції, побудованої на базі трансформатора напруги типу НТМИ.

2.2 Загальні відомості

Захист від замикань на землю, що діє на сигнал, застосовується для знаходження дефектів ізоляції – глухих замикань на землю. Такий захист реагує на напругу фаз відносно землі, на напругу нульової послідовності або на струм трьох вольтметрів (рис. 2.1), які вмикаються в зірку із заземленою нейтральною точкою, іноді ці вольтметри називають «земляними».

Рис. 2.1 – Схема трьох вольтметрів (земляні вольтметри)

Кожен вольтметр показує напругу відносно землі тієї фази, до якої його підключено:

Провідність непошкодженої ізоляції ( = 0) приблизно симетричні Y_a Y_b Y_c Y і тому напруга зміщення нейтралі невелика і напруги фаз відносно землі, що показують вольтметри, приблизно дорівнюють фазним напругам джерела:

При глухому замиканні однієї з фаз на землю (припустимо, фази А) напруга пошкодженої фази А відносно землі визначиться з виразу

Напруга непошкоджених фаз більша фазної і наближається до лінійної:

При справній ізоляції вольтметри показують напругу приблизно рівну фазній. В разі глухого замикання на землю один з них показує нуль, а два інших – лінійну напругу.

Така схема здійснює самоконтроль, бо несправний вольтметр показує нуль, так само, як при замиканні на землю.

Цілком зрозуміло, що з показань вольтметрів можна робити висновок лише про наявність або відсутність замикань на землю, а не про величину опору ізоляції. При симетричному зниженні опору ізоляції аж до короткого замикання вольтметри справно показуватимуть напругу, рівну фазній.

Очевидно, що схема трьох вольтметрів не вимірює опору ізоляції, а лише виявляє замикання на землю.

При появі дефектів ізоляції протягом короткого часу ці дефекти підсилюються і виникає замикання на землю, яке і виявляється вольтметрами. Вольтметри вмикаються або через однофазні трансформатори напруги (рис.2.2а), або на вторинні обмотки п’ятистержневого трансформатора напруги, як показано на рис. 2.2б у такій схемі сигнальне реле включене на напругу нульової послідовності, одержану підсумовуванням напруг трьох фаз відносно землі. Це досягається з’єднанням трьох вторинних обмоток у відкритий трикутник. Таким чином, на реле подається напруга, що дорівнює:

тут k _т.н – коефіцієнт трансформації опрацьовує і дає сигнал.

Cлід відзначити, що вольтметри (або трансформатори напруги) вмикаються паралельно ізоляції фаз відносно землі, що збільшує струм замикання на землю, а значить, знижує безпеку, тому вольтметри або трансформатори повинні мати високий опір.

а) б)

Рис. 2.2 – Вмикання земляних вольтметрів через однофазні трансформатори напруги (а); вмикання земляних вольтметрів через п’ятистержневий трансформатор напруги (б)

2.3 Послідовність виконання роботи

1. Ознайомитися зі схемою лабораторної установки (рис. 2.3).

2. Зібрати схему установки.

3. Встановити маховичок автотрансформатора АТ у положення, відповідне нулю напруги на виході трансформатора Т1, Аu, Bu, Cu. Для контролю напруги увімкнути переносний вольтметр на лінійну напругу зазначених віще фаз (границя вимірювання вольтметра – 300 В).

4. Увімкнути автомат SF1 (у присутності викладача), встановити величину лінійних напруг, виміряних між клемами Au, Bu, Cu рівними 220 В.

5. Увімкнути автоматом SF2 навантаження мережі (двигун М).

6. Записати у таблицю 2.1 показання всіх приладів установки у графу таблиці «нормальний режим».

7. Вмикаючи по черзі штепсельний роз’їм проводу, що йде від кнопки SB, у гнізда клем фаз Аu, Bu, Cu і, натискуючи при цьому кнопку, замикати фази на землю. При цьому записувати показання приладів у відповідні графи таблиць.

8. У процесі досліду записувати стан сигнальної лампочки НН («горить», «не горить») у таблицю 2.2.

9. Зробити аналіз стану установки при дослідах у нормальному режимі та при замиканні будь-якої фази моделі мережі з ізольованою нейтраллю (Au, Bu, Cu) на землю. Звернути увагу на роботу навантаження мережі (двигун М).

Пояснити:

- показання вольтметрів, що вимірюють фазні лінійні напруги вторинних обмоток вимірювальних трансформаторів напруги, а також вольтметрів, що вимірюють U_AB, U_ВС, U_CA (первинні напруги мережі), вольтметра, що вимірює потужність, споживану двигуном М.

- які прилади дозволяють визначити факт замикання будь-якої фази мережі на «землю», а також установити фазу замкнуту на «землю».

Рис. 2.3 - Схема лабораторної установки

2.4 Зміст звіту

1). Завдання для виконання лабораторної роботи.

2). Отримані дані по кожному дослідженню, представлені у вигляді таблиць 2.1 і 2.2.

3). Висновки.

2.5 Контрольні запитання

1. В яких мережах застосовується ізольований режим нейтралі?

2. Які величини струмів однофазного замикання на землю допускаються в мережах 6, 10, 35 кВ?

3. Яким чином контролюється наявність однофазного замикання на землю?

4. Яку величину має коефіцієнт замикання на землю в мережах з ізольованою нейтраллю?

5. Як змінюється напруга на фазах відносно землі при замиканні однієї фази на землю?

Таблиця 2.1 – Показання приладів установки

Таблиця 2.2 – Стан сигнальної лампочки НН

Лабораторна робота 3

Налагодження та перевірка трансформаторів струму (ТС)

3.1 Мета роботи

Одержання практичних навиків налагодження трансформаторів струму.

3.2 Загальні відомості

Усі вторинні струмові кола електростанцій та підстанцій живляться через трансформатори струму. Дуже важливо для чіткої роботи релейного захисту і систем обліку електричної енергії якісно виконати налагодження схеми і перевірку трансформаторів струму. Тому слід особливо ретельно поставитися до цієї роботи. Невдало виконані налагоджувальні роботи можуть згодом призвести до тяжкої аварії або до хибного обліку електричної енергії. Перевірку струмових кіл, як і всіх вторинних кіл, проводять різними пробниками с тестерами, контрольними лампочками, польовими телефонами, тощо).

Налагодження та перевірка ТС, відповідно до ПУЕ, проводиться у такому обсязі: перевірка опору ізоляції, перевірка полярності, зняття вольтамперної характеристики, замірювання опору струмових кіл, перевірка коефіцієнта трансформації.

3.3 Послідовність виконання роботи.

Опір ізоляції вимірюється мегомметром на напрузі 2, 5 кВ, 0, 5 кВ або 1, 0 кВ. Ізоляція вимірюється між обмотками і кожною обмоткою по відношенню до корпусу трансформатора (рис.3.1). У багатьох схемах захисту правильно підімкнути реле можна лише в разі, якщо відома «полярність» затискачів трансформатора струму. На виводах обмоток трансформаторів струму зазначається полярність: первинна обмотка позначається Л₁ та Л₂, а вторинна i₁ та i₂. Якщо струм у первинній обмотці втікає у затискач Л₁, то у вторинній обмотці струм має витікати з i₁. У зовнішньому колі вторинної обмотки струм має текти від затискача i₁ до затискача i₂. Щоб переконатися у правильності полярності трансформатора струму, треба її перевірити за допомогою батарейки і гальванометра або мілівольтметра. Перевірку проводять за схемою рис. 3.2. Якщо плюс батарейки підімкнуто до затискача Л₁, а плюс гальванометра (або мілівольтметра) до затискача U₁ вторинної обмотки, і в момент замикання ключа SB стрілка приладу відхиляється праворуч, а при розмиканні ключа SB стрілка відхиляється ліворуч, це свідчитиме про правильно виконану маркіровку затискачів трансформатора струму (полярність).

Рис. 3.1 – Схеми вимірювання опору ізоляції мегомметром

Залежність струму у вторинній обмотці трансформатора струму від прикладеної напруги до затискачів цієї обмотки називається вольтамперною характеристикою. Вольтамперна характеристика дає змогу: встановити наявність коротко замкнутих витків у вторинній обмотці трансформатора струму, підібрати комплект трансформаторів струму для спеціальних захистів і зокрема до диференціального захисту, визначити допустиме навантаження на трансформатор струму.

Рис. 3.2 – Схема перевірки правильності полярності трансформатора

Для зняття вольтамперної характеристики трансформатора струму збирається схема (рис.3.3). На рис. 3.4 показані вольт амперні характеристики, причому криві 1, 2, 3 належать до справних трансформаторів струму, а крива 4 – до трансформатора струму з витковим замикання у вторинній обмотці.

Амперметр А (або міліамперметр) слід брати з малим внутрішнім опором. При знятті характеристики слід виміряти п’ять – сім точок відрахунку по приладах, повільно піднімаючи напругу за допомогою автотрансформатора АТ.

Рис.3.3 – Схема зняття вольтамперної Рис. 3.4 – Вольтамперна

характеристики трансформатора струму характеристика транс-

форматора струму

Кожен трансформатор струму повинен мати табличку із зазначенням заводу – виготовлювача, номера трансформатора струму, номінальних даних, у тому числі даних про допустиме навантаження трансформатора в Омах. Для перевірки допустимого навантаження на трансформатор струму вимірюється опір струмового кола разом із котушками реле, обмотками приладів, тобто повний опір навантаження, яке підімкнуте до затискачів вторинної обмотки трансформатора струму.

Перевірку коефіцієнта трансформації трансформатора струму поєднують з операцією опробування захисту первинним струмом. Перевірка захисту первинним струмом є дуже важливою операцією, яка підтверджує правильність виконання налагоджувальних робіт (перевірка струмових кіл, уставок реле, взаємодія реле у схемі). Для перевірки коефіцієнта трансформації та опробування захисту первинним струмом збирається схема за рис. 3.5. Перевірку коефіцієнта трансформації треба проводити з підімкнутим навантаженням Z до вторинної обмотки трансформатора струму, що випробовується. Опір навантаження ТС не може перевищувати величину, зазначену на табличці ТС.

Для утворення стуму у первинних обмотках ТС може використовуватися при малих первинних струмах ЛАТР і «котельний» трансформатор подібно до схеми рис.3.5, при великих струмах – зварювальний трансформатор, водяний реостат або спеціальний навантажувальний трансформатор(силовий знижуючий).

Рис.3.5 – Схема перевірки коефіцієнта трансформації трансформатора струму

У нашому випадку – автотрансформатор АТ типу РНО та силовий трансформатор Т типу ОСО – 250 напругою 220/12 В потужністю 250 ВА. У досліді I₂ трансформатора Т не повинен перевищувати 30 А. Перевірка проводиться через співставлення показання амперметра, підімкнутого до контрольного трансформатора струму ТА 1, з показаннями амперметра, підімкнутого до трансформатора струму ТА 2, що випробовується. Струм у первинній обмотці трансформатора, що випробовується, визначається помноженням показання амперметра на коефіцієнт трансформації трансформатора струму. Для перевірку достатньо визначити три – п’ять показань: на початку шкали, в середині шкали і в межах номінального вторинного струму (I₂ = 5А).

Після перевірки коефіцієнта трансформації сему не розбирають, а навантажувальним пристроєм піднімають струм до величини, при якій спрацьовує захист. Перед цим випробуванням вмикають масляний вимикач, причому напругу на шинах підстанції має бути знято, роз’єднувач вимкруто і заземлено: оперативна напруга має бути подана на схему.

При спрацьовуванні реле захисту перевіряють дію реле на відмикаючу вимикача, спрацьовування відповідних сигнальних реле, дію звукової та світлової сигналізації. Кола сигналізації, природно, мають перевірятися до зазначеного випробування.

3.4 Зміст звіту

1) Завдання для виконання лабораторної роботи.

2) Отримані дані по кожному дослідженню, представлені у вигляді протоколів.

3) Висновки.

3.5 Контрольні запитання

1. Назвіть основні етапи налагодження і перевірки трансформаторів струму.

2. Поясніть фізичні процеси, що протікають при перевірці правильності маркування трансформаторів струму.

3. Скласти схему для перевірки міцності ізоляції трансформаторів стуму.

4. З якою метою проводиться перевірка трансформаторів струму за вольт- амперною характеристикою (ВАХ)?

5. Чому при знятті ВАХ трансформаторів струму необхідно подавати живлення на вторинну обмотку?

6. Чому при перевірці міцності ізоляції необхідно використовувати два типи мегомметрів?

ПРОТОКОЛ

Випробування трансформаторів струму

«_____» ____________________________20 р.

_______________________________________________________

призначення

1. Камера РУ ___________________________________________________

2. Панель керування № ___________________________________________

3. Панель реле № ________________________________________________

4. Паспортні дані трансформаторів струму

5. Відповідність полярності виводів вторинної обмотки заводській маркіровці __________________________________________________________

________________________________________________________________

6. Принципові схеми:

7. Перевірка опору ізоляції

8. Характеристики намагнічування

9. Висновки

10. Випробування проводили: _______________________________________

_________________________________________________________________

Керівник бригади: _________________________________________________

Лабораторна робота 4

Перевірка і наладка трьохполюсного масляного вимикача

4.1 Мета роботи

Отримати практичні навички виконання основних операцій, які виконуються при наладці, приймально-здавальних випробуваннях і експлуатації трьохполюсних масляних вимикачів типу ВМП-10П (вимикач масляний підвісний з вбудованим пружинним приводом на 10 кВ).

4.2 Загальні відомості

Вимикачем називають електричний апарат, який має два комутаційних положення і призначений для вмикання і вимикання струму.

Вимикач, комутаційні контакти якого розташовані в масляній ванні, називають масляним.

Як ознаку для класифікації масляних вимикачів прийнято метод гасіння дуги і спосіб ізоляції частин, які знаходяться під напругою. Відповідно до цього розрізняють такі види масляних вимикачів:

- масляні малооб’ємні (маломасляні) вимикачі, в яких масло використовують тільки як матеріал, що газогенерує. Для ізоляції части, що знаходяться під напругою, використовують тверді іелектрики;

- масляні багатооб’ємні вимикачі, масло в яких використовують і як матеріал, що газогенерує, і як основний ізоляційний матеріал тих частин вимикача, що знаходяться під напругою.

Вимикачі є основними комутаційними апаратами в електричних установках високої напруги і призначені для комутації кіл струму в будь-яких режимах. Найбільш важкою і відповідальною операцією є відключення короткого замикання. У зв’язку з цим до вимикачів ставлять ряд вимог, основними серед яких є:

- безвідмовність відключення струмів, перевантаження і короткого замикання;

- можливість багаторазового вмикання і вимикання без розрегулювань і пошкоджень окремих вузлів і деталей;

- здатність довгострокового витримування робочих перенапруг;

- здатність витримувати можливі в експлуатації короткочасні перенапруги без пошкождення ізоляції;

- здатність довгостроково пропускати робочий струм без небезпечного нагрівання стумоведучих частин;

здатність витримувати певні механічні навантаження, яки виникають під час нормальних режимів роботи;

- придатність до автоматичного повторного вмикання відразу після вимикання;

- зручність для проведення профілактичних робіт.

В окремих випадках висуваються й інші вимоги, викликані особливими умовами роботи вимикачів або електроустановок, в яких вони встановлені.

Найвищу із стандартних лінійних напруг, за якої гарантується робота вимикача, називають його номінальною напругою.

Вимикачі повинні надійно працювати при напругах, що перевищують номінальну на 10 – 15%. Ця напруга одержала назву максимальної робочої напруги. Величини номінальних і найбільших робочих напруг в основному визначають довжину, ширину і висоту (тобто габарити) вимикача.

Струм, на який вимикач призначений для роботи, називають номінальним струмом. Під час протікання номінального струму по струмоведучих частинах вимикача їх нагрів не повинен перевищувати розрахункової температури: 75⁰ С – для контактів і 90⁰ С – для оголених частин, які знаходяться в маслі. У той же час вимикачі повинні мати достатню електродинамічну і термічну стійкість, тобто у включеному положенні вони повинні витримувати без пошкоджень проходження встановлених для них струмів короткого замикання.

Електродинамічно стійким вважають такий вимикач, внутрішні й зовнішні частини якого витримують встановлені для нього ударні стуми короткого замикання без будь-яких порушень, що перешкоджають подальшій роботі вимикача.

Термічно стійким вважають такий вимикач, струмоведучі частини якого під час протікання через нього струму короткого замикання не нагріваються протягом установленого часу понад допустиму короткочасну температуру нагрівання.

Найважливішим технічним параметром вимикачів, який характеризує їхню вимикаючу здатність, є номінальний струм відключення. Номінальним струмом відключення називають найбільший струм короткого замикання (діюче значення), який вимикач спроможний відключити за напруги, рівної найбільшій робочій напрузі при заданих умовах відновлення напруги і заданому циклі операцій.

Відключаючу здатність вимикачів характеризує також номінальна потужність відключення, яка залежить від номінального струму відключення робочої напруги мережі:

.

Справність вимикачів характеризують такі параметри, як власний час відключення, швидкість включення і відключення, неодночасність включення контактів різних полюсів і т.п.

Принцип роботи масляних вимикачів заснований на тому, що виникаюча між контактами дуга у процесі відключення ставиться в умови тісної взаємодії з маслом – активним дугогасником. Це забезпечує ефективне охолоджєння дуги в потоці газопарового середовища, яке утворюється самою дугою за рахунок випару і розкладанню масла.

Енергія, яка виділяється в дузі масляних вимикачів, витрачається на:

– розкладання і рух масла (близько 28%);

– нагрівання і випар масла (близько 9%);

– розширення і нагрів газів і парів (близько 40%);

– тепловіддачу (близько 11%);

– механічну деформацію бака (близько 5%).

Через відносну складність масляних вимикачів і роботу у важких умовах відключення робочих і аварійних струмів пояснюють найбільшу пошкоджуваність цих апаратів. На масляні вимикачі припадає до 50% всіх пошкоджень елементів розподільних пристроїв. Статистичні дані дозволяють характеризувати розподіл пошкоджень вимикачів (таблиця 4.1).