УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ МЕЖВИТКОВЫХ ЗАМЫКАНИЙ В ОБМОТКАХ СИЛОВОГО ТРАНСФОРМАТОРА
DEVICE FOR DIAGNOSTICS OF INTERTURN SHORT-CIRCUITS IN POWER TRANSFORMER WINDINGS

Изобретение относится к устройству для диагностики состояния изоляции трансформаторов, в частности для диагностики силовых трансформаторов 6-10/0,4 кВ любой мощности на наличие межвитковых замыканий в обмотках трансформатора.
Известна газовая защита (Андреев В.А. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения - М.: Высш. шк., 2006. С 490-492), содержащая газовое реле, которое при возникновении электрической дуги, вызванной межвитковым замыканием обмотки и приводящей к вскипанию масла в трансформаторе, подает сигнал на отключение трансформатора.
Недостатком данного устройства является то, что оно срабатывает только при больших токах межвитковых замыканий, когда выгорает значительная часть обмотки, и не может выявить межвитковое замыкание на ранних стадиях развития. Кроме того, данное устройство не устанавливается на современных силовых герметичных трансформаторах типа ТМГ, так как в последних отсутствует расширительный бак, в котором это устройство устанавливается.
Наиболее близким аналогом, взятым в качестве прототипа, является устройство по патенту №2250474, МПК G01R 31/02, «Способ диагностирования состояния изоляции трансформаторов с трехстержневой конструкцией». Устройство содержит измерительный блок, соединенный с силовым трансформатором, генератор импульсов, подключенный к фазе обмотки низкого напряжения трансформатора, измерительный шунт, подключенный между началами фазных обмоток высокого напряжения, расположенных на крайних стержнях, и сердечником трансформатора, а измерительный блок, представляющий собой устройство для измерения тока, подключен к шунту.
Недостатком устройства является сложность конструкции, поскольку устройство, кроме измерительного блока, дополнительно содержит генератор импульсов и измерительный шунт. Кроме того, использование данного устройства является трудоемким, поскольку перед измерением необходимо отключить трансформатор со стороны высокого напряжения, отсоединить входные зажимы трансформатора от питающей линии, а затем необходимо подключить шунт с высокой стороны трансформатора и измерительный блок, и исследовать каждую фазу трансформатора поочередно с последующим расчетами по приведенным в описании прототипа формулам.
Задача изобретения - упрощение процесса измерения и конструкции измерительного устройства, выявление межвитковых замыканий на ранней стадии развития на месте эксплуатации силового трансформатора.
Задача решается тем, что устройство для диагностики межвитковых замыканий в обмотках силового трансформатора, содержащее измерительный блок, соединенный с силовым трансформатором, в отличие от прототипа устройство соединено с силовым трансформатором со стороны низшего напряжения через трехполюсный автомат и содержит заведомо неповрежденный трансформатор, последовательно соединенный через трехполюсный автомат с согласующим трансформатором, а также диоды, регулировочные реостаты и фильтры, последовательно соединенные между собой, через которые проводники силового и согласующего трансформаторов соединены с заземляющим проводником, а в качестве измерительного блока используют приборы для измерения разности потенциалов между двумя точками, расположенными между регулировочными реостатами и фильтрами одноименных фаз силового и заведомо неповрежденного трансформаторов.
Технический результат, а именно, упрощение процесса измерения, достигается за счет того, что измерение производится без отключения трансформатора со стороны высокого напряжения (отключаются только потребители со стороны низкого напряжения трансформатора). Измерение производится на холостом ходу трансформатора.
В данном устройстве диоды нужны для выпрямления переменного напряжения в постоянное напряжение, так как гальванометры работают только на постоянном напряжении. С помощью регулировочных реостатов устройство настраивают при первом подключении к силовому трансформатору, который еще ни разу не работал под нагрузкой. Последующая регулировка при дальнейших плановых подключениях устройства не требуется. А фильтры сглаживают пульсации в постоянном токе.
Упрощение устройства достигается за счет того, что в нем отсутствует генератор импульсов, а в качестве заведомо неповрежденного трансформатора обычно используют имеющийся в комплекте трансформаторной подстанции измерительный трансформатор напряжения. В качестве приборов для измерения разности потенциалов используют гальванометры.
На чертеже представлена схема устройства для диагностики межвитковых замыканий в обмотках силового трансформатора. Устройство подключено через трехполюсный выключатель 9 к испытуемому силовому трансформатору 6-10/0,4 кВ 1 со стороны выводов обмоток низкого напряжения a, b, c. К силовому трансформатору 1 подано напряжение со стороны питающей линии на выводы обмоток высокого напряжения А, В, С. К этим же выводам подключен заведомо неповрежденный трансформатор 2, в качестве которого используем измерительный трансформатор напряжения. С помощью трехполюсного автомата 10 согласующий трансформатор 3 подключается к измерительному трансформатору напряжения 2. Через последовательно соединенные диоды 4, регулировочные реостаты 5 и фильтры 6, проводники силового 1 и согласующего 3 трансформаторов соединены с заземляющим проводником 8. В качестве измерительного блока 7 используют приборы (гальванометры) для измерения разности потенциалов между двумя точками, расположенными между регулировочными реостатами 5 и фильтрами 6 одноименных фаз силового трансформатора 1 и измерительного трансформатора напряжения 2.
Устройство для диагностики работает следующим образом.
Перед диагностикой силового трансформатора 1, от него отключают потребителей (нагрузку). Затем к силовому трансформатору подключают последовательно соединенные диоды 4, регулировочные реостаты 5 и фильтры 6 с помощью трехполюсного автомата 9. Одновременно с трехполюсным автоматом 9 включают трехполюсный автомат 10 для подключения согласующего трансформатора 3, последовательно соединенного с диодами 4, регулировочными реостатами 5 и фильтрами 6, с измерительным трансформатором напряжения 2. Если после подключения трехполюсных автоматов 9 и 10 стрелка какого-либо гальванометра 7 отклонилась от нулевого положения, то это отклонение сигнализирует о межвитковом замыкании в одной из фаз силового трансформатора 1.
Малая стоимость устройства позволяет использовать его в качестве штатного комплектующего устройства трансформаторной подстанции (т.е. не демонтировать его после окончания измерений), что еще более упрощает его использование и процесс измерения. При плановом осмотре подстанции достаточно для осуществления диагностики отключить нагрузку и включить измерительный блок. Отклонение стрелки любого из трех гальванометров будет свидетельствовать о наличии межвитковых замыканий.
Устройство для диагностики позволит выявить межвитковое замыкание силового трансформатора на ранней стадии развития, что позволяет более слаженно и грамотно скоординировать действия обслуживающей организации с ремонтной организацией. Также диагностика может производиться на месте эксплуатации трансформатора без демонтажа и доставки на испытательную лабораторию, что обуславливает его малую трудоемкость.