Инструкция по проверке трансформаторов напряжения и их вторичных цепей

Общие сведения. Трансформаторы напряжения служат для преобра­зования высокого напряжения в низкое стандартных значений (100, 100/?З, 100/3В), используемое для питания измерительных приборов и различных реле управления, защиты и автоматики. Они так же, как и трансформаторы тока, изолируют (отделяют) измерительные при­боры и реле от высокого напряжения, обеспечивая безопасность их обслуживания.

По принципу устройства, схеме включения и особенностям работы электромагнитные трансформаторы напряжения мало чем отли­чаются от силовых трансформаторов. Однако по сравнению с послед­ними мощность их не превышает десятков или сотен вольт-ампер. При малой мощности режим работы трансформаторов напряжения прибли­жается к режиму холостого хода. Размыкание вторичной обмотки трансформатора напряжения не приводит к опасным последствиям.

На напряжении 35 кВ и ниже трансформаторы напряжения, как правило, включаются через предохранители для того, чтобы при повре­ждении трансформатора напряжения он не стал причиной развития аварии. На напряжении 110кВ и выше предохранители не устанавливают­ся, так как согласно имеющимся данным повреждения таких трансфор­маторов напряжения происходят редко.

Включение и отключение трансформаторов напряжения произво­дится разъединителями.

Для защиты трансформатора напряжения от тока короткого замы­кания во вторичных цепях устанавливаются съемные трубчатые предо­хранители или автоматические выключатели максимального тока. Предохранители устанавливаются в том случае, если трансформатор напряжения не питает быстродействующих защит, так как эти защиты могут ложно подействовать при недостаточно быстром перегорании плавкой вставки. Установка же автоматов обеспечивает эффективное срабатывание специальных блокировок, выводящих из действия от­дельные виды защит при обрыве цепей напряжения.

Для безопасного обслуживания вторичных цепей в случае пробоя изоляции и попадании высокого напряжения на вторичную обмотку один из зажимов вторичной обмотки или нулевая точка присоединяется к заземлению. В схемах соединения вторичных обмоток в звезду наибо­лее часто заземляется не нулевая точка, а начало обмотки фазы b. Это объясняется стремлением сократить на 1/3число переключающих кон­тактов во вторичных цепях, так как заземленная фаза может подаваться на реле помимо рубильников и вспомогательных контактов разъедини­телей.

При использовании трансформаторов напряжения для питания опе­ративных цепей переменного тока допускается заземление нулевой точки вторичных обмоток через пробивной предохранитель, что вызывается необходимостью повышения уровня изоляции оперативных цепей.

На время производства работ непосредственно на трансформаторе напряжения и его ошиновке правилами безопасности предписывается со­здание видимого разрыва не только со стороны ВН, но также и со сто­роны вторичных цепей, чтобы избежать появления напряжения на пер­вичной обмотке за счет обратной трансформации напряжения от вторичных цепей, питающихся от какого-либо другого трансформатора напряжения. Для этого во вторичных цепях трансформатора напряже­ния устанавливаются рубильники или используются съемные предохра­нители. Отключение автоматов, а также разрыв вторичных цепей вспо­могательными контактами разъединителей не обеспечивает видимого разрыва цепи и поэтому считается недостаточным.

Особенности конструкции. На подстанциях находят применение как однофазные, так и трехфазные двух- и трехобмоточные трансформа­торы напряжения. Это главным образом масляные трансформаторы на­пряжения, магнитопроводы и обмотки которых погружены в масло. Масляное заполнение бака или фарфорового корпуса предохраняет от увлажнения и изолирует обмотки от заземленных конструкций. Оно играет также роль охлаждающей среды.

В закрытых распределительных устройствах до 35кВ успешно ис­пользуются трансформаторы напряжения с литой эпоксидной изоля­цией. Они обладают рядом существенных преимуществ по сравнению с маслонаполненными при установке в комплектных распределительных устройствах.

На подстанциях 110 - 500кВ применяются каскадные трансформа­торы напряжения серии НКФ. В каскадном трансформаторе напряжения обмотка ВН делится на части, размещаемые на разных стержнях одного или нескольких магнитопроводов, что облегчает ее изоля­цию. Так, у трансформатора на­пряжения типа НКФ-110 обмотка ВН разделена на две части (сту­пени), каждая из которых разме­щается на противоположных стержнях двухстержневого магнитопровода (рис. 4.1,а). Магнитопровод соединен с серединой об­моткиВН и находится по отно­шению к земле под потенциаломU_ф /2, благодаря чему обмоткаВН изолируется от магнитопровода только наU_ф /2, что существенно уменьшает размеры и массу трансформатора.

Ступенчатое исполнение усложняет конструкцию трансформатора. Появляется необходимость в дополнительных обмотках. Показанная на рис. 4.1выравнивающая обмоткаП предназначена для равномерного распределения мощности, потребляемой вторичными обмотками, по обеим ступеням.

Каскадные трансформаторы напряжения на 220кВ и выше имеют два и более магнитопровода (рис. 4.1,б).Число магнитопроводов обыч­но вдвое меньше числа ступеней каскада. Для передачи мощности с об­моток одного магнитопровода на обмотки другого служат связующие обмоткиР. Вторичные обмотки у трансформаторов напряжения серии НКФ располагаются вблизи заземляемого концаХ обмоткиВН, имею­щего наименьший потенциал относительно земли.

Наряду с обычными электромагнитными трансформаторами напря­жения для питания измерительных приборов и релейной защиты приме­няются емкостные делители напряжения. Они получили распростра­нение на линиях электропередачи напряжением 500кВ и выше. Принципиальная схема емкостного делителя напряжения типа НДЕ-500 приведена на рис. 4.2.Напряжение между конденсаторами распреде­ляется обратно пропорционально емкостямU₁ /U₂ =C₂ /C₁, гдеC₁ и С₂ —емкости конденсаторов;U₁ иU₂— напряжения на них. Подбором емкостей добиваются получения на нижнем конденсаторе С₂ некоторой требуемой доли общего напряженияU_ф. Если теперь к конденсатору С₂ подключить понижающий трансформатор Т, то последний будет вы­полнять те же функции, что и обычный трансформатор напряжения.

Емкостный делитель напряжения типа НДЕ-500 состоит из трех конденсаторов связи типа СМР-166/?3-0,014 и одного конденсатора отбора мощности типа ОМР-15-0,107.Первичная обмотка трансформа­тораТ рассчитана на напряжение 15кВ. Она имеет восемь ответвлений для регулирования напряжения. Заградитель 3 препятствует ответвле­нию токов высокой частоты в трансформаторТ во время работы высо­кочастотной связи, аппаратура которой подключается к конденсаторам через фильтр присоединенияФП. РеакторР улучшает электрические свойства схемы при увеличении нагрузки. Балластный фильтр или рези­сторR служит для гашения феррорезонансных колебаний во вторичной цепи при внезапном отключении нагрузки.

Схемы включения. Однофазные и трехфазные трансформаторы на­пряжения включаются по схемам, приведенным на рис. 4.3.Два двухоб­моточных трансформатора напряжения могут быть включены на ме­ждуфазное напряжение по схеме открытого треугольника (рис. 4-3,а). Схема обеспечивает получение симметричных линейных напряженийU_ab U_bc ,U_ca и применяется в установках 6 - 35кВ. Вторичные цепи защищаются двухполюсным автоматическим выключателемА, при срабатывании которого подается сигнал о разрыве цепей напряжения. Последовательно с автоматическим выключателем установлен двух­полюсный рубильникР, создающий видимый разрыв вторичной цепи. По условиям безопасности на шинках вторичного напряжения заземлена фазаb. Рубильники и автоматы размещаются в шкафах вблизи трансформаторов напряжения.

Три однофазных двухобмоточных трансформатора напряжения мо­гут быть соединены в трехфазную группу по схеме звезда -звезда с за­землением нейтралей обмоток ВН и НН (рис. 4.3,б).Схема позволяет включать измерительные приборы и реле на линейные напряжения и напряжения фаз по отношению к земле. В частности, такая схема ис­пользуется для включения вольтметров контроля изоляции в сетях на­пряжением до 35кВ, работающих с изолированной нейтралью. Вто­ричные цепи защищены трубчатыми предохранителямиП во всех трех фазах, так как заземлена не фаза, а нейтраль вторичной обмотки.

Трехфазный трехстержневой двухобмоточный трансформатор на­пряжения (типа НТМК), включенный по схеме на рис. 4.3, в использует­ся для измерения линейных и фазных напряжений в сетях 6 - 10кВ. Од­нако он не пригоден для измерения напряжения по отношению к земле, так как для этого необходимо заземление нейтрали первичных обмоток, а оно отсутствует.

На рис. 4.3,г показана схема включения трехфазного трехобмоточного трансформатора напряжения типа НТМИ, предназначенного для сетей 6 - 10 кВ, работающих с изолированной (или компенсированной) нейтралью. Трансформаторы напряжения типа НТМИ изготовляются групповыми, т. е. состоящими из трех однофазных трансформаторов. В эксплуатации находятся также трехфазные трехобмоточные трансфор­маторы напряжения старой серии, которые выпускались с бронестержневыми магнитопроводами (три стержня и два боковых ярма). Ос­новные вторичные обмотки защищены трехполюсными автоматически­ми выключателями А. Вспомогательные контакты автоматических выключателей используются для сигнализации о разрыве цепей напряжения и блокировки защит минимального напряжения и АРВ. Дополни­тельные вторичные обмотки, соединенные в разомкнутый треугольник, обычно служат для сигнализации о замыкании фазы на землю. К зажи­мам этой обмотки непосредственно подключаются только реле повы­шения напряжения, поэтому в этой цепи отсутствует рубильник. При не­обходимости провод от начала дополнительной обмотки а_д может заводиться через четвертый нож рубильника Р. Таким же образом со­единяются в трехфазные группы и однофазные трехобмоточные транс­форматоры напряжения ЗНОМ в сетях 6 - 35 кВ.

Однофазные трансформаторы напряжения 110 - 330кВ серии НКФ наиболее часто включаются по схеме, показанной на рис. 4.4. К сборным шинам указанные трансформаторы напряжения присоеди­няются разъединителями без предохранителей. В цепях основной и до­полнительной обмоток предусмотрены рубильникиР₁ иР₂ для отклю­чения трансформатора напряжения от шин вторичного напряжения при переводе питания их от другого трансформатора напряжения. От ко­роткого замыкания вторичные цепи защищены тремя автоматическими выключателями:A₁,A₂ и A₃. В проводе от зажима на шинен (3U_о ) ав­томат не установлен, поскольку в нормальном режиме работы на зажи­мах дополнительной обмотки отсутствует рабочее напряжение. Исправ­ность же цепей 3U_о периодически контролируется измерением напряже­ния небаланса. При исправной цепи измеряемое напряжение 1 - 3В, а при нарушении цепи показание вольтметра пропадает. Подключение прибора производится кратковременным нажатием кнопки. Шинаи ис­пользуется при проверках защит от замыканий на землю, получающих питание от цепи 3U_о .

Схемы включения трансформаторов напряжения 500кВ и выше не­зависимо от их типа (каскадные или с емкостным делителем) мало от­личаются от рассмотренной. Нет отличий и в оперативном обслужива­нии вторичных цепей.

Контроль исправности вторичных цепей основной обмотки в ряде случаев производится при помощи трех реле минимального напряже­ния, включенных на междуфазные напряжения. При отключении авто­мата (сгорании предохранителя) эти реле подают сигнал о разрыве це­пи. Более совершенным является контроль с использованием комплект­ного реле, подключаемого к шинам вторичного напряжения (рис. 4.5). РелеРН1 включено на три фазы фильтра напряжения обратной после­довательностиФНОП. Оно срабатывает при нарушении симметрии ли­нейных напряжений (обрыв одной или двух фаз). При размыкании его контактов срабатывает релеРН, подающее сигнал о разрыве цепи на­пряжения. РелеРН срабатывает также и при трехфазном (симметрич­ном к.з.), когда релеPH1 не работает. Таким образом обеспечивается подача сигнала во всех случаях нарушения цепей напряжения со сто­роны как НН, так и ВН. Устройство действует с выдержкой времени, превышающей время отключения к.з. в сети ВН, чтобы исключить подачу ложного сигнала.

Блокировка защит при повреждениях в цепях напряжения подает сигнал о появившейся неисправности и выводит из действия (блокирует) те защиты, которые могут при этом ложно сработать, лишившись на­пряжения. Напряжение исчезает полностью или искажается по величине и фазе при перегорании предохранителей, срабатывании автоматов или обрыве фаз. Устройства блокировок выпускаются промышленностью в виде комплектных реле, которыми снабжаются отдельные панели ре­лейной защиты.

Переключение питания цепей напряжения с одного трансформатора напряжения на другой предусматривается на подстанциях, имеющих две секции или системы шин и более, а также при установке трансформато­ров напряжения на вводах линий. Переключение может производиться вручную при помощи рубильников (ключей) или автоматически —вспо­могательными контактами разъединителей либо контактами реле по­вторителей, управляемых в свою очередь вспомогательными контакта­ми разъединителей или выключателей. Обычно переключаются сразу все цепи напряжения электрической цепи и только иногда переключаю­щие рубильники устанавливаются на панелях отдельных комплектов за­щит и автоматики.

На рис. 4.6показаны возможные схемы переключения цепей напря­жения на подстанциях с двойной системой шин. На линиях дальних передач 500 кВ и выше трансформаторы напряжения устанавливаются непосредственно на вводе линии. Питание цепей напряжения реле и при­боров каждой линии производится от приключенного к ней трансфор­матора напряжения.

На рис. 4.7приведена схема первичных соединений подстанции 500 кВ и схема вторичных цепей трансформаторов напряженияТН1-ТНЗ. В случае выхода из строя одного из трансформаторов напряжения (до­пустим,ТН1> возникает необходимость переключения питания обмоток реле и приборов линииЛ1 от другого трансформатора напряжения. Для этого рубильникиР1 илиР2 поочередно ставят в положениеДру­гие ТН, а рубильникамиРЗ илиР4 соответственно подают питание от трансформатора напряженияТН2 илиТНЗ. Очередность переключения рубильников определяется местными инструкциями, так как это связано с обеспечением надежности работы блокировок линейных защит. Одно­временное отключение рубильниковР1 иР2 (основной и дополнитель­ной обмоток) может привести к отказу некоторых видов блокировок и ложному отключению линии.

Обслуживание трансформаторов напряжения и их вторичных цепей оперативным персоналом заключается в надзоре за работой самих трансформаторов напряжения и контроле за исправностью цепей вто­ричного напряжения. Надзор за работой производится во время осмо­тров оборудования. При этом обращают внимание на общее состояние трансформаторов напряжения: наличие в них масла, отсутствие течей и состояние резиновых прокладок; отсутствие разрядов и треска внутри трансформаторов напряжения; отсутствие следов перекрытий на по­верхности изоляторов и фарфоровых покрышек; степень загрязненности изоляторов; отсутствие трещин и сколов изоляции, а также состояние армировочных швов. При обнару­жении трещин в фарфоре трансформатор напряжения должен быть отключен и подвергнут де­тальному осмотру и испытанию.

Трансформаторы напряжения 6 - 35кВ с небольшим объемом масла не имеют расширителей и маслоуказателей. Масло в них не доливается до крышки на 20 - 30мм. И это пространство над поверхностью масла выполняет роль расширителя. Обнаружение следов вытекания масла из таких транс­форматоров напряжения требует срочного вывода их из работы, проверки уровня масла и устранения течи.

При осмотрах проверяют состояние уплотнений дверей шкафов вторичных соединений и отсутствие щелей, через которые может про­никнуть снег, пыль и влага; осматриваются рубильники, предохраните­ли и автоматические выключатели, а также ряды зажимов.

В эксплуатации необходимо следить за тем, чтобы плавкие вставки предохранителей были правильно выбраны. Надежность действия пред­охранителей обеспечивается в том случае, если номинальный ток плав­кой вставки меньше в 3 - 4раза тока к.з. в наиболее отдаленной от трансформатора напряжения точке вторичных цепей. Ток к.з. должен измеряться при включении трансформатора напряжения в работу или определяться расчетом. Набор предохранителей на соответствующие токи должен всегда храниться в шкафах вторичных соединений.

На щитах управления и релейных щитах необходимо систематиче­ски контролировать наличие напряжения от трансформатора напряже­ния по вольтметрам и сигнальным устройствам (табло, сигнальные лампы, звонок). В нормальном режиме работы реле защиты и автома­тики должны получать питание от трансформатора напряжения той си­стемы шин, на которую включена данная электрическая цепь. При про­изводстве оперативных переключении необходимо соблюдать устано­вленную последовательность операций не только с аппаратами высокого напряжения, но и с вторичными цепями напряжения, чтобы не лишить напряжения устройства защиты и автоматики.

В случае исчезновения вторичного напряжения вследствие перегора­ния предохранителей НН их следует заменить, а отключившиеся авто­матические выключатели —включить, причем первыми должны восста­навливаться цепи основной обмотки, а потом —дополнительной. Если эти операции окажутся неуспешными, должны приниматься меры к бы­стрейшему восстановлению питания защит и автоматики от другого трансформатора напряжения согласно указаниям местной инструкции.

К замене перегоревших предохранителей ВН приступают после вы­полнения необходимых в этом случае операций с устройствами тех за­щит, которые могут сработать на отключение электрической цепи. Без выяснения и устранения причины перегорания предохранителей ВН установка новых предохранителей не рекомендуется.

Проверка трансформаторов напряжения

Для уменьшения числа отключений жил кабелей рекомендуется следующий порядок работ. После внешнего осмотра отключаются кабели от выводов вторичных обмоток трансформаторов напряжения и проводятся испытания - определение однополярных выводов (при необходимости) и сопротивления КЗ. Затем снимают заземления и, не подключая кабели к трансформатору, проверяют схему и маркировку вторичных цепей, измеряют сопротивления изоляции, испытывают электрическую прочность изоляции, определяют сопротивления вторичных цепей, проверяют автоматические выключатели и вспомогательную аппаратуру. После этого к трансформатору подключают кабели и полностью восстанавливают разобранную схему вторичных цепей по заранее проверенной маркировке.
Выполненная маркировка должна полностью совпадать с маркировкой на монтажных и принципиальных схемах. При необходимости (в зависимости от местных условий) в схемы или в выполненную маркировку вносятся исправления.
Особое внимание следует обратить на маркировку кабелей с жилами большого сечения и различных шин, для которых обычно применяемые для вторичных цепей бирки непригодны. В зависимости от местных условий маркировку наносят устойчивой краской непосредственно на изоляцию жилы, или на шину, или же на пластинки из токонепроводящих водостойких материалов (текстолита, гетинакса, оргстекла и т. п.), привязываемые к жилам и шинам.
Одновременно с проверкой маркировки жил необходимо проверить и сверить с кабельным журналом маркировку кабелей.
Проверку маркировки производят по всем цепям от выводов вторичных обмоток трансформаторов напряжения до зажимов выводов панелей релейной защиты, автоматики, измерительных приборов, реле-повторителей или шинок на щите.

Надежность работы вспомогательных контактов необходимо проверять многократным включением и отключением разъединителя. Тяги между валом вспомогательных контактов и валом разъединителя
должны регулироваться так, чтобы при отключении разъединителя вспомогательные контакты размыкались, как только его ножи выйдут из губок. При включении разъединителя вспомогательные контакты должны замыкаться, когда нож подходит к губкам, но еще не касается их. Дополнительно проверяется, что ход ножа в губках обеспечивает достаточный запас по углу поворота вала вспомогательных контактов на замыкание с учетом возможных отклонений от отрегулированного положения.
При наладке цепей напряжения трансформатора подают оперативный ток на вспомогательные контакты разъединителей и проверяют правильность работы реле-повторителей при всех положениях разъединителей.

Измерение сопротивления изоляции вторичных цепей трансформаторов напряжения необходимо производить мегаомметром на 1000 В. В соответствии с «Объемом и нормами испытаний электрооборудования» сопротивление изоляции относительно земли должно быть не менее 1 МОм для полной схемы вторичных цепей каждого трансформатора. Обмотки трансформатора при этом подключают к вторичным цепям.
Сопротивление изоляции относительно земли следует определять для полностью собранной схемы с подключенными обмотками трансформатора напряжения, со всеми включенными реле и приборами, при всех положениях аппаратов, переключающих цепи напряжения с одного трансформатора на другой.

Испытание электрической прочности изоляции вторичных цепей трансформаторов напряжения также следует проводить согласно «Объему и нормам испытания электрооборудования».
При испытаниях изоляции вторичных цепей трансформаторов напряжения у реле и измерительных приборов, у которых обмотки тока и напряжения расположены на одном каркасе, токовые обмотки отключают от своих цепей и соединяют временно с обмотками напряжения.
На время указанных испытаний кабели отключают от шин щита или панелей устройств защиты и автоматики. После испытания схема полностью восстанавливается, и должно быть повторно проверено сопротивление изоляции полностью собранной схемы относительно земли.

Перед измерениями необходимо отключить заземляющие провода от вторичных цепей и восстановить заземления после окончания измерений.
Измерения следует производить методом амперметра и вольтметра на переменном токе (рис. 1). Вызвано это тем, что индуктивное сопротивление кабелей больших сечений, особенно медных, соизмеримо с активным. Например, активное сопротивление медного кабеля сечением 95 мм2 примерно равно 0,2 Ом/км, а индуктивное - 0,08 Ом/км, или около 40 % активного. Кроме того, велико индуктивное сопротивление расцепителей автоматических выключателей. Место установки закоротки выбирается по местным условиям. Все вторичные цепи целесообразно разбить на несколько участков и измерять сопротивления по участкам, например, от трансформатора напряжения до шинок щита управления, от шинок до панелей и т. д.

Рис. 1. Схема измерения сопротивления вторичных цепей трансформатора напряжения
Основное требование следующее. В измеряемую цепь должны входить все составные элементы схемы: переходные сопротивления контактов, кабели, расцепители выключателей, предохранители, шинки, рубильники, вспомогательные контакты. Это вызвано тем, что по сравнению с сопротивлением жил кабелей сопротивление этих элементов велико, а расчетная чувствительность защиты от КЗ в этих цепях часто бывает недостаточной.
Для цепей обмоток, соединенных в звезду, следует измерять сопротивления каждой пары фаз и каждой фазы и нулевого провода. По этим данным вычисляется среднее значение сопротивления каждой фазы и нулевого провода. Для цепей разомкнутого треугольника следует измерять попарно сопротивления между жилами НИ, ФК, НК, ИФ и вычислять среднее сопротивление каждой жилы. Следует учитывать, что часто применяются четырехжильные кабели с разным сечением жил.
Класс точности приборов должен быть не ниже 0,5.

Проверку совпадения маркировки вторичных цепей с обозначениями фаз первичной стороны рекомендуется производить пофазной подачей напряжения на каждую фазу. Если на первичной стороне имеются однополюсные разъединители или предохранители, (например, в КРУ и КРУН 6-10 кВ), то пофазная подача напряжения выполняется с их помощью. При трехполюсных разъединителях и отсутствии предохранителей (РУ напряжением 35 кВ и выше) проверка совпадения маркировки выполняется с помощью векторных диаграмм.
В некоторых случаях вместо нормального рабочего напряжения эту проверку удобнее выполнить подачей на первичные обмотки напряжения от постороннего источника, например от сети 380 В. Для трансформаторов типа НДЕ это напряжение следует подавать на трансформаторное устройство. При такой подаче напряжения надо заранее подсчитать значение вторичного напряжения и подобрать вольтметр на малые пределы измерения.
Для трансформаторов напряжения генераторов все проверки рабочим напряжением необходимо производить при подъеме напряжения с нуля.
Вольтметром должны быть измерены напряжения на всех кабелях, приходящих от трансформаторов на сборку выводов, по его показаниям определена фаза, находящаяся под напряжением, и сверены между собой ее обозначения на первичной и вторичной сторонах. При необходимости маркировка исправляется.
После проверки маркировки вольтметром должны быть измерены напряжения всех вторичных обмоток трансформаторов, выведенных на сборку или в ящик. При правильном включении вторичных обмоток в звезду с нулем все линейные напряжения равны между собой, все фазные напряжения равны между собой и в √2 раз меньше линейных. При правильном включении вторичных обмоток в разомкнутый треугольник равны между собой все фазные (они же линейные) напряжения. Напряжение на выводах разомкнутого треугольника должно быть равно нулю, практически же оно обычно составляет несколько вольт (напряжение небаланса).
Фазоуказателем, например, ФУ-2, должно быть проверено чередование фаз. Заземленная фаза в подключается к выводу В или П фазоуказателя; к выводам А и С подключаются соответственно фазы а и с; если диск фазоуказателя вращается правильно (по стрелке на диске), то чередование фаз - А, В, С в соответствии с обозначениями выводов фазоуказателя.
Наиболее часто встречающиеся ошибки в схемах соединений и способы определения их по показаниям вольтметра показаны в табл. 1. К классу точности вольтметра особые требования не предъявляются, удобнее пользоваться универсальными приборами.
Таблица 1 Проверка правильности сборки схем трансформаторов напряжения

Следует учитывать, что при неправильной сборке схемы, например, разомкнутого треугольника, вольтметр может оказаться под напряжением примерно 200 В. Поэтому все измерения надо начинать на пределе измерения 300 В и лишь при правильно собранной схеме переходить на меньшие пределы измерений.
Значительное напряжение на выводах разомкнутого треугольника при правильной сборке схемы может быть вызвано следующими причинами:
несимметрией первичных фазных напряжений. Определяется по вторичным фазным напряжениям обмоток, включенных по схеме звезды. Необходимо учитывать, что в сетях с изолированной нейтралью несимметрия первичных фазных напряжений за счет неодинаковой емкости относительно земли разных фаз и отсутствия транспозиции может быть очень велика;
насыщением стали сердечников трансформаторов напряжения, которое определяется осциллоскопом по форме кривой напряжения небаланса. Обычно проявляется при первичном напряжении, превышающем номинальное напряжение трансформатора. При насыщении стали в напряжении небаланса преобладают третьи гармонические составляющие;
различными наводками от посторонних магнитных полей.
Наводки обычно появляются лишь при значительной нагрузке соседних присоединений. Они определяются по осциллоскопу и измерением небаланса двумя вольтметрами: с большим сопротивлением (не менее 1000 Ом на 1 В шкалы) и малым. Из-за малой мощности наводок напряжение небаланса от них при измерении вольтметром с большим сопротивлением значительно выше, чем при измерении низкоомным вольтметром. Поэтому измерение напряжения небаланса рекомендуется производить низкоомным вольтметром.
Обычно при подключении нормальной нагрузки небаланс от наводок резко уменьшается. Устранение причин появления небаланса, как правило, невозможно; определение его производится для учета значения и причины его появления при настройке уставок релейной защиты, например защиты от замыканий на землю в сетях с изолированной нейтралью.
После проверки схемы соединений обмоток трансформатора напряжения необходимо построить потенциальную диаграмму схемы разомкнутого треугольника. Для этого у однофазных трехобмоточных трансформаторов напряжения должны быть вольтметром измерены напряжения между всеми фазами и нулем обмотки, соединенной в звезду, и каждым выводом разомкнутого треугольника. Для этого необходимо объединить в одной точке обмотки, соединенные в звезду и разомкнутый треугольник. Обычно это обеспечивается заземлениями вторичных обмоток.

Рис. 25. Построение потенциальной диаграммы обмоток трансформаторов напряжения, соединенных в разомкнутый треугольник
В произвольном масштабе (удобен масштаб 1 В = 1 мм) строится диаграмма напряжений обмоток, соединенных в звезду. На диаграмме совмещаются заземленные точки обеих обмоток.
Из концов векторов звезды радиусом в принятом масштабе, равным измеренному напряжению между этим выводом и выводами разомкнутого треугольника, проводятся дуги. Точка их пересечения является началом векторов напряжений обмоток, соединенных в разомкнутый треугольник. Пример построения этой диаграммы приведен на рис. 25. Для остальных выводов построение выполняется аналогично.
Для построения достаточно двух измерений, третье - контрольное. Возможны случаи, когда из-за ошибок в измерении первичного напряжения и прочих причин три дуги не пересекаются в одной точке, а образуют треугольник. В этом случае за начало вектора принимается центр треугольника. По потенциальной диаграмме проверяется правильность сборки схемы разомкнутого треугольника.
Д ля трехфазных трансформаторов напряжения построение такой диаграммы невозможно, положение вектора 3U0 для них определяется имитацией однофазного замыкания на землю.
После построения потенциальной диаграммы обязательно определяется действующее значение и положение вектора 3U0 имитацией однофазного замыкания на землю. Необходимо убедиться в том, что сумма векторов напряжения U, и U. однофазных трансформаторов напряжения в нормальном режиме U совпадает с вектором 3U0 при замыкании на землю фазы А.
Поскольку при проверке направленных защит от замыканий на землю невозможно создать реальное замыкание на землю вместо действительного напряжения 3 UQ к реле направления мощности, пи- 84
тающихся от однофазных трансформаторов напряжения, временно подается напряжение U. Для этого от реле отключается вывод Н, а вместо него подключается вывод И.
Для защит, питающихся от трехфазных трансформаторов напряжения, такой способ проверки невозможен, для их проверки напряжение 3 U0 создается имитацией однофазного замыкания на землю.
Имитация однофазного замыкания на землю обязательна для всех трансформаторов напряжения, от которых питаются направленные защиты от замыканий на землю. Для трехфазных трансформаторов это единственный способ проверки правильности сборки цепей 3 U0. Для однофазных трансформаторов не все ошибки в сборке схемы разомкнутого треугольника обнаруживаются снятием и построением потенциальной диаграммы.
Для однофазных трехобмоточных трансформаторов напряжения имитацию однофазного замыкания следует выполнять отключением от вывода хд и соединением с выводом ад конца кабеля от фазы А к сборке зажимов (рис. 2, а). Затем на все фазы трансформаторов подается нормальное напряжение, снимается и строится потенциальная диаграмма (рис. 3, а).
Для трехфазных трансформаторов этот способ неприменим, поэтому для них имитацию однофазного замыкания следует выполнять отключением и замыканием на землю одной фазы с первичной стороны.

Рис. 2. Способы создания 3 U0 в нормальном режиме для трансформаторов напряжения: а - однофазных; б-трехфазных с однофазными сердечниками; в - трехфазных с пятистержневым сердечником

Рис. 3. Векторные диаграммы трансформаторов напряжения:
а-однофазных; б-трехфазных с однофазными сердечниками; в-трехфазных с пятистержневым сердечником
Для трехфазных трансформаторов с однофазными сердечниками вывод А отключается от шин и замыкается на землю (см. рис. 2, б), после чего на трансформатор подается трехфазное напряжение, снимается и строится потенциальная диаграмма (см. рис. 3, б).
Для трехфазных трансформаторов напряжения с пятистержневым сердечником отключается и замыкается на землю расположенная на среднем стержне фаза В (см. рис. 2, в). Это необходимо для симметричного распределения по стержням сердечника магнитных потоков оставшихся фаз. Затем подается трехфазное напряжение на трансформатор, снимается и строится диаграмма (см. рис. 3, в). Во всех случаях потенциальная диаграмма 3 U0 снимается и строится относительно всех оставшихся под напряжением фаз и нуля обмоток, соединенных в звезду.
Трехфазные трансформаторы напряжения обычно применяются в сетях с изолированной нейтралью, поэтому при имитации замыкания на землю напряжение 3 UQ будет значительно меньше напряжения, равного 100 В, возникающего при действительном замыкании на землю. Такое же значение 3 U0 будет и у однофазных трансформаторов напряжения для сети с изолированной нейтралью при имитации однофазного замыкания на землю.
При последующем профилактическом контроле и восстановлении под рабочим напряжением необходимо измерять все фазные и линейные напряжения и напряжение 3 U0 (напряжение небаланса) и проверять чередование фаз. Если заменялись кабели или переразделывались кабельные воронки и концевые разделки, то проверку следует производить в объеме нового включения.

Проведение опыта КЗ во вторичных цепях трансформаторов напряжения обязательно для всех трансформаторов, особенно типа НДЕ.
Эти испытания рекомендуется проводить с осциллографированием тока КЗ для трансформаторов напряжения крупных электростанций и подстанций 110-330 кВ, где защита вторичных цепей от КЗ часто работает на пределе чувствительности.
Проверка работы автоматических выключателей и предохранителей опытом КЗ без осциллографирования, но с измерением тока КЗ обязательна для всех трансформаторов всех напряжений.
Опыт КЗ должен производиться по специальной программе, составляемой для каждого случая с учетом конкретной схемы каждого трансформатора и местных условий.

Выбор схемы включения осциллографа, согласование схемы пуска осциллографа с моментом КЗ, подбор резисторов и шунтов производятся по заводской документации на осциллографы и местным условиям и указываются в программе.
Место КЗ должно быть в конце участка сети, защищаемого данным выключателем или предохранителем. Выбирается такой вид КЗ, при котором ток наименьший.
Включение на КЗ производится дополнительным автоматическим выключателем, желательно с дистанционным управлением; должно быть обеспечено отключение КЗ на случай отказа проверяемого выключателя или предохранителя.

Проверка отстройки автоматических выключателей от зарядного тока линии и пусковых токов нагрузки обязательна для трансформаторов напряжения, подключенных к линиям электропередачи, кроме проверки чувствительности автоматических выключателей. Для этой проверки требуется несколько раз включать и отключать линию, поэтому она должна производиться по специальной программе, составляемой и утверждаемой в установленном порядке. При этих опытах обязательно осциллографирование емкостного тока линии. По осциллограмме оценивается запас в отстройке расцепителей выключателя от емкостного тока. Способы осциллографирования, согласование пуска и остановки осциллографа с включением и отключением линии определяются местными условиями и указываются в программе.
У всех автоматических выключателей необходимо проверять отстройку максимальной нагрузки трансформатора напряжения от пусковых токов. Для этого после подачи напряжения на трансформатор переводится вся возможная нагрузка, в том числе и та, для которой данный трансформатор является резервным. Несколько раз рубильником или проверяемым выключателем включается полная нагрузка трансформатора. Выключатель не должен отключаться. Для ответственных объектов желательно осциллографировать пусковые токи нагрузки, для остальных обязательно хотя бы приблизительно измерять пусковой ток амперметром, например с помощью измерительных клещей во всех фазах. Это вызвано тем, что многие приборы и реле, питающиеся от трансформаторов напряжения, имеют малое сопротивление при отпущенном якоре (сердечнике) и, соответственно, - значительный пусковой ток. После установки якоря (сердечника) в рабочее положение сопротивление значительно увеличивается, а ток уменьшается. Рекомендуемое испытание имитирует близкое КЗ в первичной сети и перевод нагрузки с одного трансформатора на другой в аварийных условиях.

По результатам проверки оформляется паспорт-протокол на каждый трехфазный трансформатор или группу однофазных трансформаторов. Должны быть выверены монтажные и принципиальные схемы, укомплектован альбом схем в соответствии с требованием ПТЭ, а также тщательно выверен текст инструкции по обслуживанию трансформаторов напряжения и их вторичных цепей для оперативного персонала, при необходимости вносятся дополнения с учетом местных условий.
Оперативный персонал должен быть обучен всем операциям с трансформаторами напряжения и аппаратурой его вторичных цепей непосредственно на месте установки аппаратов, пользованию инструкцией.
Необходимо сделать запись в журнале релейной защиты о готовности ввода трансформатора напряжения в нормальную эксплуатацию.