Результаты измерения сопротивления изоляции R60 обмоток силовых трансформаторов не дают полной информации о ее техническом состоянии, поэтому дополнительно производится измерение тангенса угла диэлектрических потерь и емкости соответствующих участков.

При приложение переменного напряжения через диэлектрик начинает протекать активный и реактивный ток, как изображено на рисунке ниже.

Рисунок 1 – Токи протекающие через изоляцию при приложении переменного напряжения

Активная составляющая тока характеризует потери в диэлектрике. Использование только ее для оценки не эффективно, так как потери зависят от размера диэлектрика. Поэтому для оценки изоляции используется параметр тангенса угла диэлектрических потерь (соотношение активной составляющей тока к реактивной), который является унифицированным и не зависит от размера диэлектрика.

Согласно РД 34.45-51.300-97 (Объем и нормы испытаний электрооборудования) измерения тангенса угла диэлектрических потерь обмоток силовых масляных трансформаторов производится:

- в процессе ввода силовых трансформаторов в эксплуатацию;

- в объемах комплексных испытаний;

- при неудовлетворительных анализах масла из основного бака трансформатора по ФХА и/или ХАРГ.

Измерение тангенса угла потерь на силовых трансформаторах производят по основным (заводским) схемам, но при необходимости дополнительно по отдельным зонам. В зависимости от необходимости измерения требуемого участка изоляции силового трансформатора может использоваться прямая (UST) или перевернутая схема (GST), а также в современных приборах может применяться схема GSTg (с дополнительным экранированием). Более подробно про схемы измерения и способы их применения читайте в нашей будущей статье о схема UST/GST/GSTg.

Рисунок 2 - Изоляционные участки силового двух обмоточного силового трансформатора.

Также при проведении измерения тангенса угла потерь существуют температурные требования, и они следующие:

- температура изоляции для класса изоляции 110 кВ должна быть не менее 10 ⁰С;

- температура изоляции для класса изоляции 220 кВ должна быть не менее 20 ⁰С.

Для анализа результатов измерения тангенса угла диэлектрических потерь производится сравнение с заводскими значениями, которое должно производится при одинаковой температуре изоляции. Для приведения измеренных значений по температуре, используется коэффициенты перевода. В последнее время заводы изготовители силовых трансформаторов в руководствах по экплуатации кроме минимальной температуры измерений ввели ограничение в значение отклонение температуры от заводских значений (± 5-10 ⁰С), так как применение коэффициентов переводов дает значительную погрешность.

Измерение диэлектрических параметров в условиях действующих электроустановок (полевые условия) может быть подвержено влиянию электромагнитных помех. В зависимости от конструкции измерительных приборов отстройка от электромагнитных помех может быть реализована следующим образом:

-  проведения измерения на парах выбранных частот отличных от 50 Гц, например 45 Гц и 55 Гц;

- проведение нескольких измерений (усреднение нескольких измеренных значений);

- использование экранированных измерительных проводов (рис. 3).

Рисунок 3 – Пример изолированного кабеля с двойным экранированием

Использование тангенса угла диэлектрических потерь для оценки состояния изоляции становится все более актуальным и на другом оборудовании энергетики, например таком как генераторы и электродвигатели большой мощности;

Так как на вращающихся машинах изоляционные зоны имеют большую площадь и маленькое изоляционное расстояние они имеют большие емкости. Также учитывая, что характер тока при измерении тангенса угла потерь имеет емкостный характер, то большую его часть можно скомпенсировать индуктивной составляющей. Для этих целей используется один или несколько комплектных индукторов (Рис 4).

Рисунок 4 - STS-5000 (ISA Altanova Group) c модулем TD и одним модулем индуктора

Также измерение тангенса угла диэлектрических потерь показало свою эффективности при измерении на кабельных линиях среднего напряжения. Так как силовые кабельные линии имеют большую емкость в следствии протяженной длины, измерение диэлектрических параметров тангенса производится на низкой частоте 0,1 Гц, например с помощью измерительного комплекса Frida TD и ПО Baur 4. Измерение на низкой частоте (синусоидальная форма сигала частотой 0,1 Гц) позволяет снизить требуемую мощность источника напряжения в 500 раз относительно источника 50 Гц.

Для приобретения оборудования измерения тангенса угла диэлектрических потерь силовых трансформаторов, вращающихся машин или силовых кабельных линий, а также прохождения обучения или получению другой информации вы можете обратится в компанию ООО «УТЦ Энергоскан».