Nr ćw - Mm.pl

advertisement
Nr ćw.
Imię i nazwisko
5
Królikowski Paweł
Temat: Badanie oleju izolacyjnego
PWSZ
Semestr
Elektroenergetyka
III
Przygotowanie
Wykonanie
Grupa
1b
Ostateczna
ocena
1. Cel ćwiczenia
Olej przeznaczony do pracy w urządzeniach wysokonapięciowych musi odznaczać się
właściwościami fizykochemicznymi odpowiednimi do roli którą spełnia. Celem ćwiczenia
jest sprawdzenie właściwości oleju transformatorowego pobranego z transformatora
będącego w eksploatacji lub oleju przygotowanego do zalania transformatora po
remoncie.
2. Część teoretyczna
Oleje izolacyjne ze względu na ich przeznaczenie można podzielić na:
- transformatorowe,
- kondensatorowe.
- kablowe,
- łącznikowe
Funkcje- olejów trzech pierwszych grup sprowadzają się głównie do zapewnienia
właściwości elektroizolacyjnych oraz odpowiednich warunków chłodzenia układu
izolacyjnego. Natomiast zasadniczym zadaniem olejów łącznikowych jest gaszenie łuku
elektrycznego.
Ze względu na pochodzenie surowca oleje można podzielić na: mineralne, syntetyczne,
roślinne.
Do transformatorów w przeważającej większości są stosowane oleje mineralne, rzadziej, w
specjalnych warunkach - oleje syntetyczne. Oleje mineralne o odpowiednio dobranym
składzie węglowodorów mają bardzo dobre właściwości elektroizolacyjne i chłodzące. Wada
ich jest jednak palność i wybuchowość. Z kolei oleje syntetyczne typu chlorowane dwuetyle
maja niekorzystną, zbyt dużą lepkość oraz uważane są za toksyczne, natomiast zaliczane są
do niepalnych i niewybuchowych. Z racji niepalności i niewybuchowości użwane bywają do
transformatorów pracujących w warunkach zagrożonych wybuchem.
Jakość oleju ocenia się badając jego własności chemiczne, fizyczne i dielektryczne.
Rozróżnia się badania pełne obejmujące wszystkie próby wyszczególnione w tabeli 11.1. W
tabeli tej ujęto też wymagane wartości liczbowe poszczególnych badanych wielkości, jakie
powinien posiadać olej nowy oraz olej znajdujący się w transformatorach eksploatowanych i
po remoncie zaliczanych do l, II i III grupy, wymagania dotyczące oleju nowego są określone
zgodnie z normą PN-72/C-9605S.
Natomiast wymagania dla olejów w transformatorach eksploatowanych oraz transformatorach
po remoncie określono zgodnie z „Instrukcją Eksploatacji Transformatorów" wydana, w
1975r. przez Instytut Energetyki-Ośrodek Normalizacji.
Podział transformatorów na grupy przedstawia się następująco:
grupa I - transformatory o górnym napięciu 220 kV i wyższym oraz transformatory o mocy
100 MVA i większej.
grupa II - transformatory o mocy większej od 1, 6 MVA nie zaliczone do grupy I
grupa III - transformatory o mocy 1,6 MVA i mniejszej.
Badania skrócone oleju obejmują
a) oględziny,
b) próbę na zawartość wody,
c) pomiar wytrzymałości elektrycznej,
d) pomiar rezystywności.
Badania skrócone wykonuje się.
a) przy badaniach poawaryjnych transformatorów grupy I i II,
b) przy badaniach transformatorów grupy III,
c) przy badaniach oleju przeznaczonego do dopełnienia transformatora.
Celem badań skróconych jest wykrycie zanieczyszczeń oraz zawilgocenia.
Olej powinien spełniać odpowiednie wymagania ujęte w tabeli 11.1. Olej zawierający wodę
wydzielona oraz zanieczyszczenia mechaniczne musi być poddany czyszczeniu i osuszeniu.
3. Skrócone badanie oleju obejmują:
3.a. Oględziny
Badanym olejem należy napełnić cienkościenną probówkę do 1/3 wysokości i
oglądając olej pod światło nieuzbrojonym okiem ocenić jego wygląd. Nowy olej powinien
być barwy słomkowo-żółtej, używany może być ciemniejszy. Olej nie powinien być mętny
oraz nie powinien zawierać zanieczyszczeń dostrzegalnych gołym okiem.
Sposób wyznaczania zawartości stałych ciał obcych w oleju
W celu stwierdzenia obecności zawieszonych lub osadzonych na dnie cząstek
obserwuje się warstwę oleju o grubości 10 cm w następujących warunkach:
- na tle białej powierzchni
- na tle czarnej matowej powierzchni
- w świetle przechodzącym słonecznym lub silnym sztucznym.
W przypadkach wątpliwych rozcieńcza się 100 ml badanego oleju w szklanej kolbie taką
samą ilością benzyny wzorcowej, a następnie mieszaninę przesącza się przez sączek z bibuły i
przemywa benzenem. Wizualnie stwierdzony brak osadu na sączku świadczy o nieobecności
stałych ciał obcych w badanej próbce oleju.
Po oględzinach badanego oleju nie stwierdzono zawartości zanieczyszczeń, barwa
oleju była ciemniejsza od barwy słomkowo-żółtej.
3.b. Badanie na zawartość wody wydzielonej
Probówkę napełniona olejem ogrzewać nad palnikiem, trzymając ją nachyloną, pod
kątem 45 stopni, wylotem skierowanym od osoby wykonującej badanie. Dobrze słyszalne
ostre trzaski świadczą o zawartości wody wydzielonej. Przy dużej zawartości olej może
gwałtownie
Wypryskiwać z probówki, dlatego należy zwrócić uwagę na bezpieczeństwo osób
wykonujących ćwiczenie.
3.c. Napięcie przebicia oleju
Według normy badania wytrzymałości elektrycznej olejów izolacyjnych przeprowadza się w
układzie elektrod kulowych przy odstępie międzyelektrodowym równym 2,5 ± 0,05 mm.
Elektrody są fragmentami kuł (czaszami) o średnicy 5O mm umieszczonymi w naczyniu
porcelanowym. Przed badaniem iskiernik oraz naczynie powinno być umyte benzenem i
wysuszone. Po napełnieniu naczynia olejem należy je odstawić na 10 min i dopiero przystąpić
do pomiarów.
Pomiar napięcia przebicia oleju przeprowadza się w układzie wg rys. 5.4. Układ regulacyjny
TR powinien zapewnić ciągłą regulację napięcia z prędkością 2 kV/s + 20% i mieć moc
większą niż 75% mocy transformatora probierczego TP. Transformator TP pracuje w układzie
symetrycznym i daje napięcie ok. 60 - 80 kV. Pomiar napięcia odbywa się za pomocą
woltomierza F z dokładnością 5%. Wyłącznik samoczynny WZ wyłącza układ w czasie t <
0,01 s od chwili przebicia oleju. Prąd zwarcia na zaciskach wysokonapięciowych
transformatora TP jest zawarty w granicach 20-50 mA dla napięć powyżej 15 kV.
Współczynnik szczytu napięcia probierczego doprowadzonego do
badanej próbki OB powinien wynosić -J2±5%.
Schemat układu do pomiaru wytrzymałości oleju
Napięcie przebicia Up próbki oleju przyjmuje się jako średnią arytmetyczną z 6 pomiarów. Po
każdym przebiciu olej należy zamieszać i odczekać 5 min. przed następnym pomiarem.
Należy również obliczyć względne odchylenie standardowe v jako
w którym ‘s’ oznacza średnie odchylenie standardowe równe
a ‘n’ jest liczbą pomiarów.
Jeżeli względne odchylenie standardowe v przekracza 20%, należy powtórzyć pomiary. W
przypadku kolejnego uzyskania wartości v > 20%, wynik badania oleju należy uznać za
negatywny. Badania wytrzymałości oleju winny odbywać się przy temperaturze 15-^35°C i
wilgotności względnej powietrza 45-^75%.
3.d. Pomiar rezystywności
Zgodnie z normą pomiary rezystywności oleju przeprowadza się w kondensatorach
dwu, a najlepiej trój elektrodowych. Zaleca się wykonanie elektrod ze stali kwasoodpornej,
a przekładek izolacyjnych - z kwarcu lub szkła borokrzemowego. Kondensator pomiarowy
powinien być łatwo rozbieralny, dawać możliwości dokładnego umycia wszystkich
elementów oraz zapewniać kontrolę temperatury elektrody wewnętrznej. Jest wymagany l
lub 2 mm odstęp między elektrodami, a rezystancja przekładki izolacyjnej powinna być,
co najmniej stokrotnie większa od rezystancji badanej cieczy.
Przed pomiarami kondensator powinien być rozłożony i dokładnie umyty.
Używane rozpuszczalniki muszą usuwać resztki dielektryku z poprzednich pomiarów, nie
maga zawierać rozkładających się składników i powinny należeć da grupy oznaczonej
jako czyste do analizy. W celu usunięcia rozpuszczalników poszczególne części
kondensatora należy umyć w wodzie destylowanej i wysuszyć. Jeżeli kondensator służy
do powtarzających się pomiarów cieczy tego samego rodzaju, można go, począwszy od
drugiego pomiaru, wymyć przez dwu- lub trzykrotne płukanie badaną cieczą.
Temperatura pomiaru rezystywności jest określona przez normy przedmiotowe i
np. dla oleju transformatorowego wynosi 50 i 90°C. Pomiar należy wykonać w chwili, gdy
temperatura elektrody wewnętrznej różni się od wymaganej nie więcej niż o 1°C.
Przed napełnieniem kondensator należy nagrzać w termostacie do temperatury o
5°C wyższej od temperatury pomiarowej. Następnie należy kondensator wypłukać
nagrzanym do tej samej temperatury badanym olejem, po czym napełnić i umieścić w
termostacie. Pomiar rezystancji powinien być wykonany w czasie 10-20 min po
napełnieniu.
Do pomiarów mogą być stosowane dowolne metody, jeżeli zostaną spełnione
wymagania dotyczące dokładności pomiaru zestawione w tablicy
Dopuszczalny uchyb graniczny pomiaru rezystancji oleju
izolacyjnego
Jeżeli na wynik pomiaru rezystancji materiału mogą mieć wpływ zjawiska
polaryzacji i elektryzacji (tak może być w przypadku oleju), należy stosować wyłącznie
metodę techniczną pomiaru. Przepisy normalizacyjne zalecają w zależności od zakresu
mierzonej rezystancji następujące metody pomiarowe:
- przy rezystancji poniżej 1013 Q metodę techniczną z użyciem galwanometru,
- przy rezystancji powyżej 1013 Q metodę techniczną z wykorzystaniem elektrometru.
Do pomiaru należy stosować źródło napięcia stałego o niestabilności nie większej
niż 1% przy prądzie l mA. Prąd pojemnościowy wskutek pulsacji nie może przekraczać
5% prądu całkowitego. Natężenie pola w badanym dielektryku podczas pomiaru
powinno wynosić 0,25 kV/mm, a odczyt należy wykonać po l min od chwili przyłożenia
napięcia.
W każdej temperaturze należy wykonać 2 oznaczenia. Wyniki obu pomiarów nie
mogą się różnić między sobą więcej niż 35% większej wartości. W przeciwnym przypadku
należy wykonać dwa następne pomiary w dwóch kondensatorach pomiarowych. Za wynik
pomiarów należy przyjąć średnią geometryczną otrzymanych wyników.
Wartość rezystywności p, w Qm, należy obliczyć ze wzoru:
p= 0,113 CVR
w którym R - wartość zmierzonej rezystancji [Q], Cxp - pojemność kondensatora
pomiarowego z powietrzem jako dielektrykiem [pF].
3.e. Wyznaczanie współczynnika strat dielektrycznych, tg przy 50°C, 50 Hz
Faza przygotowawcza
Na prawidłowo zamontowanym, w układzie pomiarowym wykonuje się nastawienie
parametrów pomiarowych.
1. Ustala się częstotliwość pomiarową generatora zasilającego
50 Hz (sieć) lub 1000 Hz (generator)
2. Ustala się identyczną częstotliwość f0 wskaźnika zera mostka
3. Ustala się wyjściową czułość wskaźnika równą 100 mV (minimum)
4. Ustala się selektywność 25 dB i stałą czasową low
5. Ustawia się wartość rezystorów mostka
R3=R4= 20000 / 10000 / 100000 dla 50 Hz
2000 / 200 / 10000 dla 1000 Hz
6. Włącza się do sieci przyrządy: wskaźnik zera, generator, wzmacniacz mocy, miernik
częstotliwości i wygrzewa się je przez okres 10-15 min.
7. Ustala się napięcie wyjściowe generatora i wzmacniacza mocy na poziomie kilku Voltów
8. Miernikiem częstotliwości mierzy się częstotliwość napięcia zasilającego i ewentualnie
koryguje się częstotliwość generatora (np. 1000 Hz)
9. Ustawia się kondensatory równoważnie układu tg (kondensatory C4) w pozycji zerowej.
10. zmniejsza się do zera wartość napięcia wyjściowego wzmacniacza mocy.
Faza pierwsza pomiaru
Realizuje się ją po prawidłowym przeprowadzeniu fazy przygotowawczej.
Do mostka przyłączone jest puste naczynie pomiarowe (bez badanego oleju
elektroizolacyjnego)
1. Zwiększa się, do kilku Voltów, wartość napięcia zasilającego mostek.
2. Równoważy się mostek za pomocą kondensatorów CN i C3 stopniowo zwiększając
wartość napięcia zasilającego (do 250 V) oraz zwiększając czułość wskaźnika zera (do ok.
100-30V)
3. Odczytuje się wartość Cr1 kondensatora wzorcowego. Jest ona równa pojemności C0
pustego naczynia pomiarowego.
4. Zmniejsza się do zera wartość napięcia zasilającego do minimum czułości wskaźnika
zera.
Faza druga pomiaru
Realizuje się ją naczynia pomiarowego próbką badanego oleju elektroizolacyjnego
1. Zwiększa się napięcie zasilania mostka i równocześnie równoważy mostek za pomocą
kondensatora CN oraz zestawu kondensatorów C4 w miarę równoważenia zwiększa się
czułość wskaźnika zera.
2. Odczytuje się wartość Cr2 kondensatora wzorcowego oraz C4 układu pomiarowego tg.
3. Zmniejsza się do zera wartość napięcia zasilającego mostek oraz zmniejsza do minimum
czułość wskaźnika zera mostka.
Uwaga: w tej fazie pomiaru nie wolno zmieniać wartości kondensatora C3
Współczynnik strat dielektrycznych tg wylicza się ze wzoru
tg=RC4=2fRC4=KiC4
w którym:
f [Hz] – częstotliwość napięcia pomiarowego
R [] – rezystancja znamionowa mostka
C4 – przyrost pojemności kondensatora
Współczynnik ki poniżej zakładanych praktycznie najczęściej stosowanych warunkach
pomiaru ma następującą wartość (przy podawaniu wartości w pF)
Warunki pomiaru
50 Hz
R=20000
1000 Hz
R=2000
Wartość współczynnika Ki
K50=6,28*10-6
K1000=12,8*10-6
Stosowane w tych przypadkach wzory
tg50=6,28*C4*10-6
tg1000=12,8*C4*10-6
Przy pomiarach pojemności wartość mierzonej pojemności jest równa wartości kondensatora
wzorcowego CN
Przy pomiarach wartości przenikalności elektrycznej względnej  stosuje się wzór
C  pF 
  N2  
C N 1  pF 
W którym CN1, CN2 wyrażają wartość pojemności naczynia pomiarowego kolejno: bez oleju
oraz z olejem elektroizolacyjnym.
3.f. Wyznaczanie temperatury zapłonu, °C
Pomiar metodą zamkniętego tygla Pensky’ego Mortena
Definicja:
Temperatura zapłonu: najniższa temperatura skorygowana do ciśnienia barometrycznego
161,3 kPa, w której przyłożenie płomienia testowego powoduje, że zapalają się opary badanej
próbki.
Uwagi:
Próbka zapala się gdy pojawi się płomień i natycmiast rozprzestrzenia się po powieżchni.
Czasami szczególnie w pobliżu rzeczywistej temperatury zapłonu, przybliżamy płomień
testowy powodując niekiedy aureolę lub językowy płomień i zjawisko to należy powtarzać.
Zasada metody:
Próbkę podgrzewa się z niewielką stałą prędkością, ciągle mieszając w tyglu zamkniętym
pokrywą. Niewielki płomień testowy jest przykładany do tygla przez otwór o regularnych
odstępach czasu jednocześnie odbywa się mieszanie. Temperatura zapłonu jest najczęściej
temperaturą przy której płomień powoduje, że zapalają się gazy nad badaną próbką.
Aparatura:
- termometr – częściowo zanurzony
- czujnik do oznaczenia temperatury zapłonu metodą zamkniętego tygla P-M
- tulejka do stosowania z kurkiem i niskim zakresem temperaturowym
3.g Oznaczenie całkowitej liczby kwasowej
Kolbę stożkową z rozproszoną próbką zdjąć z płyty grzejnej, odłączyć chłodnicę zwrotną i do
kolby dodać 0,5 ml roztworu p-naftalobenzyny. Jeżeli roztwór przybierze barwę
żółtopomarańczową, miareczkować go w temperaturze otoczenia dodając porcjami roztwór
wodorotlenku potasowego i mieszająć jednocześnie zawartość kolby. Miareczkowanie
wykonać możliwie szybko aby uniknąć rozpuszczenia się w roztworze większych ilości
dwutlenku węgla. Miareczkowanie zakończyć gdy roztwór zmieni barwę z
pomarańczowej na zieloną lub zielonobrązową, utrzymującą się przez 15 s.
Równocześnie wykonać ślepą próbke miareczkując 100 ml rozpuszczalnika do
próbek z roztworu wodorotlenku potasowego, porcjami po 0,05 lub 0,1 ml wobec
0,5 ml roztworu p-naftalobenzyny. Miareczkowanie wykonać jak dla badanej
próbki.
Obliczenia wyniku oznaczenia
Całkowitą liczbę kwasową (LKcałk) obliczyć wg KOH/g produktu wg wzoru
LK calk 
V1  V2  * c * 56,1
m
w którym:
V1- objętość alkoholowego roztworu wodorotlenku potasowego o c(KOH)=0,1 mol/l
zużytego do zmiareczkowania próbki produktu w ml
V2- objętość alkoholowego roztworu wodorotlenku potasowego o c(KOH)=0,1 mol/l,
zużytego do zmiareczkowania ślepej próby w ml
c- stężenie molowe KOH w alkoholowym roztworze wodorotlenku potasowego
56,1 – masa cząsteczkowa wodorotlenku potasowego
m- masa próbki pobranej do oznaczenia (próbniki analityczne) w g
3.h Pomiar zawartości wody metodą K. Fischera, ppm
Pomiaru dokonuje się przy pomocy miernika zawartości wody w oleju, wykorzystujących metodę
kulometryczną Karola Fischera. Przyrządy takie jak:
KF875 optymalizowany do badań olejów izolacyjnych o ciężarze właściwym 0,875. Wymaga od
operatora jedynie wstrzyknięcia 1ml próbki do naczynia pomiarowego i naciśnięcia jednego przycisku.
Ta prosta operacja „za jednym dotknięciem” czyni KF875 tak łatwym w użyciu, że nie wymaga żadnej
wiedzy specjalistycznej lub szkolenia, aby móc efektywnie wykorzystywać przyrząd.
Wyniki są prezentowane na wyświetlaczu przyrządu oraz na wbudowanej drukarce w mikrogramach
wody i miligramach na kilogram (części na milion, ppm).
KF-UNI pozwala na miareczkowanie próbek o ciężarze właściwym w zakresie od 0,60 do 1,40 oraz
pozwala również na użycie różnych wielkości próbek. Drukarka może być nieaktywna, jeżeli nie jest
wymagana, wyniki mogą być obliczane w ppm, mg/kg, % i mikrogramach. Dla większej elastyczności,
wyniki mogą być obliczane w oparciu o wagę próbki lub w oparciu o objętość i ciężar właściwy próbki.
Kompensacja błędów
Niektóre zestawy Karola Fischera są wrażliwe na niedokładności z powodu zmian w rezystancji
elektrolitu w naczyniu pomiarowym, co wymaga kalibracji używanych odczynników.
KF-UNI
Metoda miareczkowania
Kontrola elektrolizy
Wyświetlacz
KF875
Kulometryczna Karola Fischera
Opatentowany system „ACE”
40 znaków alfanumerycznych na podświetlanym LCD
Objętość próbki
0,1; 0,2; 0,5; 1; 2; 5; 10ml
1ml
Ciężar właściwy
0,60 do 1,40 co 0,01
0,875
Zakres wilgotności
1ppm – 100%
1ppm – 100ppm
1g – 10mg wody
Zakres pomiarowy
Maksymalna czułość
0,1g
Detekcja punktu końcowego
Wskazanie punktu końcowego
Polaryzacja a.c.
Wyświetlacz/wydruk/sygnał akustyczny
Maksymalna szybkość
miareczkowania
2mg na minutę
Maksymalny prąd
Kompensacja dryftu
Opóźnienie czasu startu
Szybkość mieszania
Dokładność
400mA
Automatyczna kontrola
Ustawione 10 sekund
Kontrolowana mikroprocesorowo
10-100g±3g, 100g-1mg ±5g, powyżej 1mg±0,5%
Tryby obliczeniowe
Waga/waga – programowane
przez użytkownika,
objętość/gęstość programowane przez
użytkownika
Objętość/gęstość – ustawione
wartości
Format wyświetlania
g, ppm, %
ppm (mg/kg)
g + ppm lub %
g + ppm (mg/kg)
Metoda pojedyncza
Metoda wstępnie ustawiona
Format wydruku
Metoda gromadzenia
Kalendarz/zegar
Wydruk czasu i daty analizy
Drukarka
42 znakowa szybka drukarka termiczna
Zasilanie
90-264V a.c. 47-63Hz, 12V d.c. adapter samochodowy,
wewnętrzny akumulator
Czas procy z akumulatora
Wskaźnik rozładowania
akumulatora
Wymiary
8 godzin pracy
Wskazanie na wyświetlaczu i wydruku
250 x 245 x 120 mm
Waga
3kg
Futerał
Standard
Temperatura pracy
-10°C do +40°C
Temperatura magazynowania
-20°C do +70°C
4. Wnioski
Kalisz, dnia................
PROTOKÓŁ Nr ...../04
badania oleju elektroizolacyjnego
Zleceniodawca
Miejsce zainstalowania urządzenia
Dane znamionowe urządzenia
Próbkę pobrano
Data pobrania próbki
Zakres badania
Data wykonania badania
z dołu
Pobrał
analiza pełna
WYNIKI BADAŃ
lp.
Wymagania
Wyniki analizy
Wartości
dopuszczalne
Klarowny
Pomarańczowy
klarowny
1
Wygląd zewnętrzny
- przezroczystość w 5° C
- barwa
2
Napięcie przebicia, kV
40,0
3
Odchylenie standardowe,%
20,0
4
Rezystywność, mxl010
0,2
5
Współczynnik strat dielektrycznych,
tg przy 50°C, 50 Hz
0,15
6
Temperatura zapłonu, °C
130
7
Liczba kwasowa, mg KOH/g
0,6
8
Odczyn wyciągu wodnego
9
Zawartość wody metodą K. Fischera,
ppm
-
obojętny
40
10 Gęstość w 20°C, g/cm3
-
11 Lepkość w 20°C, mm2/s
-
-
12 Zawartość ciał obcych, %
brak
brak
13 Zawartość wody wydzielonej
brak
brak
-
Orzeczenie: Olej spełnia - nie spełnia wymagania wg MP 25/87 poz.200
Analizy wykonał
Formularz nr PS-7.03-19 Wydanie
Sprawdził
Download
Random flashcards
123

2 Cards oauth2_google_0a87d737-559d-4799-9194-d76e8d2e5390

bvbzbx

2 Cards oauth2_google_e1804830-50f6-410f-8885-745c7a100970

Motywacja w zzl

3 Cards ypy

Create flashcards