ГОСТ Р 59239-2020
(МЭК 60076-18:2012)

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ТРАНСФОРМАТОРЫ СИЛОВЫЕ И РЕАКТОРЫ

Метод измерения частотных характеристик

Power transformers and reactors. Method for frequency response measurement

ОКС 29.180

Дата введения 2021-03-01

Предисловие

1 ПОДГОТОВЛЕН Всероссийским электротехническим институтом - филиалом Федерального государственного унитарного предприятия "Российский Федеральный Ядерный Центр - Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики имени академика Е.И.Забабахина" (ВЭИ - филиал ФГУП "РФЯЦ-ВНИИТФ им.акад.Е.И.Забабахина") и Обществом с ограниченной ответственностью "ФАКТС Плюс" (ООО "ФАКТС Плюс") на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 4

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 016 "Электроэнергетика"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 4 декабря 2020 г. N 1247-ст

4 Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к международному стандарту МЭК 60076-18:2012* "Трансформаторы силовые. Часть 18. Измерение частотных характеристик" (IEC 60076-18:2012 "Power transformers - Part 18: Measurement of frequency response", MOD) путем изменения отдельных фраз (слов, значений показателей, ссылок), которые выделены в тексте курсивом**.

___________________

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей.

** В оригинале обозначения и номера стандартов и нормативных документов в разделах "Предисловие", Приложении ДВ и Приложении ДБ приводятся обычным шрифтом; остальные по тексту документа выделены курсивом. - Примечания изготовителя базы данных.

Внесение указанных отклонений направлено на учет потребностей национальной экономики Российской Федерации и особенностей российской национальной стандартизации.

Структура примененного международного стандарта изменена для приведения в соответствие с правилами, указанными в ГОСТ 1.5 (подразделы 4.2 и 4.3). Сопоставление структуры настоящего стандарта со структурой указанного международного стандарта приведено в дополнительном приложении ДВ.

Международный стандарт разработан Техническим комитетом ТК МЭК 14 "Силовые трансформаторы" Международной электротехнической комиссии (IEC).

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5-2012 (пункт 3.5).

Рекомендации по интерпретации результатов измерений частотных характеристик приведены в дополнительном приложении ДА.

Сведения о соответствии ссылочных национальных и межгосударственных стандартов международным стандартам, использованным в качестве ссылочных в примененном международном стандарте, приведены в дополнительном приложении ДБ

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ "О стандартизации в Российской Федерации". Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

     1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на силовые трансформаторы (автотрансформаторы) общего назначения, трансформаторы собственных нужд электростанций, трансформаторы для комплектных трансформаторных подстанций, линейные регулировочные трансформаторы, преобразовательные, электропечные и фазоповоротные трансформаторы, трехфазные мощностью не менее 5кВ·А и однофазные мощностью не менее 1 кВ·А, а также токоограничивающие, дугогасящие и шунтирующие реакторы классов напряжения до 1150 кВ включительно.

Настоящий стандарт не распространяется на трансформаторы малой мощности, тяговые, пусковые и сварочные трансформаторы. Требования настоящего стандарта могут полностью или частично применяться для этих трансформаторов, если на них нет отдельных нормативных документов.

Настоящий стандарт устанавливает требования к измерительному оборудованию и метод измерений частотных характеристик для применения на месте эксплуатации и в условиях завода-изготовителя. Настоящий стандарт не устанавливает правила интерпретации результатов, вместе с тем некоторые рекомендации приведены в приложениях А и ДА.

     2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 16110 Трансформаторы силовые. Термины и определения

ГОСТ 30830 (МЭК 60076-1-93) Трансформаторы силовые. Часть 1. Общие положения

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

     3 Термины, определения и сокращения

3.1 В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 16110 и ГОСТ 30830, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1.1 частотная характеристика; ЧХ: Отношение амплитуд и разность фазовых углов напряжений, измеряемых в диапазоне частот на двух выводах объекта измерений, когда один из выводов подключен к источнику напряжения.

Примечания

1 Результатом измерения частотной характеристики является набор значений отношений амплитуд и разности фазовых углов напряжений в диапазоне частот.

2 Выходное напряжение измеряется на активном сопротивлении 50 Ом, поэтому характеризует также ток на выходе объекта измерения.

3.1.2 метод частотных характеристик; МЧХ: Метод выявления повреждений с помощью измерений частотных характеристик.

Примечание - В зависимости от вида напряжения генератора сигналов измерительного прибора и способа получения частотных характеристик выделяют две разновидности МЧХ, а именно СМЧХ (свип-генератор переменного напряжения изменяющейся частоты) и ИМЧХ (генератор импульсного напряжения). Настоящий стандарт применим в равной степени к этим двум разновидностям МЧХ при условии соответствия измерительного оборудования требованиям раздела 6.

3.1.3 кабель источника: Кабель, подключенный к выходу генератора измерительного прибора и используемый для подачи напряжения на объект измерений.

3.1.4 кабель входного напряжения : Кабель, подключенный к каналу измерительного прибора для измерения входного напряжения объекта измерений.

3.1.5 кабель выходного напряжения : Кабель, подключенный к каналу измерительного прибора для измерения выходного напряжения объекта измерений.

3.1.6 сквозное измерение: Измерение частотной характеристики, выполняемое на отдельной обмотке (обмотке фазы) при подключении кабеля источника и кабеля входного напряжения измерительного прибора к одному из выводов обмотки, а кабеля выходного напряжения - к другому выводу обмотки.

3.1.7 измерение по емкостной схеме: Измерение частотной характеристики, выполняемое на двух соседних обмотках (одной и той же фазы) при подключении кабеля источника и кабеля входного напряжения измерительного прибора к одному из выводов одной обмотки, а кабеля выходного напряжения - к одному из выводов другой обмотки, при этом остальные выводы обмоток должны быть изолированы.

Примечание - Данное измерение не применимо к обмоткам, имеющим общие части или соединенным между собой.

3.1.8 измерение по индуктивной схеме: Измерение частотной характеристики, выполняемое на двух соседних обмотках (одной и той же фазы) при подключении кабеля источника и кабеля входного напряжения измерительного прибора к одному из выводов обмотки с более высоким номинальным напряжением, а кабеля выходного напряжения - к одному из выводов другой обмотки, остальные выводы этих обмоток при этом заземлены.

3.1.9 сквозное измерение с закороткой: Измерение частотной характеристики, выполняемое на отдельной обмотке (обмотке фазы) при закороченных выводах другой обмотки той же магнитной системы и подключении кабеля источника и кабеля входного напряжения измерительного прибора к одному из выводов обмотки, а кабеля выходного напряжения - к другому выводу обмотки.

3.1.10 исходное измерение: Измерение частотной характеристики, выполняемое для получения исходных значений для сравнения при последующих измерениях на том же объекте измерений и при той же его конфигурации.

3.2 В настоящем стандарте применены следующие сокращения:

ВН - высшее напряжение;

КЗ - короткое замыкание;

НН - низшее напряжение;

ПБВ - переключение без возбуждения;

ПУ - переключающее устройство;

РПН - регулирование напряжения под нагрузкой;

СН - среднее напряжение;

ТТ - трансформатор тока.

     4 Общие положения

Измерения частотных характеристик проводят таким образом, чтобы затем было возможно выполнить анализ состояния объекта измерений с целью обнаружения изменений в его активной части (обмотках, отводах и магнитной системе).

Примечание - МЧХ обычно применяют для обнаружения деформаций и КЗ в обмотках, см. приложение А.

МЧХ может применяться для выявления повреждений трансформатора, вызванных:

- протеканием токов сквозных КЗ или токов, превышающих номинальные значения (включая испытания на стойкость при КЗ);

- повреждением ПУ;

- транспортировкой;

- сейсмической активностью.

Дополнительная информация о применении измерений частотных характеристик приведена в приложении В.

Обнаружение повреждений с помощью МЧХ наиболее эффективно при наличии результатов измерений частотных характеристик трансформатора в исправном состоянии (исходное измерение), поэтому на трансформаторах большой мощности предпочтительно проводить такие измерения при выпуске с завода-изготовителя, а также при вводе в эксплуатацию на месте установки. Если для конкретного трансформатора отсутствует исходное измерение, то для сравнения могут быть использованы результаты измерений аналогичного трансформатора или измерений другой фазы того же трансформатора (см. приложение А).

Измерения частотных характеристик также могут быть использованы для моделирования процессов в электрических системах, включая исследования переходных перенапряжений.

     5 Метод измерения

     5.1 Общие сведения

Для измерений частотных характеристик на один из выводов объекта измерений относительно его бака (заземленной части) подают сигнал от источника низкого напряжения. Напряжение, измеряемое на этом выводе относительно земли, используют в качестве входного напряжения, а напряжение, измеряемое на другом выводе относительно земли, используют в качестве выходного напряжения. Амплитуду частотной характеристики определяют как скалярное отношение между выходным напряжением и входным напряжением в диапазоне частот и выражают в дБ. Фазовый угол частотной характеристики определяют как разность фазовых углов напряжений и и выражают в градусах.

Выходное напряжение измеряют на входном сопротивлении измерительного прибора (50 Ом). Любой коаксиальный кабель, подключенный между объектом измерения и измерительным прибором, должен иметь согласованную нагрузку. Для обеспечения точности измерений технические характеристики каналов измерения входного и выходного напряжений должны быть идентичными.

Примечания

1 Характеристическое сопротивление коаксиальных измерительных кабелей выбирается в соответствии с входным сопротивлением измерительного канала, чтобы свести к минимуму отражение сигнала и влияние коаксиального кабеля на результаты измерений в измеряемом диапазоне частот. Использование кабелей с согласованной нагрузкой приводит к тому, что входное сопротивление измерительного канала оказывается подключенным к выводу объекта измерений.

2 Отношение изменяется в широких пределах, и для удобства его выражают в дБ. Амплитуду частотной характеристики в дБ вычисляют как 20 lg(), где - скалярное отношение напряжений.

Пример принципиальной схемы измерений с использованием коаксиальных измерительных кабелей приведен на рисунке 1.