"ГОСТ Р 57659-2017. Национальный стандарт Российской Федерации. Методы испытаний объектов железнодорожного транспорта в целях продления назначенного срока службы. Часть 1. Силовые трансформаторы и автотрансформаторы тяговых подстанций, трансформаторных подстанций и линейных устройств тягового электроснабжения железной дороги"
(утв. и введен в действие Приказом Росстандарта от 14.09.2017 N 1102-ст)

1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным бюджетным образовательным учреждением высшего профессионального образования "Московский государственный университет путей сообщения Императора Николая II" (МГУПС (МИИТ))

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 45 "Железнодорожный транспорт"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 14 сентября 2017 г. N 1102-ст

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии не несет ответственности за патентную чистоту настоящего стандарта. Патентообладатель может заявить о своих правах и направить в Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии аргументированное предложение о внесении в настоящий стандарт поправки для указания информации о наличии в стандарте объектов патентного права и патентообладателе

Настоящий стандарт распространяется на масляные силовые трансформаторы и автотрансформаторы (далее - трансформаторы) тяговых подстанций, трансформаторных подстанций и линейных устройств тягового электроснабжения железной дороги и устанавливает методы их испытаний в целях оценки их технического состояния. Стандарт может быть использован для испытаний, проводимых в целях назначения нового срока службы.

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 12.1.044-89 Система стандартов безопасности труда. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения

ГОСТ 982-80 Масла трансформаторные. Технические условия

ГОСТ 3484.1-88 Трансформаторы силовые. Методы электромагнитных испытаний

ГОСТ 3484.3-88 Трансформаторы силовые. Методы измерений диэлектрических параметров изоляции

ГОСТ 5985-79 Нефтепродукты. Метод определения кислотности и кислотного числа

ГОСТ 6307-75 Нефтепродукты. Метод определения наличия водорастворимых кислот и щелочей

ГОСТ 6356-75 Нефтепродукты. Метод определения температуры вспышки в закрытом тигле

ГОСТ 6370-83 Нефть, нефтепродукты и присадки. Метод определения механических примесей

ГОСТ 6581-75 Материалы электроизоляционные жидкие. Методы электрических испытаний

ГОСТ 7822-75 Масла нефтяные. Метод определения растворенной воды

ГОСТ 9105-74 Целлюлоза. Метод определения средней степени полимеризации

ГОСТ 11362-96 Нефтепродукты и смазочные материалы. Число нейтрализации. Метод потенциометрического титрования

ГОСТ 11677-85 Трансформаторы силовые. Общие технические условия

ГОСТ 15150-69 Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды

ГОСТ 16110 Трансформаторы силовые. Термины и определения

ГОСТ 16504 Система государственных испытаний продукции. Испытания и контроль качества продукции. Основные термины и определения

ГОСТ 17216 Чистота промышленная. Классы чистоты жидкостей

ГОСТ 20287 Нефтепродукты. Методы определения температур текучести и застывания

ГОСТ 21023-75 Трансформаторы силовые. Методы измерений характеристик частичных разрядов при испытаниях напряжением промышленной частоты

ГОСТ 22756-77 Трансформаторы (силовые и напряжения) и реакторы. Методы испытаний электрической прочности изоляции

ГОСТ 26703 Хроматографы аналитические газовые. Общие технические требования и методы испытаний

ГОСТ 32192 Надежность в железнодорожной технике. Основные понятия. Термины и определения

ГОСТ 32895 Электрификация и электроснабжение железных дорог. Термины и определения

ГОСТ IEC 61198-2014 Масла изоляционные нефтяные. Методы определения 2-фурфурола и родственных соединений

ГОСТ Р 8.568 Государственная система обеспечения единства измерений. Аттестация испытательного оборудования. Основные 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.

В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 16110, ГОСТ 16504, ГОСТ 32192 и ГОСТ 32895.

4.1.1 Испытания трансформаторов в целях продления назначенного срока службы выполняют в последовательности:

- испытания масла из бака трансформатора;

- испытания масла из бака контакторов устройства переключения ответвлений обмоток;

- испытания масла из маслонаполненных вводов;

- оценка влажности твердой изоляции;

- измерение потерь и тока холостого хода;

- измерение сопротивления обмоток постоянному току;

- измерение потерь и напряжения короткого замыкания;

- измерение характеристик частичных разрядов в изоляции;

- измерение диэлектрических параметров изоляции;

- испытания электрической прочности изоляции;

- испытания бумажной изоляции обмоток.

4.1.2 Испытания, перечисленные в 4.1.1, выполняют на выведенном из работы трансформаторе. При подготовке и выполнении испытаний соблюдают требования безопасности в соответствии с правилами по охране труда при эксплуатации электроустановок [1] и нормативными документами владельца железнодорожной инфраструктуры.

4.1.3 Все виды испытаний проводят при нормальных значениях климатических факторов по ГОСТ 15150 (пункт 3.15).

4.1.4 Средства измерений, применяемые при испытаниях, должны быть включены в Государственный реестр средств измерений, поверены (калиброваны) и иметь отметки в формулярах (паспортах), подтверждающие их пригодность к применению.

Оборудование, используемое для испытаний, должно быть аттестовано по ГОСТ Р 8.568 и проверено на работоспособность.

4.2.1 Отбор масла для испытаний производят не менее чем через 1 сутки после того, как трансформатор проработал с температурой не ниже 75 °C. Для контроля температуры используют датчики температуры, являющиеся частью конструкции трансформатора, или термометры с ценой деления не менее 1 °C и пределом допускаемой абсолютной погрешности не выше +/- 0,5 °C.

4.2.2 Состав показателей, на соответствие которым проводят испытание масла из бака трансформатора, методы испытаний и требования к оценке результатов испытаний приведены в таблице 1.

Испытания по строкам 1 - 5 выполняют для трансформаторов с высшим напряжением до 35 кВ, по строкам 1 - 10 - для трансформаторов с высшим напряжением 110 кВ и 220 кВ, по строке 11 - для трансформаторов с высшим напряжением до 15 кВ мощностью выше 1000 кВ·А и с высшим напряжением выше 15 кВ независимо от мощности.

4.2.3 Результаты испытания считают положительными, если значения всех показателей находятся в пределах, указанных в таблице 1. Если значение хотя бы одного из показателей находится вне пределов, указанных в таблице 1, то испытания прекращают и трансформатор считают непригодным к продлению назначенного срока службы.

4.3.1 У масла из бака контакторов устройства переключения ответвлений обмоток определяют пробивное напряжение. Метод испытаний аналогичен изложенному в строке 1 таблицы 1.

4.3.2 Результаты испытаний считают положительными, если значение пробивного напряжения составляет не менее, кВ:

Если значение пробивного напряжения менее указанного, то испытания прекращают и трансформатор считают непригодным к продлению назначенного срока службы.

4.4.1 У масла из негерметичных вводов определяют влагосодержание. Метод испытаний аналогичен изложенному в строке 4 таблицы 1.

4.4.2 Результаты испытаний считают положительными, если значение влагосодержания не превышает 0,0030% массы или 30 г/т. Если значение влагосодержания более указанного, то испытания прекращают и трансформатор считают непригодным к продлению назначенного срока службы.

4.5.1 Влажность твердой изоляции определяют в следующем порядке:

а) измеряют тангенс угла диэлектрических потерь изоляции между обмотками;

б) измеряют тангенс угла диэлектрических потерь масла;

в) определяют тангенс угла диэлектрических потерь твердой изоляции;

г) по диаграмме на рисунке 1, используя полученное по 4.5.2 значение тангенса угла диэлектрических потерь твердой изоляции и значение температуры, при которой было измерено значение тангенса угла диэлектрических потерь изоляции между обмотками, определяют влажность твердой изоляции.

Измерения по перечислениям а) и б) выполняют при температуре обмоток и масла, отличающейся не более чем на 5 °C.

4.5.2 Тангенс угла диэлектрических потерь твердой изоляции вычисляют по формуле

где - значение тангенса угла диэлектрических потерь изоляции между обмотками, измеренное по 4.5.1, перечисление а), %;

- значение тангенса угла диэлектрических потерь масла, измеренное по 4.5.1, перечисление а), %;

K_М и K_Т - коэффициенты влияния тангенсов угла диэлектрических потерь соответственно масла и твердой изоляции, определяемые по формулам (2) и (3) соответственно.

Коэффициенты влияния тангенсов угла диэлектрических потерь соответственно масла K_М и твердой изоляции K_Т вычисляют по формулам:

где V_Т и V_М - коэффициенты заполнения промежутка между обмотками низшего и высшего напряжений твердой изоляцией (V_Т) и маслом (V_М) по окружности обмоток, определяемые по формулам (4) и (5);

Q_Т и Q_М - коэффициенты заполнения промежутка между обмотками низшего и высшего напряжений твердой изоляцией (Q_Т) и маслом (Q_М) по радиусу обмоток, определяемые по формулам (6) и (7);

- отношение диэлектрической проницаемости маслопропитанной твердой изоляции к диэлектрической проницаемости масла, принимаемое равным 2.

Коэффициенты заполнения промежутка между обмотками низшего и высшего напряжений твердой изоляцией V_Т и маслом Q_М по окружности обмоток вычисляют по формулам:

где S_Т - суммарная ширина реек по средней длине окружностей обмоток, мм;

S_М - суммарное расстояние между рейками по средней длине окружностей обмоток, мм.

Коэффициенты заполнения промежутка между обмотками низшего и высшего напряжений твердой изоляцией Q_Т и маслом Q_М по радиусу обмоток вычисляют по формулам

где L_Т - суммарная толщина барьеров твердой изоляции между обмотками по радиусу;

L_М - суммарная толщина масляных барьеров между обмотками по радиусу.

Правильность расчетов по формулам (4) - (7) проверяют по соотношениям

При отсутствии информации о расположении обмоток допускается принимать K_М = 0,4 и K_Т = 0,6.

4.5.3 Результаты оценки считают положительными, если значение влажности твердой изоляции не превышает 4%. Если значение влажности твердой изоляции более указанного, то испытания прекращают и трансформатор считают непригодным к продлению назначенного срока службы.

4.6.1 Измерение проводят методом по ГОСТ 3484.1 (раздел 6) при номинальном напряжении по той же схеме, по которой производилось измерение на заводе-изготовителе.

4.6.2 Полученные значения потерь и тока холостого хода используют при оценке состояния трансформатора при последующих испытаниях.

4.7.1 Измерение сопротивления обмоток постоянному току производят на всех ответвлениях, если в эксплуатационной документации на трансформатор нет других указаний, и если для этого не требуется выемки активной части. Перед измерениями сопротивления обмоток трансформаторов, снабженных устройствами регулирования напряжения, следует произвести не менее трех полных циклов переключения.

4.7.2 Метод измерений - по ГОСТ 3484.1 (раздел 4).

4.7.3 Результаты измерений считают положительными, если:

- у трехфазных трансформаторов значения сопротивления отличаются не более чем на 2% от значений сопротивления, полученных на соответствующих ответвлениях других фаз;

- у однофазных трансформаторов значения сопротивления не отличаются от значений заводских и предыдущих измерений.

Если хотя бы одно из этих условий не выполняется, то испытания прекращают и трансформатор считают непригодным к продлению назначенного срока службы.

4.8.1 Условия проведения измерения потерь и напряжения короткого замыкания - по ГОСТ 3484.1 (раздел 5).

4.8.2 Используя полученные в результате измерений значения напряжения короткого замыкания, по ГОСТ 11677 (пункт 3.3) определяют сопротивление короткого замыкания трансформатора.

4.8.3 Результаты измерений считают положительными, если значения сопротивления короткого замыкания, определенные по 4.8.2, отличаются от значений, полученных при испытаниях на заводе-изготовителе, не более чем на 3%. У трехфазных трансформаторов, кроме того, значения сопротивления короткого замыкания на основном ответвлении и на обоих крайних ответвлениях, также не должны отличаться более чем на 3%. Если отличие более указанного, то испытания прекращают и трансформатор считают непригодным к продлению назначенного срока службы.

4.9.1 Условия проведения измерения характеристик частичных разрядов в изоляции и методы измерений - по ГОСТ 21023 (разделы 1 - 5).

4.9.2 Результаты измерений считают положительными, если максимальное значение кажущегося заряда частичных разрядов не превышает 100 нКл. Если максимальное значение кажущегося заряда частичных разрядов более указанного, то испытания прекращают и трансформатор считают непригодным к продлению назначенного срока службы.

Условия проведения измерения диэлектрических параметров изоляции, методы измерения и требования к оценке результатов - по ГОСТ 3484.3 (разделы 1 - 7 и приложение).

Условия проведения испытаний электрической прочности изоляции, методы испытаний и требования к оценке результатов - по ГОСТ 22756 (разделы 1 - 3).

4.12.1 Испытания бумажной изоляции обмоток проводят на соответствие:

- по средней степени полимеризации;

- по содержанию фурановых соединений в масле.

4.12.2 Среднюю степень полимеризации бумаги определяют по ГОСТ 9105 (разделы 1 - 5).

4.12.3 Содержание фурановых соединений в масле определяют по ГОСТ IEC 61198 (разделы 3 - 11).

4.12.4 Результаты испытаний считают положительными при одновременном выполнении следующих условий:

- средняя степень полимеризации бумаги, определенная по 4.11.2, составляет не менее 250 единиц;

- содержание фурановых соединений в масле не превышает 0,0015% массы, в том числе фурфурола не более 0,0010% массы.

Если хотя бы одно из этих условий не выполняется, то испытания прекращают и трансформатор считают непригодным к продлению назначенного срока службы.