Измерение обмоток трансформатора: Измерение сопротивления изоляции силового трансформатора. Замеры изоляции обмоток трансформатора

Измерение сопротивления изоляции силового трансформатора. Замеры изоляции обмоток трансформатора

Измерение изоляции трансформатора является важным элементом технического обслуживания, поскольку его точность и надежность влияют на безопасность эксплуатации. В этом случае измерение проводится при напряжении между первичной и вторичной обмотками 10 В, при этом изоляция трансформатора должна быть проверена на отсутствие обрыва, а также на соответствие норм по уровню сопротивления.

Измерение сопротивления изоляции

Измерение сопротивления изоляции трансформатора проводится с помощью измерительного прибора, называемого мегомметром. Для этого его подключают к зажиму первичной обмотки, после чего напряжение подается на вторичную обмотку. В процессе измерения происходит измерение сопротивления изоляции. Если сопротивление изоляции не соответствует нормам, то мегомметр сигнализирует об этом. После того, как все параметры будут приведены в норму, можно приступить к измерениям изоляции вторичной обмотки.

Перед проведением измерений рекомендуется снять напряжение с вторичных обмоток. Это позволит исключить возможность короткого замыкания во время проведения измерений. Проверка изоляции вторичных обмоток производится с помощью высоковольтного мегомметра. Для этого снимается напряжение со всех обмоток, после чего подключается высоковольтный прибор к вторичной обмотке. В процессе измерений происходит сравнение показаний, полученных при измерении изоляции вторичной и первичной обмоток. 

Какие особенности

Измерения изоляции силового трансформатора имеет особенности: 

1. измерение изоляции с помощью мегаомметра производится в две стадии. Вначале определяется сопротивление изоляции по отношению к земле, а затем по отношению между обмотками и корпусом. Измерение сопротивления изоляции производится по двум параллельным схемам. 
2. измерение сопротивления изоляции обмоток производится на различных уровнях напряжения.
3.  измерение сопротивления обмоток постоянному току производится относительно корпуса и между обмотками.  
4. измерение сопротивления обмотки постоянному току проводится только на обмотках высокого напряжения и на выводах обмоток низкого напряжения.

При измерении сопротивления изоляции силовых трансформаторов с классом напряжения до 10 кВ допускается применять мегаомметры на напряжение не более 500 В. Измерение удельного сопротивления грунта производится для определения места расположения электрооборудования (трансформаторов), находящегося на земле. 

Измерение удельного сопротивления производится с помощью двух или трёх милливольтметров, присоединённых к точкам измерения параллельно. Сопротивление изоляции измеряется относительно земли и относительно друг друга. При этом сопротивление земли измеряется относительно любой точки, соединённой с землёй. Удельное сопротивление грунта измеряется последовательно с сопротивлением изоляции.

Что учесть

Проводя измерение сопротивления изоляции обмоток трансформатора, учитывайте: 

1.  Измеренное сопротивление изоляции должно быть не менее значения, указанного в паспорте трансформатора.
2. Измеренный результат должен быть округлен до целых чисел.
3.  Если измеренное значение сопротивления изоляции вышло за пределы допускаемых отклонений, то трансформатор необходимо подвергнуть повторной проверке.
4.  Если после повторной проверки сопротивление изоляции вышло за допустимые пределы, трансформатор подлежит ремонту или замене.

Измерение сопротивления изоляции силового трансформатора производится на отключенном трансформаторе. Сопротивление изоляции обмоток низкого напряжения относительно корпуса и между обмотками должно быть не ниже 5 Мом. Сопротивление изоляции обмоток высокого напряжения относительно обмотки низкого напряжения должно быть не меньше 100 Мом. Если сопротивление изоляции окажется меньше указанных значений, то необходимо произвести сушку обмоток. Для измерения сопротивления изоляции обмотки трансформатора подсоединяют к прибору, который имеет два входа: «А» и «В». Вход «В» подключается к выводам обмотки низкого напряжения, а вход «А» – к выводу обмотки высокого напряжения.

Какие требования

Замеры изоляции трансформаторов имеют требования: 

1.  изоляции обмоток относительно корпуса и между собой — не менее 2 Мом; 
2.  по изоляции между обмотками — не менее 1 Мом.

В процессе эксплуатации трансформаторов необходимо периодически проверять сопротивление изоляции обмоток, которое должно быть не менее указанных значений. Проверка сопротивления изоляции обмоток производится мегомметром на напряжение 2500 В. При снижении сопротивления изоляции ниже номинальных значений трансформаторы должны быть просушены и отремонтированы. Допускается сушка трансформаторов при их выводе в капитальный ремонт и при проведении капитальных ремонтов.

Просушивание заключается в прогреве трансформатора до температуры не выше 60 °С. Продолжительность сушки — не более 10 ч. Трансформаторы с сухой изоляцией не требуют сушки после длительного хранения. Для трансформаторов с масляным заполнением допустима сушка в течение 1 сут. После сушки трансформаторы должны подвергаться испытанию повышенным напряжением промышленной частоты.

Измерения сопротивления изоляции трансформатора мегаомметром на напряжение 1000 В является обязательным условием его допуска к работе. В зависимости от типа трансформатора, измерения могут осуществляться как в холодном, так и нагретом состоянии. Измерение сопротивления изоляции в холодном состоянии производится на отключенном трансформаторе мегаомметром, подключенном к вторичной обмотке. При этом на первичной обмотке должен быть выставлен ток 1А в течение 10 минут. Затем трансформатор включается и измеряется сопротивление изоляции. После окончания измерения трансформатор отключается от сети, и проводится повторное измерение в течение 1 минуты. Если результат повторного измерения будет менее 50 Мом, то трансформатор считается не соответствующим требованиям ПТЭЭП и не допускается к эксплуатации. Измерения производятся при температуре окружающего воздуха не ниже минус 10°С. При более низкой температуре трансформатор допускается включать в работу только после его прогрева при температуре не менее плюс 10°С в течение не менее 2 часов.

Про схему

Схемы измерение сопротивления изоляции трансформатора включают в себя измерение величины сопротивления между выводами обмотки и первичной и вторичной цепей, а также между первичной и заземленной обмоткой. Для измерения сопротивления изоляции обмоток в качестве измерительных приборов применяют мегаомметры. В режиме измерения выполняют три замера.

Первый замер – измерение между выводами обмоток. Второй замер – измерение между выводом обмотки и металлической частью трансформатора с целью определения величины сопротивления между обмотками. Третий замер – измерения между металлической частью и заземленным выводом первичной обмотки. При всех трех замерах сопротивление изоляции должно быть не менее 1 Мом. Измерение сопротивления изоляции вторичной цепи производят между выводами вторичной обмотки, соединенными с корпусом трансформатора. Сопротивление измеряют при разомкнутых вторичных контактах, при этом напряжение на вторичной обмотке должно быть около 50 В.

Измерение сопротивления обмоток постоянному току / Справка / Energoboard

Измеряются междуфазные сопротивления на всех ответвлениях обмоток всех фаз, если для этого не потребуется выемки сердечника. При наличии нулевого провода дополнительно измеряется одно из фазных сопротивлений. Сопротивление должно отличаться не более чем на 2% от сопротивления, полученного на таком же ответвлении других фаз, или от данных завода-изготовителя.

Измерением сопротивления постоянному току обмоток силовых трансформаторов выявляются дефекты:

• в местах соединений ответвлений к обмотке;
• в местах соединений выводов обмоток к выводам трансформатора;
• в местах соединения отпаек к переключателю;
• в переключателе — в контактах переключателя и его сочленениях;
• обрывы в обмотках (например, в проводах параллельных ветвей).

Измерения сопротивления постоянному току производятся мостовым методом или методом амперметра-вольтметра (см. рис. 2.3).

Метод амперметра-вольтметра. Измерения производятся приборами с классом точности 0,5. Пределы измерений приборов должны быть выбраны такими, чтобы отсчеты проводились во второй половине шкалы. Величина тока не должна превышать 20% номинального тока объекта измерения во избежание искажения результатов измерения из-за нагрева. Для исключения ошибок, обусловленных индуктивностью обмоток, сопротивление нужно измерять при полностью установившемся токе.

Рис. 2.3. Схема измерения сопротивления постоянному току обмоток трансформатора методом амперметра-вольтметра.
а — для малых сопротивлений; б — для больших сопротивлений.

При измерениях сопротивления обмотки, обладающей большой индуктивностью, методом амперметра-вольтметра рекомендуется применять схему измерения, позволяющую снизить время установления тока в измерительной цепи временной формировкой тока. Это достигается шунтированием реостата (или части его) в течение нескольких секунд. Сопротивление реостата берут не менее чем в 8 — 10 раз большее, чем сопротивление обмотки.

Мостовой метод. Измерения производятся мостами типа Р333, Р369, MО-70, P329. При измерении сопротивления мостами в цепь питания рекомендуется включать дополнительное сопротивление снижая тем самым постоянную времени цепи, что ведет к уменьшению времени установления тока. В этих случаях для получения необходимого тока должна быть применена аккумуляторная батарея более высокого напряжения. Во избежание повреждения моста, гальванометр включают при установившемся значении тока, а отключают до отключения тока.

Сопротивление постоянному току измеряется для всех ответвлений обмоток всех фаз. При наличии выведенной нейтрали измерение производится между фазовым выводом и нулевым. Измеренное линейное значение сопротивления между линейными выводами пересчитывается на фазное по формулам при соединении обмоток трансформатора в звезду

при соединении обмоток трансформатора в треугольник

 

где Rф, — приведенное фазовое сопротивление;
Rизм — измеренное сопротивление между линейными выводами.

Сопротивления обмоток постоянному току различных фаз на одноименных ответвлениях не должны отличаться друг от друга или от предыдущих (заводских) результатов измерений более, чем ±2%. Кроме того, должна соблюдаться одинаковая по фазам закономерность изменения сопротивления постоянному току по ответвлениям в различных положениях переключателя. Этим проверяется правильность подсоединения ответвлений к переключателю и его работы.

Особое внимание необходимо обращать на закономерность изменения сопротивления постоянному току по отпайкам в трансформаторах с переключателями под нагрузкой. Нарушения закономерности по фазам и между фазами у трансформаторов с РПН могут иметь место из-за неправильного сочленения валов переключателя и работы его привода, а также из-за неправильного подсоединения отпаек обмоток к переключающему устройству.

Результаты измерений сопротивления постоянному току должны сравниваться только при одной и той же температуре.

Пересчет сопротивления на другую температуру производят по формуле

 

где R1 — сопротивление, измеренное при температуре t1,
R2- сопротивление, приводимое к температуре t2;
К — коэффициент равный 245 для обмоток из алюминия, и 235 — из меди.

За температуру обмотки масляных трансформаторов полностью собранных и залитых маслом принимается установившаяся температура верхних слоев масла.

Для сухих трансформаторов и сердечников масляных трансформаторов, вынутых из масла, за температуру обмотки может быть принята температура окружающего воздуха, если трансформатор находился в данных условиях не менее 12 час.

Таблица 2.8. Средние значения фазных сопротивлений обмоток трансформатора постоянному току при t=20°С

Мощность, кВ·А	Тип	Напряжение, кВ
		0,4	3	6	10	35	110	220
10	ТМ	0,18	15,0	60,0	100,0	—	—	—
20	ТМ	0,08	6,0	25,0	67,0	—	—	—
25	ТСМ	—	—	33,0	—	—	—	—
30	ТМ	0,25	—	—	40,0	—	—	—
50	ТМ	0,03	2,0	10,0	26,0	—	—	—
50	ТМА	0,025	—	8,75	—	—	—	—
100	ТМ	0,45	0,9	3,6	10,0	—	—	—
180	ТМ	0,008	0,54	1,5	5,1	—	—	—
180	ТМА	0,01	—	1,27	3,6	—	—	—
250	ТМ	—	—	1,54	—	—	—	—
250	ТМА	0,003	—	0,9	4,4	—	—	—
320	ТМ	0,004	0,23	0,8	2,5	—	—	—
320	ТМА	0,003	—	0,6	1,5	—	—	—
400	ТМ	0,02	0,1	—	—	—	—	—
560	ТМ	0,002	—	0,3	0,8	—	—	—
560	ТМА	0,001	—	—	0,8	—	—	—
630	ТМ	—	—	0,7	—	—	—	—
1000	ТМ	0,0008	—	0,17	0,7	—	—	—
1000	TCЗC	0,0006	—	—	0,26	—	—	—
1800	ТМ	0,004	—	—	0,3	—	—	—
3200	ТМ	—	—	0,25	0,16	—	—	—
4000	ТМ	—	—	0,08	0,09	—	—	—
5600	ТМ	—	—	0,03	0,07	—	—	—
10000	ТДМ	—	—	0,017	0,007	—	4,15	—
10000	ТДТ	—	—	—	0,57	0,424	4,40	—
15000	ТДГ	—	0,005	—	—	—	2,9	—
15000	ТДНГ	—	0,004	—	—	—	3,0	—
16000	ТДНГ	—	—	0,015	—	2,1	—	—
31500	ТДНГ	—	—	0,012	—	1. 1	—	—
40000	ТРДЦ	—	—	—	—	—	—	—
40500	ТДГ	—	—	—	—	—	—	—
60000	ТДГ	—	—	—	—	—	—	—
90000	ТДГН	—	—	0,003	—	—	—	0,75
240000	АТЦТГ	—	—	—	0,0048	—	0,145	0,299

Примечание: Представлены данные, имеющиеся в распоряжении разработчика и предназначены для ориентировки обслуживающего персонала.

• Следующая страница
• Предыдущая страница
• Содержание

65528

Закладки

справочник Измерение сопротивления обмоток постоянному току

65528

Сегодня, в 12:18

товары и услуги КУПЛЮ коденсанторы к52-, к41-, к75-, км-5, это»

593

Сегодня, в 12:18

книги Поезда

762

Сегодня, в 12:18

пользователи Профиль пользователя ID11836

339

Сегодня, в 12:18

товары и услуги Ремонт Elettronica Santerno Sinus Penta 2T 4T 5T 6T K Lift M N частотных преобразователей

487

Сегодня, в 12:18

книги Теплотехнические этюды с Excel, Mathcad и Интернет. Учебное пособие

857

Сегодня, в 12:18

товары и услуги Предлагаем бутилгликоль (бутилцеллозольв)

901

Сегодня, в 12:18

товары и услуги Ремонт Siemens SIMODRIVE 611 SINAMICS G110 G120 G130 G150 S120 S150 V20 dcm SIMOVERT VC P

821

Сегодня, в 12:18

товары и услуги Продаем электродвигатели ДВУ165LT1 2000об.м

498

Сегодня, в 12:17

товары и услуги Твердотопливные котлы Stropuva

59

Сегодня, в 12:17

публикации Новая газотурбинная ТЭЦ в Касимове выдаст в энергосистему Рязанской области более 18 МВт мощности

257255

Сегодня, в 11:41

справочник Инструкция по монтажу контактных соединений шин между собой и с выводами электротехнических устройств

78805

Сегодня, в 10:51

справочник Измерение сопротивления обмоток постоянному току

65527

Сегодня, в 11:06

публикации Выключатель элегазовый типа ВГБ-35, ВГБЭ-35, ВГБЭП-35

55820

Сегодня, в 10:58

справочник Инструкция по осмотру РП, ТП, КТП, МТП

51816

Сегодня, в 09:02

пользователи Профиль пользователя ID7667

49230

Сегодня, в 09:03

справочник Эксплуатация, хранение и транспортировка кислородных баллонов

48004

Сегодня, в 09:03

публикации Выключатели нагрузки на напряжение 6, 10 кВ

47392

Сегодня, в 11:35

справочник Методика измерения сопротивления изоляции

45469

Сегодня, в 11:49

справочник Положение об оперативно-выездной бригаде района электрических сетей

42996

Сегодня, в 10:25

Информация обновлена сегодня, в 12:17

Сергей 213 Объявлений

Евгений 152 Объявления

522889 136 Объявлений

Андрей 107 Объявлений

Николай 75 Объявлений

Анатолий 49 Объявлений

baraboshin 38 Объявлений

Антон 38 Объявлений

Михаил 31 Объявление

enprom@inbox. ru 30 Объявлений

Информация обновлена сегодня, в 12:17

Ирина 974 Объявления

[email protected] 741 Объявление

Евгений 717 Объявлений

Евгений 426 Объявлений

Елена Владимировна 358 Объявлений

Сергей 267 Объявлений

Дмитрий 225 Объявлений

Сергей 213 Объявлений

522889 136 Объявлений

Сергей 134 Объявления

Информация обновлена сегодня, в 12:17

Как проверить трансформатор

Как тестируются трансформаторы? Изучите методы тестирования и советы по измерению!

Обзор

Трансформаторы являются чрезвычайно важным типом электрооборудования. Выход из строя одного из них может привести к значительному ущербу для компании, которая его использовала. Чтобы предотвратить такую ​​возможность, необходимо проводить оценочные измерения во время разработки и надежное тестирование во время производства, а также проводить техническое обслуживание в виде регулярных испытаний и проверок.
На этой странице представлены стандартные методы оценки и тестирования трансформаторов, которые широко используются.

Что такое трансформатор?

Трансформаторы используются для изменения напряжения переменного тока, например, путем его повышения или понижения. Они также играют изолирующую роль. В этой последней роли они защищают пользователей электрооборудования, изолируя входную и выходную стороны цепи питания, чтобы электричество со стороны входа не могло течь непосредственно на сторону выхода.

Примеры, знакомые большинству людей, включают небольшие трансформаторы, которые люди используют во время заграничных путешествий, и трансформаторы в форме ковша, установленные на опорах электропередач.
Трансформаторы преобразуют электроэнергию в удобное в использовании напряжение исходя из необходимой нагрузки на рассматриваемом объекте, из высокого напряжения в низкое. Вы можете задаться вопросом: «Почему бы просто не передавать электричество при простом в использовании напряжении?»
Однако передача электроэнергии по линиям электропередачи при низком напряжении вызывает значительные потери при передаче. Электростанции используют высокое напряжение для снижения тока при передаче электроэнергии, чтобы ограничить потери при передаче.

Основные оценочные испытания трансформаторов

Ниже приведены некоторые примеры некоторых основных параметров, используемых для оценки трансформаторов:

Измерение первичной индуктивности (L1) и вторичной индуктивности (L2)

трансформатора и используется для измерения первичной и вторичной индуктивности. Все остальные обмотки во время этих измерений оставляются в разомкнутом состоянии.

Измерение индуктивности рассеяния

В идеальном трансформаторе закорачивание выхода также закорачивает вход, но в действительности индуктивность рассеяния остается даже при закорочении выхода. Индуктивность рассеяния можно получить, закоротив вторичную сторону и измерив индуктивность первичной стороны.

Емкость обмотки

При этом испытании измеряется емкость провода обмотки между первичной и вторичной сторонами трансформатора. Эту величину можно измерить, подключив прибор к каждой обмотке по одной.

Измерение взаимной индуктивности

Взаимную индуктивность можно рассчитать как (M = (La — Lo) / 4) путем измерения индуктивности с одинаковыми фазами, соединенными последовательно, и с противоположными фазами, соединенными последовательно.

Измерение коэффициента трансформации

Приблизительный коэффициент трансформации можно рассчитать, подключив сопротивление R к вторичной стороне и измерив индуктивность Z на первичной стороне. Вычисление (N = √[R/Z]).

Испытание на превышение температуры трансформатора

Испытание на превышение температуры используется для определения того, превышает ли температура трансформатора значение, указанное в спецификации, при работе в номинальных условиях. При таких испытаниях измеряется температура таких компонентов, как масло трансформатора или обмотка. Используются следующие три метода измерения:

Метод фактической нагрузки

Этот тип испытания на превышение температуры выполняется, когда трансформатор работает под номинальной нагрузкой. Использовать этот метод при испытании трансформаторов большой мощности не реально. Следовательно, он используется для проверки трансформаторов малой мощности.

Метод обратной загрузки

В этом методе измерения выполняются при отдельном питании мощности без потерь и потерь нагрузки. Поскольку мощность питания, используемая в тесте, невелика, этот метод также можно использовать для тестирования трансформаторов большой мощности, таких как те, которые используются для подачи электроэнергии. Необходимо соблюдать меры предосторожности, так как метод требует как минимум двух трансформаторов одинакового номинала, а результаты измерений должны быть скорректированы по температуре.

Метод эквивалентной нагрузки

В этом методе повышение температуры измеряется после замыкания накоротко одной из обмоток трансформатора, подачи тока на другую обмотку от источника питания номинальной частоты и применения потерь, равных сумме потерь холостого хода и потеря нагрузки. Обратите внимание, что, поскольку общие потери представлены как потери нагрузки, необходимо заранее знать базовую цифру. Кроме того, как и метод обратной загрузки, этот метод требует температурной коррекции и других процедур.

Испытание на превышение температуры также можно проводить с помощью измерения сопротивления. Повышение температуры можно рассчитать по измеренному значению сопротивления и температуре окружающей среды.

Прочие испытания трансформаторов

В дополнение к методам, описанным выше, существует широкий спектр испытаний трансформаторов. Помимо испытаний на выносливость и сопротивления изоляции, которые используются и для других устройств, трансформаторы подвергаются испытаниям для оценки их устойчивости к землетрясениям, погодным условиям, жаре, холоду и влажности. Также используются такие методы, как тестирование без нагрузки и потерь, которое служит индикатором экономии энергии для таких устройств, как трансформаторы и двигатели.

Измерители мощности Hioki PW3337 и PW3336 могут измерять активную мощность с высокой степенью точности при низких коэффициентах мощности благодаря влиянию коэффициента мощности 0,1% или менее при низких коэффициентах мощности.

Резюме

Трансформаторы преобразуют высоковольтное электричество электростанций в напряжение, необходимое для использования в квартирах, зданиях, производственном оборудовании и электрооборудовании. Существует множество методов проверки трансформаторов. В этой статье представлены некоторые базовые тесты. Если вам необходимо протестировать трансформатор, обратитесь к представленным здесь методам тестирования.

Applications

How to Use

Related Products

• LCR Meter IM3536
• Resistance Meter RM3548
• LCR Meter IM3533
• Power Meter PW3337

Obstacles to Measuring Power Transformer Winding Resistance

DC winding resistance is a простая концепция, основанная на фундаментальном применении закона Ома. Это мощный инструмент для определения непрерывности цепей обмотки силового трансформатора, особенно соединений и контактов переключателя ответвлений. Однако проведение проверки сопротивления обмотки постоянному току сопряжено с некоторыми техническими трудностями, которые необходимо преодолеть:

• Индуктивность намагничивания силового трансформатора должна быть удалена путем насыщения стали сердечника.
• Для достижения насыщения необходимо приложить или подавать постоянное напряжение или постоянный ток соответственно.
• Величина сигналов постоянного тока напрямую влияет на время до насыщения. Различные методы, такие как помощь намотки, могут применяться для ускорения и повышения эффективности процесса насыщения.

В этой статье описываются некоторые препятствия, связанные с выполнением испытаний сопротивления обмотки постоянного тока, предлагаются методы насыщения и размагничивания, а также представлены соображения безопасности, а также тематические исследования.

Испытание сопротивления обмотки постоянному току обычно используется в полевых условиях для проверки и оценки непрерывности пути прохождения тока между клеммами на обмотке силового трансформатора. Тест ищет изменение непрерывности или реальных потерь в этой цепи, на что обычно указывают высокие или нестабильные измерения сопротивления. Тест сопротивления обмотки постоянному току может выявить и диагностировать такие проблемы, как ослабление соединения выводов, оборванные жилы обмотки или плохая целостность контактов в переключателях ответвлений.

В дополнение к обмотке, несколько дополнительных компонентов являются частью токопроводящего пути трансформатора:

• Вводы и вводные соединения
  • Натяжные тросы
  • Натяжные булавки
  • Соединения площадок
• Устройство РПН (LTC и DETC)
  • Перегородки
  • Селекторные переключатели
  • Дивертерные переключатели
  • Реверсивные переключатели
• Обмотки
  • Пряди
  • Кроссоверы
  • Отводы

Измерения

Цель состоит в том, чтобы изолировать и измерить только сопротивление обмотки определенной фазы и обмотки. Однако, в зависимости от конфигурации обмотки — треугольник (разомкнутая или замкнутая), звезда, автоматическая или зигзагообразная — и того факта, что измерение сопротивления обмотки может выполняться только между выводами, результаты измерений могут представлять собой комбинацию обмоток, а не конкретную обмотку. . Измерения конфигурации обмотки треугольником часто вызывают путаницу, поскольку одиночная обмотка не может быть изолирована какой-либо парой клемм. В определенных приложениях, таких как третичные или стабилизирующие обмотки, разомкнутое или замкнутое состояние обмотки треугольника создает дополнительную путаницу.

Схема измерения сопротивления обмотки включает три компонента: источник постоянного тока (V или I), вольтметр и амперметр. Одновременное измерение напряжения и силы тока определяет сопротивление по закону Ома. Каким бы простым ни казалось измерение обмотки постоянного тока, необходимо учитывать несколько факторов.

Диапазоны измерения

Понимание ожидаемых значений сопротивления важно для настройки и выполнения измерения сопротивления обмотки постоянного тока. Самые современные приборы сопротивления обмотки могут измерять очень низкие значения сопротивления в диапазоне микроомов (мкОм) до значительно более высоких значений сопротивления в диапазоне килоомов (кОм). Типичное сопротивление обмотки трансформатора обычно находится в диапазоне от нескольких миллиОм (мОм) до нескольких Ом (Ом).

Чтобы определить ожидаемые результаты, просмотрите предыдущие результаты или сверьтесь с протоколом заводских испытаний. Это позволяет выбрать оптимальные диапазоны на испытательном приборе. Всегда лучше бежать метры близко к полному диапазону, выше 70 процентов, если это возможно. В случае приборов с автоматическим диапазоном всегда проверяйте, не возникло ли перегрузки; это может сильно повлиять на точность чтения.

Типы статических и динамических измерений

Могут применяться два различных типа измерения сопротивления обмотки постоянного тока: статические (стандартные) и динамические (расширенные):

• Статический. Это стандартное испытание выполняется для измерения фактического значения сопротивления обмотки трансформатора и связанных с ним последовательных компонентов. Статическое измерение дает одно значение, зависящее от температуры, в омах.
• Динамический. Динамические измерения обычно применяются к трансформаторам с переключением ответвлений нагрузки (LTC). Измерение динамического сопротивления обмотки отслеживает изменение резистивного поведения при работе LTC. Зная, что LTC соответствует концепции «замыкание перед отключением», любые необычные изменения, такие как потеря непрерывности, могут указывать на преждевременный износ или неисправность LTC, особенно контактов отклоняющего устройства.

Соединения по Кельвину

Четырехпроводной метод Кельвина является наиболее эффективным средством измерения очень малых значений сопротивления. Этот метод исключает сопротивление проводов цепи измерения и любое контактное сопротивление в точках подключения проводов. Четырехпроводная концепция Кельвина заключается в том, чтобы провода напряжения и тока применялись отдельно (рис. 1).

Рис. 1: Четырехпроводной метод Кельвина

Точки подключения P1 и P2 измеряют ток и подачу тока; точки P3 и P4 изолируют измерение напряжения на испытуемом образце. Еще одно тонкое применение четырехпроводного метода Кельвина заключается в размещении выводов, чувствительных к напряжению (P3 и P4), внутри токовых выводов (P1 и P2). Это гарантирует, что любое нежелательное падение напряжения останется за пределами предполагаемого измерения сопротивления.

Насыщение

Состояние насыщения сердечника трансформатора делает простой по своей сути тест гораздо более сложным для пользователей. Понимание влияния сердечника трансформатора на измерение сопротивления обмотки постоянному току, а также того, почему насыщение сердечника является необходимым условием для этого испытания, является сложной задачей. Чтобы получить желаемое измерение сопротивления обмотки постоянному току, резистивная составляющая обмотки должна быть изолирована. Магнитопровод трансформатора должен быть насыщен. Насыщение происходит, когда все магнитные домены успешно выровнены в одном направлении.

Использование закона Фарадея показывает, что процесс насыщения зависит от напряжения, подаваемого на клеммы трансформатора.

Интуиция часто подсказывает нам, что это актуально. Однако более высокие токи вызывают большее падение напряжения. С точки зрения применения важно понимать соотношение вольт-ампер (ВА), чтобы можно было максимизировать напряжение.

Обмотка трансформатора представляет собой простую цепь резистор-индуктор (RL). Индуктивная составляющая (L) состоит из реактивного сопротивления рассеяния обмотки и реактивного сопротивления намагничивания сердечника. Эти индуктивные компоненты должны быть минимизированы за счет насыщения. Рисунок 2 иллюстрирует основные компоненты RL.

Рис. 2: Базовая модель импеданса трансформатора

Эти индуктивности работают вместе с сопротивлением обмотки постоянному току, создавая не очень простую постоянную времени. Эта постоянная времени может быть секундами или минутами.

Рекомендуемые методы

Использование эффективных методов и передовой практики улучшает процесс насыщения. Если обычные методы ввода тока недостаточны и эффективны, дополнительные усовершенствованные методы могут помочь в насыщении. Время до насыщения можно сократить, либо подав больший ток, перенаправив ток в обмотках Yn (первичная) или yn (вторичная), либо используя комбинацию обмоток высокого и низкого напряжения.

1. Применяйте максимально возможное напряжение на клеммах, не превышая рекомендуемые пределы номинальных значений обмотки. Для повышения характеристик насыщения важно максимизировать напряжение на клеммах. Однако существуют некоторые ограничения. Ток через обмотку не должен превышать 15 процентов от номинального тока. Ограничение тока сводит к минимуму вероятность перегрева, который может вызвать изменение сопротивления или тепловую нестабильность.
2. Сохраняйте направление магнитных доменов между испытаниями. Помните о полярности клемм. Это может быть неоптимальным при проверке обмотки.
3. Используйте обмотки высокого и низкого напряжения одновременно, чтобы обеспечить насыщение; они должны быть одной фазы и направления.

Безопасность

• Строго соблюдайте все местные правила и процедуры безопасности.
• Будьте осторожны при подаче питания постоянного тока на тестируемые объекты с высокой индуктивностью; это может привести к высоким напряжениям.
• Пока в измерительной цепи течет энергия, никогда не подсоединяйте и не отсоединяйте тестовые объекты и/или кабели.
• Всегда меняйте местами провода на проходных клеммах, а не на испытательном оборудовании.
• Используйте отдельные зажимы для подключения тока и напряжения с обеих сторон испытуемого объекта, чтобы избежать опасностей, если один из зажимов упадет во время испытания.

Намагничивание

Процесс насыщения оставляет сердечник трансформатора в намагниченном состоянии. Для большинства применений трансформаторов это считается неопасным; однако намагниченные трансформаторы производят более высокие пусковые токи при включении питания. В случае сомнений проконсультируйтесь с производителем.

Одним из побочных эффектов насыщения сердечника является то, что оно может влиять на другие диагностические тесты, в частности, на токи возбуждения и анализ частотной характеристики развертки (SFRA). Время от времени TTR также был затронут. Сопротивление обмотки постоянному току выполняйте в последнюю очередь, чтобы не исказить результаты этих испытаний. В то же время для подтверждения и проверки наличия или отсутствия намагниченности можно использовать тесты возбуждающего тока и тесты SFRA. Рисунок 3 иллюстрирует, как намагниченность может влиять на результаты возбуждающих токов. В этом примере ожидаемый паттерн из двух одинаковых максимумов и одного минимума слегка искажен. Как показано в этом случае, на фазу А больше всего повлияло магнетизм.

Рис. 3. Возбуждение фазовой картины тока до и после намагничивания

Иногда может потребоваться размагничивание трансформатора. Можно использовать два метода:

1. Применять уменьшающееся переменное напряжение. Этот метод применяется нечасто из-за стоимости, размера и сложности такого оборудования для использования в полевых условиях. Этот метод сведет кривую намагничивания (рис. 4) к нулю (плотность магнитного потока B и напряженность магнитного поля H пренебрежимо малы).

Рис. 4: Кривая BH

1. Подайте питание постоянного тока на обмотки трансформатора и несколько раз поменяйте полярность подключенного источника, уменьшая при этом напряжение, ток и время подачи, пока сердечник не размагничивается. Опять же, цель состоит в том, чтобы свести кривую BH к нулю.

Анализ результатов

В качестве диагностического инструмента измерение сопротивления обмотки фокусируется на тепловых и механических режимах отказа.

Режимы отказа, обнаруженные сопротивлением обмотки

Проверка сопротивления обмотки очень полезна для выявления:

• Дефектный DETC или LTC (контакты)
• Плохое соединение
• Закороченные витки
• Открытые цепи и повороты

Такие проблемы могут привести к значительному выделению тепла при нормальной работе. Просмотрите результаты АРГ, чтобы убедиться в наличии условий нагрева.

Рекомендуемые пределы

Результаты испытаний сопротивления обмотки интерпретируются на основе сравнения измерений отдельных фаз (звезда) или измерений клемм (треугольник). Ожидается, что измерения будут отличаться друг от друга в пределах 2 процентов. Однако для находящихся в эксплуатации устройств или измерений с малым сопротивлением согласование в пределах 5 % обычно считается удовлетворительным. Сравнения также могут быть сделаны с исходными заводскими результатами или результатами предыдущих испытаний.

Температурная коррекция

При сравнении данных за разные даты испытаний результаты должны быть нормализованы к общей эталонной температуре. Формула преобразования температуры:

где:

Rs = сопротивление при желаемой температуре (Ts)

Rm = измеренное сопротивление

Ts = желаемая эталонная температура (°C)

Tm = температура, при которой сопротивление было
измерено (°C)

Tk = 234,5°C (медь)

Tk = 225°C (алюминий)

Определение целостности насыщения

Для получения достоверных измерений сопротивления обмотки необходимо, чтобы произошло насыщение сердечника. Поведение измерения, как правило, непостоянно в зависимости от конструкции и конфигурации трансформатора. Обмотки треугольником и превентивные автотрансформаторы в цепи LTC являются двумя примерами препятствий, которые могут повлиять на процесс насыщения. Даже через несколько минут насыщение может казаться полным, но затем снова меняется. Для сложных устройств важно задокументировать параметры испытаний, включая приблизительное время насыщения, если устройство уже тестировалось ранее. Опыт часто является лучшим вариантом для определения того, как определить насыщение.

После завершения тестирования анализ можно улучшить, нанеся данные на график, что во многих случаях более полезно, чем просмотр данных в табличной форме. На рис. 5 показаны данные сопротивления обмотки LTC с неполным насыщением. В обоих примерах ранние измерения выше, чем ожидалось. При просмотре нанесенных данных становится ясно, что насыщения активной зоны не произошло, и несколько измерений в начале испытания следует признать недействительными.

Рис. 5. Сопротивление обмотки (мОм) — неполное насыщение

Практический пример № 1: Перегрев проводов переключателя ответвлений

В этом практическом примере измерения сопротивления обмотки дали значительно более высокие показания в положениях LTC 14R и 4L для фазы B (рис. 6). Ожидалось, что нормальные измерения будут находиться в диапазоне 25–30 мОм. Измерения 14R и 4L явно превышают рекомендуемый предел в 2 процента.

Рисунок 6: Измерение сопротивления обмотки LTC

На первый взгляд кажется необычным, что отдельные положения LTC дают сомнительные результаты, но просмотр информации на паспортной табличке LTC (Таблица 1) показывает, что положения LTC 14R и 4L имеют общий провод отвода (#7).

Таблица 1: Паспортная табличка LTC

Дальнейшее исследование показало явный перегрев соединения №7 (Рисунок 7).

Рис. 7: Соединение № 7 Перегрев

Пример № 2: Плохой контакт LTC

Измерения сопротивления обмотки были выполнены на трансформаторе с переключением нагрузки и резисторным LTC. Все нечетные позиции провалились. Фаза X3-X0 имела постоянно более высокие, чем ожидалось, измерения сопротивления (рис. 8).

Рис. 8. Измерение сопротивления обмотки с неудачными нечетными позициями на фазе C

Если измерения в шаблоне постоянно терпят неудачу, следует исследовать общие компоненты. Эта закономерность указывает на то, что проблема, скорее всего, связана с главными контактами дивертерного переключателя или соответствующими выводами. На рис. 9 показана одна сторона дивертерного переключателя.

Рис. 9: Диверторный переключатель

Заключение

Проверка сопротивления обмотки постоянного тока является диагностическим инструментом, ориентированным на тепловые и механические режимы отказа. Тест может выявить и диагностировать проблемы в переключателях ответвлений, такие как ослабление соединений выводов, оборванные жилы обмотки и плохая целостность контактов. Насыщение сердечника трансформатора является обязательным условием для получения достоверных измерений сопротивления обмотки, и понимание влияния сердечника трансформатора на измерение является сложной задачей. Опыт лучше всего помогает пользователю успешно определить полное насыщение магнитной цепи трансформатора и правильно интерпретировать результаты.

Каталожные номера

IEEE Std. 62-1995, «Руководство по диагностическим полевым испытаниям электрического оборудования. Часть 1: Масляные силовые трансформаторы, регуляторы и реакторы».

П. Гилл, Техническое обслуживание и испытания электроэнергетического оборудования, Второе издание , CRC Press, 2009.

К. Л. Свитсер, «Важность передовых методов диагностики для повышения доступности силовых трансформаторов и вспомогательных компонентов в эпоху интеллектуальных технологий». Сетка.» Летние собрания IEEE Power Engineering Society, Детройт, США, 22–26 июля 2011 г.

Чарльз Свитсер присоединился к OMICRON Electronics Corp. USA в 2009 году и в настоящее время является менеджером по техническим услугам в Северной Америке. До прихода в OMICRON он работал в сфере диагностики и консультирования электрических устройств.