Закрыть

Как проверить исправность трансформатора: Проверка трансформатора с помощью мультиметра

Содержание

Проверка трансформатора с помощью мультиметра

В современной технике трансформаторы применяют довольно часто. Эти приборы используются, чтобы увеличивать или уменьшать параметры переменного электрического тока. Трансформатор состоит из входной и нескольких (или хотя бы одной) выходных обмоток на магнитном сердечнике. Это его основные компоненты. Случается, что прибор выходит из строя и возникает необходимость в его ремонте или замене. Установить, исправен ли трансформатор, можно при помощи домашнего мультиметра собственными силами. Итак, как проверить трансформатор мультиметром?

Основы и принцип работы

Сам по себе трансформатор относится к элементарным устройствам, а принцип его действия основан на двустороннем преобразовании возбуждаемого магнитного поля. Что характерно, индуцировать магнитное поле можно исключительно при помощи переменного тока. Если приходится работать с постоянным, вначале его надо преобразовывать.

На сердечник устройства намотана первичная обмотка, на которую и подается внешнее переменное напряжение с определенными характеристиками. Следом идут она или несколько вторичных обмоток, в которых индуцируется переменное напряжение. Коэффициент передачи зависит от разницы в количестве витков и свойств сердечника.

Разновидности

Сегодня на рынке можно найти множество разновидностей трансформатора. В зависимости от выбранной производителем конструкции могут использоваться разнообразные материалы. Что касается формы, она выбирается исключительно из удобства размещения устройства в корпусе электроприбора. На расчетную мощность влияет лишь конфигурация и материал сердечника. При этом направление витков ни на что не влияет – обмотки наматываются как навстречу, так и друг от друга. Единственным исключением является идентичный выбор направления в случае, если используется несколько вторичных обмоток.

Для проверки подобного устройства достаточно обычного мультиметра, который и будет использоваться, как тестер трансформаторов тока. Никаких специальных приборов не потребуется.

Порядок проверки

Проверка трансформатора начинается с определения обмоток. Сделать это можно при помощи маркировки на устройстве. Должны быть указаны номера выводов, а также обозначения их типа, что позволяет установить больше информации по справочникам. В отдельных случаях имеются даже поясняющие рисунки. Если же трансформатор установлен в какой-то электронный прибор, то прояснить ситуацию сможет принципиальная электронная схема этого прибора, а также подробная спецификация.

Итак, когда все выводы определены, приходит черед тестера. С его помощью можно установить две наиболее частые неисправности – замыкание (на корпус или соседнюю обмотку) и обрыв обмотки. В последнем случае в режиме омметра (измерения сопротивления) перезваниваются все обмотки по очереди. Если какое-то из измерений показывает единицу, то есть бесконечное сопротивление, то налицо обрыв.

Здесь имеется важный нюанс. Проверять лучше на аналоговом приборе, так как цифровой может выдавать искаженные показания из-за высокой индукции, что особенно характерно для обмоток с большим числом витков.

Когда ведется проверка замыкания на корпус, один из щупов подсоединяют к выводу обмотки, в то время как вторым позванивают выводы всех прочих обмоток и самого корпуса. Для проверки последнего потребуется предварительно зачистить место контакта от лака и краски.

Определение межвиткового замыкания

Другой частой поломкой трансформаторов является межвитковое замыкание. Проверить импульсный трансформатор на предмет подобной неисправности с одним лишь мультиметром практически нереально. Однако, если привлечь обоняние, внимательность и острое зрение, задача вполне может решиться.

Немного теории. Проволока на трансформаторе изолируется исключительно собственным лаковым покрытием. Если имеет место пробой изоляции, сопротивление межу соседними витками остается, в результате чего место контакта нагревается. Именно поэтому первым делом следует тщательно осмотреть прибор на предмет появления потеков, почернений, подгоревшей бумаги, вздутий и запаха гари.

Далее стараемся определить тип трансформатора. Как только это получается, по специализированным справочникам можно посмотреть сопротивление его обмоток. Далее переключаем тестер в режим мегаомметра и начинаем измерять сопротивление изоляции обмоток. В данном случае тестер импульсных трансформаторов – это обычный мультиметр.

Каждое измерение следует сравнить с указанным в справочнике. Если имеет место расхождение более чем на 50%, значит, обмотка неисправна.

Если же сопротивление обмоток по тем или иным причинам не указано, в справочнике обязательно должны быть приведены иные данные: тип и сечение провода, а также количество витков. С их помощью можно вычислить желаемый показатель самостоятельно.

Проверка бытовых понижающих устройств

Следует отметить момент проверки тестером-мультиметром классических трансформаторов понижения. Найти их можно практически во всех блоках питания, которые понижают входящее напряжение с 220 Вольт до выходящего в 5-30 Вольт.

Первым делом проверяется первичная обмотка, на которую подается напряжение в 220 Вольт. Признаки неисправности первичной обмотки:

  • малейшая видимость дыма;
  • запах гари;
  • треск.

В этом случае следует сразу прекращать эксперимент.

Если же все нормально, можно переходить к измерению на вторичных обмотках. Прикасаться к ним можно только контактами тестера (щупами). Если полученные результаты меньше контрольных минимум на 20%, значит обмотка неисправна.

К сожалению, протестировать такой токовый блок можно только в тех случаях, если имеется полностью аналогичный и гарантированно рабочий блок, так как именно с него и будут собираться контрольные данные. Также следует помнить, что при работе с показателями порядка 10 Ом некоторые тестеры могут искажать результаты.

Измерение тока холостого хода

Если все тестирования показали, что трансформатор полностью исправен, не лишним будет провести еще одну диагностику – на ток трансформатора холостого хода. Чаще всего он равняется 0,1-0,15 от номинального показателя, то есть тока под нагрузкой.

Для проведения проверки измерительный прибор переключают в режим амперметра. Важный момент! Мультиметр к испытуемому трансформатору следует подключать замкнутым накоротко.

Это важно, потому что во время подачи электроэнергии на обмотку трансформатора сила тока возрастает до нескольких сот раз в сравнении с номинальным. После этого щупы тестера размыкаются, и на экране отображаются показатели. Именно они и отображают величину тока без нагрузки, тока холостого хода. Аналогичным образом производится измерение показателей и на вторичных обмотках.

Для измерения напряжения к трансформатору чаще всего подключают реостат. Если же его под рукой нет, в ход может пойти спираль из вольфрама или ряд лампочек.

Для увеличения нагрузки увеличивают количество лампочек или же сокращают количество витков спирали.

Как можно видеть, для проверки даже не потребуется никакой особый тестер. Подойдет вполне обычный мультиметр. Крайне желательно иметь хотя бы приблизительное понятие о принципах работы и устройстве трансформаторов, но для успешного измерения достаточно всего лишь уметь переключать прибор в режим омметра.

Как проверить трансформатор мультиметром на исправность?

Трансформатор является простым электротехническим устройством и служит для преобразования напряжения и тока. На общем магнитном сердечнике наматываются входная и одна или несколько выходных обмоток. Подаваемое на первичную обмотку переменное напряжение индуцирует магнитное поле, которое вызывает появление переменного напряжения такой же частоты во вторичных обмотках. В зависимости от соотношения числа витков изменяется коэффициент передачи.

Порядок выявления дефектов трансформатора

Для проверки неисправностей трансформатора прежде всего надо определить выводы всех его обмоток. Это можно сделать по его маркировке, где указываются номера выводов, обозначение типа (тогда можно воспользоваться справочниками), при достаточно большом размере даже есть рисунки. Если трансформатор непосредственно в каком-то электронном приборе, то все это прояснят принципиальная электрическая схема на устройство и спецификация.

Определив все выводы, мультиметром можно проверить два дефекта: обрыв обмотки и замыкание ее на корпус или другую обмотку.

Для определения обрыва надо «прозвонить» в режиме омметра по очереди каждую обмотку, отсутствие показаний («бесконечное» сопротивление) указывает на обрыв. На цифровом мультиметре могут быть недостоверные показания при проверке обмоток с большим числом витков из-за их высокой индуктивности.

Для поиска замыкания на корпус один щуп мультиметра подсоединяется к выводу обмотки, а вторым поочередно касаются выводов других обмоток (достаточно одного любого из двух) и корпуса (место контакта нужно зачистить от краски и лака). Короткого замыкания быть не должно, проверить так необходимо каждый вывод.

Межвитковое замыкание трансформатора: как определить

Еще один распространенный дефект трансформаторов – межвитковое замыкание, распознать его лишь с помощью мультиметра практически невозможно. Тут могут помочь внимательность, острое зрение и обоняние. Проволока изолируется только за счет своего лакового покрытия, при пробое изоляции между соседними витками сопротивление все равно остается, что приводит к местному нагреву. При визуальном осмотре на исправном трансформаторе не должно быть почернений, потеков или вздутия заливки, обугливания бумаги, запаха гари.

В случае, если тип трансформатора определен, то по справочнику можно узнать сопротивление его обмоток. Для этого используем мультиметр в режиме мегомметра. После измерения сопротивления изоляции обмоток трансформатора сравниваем со справочным: отличия более чем в 50% указывают на неисправность обмотки. Если сопротивление обмоток трансформатора не указано, то всегда приводится количество витков, сечение и тип провода и теоретически, при желании, его можно вычислить.

Можно ли проверить бытовые понижающие трансформаторы?

Можно попробовать проверить мультиметром и распространенные классические понижающие трансформаторы, используемые в блоках питания для различных устройств с входным напряжением 220 вольт и выходным постоянным от 5 до 30 вольт. Осторожно, исключив возможность коснуться оголенных проводов, подается на первичную обмотку 220 вольт. При появлении запаха, дыма, треска выключить надо сразу, эксперимент неудачен, первичная обмотка неисправна.
Если все нормально, то прикасаясь только щупами тестера, измеряется напряжение на вторичных обмотках. Отличие от ожидаемых более чем на 20% в меньшую сторону говорит о неисправности этой обмотки.

Для сварки в домашних условиях необходим функциональный и производительный аппарат, приобретение которого сейчас слишком дорогое удовольствие. Собрать сварочный инвертор своими руками из подручных материалов вполне возможно, предварительно изучив соответствующую схему.

Что такое солнечные батареи и как с их помощью создать систему домашнего энергоснабжения, расскажет подробная статья на эту тему.

Может помочь мультиметр и в случае, если имеется такой же, но заведомо исправный трансформатор. Сравниваются сопротивления обмоток, разброс менее 20% является нормой, но надо помнить, что для значений меньше 10 Ом не каждый тестер сможет дать верные показания.

Мультиметр сделал все, что мог. Для дальнейшей проверки понадобятся уже генератор и осциллограф.

Подробная инструкция: как проверить трансформатор мультиметром на видео

Как проверить трансформатор при помощи мультиметра

Чтобы узнать, как проверить состояние трансформатора мультиметром, предлагаем изучить материал от экспертов  electroinfo.net. Проверить трансформатор на наличие обрыва или замыкания катушки с помощью обычного тестера довольно просто. Проверить межвитковые замыкания, не имея генератора и осциллографа, трудно или даже вовсе невозможно. Провести подобную проверку можно только осциллографом с выходами калибровки. Для этого подаются сигналы и отслеживаются прибором.

Но существуют также специальные приборы для проведения теста на исправность трансформатора и его отдельных элементов – мультиметры. С их помощью установить, исправен ли прибор, можно даже в домашних условиях. В данной статье будут рассмотрены основные моменты проверки трансформаторов с помощью мультиметра. К статье бонусом добавлен видеоролик с наглядным примером проверки трансформатора и файл с подробной инструкцией о том, как пользоваться мультиметром.

Проверка трансформатора мультиметром.

Поломки трансформаторов

Строчные устройства могут выходить из строя. Работа телевизора, монитора в этом случае будет невозможна. Существует много разновидностей моделей строчных агрегатов. Замена вызывает трудности. Стоимость аналоговых приборов высока. Некоторые телевизоры, мониторы требуют больших затрат при ремонте. Необходимые детали в некоторых случаях тяжело найти.

Чтобы приобрести только ту часть схемы, которая вышла из строя, произвести ее быструю замену, нужно проверить строчный трансформатор. Телевизору проще будет выполнить адекватный ремонт. В первую очередь проверьте, нет ли следующих неисправностей:

  • обрыв контура;
  • пробой герметичного корпуса;
  • замыкание между витков;
  • обрыв потенциометра.

Первые две поломки выявить достаточно просто. Это определяется визуально. Для выполнения замены неисправных элементов материал приобретается практически в любом магазине радиотехники. Сложнее определить замыкание в контурах обмоток. Трансформатором в этом случае производится звук, напоминающий писк.

Но не всегда требуется ремонт при появлении такого сигнала. ТДКС иногда пищит из-за высокого напряжения на вторичном контуре. Проверяете, что вызывает звук, при помощи специального прибора. Если оборудования нет, нужно искать другие варианты.

Проверка на межвитковое замыкание

Начать нужно с внешнего осмотра, особое внимание следует обращать на места обугливания изоляции, каркаса, почернение или оплавление заливки. Дело в том, что межвитковое замыкание приводит к сильному нагреву трансформатора. Далее проверяем сопротивление изоляции между обмотками, оно должно составлять не менее 10 Мом. Если есть аналогичный трансформатор, можно сравнить их значение индуктивности. Когда такой возможности нет, можно воспользоваться другим методом, основанном на резонансных свойствах цепи.

От перестраиваемого генератора подаем синусоидальный сигнал поочередно на обмотки через разделительный конденсатор и контролируем форму сигнала во вторичной обмотке.

Если внутри нет межвитковых замыканий, то форма сигнала не должна отличаться от синусоидальной во всем диапазоне частот. Короткозамкнутые витки в катушке приводят к срыву колебаний в LC-контуре на резонансной частоте. У трансформаторов разного назначения рабочий частотный диапазон отличается — это надо учитывать при проверке.

Для импульсного блока питания он составляет — 8-40 кГц, для ТДКС — 13-17 кГц. Импульсные трансформаторы обычно содержат малое число витков. Возможен вариант убедиться в работоспособности трансформатора путем контроля   коэффициента трансформации обмоток.

Для этого подключаем обмотку трансформатора с наибольшим числом витков к генератору синусоидального сигнала на частоте 1 кГц. Эта частота не очень высокая и на ней работают все измерительные вольтметры (цифровые и аналоговые), в то же время она позволяет с достаточной точностью определить коэффициент трансформации (такими же они будут и на более высоких рабочих частотах).

Измерив напряжение на входе и выходе всех других обмоток трансформатора, легко посчитать соответствующие коэффициенты трансформации. Этот метод вполне реален для тех кто дружит с математикой. По результатам пробных измерений составлена таблица, в которой сопротивлению, указанному в левой колонке, соответствует определенное показание цифрового индикатора.

Замер тока и напряжения мультиметром.

Интересный материал в тему: Что нужно знать о трансформаторах тока.

Инструкции для тестирования тороидального трансформатора

Тороидальный трансформатор представляет собой высокоэффективный трансформатор, который легче и меньше, чем альтернативные трансформаторы такой же мощности. Тороидальный трансформатор — это плотно обернутые полоски стали в сердцевине, также он состоит из мотка проволоки, который свернут вокруг сердечника. Этот моток называется первичная катушка, а также есть вторая катушка проволоки, которая тоже свернута вокруг сердечника и называется вторичная обмотка.

Проще говоря, электричество проходит через первичную обмотку тороидального трансформатора, тем самым создавая магнитные поля, которые проходят через вторую катушку для получения выходного напряжения.

Трансформаторы используются для повышения или понижения выходного напряжения, тем самым увеличивая или уменьшая напряжение. Для проведения тестирования состояния трансформатора, существует определенный алгоритм действий:

  1. Первый шаг заключается в том, что трансформатор необходимо визуально осмотреть и проверить, нет ли от него запаха.
  2. Перегрев может привести к неисправности трансформатора, если есть следы ожогов или внешняя часть обмотки видна снаружи, трансформатор должен быть заменен и нет никакой необходимости для дальнейших испытаний, которые будут проводиться.
  3. Точно так же, запах гари является свидетельством того, что трансформатор перегревается. Если никаких дополнительных повреждений не видно за исключением запаха, дальнейшие испытания могут быть проведены, чтобы определить, является ли трансформатор в рабочем состоянии или нет.
  4. Информация о входном и выходном напряжении, как правило, четко обозначена на трансформаторе, но самым безопасным вариантом является получение схемы цепи от производителя продукта.

Напряжение, которое подается на первичную обмотку, должно быть четко указано на схеме цепи и корпуса трансформатора. Аналогичным образом, выходное напряжение, подаваемое на вторичной обмотке должно быть четко указано на схеме цепи и корпуса трансформатора. Вы должны знать входное и выходное напряжения для того, чтобы проверить, правильно ли работает трансформатор.

Трансформатор не способен преобразовывать переменное напряжение, в напряжение постоянного тока. Для преобразования напряжения переменного тока используются диоды и конденсаторы. Схема цепи покажет, как выходное напряжение трансформатора преобразуется из переменного тока, в напряжение постоянного тока.

Вам потребуется эта информация, чтобы определить, следует ли завершить измерения, проводимые с помощью мультиметра тестера в режиме переменного тока или в режиме постоянного тока. Начните проведение теста путем подключения питания и коммутации к изделию.

Как проверить тороидальный трансформатор.

Переключите цифровой мультиметр тестер (с экраном) или аналоговый мультиметр тестер в режиме напряжения переменного тока. Для того, чтобы подтвердить правильность входного напряжения для трансформатора, проверьте напряжение, прикоснувшись красный щуп к положительному полюсу, а черный зонда к отрицательной клемме трансформатора основного входа.

Если значения напряжений слишком низкие, значит это может быть из-за проблем с трансформатором или схемами. Необходимо удалить трансформатор от входной цепи и проверить входную мощность, представленную схемой. Если показания находятся в линии, то трансформатор неисправен и если показания остаются неизменными, то схема неисправна.

Чтобы проверить выходное напряжение сначала нужно определить, является ли выходное напряжение в сети переменного или постоянного тока. Установите цифровой или аналоговый мультиметр тестер в нужный режим для проверки.

Если конденсаторы и диоды используются для преобразования выходного напряжения от сети переменного тока в напряжении постоянного тока, то слишком низкое чтение может быть вызвано неисправным трансформатором или неисправными конденсаторами и диодами. Извлеките тороидальный трансформатор с выходной схемой и проверьте выходное напряжение трансформатора. Не забудьте изменить режим мультиметра тестера к напряжению сети переменного тока.

Если выходное напряжение в линии, трансформатор работает правильно, то проблема будет тогда с конденсаторами и диодами. Тороидальные трансформаторы, которые излучают постоянный жужжащий звук скоро выйдут из строя и должны быть заменены. Всегда помните об осторожности, не касайтесь схемы при выполнении тестов. Случайный контакт со схемой, которая находится под напряжением может привести к травмам.

Проверка с помощью мультиметра дома

В современной технике трансформаторы применяют довольно часто. Эти приборы используются, чтобы увеличивать или уменьшать параметры переменного электрического тока. Трансформатор состоит из входной и нескольких (или хотя бы одной) выходных обмоток на магнитном сердечнике. Это его основные компоненты.

Случается, что прибор выходит из строя и возникает необходимость в его ремонте или замене. Установить, исправен ли трансформатор, можно при помощи домашнего мультиметра собственными силами. Итак, как проверить трансформатор мультиметром в домашних условиях, рассмотрим ниже.

Основы и принцип работы

Сам по себе трансформатор относится к элементарным устройствам, а принцип его действия основан на двустороннем преобразовании возбуждаемого магнитного поля. Что характерно, индуцировать магнитное поле можно исключительно при помощи переменного тока.

Если приходится работать с постоянным, вначале его надо преобразовывать. На сердечник устройства намотана первичная обмотка, на которую и подается внешнее переменное напряжение с определенными характеристиками. Следом идут она или несколько вторичных обмоток, в которых индуцируется переменное напряжение. Коэффициент передачи зависит от разницы в количестве витков и свойств сердечника.

Разновидности

Сегодня на рынке можно найти множество разновидностей трансформатора. В зависимости от выбранной производителем конструкции могут использоваться разнообразные материалы. Что касается формы, она выбирается исключительно из удобства размещения устройства в корпусе электроприбора. На расчетную мощность влияет лишь конфигурация и материал сердечника.

При этом направление витков ни на что не влияет – обмотки наматываются как навстречу, так и друг от друга. Единственным исключением является идентичный выбор направления в случае, если используется несколько вторичных обмоток. Для проверки подобного устройства достаточно обычного мультиметра, который и будет использоваться, как тестер трансформаторов тока. Никаких специальных приборов не потребуется.

Интересный материал для ознакомления: что нужно знать об устройстве силового трансформатора.

Порядок проверки

Проверка трансформатора начинается с определения обмоток. Сделать это можно при помощи маркировки на устройстве. Должны быть указаны номера выводов, а также обозначения их типа, что позволяет установить больше информации по справочникам. В отдельных случаях имеются даже поясняющие рисунки. Если же трансформатор установлен в какой-то электронный прибор, то прояснить ситуацию сможет принципиальная электронная схема этого прибора, а также подробная спецификация.

Итак, когда все выводы определены, приходит черед тестера. С его помощью можно установить две наиболее частые неисправности – замыкание (на корпус или соседнюю обмотку) и обрыв обмотки. В последнем случае в режиме омметра (измерения сопротивления) перезваниваются все обмотки по очереди. Если какое-то из измерений показывает единицу, то есть бесконечное сопротивление, то налицо обрыв.

Здесь имеется важный нюанс. Проверять лучше на аналоговом приборе, так как цифровой может выдавать искаженные показания из-за высокой индукции, что особенно характерно для обмоток с большим числом витков.

Когда ведется проверка замыкания на корпус, один из щупов подсоединяют к выводу обмотки, в то время как вторым позванивают выводы всех прочих обмоток и самого корпуса. Для проверки последнего потребуется предварительно зачистить место контакта от лака и краски.

Порядок проверки трансформатора мультиметром.

Проверка осциллографом

Если телевизору требуется проверка в системе ТДКС, проверка выполняется при помощи осциллографа. Для ремонта телевизора потребуется отрезать питающий прибор вывод. Далее нужно найти вторичный контур. Его работу исследуют при подключении к отрезанному выводу питания ТДКС через R-10 Ом. Замена или ремонт устройства потребуется, если подключение осциллографа выявит отклонения. Возможны следующие отклонения:

  • Межвитковое замыкание демонстрирует на R=10 Ом «прямоугольник» с большими помехами. Здесь остается почти все напряжение. Если неисправности в этой области нет, отклонение будет определяться долями вольта.
  • Если нет вторичного напряжения, требуется замена контура. Произошел обрыв.
  • Когда убирают R=10 Ом и создают нагрузку 0,2-1 кОм на вторичном контуре, оценивается нагрузка на выходе. Она должна повторять входящие показатели. Если есть отклонение, ТДКС подлежит ремонту или полной замене.

Существуют и другие поломки. Выявить их можно самостоятельно.

Как проверить импульсный трансформатор мультиметром

Что бы проверить импульсный трансформатор можно использовать как аналоговый прибор, так и цифровой мультиметр. Применение второго предпочтительней из-за удобства его использования.

Суть подготовки цифрового тестера сводится к проверке элемента питания и измерительных проводов. В то же время прибор стрелочного типа в дополнение к этому ещё дополнительно подстраивается.

  • Методика проверки аналоговым (стрелочным) измерительным прибором:
  • Настройка аналогового прибора происходит путём переключения режима работы в область измерения минимально возможного сопротивления.
  • После в гнёзда тестера вставляются два провода и перемыкаются накоротко.

Специальной построечной ручкой положение стрелки устанавливается напротив нуля. Если же стрелку выставить в ноль не удаётся, то это свидетельствует о разрядившихся элементах питания, которые необходимо будет заменить.

Порядок выявления дефектов

Важным этапом проверки трансформатора мультиметром является определение обмоток. При этом их направление существенной роли не играет. Сделать это можно по маркировке, нанесённой на устройство. Обычно на трансформаторе указывается определённый код.

В отдельных случаях на ИТ может быть нанесена схема расположения обмоток или даже подписаны их выводы. Если же трансформатор установлен в прибор, то в нахождении распиновки поможет принципиальная электрическая схема или спецификация.

Также часто обозначения обмоток, а именно напряжения и общий вывод, подписываются на самом текстолите платы возле разъёмов, к которым подключается устройство.

После того как выводы определены, можно приступать непосредственно к проверке трансформатора. Перечень неисправностей, которые могут возникнуть в устройстве, ограничен четырьмя пунктами:

  • повреждение сердечника;
  • отгоревший контакт;
  • пробой изоляции, приводящий к межвитковому или корпусному замыканию;
  • разрыв проволоки.

Последовательность проверки сводится к первоначальному внешнему осмотру трансформатора. Он внимательно проверяется на почернения, сколы, а также запах. Если явных повреждений не выявлено, то переходят к измерению мультиметром.

Заключение

Более подробно о работе мультиметра и проверке с его помощью трансформаторов можно почитать в файле “Как пользоваться мультиметром”. Если у вас остались вопросы, можно задать их в комментариях на сайте. Также в нашей группе ВК можно задавать вопросы и получать на них подробные ответы от профессионалов.

Чтобы подписаться на группу, вам необходимо будет перейти по следующей ссылке: https://vк.coм/еlеctroinfonеt. В завершение статьи хочу выразить благодарность источникам, откуда мы черпали информацию:

телемастерская.рф
www.texnic.ru
www.norma-stab.ru
www.yato-tools.ru

Предыдущая

ПрактикаКатушка тесла (Трансформатор) самостоятельная сборка собственными силами

Следующая

ПрактикаКак проверить конденсатор при помощи мультиметра

Как проверить силовой трансформатор

Приобретая силовой трансформатор, Вы гарантируете себе полноценную работу всех электротехнических систем, чьё функционирование напрямую зависит от наличия в сети электрического напряжения нужной величины.  Очень важно,перед тем как использовать высоковольтные силовые трансформаторы в заданных условиях, провести проверку устройств. Ведь если выполнить с неисправным агрегатом запуск с нагрузкой, могут возникнуть непредвидимые ситуации.

Испытания зависят также от параметров. Например, при 6—10 кВ они осуществляются в близких к нормальным атмосферных условиях, где температура изоляции составляет не менее +10 по Цельсию, а относительный показатель влажности среды не превышает 90%. При этом определение его работоспособности выполняют сначала через внешний осмотр, где выясняют:

  • наличие механических повреждений корпуса;
  • определение целостности бака и количества охладительного масла, в случае использования масляного трансформатора;
  • пригодное состояние внешних выводов и контактов;
  • наличие и надёжность внешних заземлений.

Далее следует проверка путём испытаний, определяющих уровень функциональности. Выполняются все осмотры и испытания специалистами соответствующего профиля по двое. Попытки без должных знаний чреваты негативными исходами. В своём штате компания ЭНЕРГОПУСК имеет квалифицированных специалистов, способных провести осмотр и подготовить к работе любые электротехнические агрегаты, в том числе и трансформаторы. Если же таковое не представляется возможным, они предложат наиболее приемлемые варианты из имеющихся в каталоге Энергопуск.

Методы испытания силового трансформатора

Показатели, определяемые при испытаниях по следующим методам не должны отличаться от указанных в заводской документации, или же иметь незначительные отклонения в пределах норм погрешностей. И так, одним из наиболее действенных и применимых является метод измерения испытаний. Он включает в себя следующие этапы:

  1. Измерения показателей тока и его потерь, которые возникают на холостом ходу. Подразумевается выяснение влияний токов постоянного типа через измерение сопротивлений на обмотках, и определение имеющихся групп соединений. Это позволит выявить погрешности, вызванные остаточными намагничиваниями магнитопровода. В случае трансформаторов с тремя стержнями магнитопровода, проведение опыта осуществляется посредством поочередного замыкания одной фазы с возбуждением остальных двух.
  2. Измерения сопротивлений изоляции. Показания снимаются путём применения мегаомметра. При этом превышение коэффициента абсорбции, например, на сухие трансформаторы ТС3 превышение не должно определяться ниже 1,2. Верхний предел не ограничен.
  3. Определение коэффициента трансформации. Выполняется двумя вольтметрами одновременно с измерением на обмотках действительного напряжения. В трёхфазном агрегате, измерения трансформирующего коэффициента проводятся всего для двух пар обмоток.

Помимо этих, силовые трансформаторы предполагают также предэксплуатационную проверку следующих элементов и систем:

  • сопротивлений обмоток на их соответствие определённым постоянным значениям тока;
  • проверка групп соединений, определяющие идентичность этих показателей на обмотках к паспортным данным;
  • работоспособности переключаемых устройств, выбор которых компания ЭНЕРГОПУСК предлагает в числе имеющегося дополнительного комплектующего;
  • функциональность силовых агрегатов при повышениях напряжения, которые должны проводиться в соответствие таблицы испытаний;
  • измерения сопротивлений при искусственном переходе в режим короткого замыкания.

Этими способами можно проверять и трансформаторные подстанции различных напряжений, использующих в своей основе силовые трансформаторы.

Силовые трансформаторы

Остались вопросы?
Специалисты ЭНЕРГОПУСК ответят на Ваши вопросы:
8-800-700-11-54 (8-18, Пн-Вт)

инструкция по работе с тестером

Имей трансформатор две обмотки, четыре вывода, прозвонить ничего не стоит. Проблема обусловлена значительным отличием реальных конструкций. Трансформатор снабжен множеством выводов вторичной обмотки для получения нужных номиналов напряжений. Входная сторона непроста. На один магнитопровод иногда намотано два отдельных трансформатора. Как произвести оценку пригодности использования? Давайте посмотрим, как проверить трансформатор.

Проверка трансформатора китайским тестером

Не каждый трансформатор изготовлен питаться сетью 220 вольт частотой 50 Гц. В промышленности, измерительной отрасли, высшем образовании применяются другие устройства. Наблюдая неподходящие характеристики, использовать приборы в промышленных цепях будет негодной идеей. Поэтому первое, уделяем внимание маркировке. Ведется сообразно ГОСТ. Проблема появляется: каждому типу трансформаторов выпущен индивидуальный документ.

Условные обозначения силовых (ГОСТ 52719-2007) трансформаторов

  1. Логотип предприятия-производителя. На официальном сайте завода удастся почерпнуть немало полезных сведений. Проблема ограничена прекращением предприятием существования. Понимаете живость вопроса для разваливающейся страны. Вторая очередь касается поиска краткой цифровой маркировки, озадачим поисковик: Яндекс, Гугл. Велик шанс немедленного отыскания характеристик, равно как электрическая схема устройства. Дальше ничего проще, нежели прозвонить трансформатор, определить, наличие пробоя, целостности обмоток. Напоминаем, сопротивление изоляции (на магнитопровод, например) составляет не менее 20 МОм согласно существующим стандартам. Касается любых соседствующих, электрически развязанных обмоток. Прикупив китайский тестер, любители могут проделать измерения своими руками.
  2. Наименование изделия считаем ключевым фактором. Требуется понимать: различные классы предназначаются своим целям. Допустимо, конечно, использовать трансформатор входным, формируя гальваническую развязку, одновременно понимая получающийся результат. В устройствах напряжение обычно не нормируется отдельно, операция лишена смысла. Вторичная обмотка трансформатора тока подключается на соответствующую катушку прибора контроля, измерения. Напряжение при необходимости оценивается отдельно. Маркировка содержит слова «трансформатор», «автотрансформатор». Сразу разбираем смысл. Поможет Яндекс. Например, автотрансформатор отличается отсутствием гальванической развязки меж первичной, вторичной обмоткой. На деле при движении электропоездов удобно через промежутки расставить автотрансформаторы, снимать напряжение типичным методом. Траектория движения тока позволит значительно снижать потери. Расстояние меж источником и заземлением (через рельсы) снижается. Имеется немало других разновидностей трансформаторов. Определен тип, найдем ГОСТ соответствующего класса прибора, дальше двигаемся, снабженные надежной информационной поддержкой. Касательно данного класса приборов находим: маркировка ведется согласно ГОСТ 11677-75. Различен ГОСТу, согласно которому начали рассмотрение, объясняется разной областью действия. ГОСТ 11677 – международный. Следовательно, понятно: даже на один класс изделий бирку привешивают неодинаковую.

    Элементарный трансформатор

  3. Заводской номер поможет получить техническую поддержку. Точно знаем, на Тайвани, в Китае живут специалисты, знающие английский, настоятельно рекомендуем при возникновении проблем попробовать связаться. Для советских изделий информация скорее окажется бесполезной.
  4. Условное обозначение типа поможет разобрать конструктивные особенности. Например, встретим ТЗРЛ. Согласно ГОСТ 7746-2001 существуют таблицы (2 и 3), ведущие расшифровку. Что касается первой буквы, характеризует слово «трансформатор». Незадача – табличка лишена расшифровки буквы З. Сдаваться? Посещаем Яндекс, вскорости находим: З означает – «защитный». Дальше просто: буква О согласно таблице – «опорный», Л характеризует литой тип изоляции. Находим климатическое исполнение У2. Расшифровка ведется согласно ГОСТ 15150, категория размещения типа 2 ГОСТ 15150. Имея на руках сведения, несложно найти отличительные особенности трансформатора. Касается будущего размещения, взялись проверить трансформатор неспроста. Наверняка приготовлено теплое местечко, соответствующее указанным стандартам.
  5. Полезными считаем сведения, касающиеся нормативной документации. Стандарт, согласно которому изготовлен трансформатор, приведен шильдиком. Остается открыть документ, расшифровать надпись. В каждом конкретном случае могут присутствовать небольшие отклонения обозначений, разобраться поможет поисковик (Яндекс, Гугл).

    Разновидности трансформаторов

  6. Дата изготовления указана мягким алюминием таблички. Информация пригодится имеющим желание обратиться в службу технической поддержки производителя.
  7. Шильдике предоставляет нарисованную электрическую схему соединений обмоток, номера выводов (цвета, другие условные обозначения). Согласно информации ничего проще, нежели отыскать неисправности трансформаторов. Даже если шильдик полустертый, постарайтесь найти табличку аналогичного прибора. Дальше допустимо перерисовать, распечатать нужную информацию. На специализированных форумах любители охотно делятся подобными сведениями. Повремените унывать. Наконец, многое почерпнем из справочников. Найдете, используя Яндекс. Ищите электронные версии книг, сетевые ресурсы страдают небольшой точностью. Строка поиска содержит расширения файлов: djvu, pdf, torrent. Об авторских правах не беспокойтесь, книга качается для ознакомления. Посмотрели, удалили. Нельзя передавать полученную информацию, понятное дело. Попалась брошюра, разработанная АБС Электро, приводящая необходимые сведения по продукции. Внутри некоторых приборов стоят тепловые реле, некоторые другие элементы. Поэтому прозвонить трансформатор вдесятеро сложнее рядового. В бытовой электронике чаще стоит предохранитель на 135 градусов Цельсия, упрятанный витками первичной, вторичной обмотки, по-настоящему сложное изделие преподнесет сюрприз бывалым исследователям. Кстати, термопредохранители иногда украшают магнитопровод, тестер показал разрыв обмотки, отыщите защитные элементы.

    Трансформаторы тока

  8. Номинальная частота Гц отсутствует, если сеть соответствует стандартной (промышленной). Трансформатор высокочастотный не стоит использовать взамен обычного. Предвидится разное сопротивление обмоток, характеристики поменяются. Трансформатор будет работать неправильно, станет греться сильнее.
  9. Характеристики рабочего режима указываются, если характер работы трансформатора выбивается за рамки термина «продолжительный». Согласно принятым нормам, прибор способен работать сколь угодно долго. В противном случае приводится операционный цикл. После определенного периода активности трансформатору понадобится отдых. Иначе сгорит, сработает защита (реле, предохранители), либо выйдет из строя обмотка вследствие перегрева.
  10. Номинальная полная мощность кВА указывается для значимых обмоток. Полезно знать: под НН понимается низкое, под ВН высокое напряжение. Легко понять, изучив трансформатор сварочного аппарата. Ток электродов большой, напряжение низкое. Витки сформированы толстым проводом, сопротивление маленькое. Номинальная полная мощность позволит согласовать источник с потребителем. Допустим, стоит низковольтное оборудование, требуется быстро подобрать трансформатор. Избегая ломать голову, следует сравнить мощности: потребления, допустимую вторичной обмотки трансформатора. Аспекты прояснятся. Максимальная мощность потребления оборудования ниже рабочей (номинальной) вторичной обмотки трансформатора.

    Шильдик трансформатора тока

  11. Номинал напряжения главной вторичной обмотки выступает характеристикой, по которой понятно, исправен ли трансформатор. Достаточно заручиться отсутствием короткого замыкания, включить первичную обмотку в сеть. Тестером (рассчитанным на указанный диапазон) проведем замер. Намного надежнее измерения сопротивления, попыток вычислить коэффициент передачи.
  12. В стабилизаторах напряжения чаще применяются трансформаторы с переменным количеством витков. Специальный бегунок обходит вторичную обмотку, снимая нужный вольтаж. Маркировка некоторых трансформаторов содержит пределы изменения напряжения. Разумеется, учитывается проверяющим. Кстати, чаще в этом месте кроется неисправность трансформаторов. Либо замыкает соседние витки, либо плохой контакт бегунка. Найденную поломку исправим.
  13. Номинальные токи обмоток иногда позволят не глядя подобрать составные части сети. Например, автомат защиты. Многие устройства предоставляют параметры максимальной нагрузки по току. Полезно амперметром значение измерить, потребуется подключить потребителя. Понятно, короткое замыкание вторичной обмотки делать не следует.
  14. Напряжение короткого замыкания вторичной обмотки указывается процентами номинала. Понятно, что в отличие от идеального источника энергии, изучавшегося преподавателями уроков физики, реальные приборы бессильны выдать показатели. Поэтому при резком возрастании тока напряжение стремительно падает. Проценты даются относительно номинального значения. Конкретное значение посчитаете сами, заручившись помощью калькулятора ОС Виндовс. Стоит ли пытаться организовать короткое замыкание своими руками, сказать затрудняемся. Рискованно: пробки выбьет, трансформатор подвержен опасности.

Надеемся, рассказали про способы устранения неисправностей трансформаторов. Главное – обнаружить причину, затем каждый вертится вокруг собственной оси. Простейшим (часто единственным) вариантом решения проблемы будет перемотка неисправной катушки. Делается проводом, купленным на рынке, посчитать количество витков – отдельное искусство. Проще сделать запрос форуму. В ответ:

  • дадут ссылку на специализированную компьютерную программу;
  • поделятся опытом;
  • посоветуют.

Обратите внимание, условные обозначения, список параметров, определены типом трансформатора. Необязательно идентичны приведенным в обзоре портала ВашТехник.

Как прозвонить трансформатор или как определить обмотки трансформатора

Здравствуйте, уважаемые читатели сайта sesaga.ru. На первых порах занятий радиоэлектроникой у начинающих радиолюбителей, да и не только у радиолюбителей, возникает очень много вопросов, связанных с прозвонкой или определением обмоток трансформатора. Это хорошо, если у трансформатора всего две обмотки. А если их несколько, да и еще у каждой обмотки несколько выводов. Тут просто караул кричи. В этой статье я расскажу Вам, как можно определить обмотки трансформатора визуальным осмотром и с помощью мультиметра.

Как Вы знаете, трансформаторы предназначены для преобразования переменного напряжения одной величины в переменное напряжение другой величины. Самый обычный трансформатор имеет одну первичную и одну вторичную обмотки. Питающее напряжение подается на первичную обмотку, а ко вторичной обмотке подключается нагрузка. На практике же большинство трансформаторов может иметь несколько обмоток, что и вызывает затруднение в их определении.

1. Определение обмоток визуальным осмотром.

При визуальном осмотре трансформатора обращают внимание на его внешний защитный слой изоляции, потому как у некоторых моделей на внешнем слое изображают электрическую схему с обозначением всех обмоток и выводов; у некоторых моделей выводы обмоток только маркируют цифрами. Также можно встретить старые отечественные трансформаторы, на внешнем слое которых указывают маркировку в виде цифрового кода, по которому в справочниках для радиолюбителей есть вся информация о конкретном трансформаторе.

Если трансформатор попался без опознавательных знаков, то обращают внимание на диаметр обмоточного провода, которым намотаны обмотки. Диаметр провода можно определить по выступающим выводам концов обмоток, выпущенных для закрепления на контактных лепестках, расположенных на элементах каркаса трансформатора. Как правило, первичную обмотку мотают проводом меньшего сечения, по отношению к вторичной. Диаметр провода вторичной обмотки всегда больше.

Исключением могут быть повышающие трансформаторы, работающие в схемах преобразователей напряжения и тока. Их первичная обмотка выполнена толстым проводом, так как генерирует высокое напряжение во вторичной обмотке. Но такие трансформаторы встречаются очень редко.

При изготовлении трансформаторов первичную обмотку, как правило, мотают первой. Ее легко определить по выступающим концам выводов обмотки, расположенных ближе к магнитопроводу. Вторичную обмотку наматывают поверх первичной, и поэтому концы ее выводов расположены ближе к внешнему слою изоляции.

В некоторых моделях сетевых трансформаторов, используемых в блоках питания бытовой радиоаппаратуры, обмотки располагают на пластмассовом каркасе, разделенном на две части: в одной части находится первичная обмотка, а в другой вторичная. К выводам первичной обмотки припаивают гибкий монтажный провод, а выводы вторичной обмотки оставляют в виде обмоточного провода.

2. Определение обмоток по сопротивлению.

Когда предварительный анализ обмоток произведен, необходимо убедиться в правильности сделанных выводов, а заодно прозвонить обмотки на отсутствие обрыва. Для этого воспользуемся мультиметром. Если Вы не знаете как измерить сопротивление мультиметром, то прочитайте эту статью.

Вначале прозвоним обычный сетевой трансформатор, у которого всего две обмотки.
Мультиметр переводим в режим «Прозвонка» и производим измерение сопротивления предполагаемых первичной и вторичной обмоток. Здесь все просто: у какой из обмоток величина сопротивления больше, та обмотка и является первичной.

Это объясняется тем, что в маломощных трансформаторах и трансформаторах средней мощности первичная обмотка может содержать 1000…5000 витков, намотанных тонким медным проводом, и при этом может достичь сопротивления до 1,5 кОм. Тогда как вторичная обмотка содержит небольшое количество витков, намотанных толстым проводом, и ее сопротивление может составлять всего несколько десятков ом.

Теперь прозвоним трансформатор, у которого несколько обмоток. Для этого воспользуемся листком бумаги, ручкой и мультиметром. На бумаге будем зарисовывать и записывать величины сопротивлений обмоток.

Делается это так: одним щупом мультиметра садимся на любой крайний вывод, а вторым щупом по очереди касаемся остальных выводов трансформатора и записываем полученное значение сопротивлений. Выводы, между которыми мультиметр покажет сопротивление, и будут являться выводами одной обмотки. Если обмотка без средних отводов, то сопротивление будет только между двумя выводами. Если же обмотка имеет один или несколько отводов, то мультиметр покажет сопротивление между всеми этими отводами.

Например. Первичная обмотка может иметь несколько отводов, когда трансформатор рассчитан на работу в сети с напряжениями 110В, 127В и 220В. Вторичная обмотка также может иметь один или несколько отводов, когда хотят от одного трансформатора получить несколько напряжений.

Идем дальше. Когда первая обмотка и ее выводы будут найдены, то переходим к поиску следующей обмотки. Щупом опять садимся на следующий свободный вывод, а другим поочередно касаемся оставшихся выводов и записываем результат. И таким образом производим измерение, пока не будут найдены все обмотки.

Например. Между выводами с номерами 1 и 2 величина сопротивления составила 21 Ом, тогда как между остальными выводами мультиметр показал бесконечность. Из этого следует, что мы нашли обмотку, у которой выводы обозначены номерами 1 и 2. Нарисуем ее так:

Теперь щупом садимся на вывод 3, а другим щупом поочередно касаемся выводов с номерами от 4 до 10. Мультиметр показал сопротивление только между выводами 3, 4 и 5. Причем между выводами 3 и 4 величина сопротивления составила 6 Ом, а между парой выводов 3, 5 и 4, 5 получилось по 3 Ома. Отсюда делаем вывод, что эта обмотка с отводом посередине, т.е. пары 3, 5 и 4, 5 намотаны равным количеством витков, и что с этой обмотки снимается два одинаковых напряжения относительно общего вывода 5. Рисуем так:

Производим измерение далее.
Между выводами 6 и 7 величина сопротивления составила 16 Ом. Рисуем так:

Ну и между выводами 9 и 10 сопротивление составило 270 Ом.
А так как среди всех обмоток эта оказалась с самой большой величиной сопротивления, то она и является первичной. Рисуем так:

Вывод 8, к которому припаяна желто-зеленая жилка, ни как не звонился, поэтому смело утверждаем, что это экранирующая обмотка (экран), которую наматывают поверх первичной, чтобы устранить влияние ее магнитного поля на другие обмотки. Как правило, экранирующую обмотку соединяют с корпусом радиоаппаратуры.

В итоге у нас получилось четыре обмотки, из которых одна сетевая и три понижающих. Экранирующая обмотка обозначается пунктирной линией и располагается параллельно с сердечником. И вот на основе полученных результатов нарисуем электрическую схему трансформатора.

Теперь остается подать напряжение на первичную обмотку и измерить выходящие напряжения. Однако тут есть один момент, который необходимо знать, если Вы сомневаетесь в правильности определения первичной (сетевой) обмотки.

Здесь все просто: чтобы не сжечь обмотку трансформатора и ограничить через нее нежелательный ток нужно последовательно с этой обмоткой включить лампу накаливания на напряжение 220В и мощностью 40 – 100 Вт. Если обмотка определена правильно, то нить накала лампы должна не гореть или еле тлеть. Если же лампа будет гореть достаточно ярко, то есть вероятность того, что сетевая обмотка трансформатора рассчитана на питающее напряжение 110 — 127В или Вы ее прозвонили неправильно.

Второй момент, по которому можно судить о правильности подключения трансформатора к сети — это сама работа трансформатора. При правильном включении работа трансформатора практически беззвучна и сопровождается слегка ощутимой вибрацией. Если же он будет громко гудеть и сильно вибрировать, и при этом будет нагреваться обмотка и из нее может пойти дым, то трансформатор однозначно включен неправильно. В этом случае тут же отключайте трансформатор от сети, чтобы не повредить обмотку.

Однако и тут есть пару нюансов, которые необходимо учитывать, потому как у некоторых трансформаторов каркас с обмотками может неплотно прилегать к сердечнику и от этого работа трансформатора может сопровождаться некоторым гудением и вибрацией, но при этом обмотка греться не будет. В этом случае в зазор между сердечником и каркасом можно вставить кусочек дерева, пластмассы или кусок провода в изоляции и, тем самым, плотно зафиксировать каркас.

Также характерный гул и вибрацию может вызвать плохая стяжка пластин, из которых собран сердечник магнитопровода. Как правило, стягивание сердечника производится металлической скобой, специальными планками, болтами или стяжками, которые обеспечивают необходимую механическую прочность и жесткое соединение деталей сердечника.

Ну вот в принципе и все, что хотел сказать о прозвонке и определению обмоток трансформатора. Если у Вас возникли вопросы по этой теме, то задавайте их в комментариях к статье. Также, в дополнение к статье, можете посмотреть видеоролик.

Удачи!

прозвонка на КЗ и обрыв, измерение напряжения и тока

Основным элементом источника питания цифровых приборов является устройство преобразования тока и напряжения. Поэтому при поломке оборудования часто подозрение падает именно на него. Проще всего проверить импульсный трансформатор мультиметром. Существуют несколько способов измерений. Какой выбрать — зависит от ситуации и предполагаемых повреждений. При этом самостоятельно выполнить проверку любым из них совсем несложно.

Конструкция преобразователя

Перед тем как приступить непосредственно к проверке импульсного трансформатора (ИТ), желательно знать, как он устроен, понимать принцип действия и различать существующие виды. Такое импульсное устройство используется не только как часть блока питания, его задействуют при построении защиты от короткого замыкания в режиме холостого хода и в качестве стабилизирующего элемента.

Импульсный трансформатор используется для преобразования величины тока и напряжения без изменения их формы. То есть он может изменить амплитуду и полярность различного рода импульса, согласовать между собой различные электронные каскады, создать надёжную и устойчивую обратную связь. Поэтому главным требованием, предъявляемым к нему, является сохранение формы импульса.

Добиваются этого снижением паразитных величин, таких как межвитковая ёмкость и индуктивность, путём использования небольших сердечников, расположением витков, уменьшением числа обмоток. Основными характеристиками трансформатора являются: мощность и рабочее напряжение. Конструктивно устройство может быть выполнено в следующем виде:

  • стержневом — магнитопровод такого трансформатора выполняется из П-образных пластин, обхваченных обмотками;
  • броневом — используются Ш-образные пластины, а обмотки располагаются в катушках, образуя своеобразную броню;
  • тороидальном — его вид напоминает геометрическую фигуру тор, при этом он не имеет катушек, а обмотка наматывается на сердечник;
  • смешанном (бронестержневом) — собирается из четырёх катушек и магнитопровода совмещённого типа.

Магнитопровод в трансформаторе выполняется из пластин электротехнической стали, кроме тороидальной формы, в которой он сделан из рулонного или ферромагнитного материала. Каркасы катушек размещаются на изоляторах, а провода используются только медные. Толщина пластин подбирается в зависимости от частоты.

Расположение обмоток может быть выполнено спиральным, коническим и цилиндрическим видом. Особенностью первого типа является использование не проволоки, а широкой тонкой фольгированной ленты. Второго — выполняются с различной толщиной изоляции, влияющей на напряжение между первичной и вторичной обмотки. Третьего же типа представляют собой конструкции с намотанной проволокой на стержень по спирали.

Принцип работы устройства

Принцип действия ИТ основан на возникновении электромагнитной индукции. Так, если на первичную обмотку подать напряжение, то по ней начнёт протекать переменный ток. Его появление приведёт к возникновению непостоянного по своей величине магнитного потока. Таким образом, эта катушка является своего рода источником магнитного поля. Этот поток по короткозамкнутому сердечнику передаётся на вторичную обмотку, индуцируя на ней электродвижущую силу (ЭДС).

Величина напряжения на выходе зависит от отношения числа витков между первичной обмоткой и вторичной, а от сечения используемого провода зависит максимальная сила тока. При подключении к выходу мощной нагрузки увеличивается потребление тока, что при малом сечении проволоки приводит трансформатор к перегреву, повреждению изоляции и перегоранию.

Работа ИТ зависит также от частоты сигнала, который подаётся на первичную обмотку. Чем выше будет эта частота, тем меньшие потери будут происходить при трансформации энергии. Поэтому при высокой скорости подаваемых импульсов размеры устройства могут быть меньшими. Достигается это работой магнитопровода в режиме насыщения, а для снижения остаточной индукции используется небольшой воздушный зазор. Этот принцип и используется при построении ИТ, на который подаётся сигнал с длительностью всего в несколько микросекунд.

Подготовка и проверка

Для проверки на работоспособность импульсного трансформатора можно использовать как аналоговый мультиметр, так и цифровой. Применение второго предпочтительней из-за удобства его использования. Суть подготовки цифрового тестера сводится к проверке элемента питания и измерительных проводов. В то же время прибор стрелочного типа в дополнение к этому ещё дополнительно подстраивается.

Настройка аналогового прибора происходит путём переключения режима работы в область измерения минимально возможного сопротивления. После в гнёзда тестера вставляются два провода и перемыкаются накоротко. Специальной построечной ручкой положение стрелки устанавливается напротив нуля. Если же стрелку выставить в ноль не удаётся, то это свидетельствует о разрядившихся элементах питания, которые необходимо будет заменить.

С цифровым мультиметром проще. В его конструкции используется анализатор, который следит за состоянием батареи и при ухудшении её параметров выводит на экран тестера сообщение о необходимой её замене.

При проверке параметров трансформатора используется два принципиально разных подхода. Первый заключается в оценке исправности непосредственно в схеме, а второй — автономно от неё. Но важно понимать, что если ИТ не выпаять из схемы, или хотя бы не отсоединить ряд выводов, то погрешность измерения может быть очень большой. Связано это с другими радиоэлементами, шунтирующими вход и выход устройства.

Порядок выявления дефектов

Важным этапом проверки трансформатора мультиметром является определение обмоток. При этом их направление существенной роли не играет. Сделать это можно по маркировке, нанесённой на устройство. Обычно на трансформаторе указывается определённый код.

В отдельных случаях на ИТ может быть нанесена схема расположения обмоток или даже подписаны их выводы. Если же трансформатор установлен в прибор, то в нахождении распиновки поможет принципиальная электрическая схема или спецификация. Также часто обозначения обмоток, а именно напряжения и общий вывод, подписываются на самом текстолите платы возле разъёмов, к которым подключается устройство.

После того как выводы определены, можно приступать непосредственно к проверке трансформатора. Перечень неисправностей, которые могут возникнуть в устройстве, ограничен четырьмя пунктами:

  • повреждение сердечника;
  • отгоревший контакт;
  • пробой изоляции, приводящий к межвитковому или корпусному замыканию;
  • разрыв проволоки.

Последовательность проверки сводится к первоначальному внешнему осмотру трансформатора. Он внимательно проверяется на почернения, сколы, а также запах. Если явных повреждений не выявлено, то переходят к измерению мультиметром.

Исследование на обрыв и КЗ

Для проверки целостности обмоток лучше всего использовать цифровой тестер, но можно исследовать их и с помощью стрелочного. В первом случае используется режим прозвонки диодов, обозначенный на мультиметре символом -|>| --))). Для определения обрыва к цифровому прибору подключаются измерительные провода. Один вставляется в разъёмы, обозначенные V/Ω, а второй — в COM. Галетный переключатель переводится в область прозвонки. Измерительными щупами последовательно дотрагиваются до каждой обмотки, красным — к одному её выводу, а чёрным — к другому. При её целостности мультиметр запищит.

Аналоговым тестером проверка выполняется в режиме замера сопротивлений. Для этого на тестере выбирается наименьший диапазон измерения сопротивлений. Это может быть реализовано через кнопки или переключатель. Щупами прибора, так же как и в случае с цифровым мультиметром, дотрагиваются до начала и конца обмотки. При её повреждении стрелка останется на месте и не отклонится.

Таким же образом происходит проверка на короткое замыкание. Возникнуть КЗ может из-за пробоя изоляции. В результате сопротивление обмотки уменьшится, что приведёт к перераспределению в устройстве магнитного потока. Для проведения тестирования мультиметр переключается в режим проверки сопротивления. Дотрагиваясь щупами до обмоток, смотрят результат на цифровом дисплее или на шкале (отклонение стрелки). Этот результат не должен быть менее 10 Ом.

Чтобы убедиться в отсутствии КЗ на магнитопровод, одним щупом прикасаются к «железу» трансформатора, а вторым — последовательно к каждой обмотке. Отклонения стрелки или появления звукового сигнала быть не должно. Стоит отметить, что прозвонить тестером межвитковое замыкание можно только в приближённом виде, так как погрешность прибора довольно высока.

Измерения напряжения и тока

При подозрении на неисправность трансформатора тестирование можно провести, и не отключая его полностью от схемы. Такой метод проверки называется прямым, но связан с риском получить удар электрическим током. Суть действий в измерении тока заключается в выполнении следующих этапов:

  • из схемы выпаивается одна из ножек вторичной обмотки;
  • провод чёрного цвета вставляется в гнездо мультиметра COM, а красного — подключается к разъёму, обозначенному буквой А;
  • переключатель устройства переводится в положение, соответствующее зоне ACA.
  • щупом, подключённым к красному проводу, касаются свободной ножки, а к чёрному — места, к которому она была припаяна.

При подаче напряжения, если трансформатор работоспособный, через него начнёт протекать ток, значение которого и можно будет увидеть на экране тестера. Если ИТ имеет несколько вторичных обмоток, то сила тока проверяется на каждой из них.

Измерение же напряжения заключается в следующем. Схема с установленным трансформатором подключается к источнику питания, а затем тестер переключается на область ACV (переменный сигнал). Штекеры проводов вставляются в гнёзда V/Ω и COM и прикасаются к началу и концу обмотки. Если ИТ исправен, то на экране отобразится результат.

Снятие характеристики

Чтобы иметь возможность проверить трансформатор мультиметром таким методом, необходима его вольт-амперная характеристика. Этот график отображает зависимость между разностью потенциалов на выводах вторичных обмоток и силы тока, приводящей к их намагничиванию.

Суть метода лежит в следующем: трансформатор извлекается из схемы, на его вторичную обмотку с помощью генератора подаются импульсы разной величины. Подводимой на катушку мощности должно быть достаточно для насыщения магнитопровода. Каждый раз при изменении импульса измеряется сила тока в катушке и напряжение на выходе источника, а магнитопровод размагничивается. Для этого после снятия напряжения ток в обмотке увеличивается за несколько подходов, после чего снижается до нуля.

По мере снятия ВАХ её реальная характеристика сравнивается с эталонной. Снижение её крутизны свидетельствует o появление в трансформаторе межвиткового замыкания. Важно отметить, что для построения вольт-амперной характеристики необходимо использовать мультиметр с электродинамической головкой (стрелочный).

Таким образом, используя обычный мультиметр, можно с большой долей вероятности определить работоспособность ИТ, но для этого лучше всего выполнить комплекс измерений. Хотя для правильной интерпретации результата, следует понимать принцип работы устройства и представлять, какие процессы происходят в нём, но в принципе для успешного измерения достаточно лишь уметь переключать прибор в разные режимы.

12 проверок на месте для проверки состояния трансформатора

Проверки трансформатора на месте

Проверка трансформатора на месте обычно выявляет важные изменения состояния и вызывает различные подозрения, которые необходимо детально изучить. Как и с любым другим оборудованием подстанции, во время работы трансформатора многие вещи могут выйти из строя. Например, могут заклинивать индикаторы температуры, или механизм реле Бухгольца может ложно обнаруживать неисправности или даже отказ масляного насоса.

12 проверок на месте трансформатора подстанции (фото предоставлено gravitec.com)

Не говоря уже об утечках масла, которые часто могут указывать на возможное загрязнение масла, потерю изоляции или проблемы с окружающей средой. Все это очень серьезные проблемы, о которых обслуживающий персонал подстанции должен очень внимательно позаботиться при осмотре трансформатора.

Для такой проверки трансформатора требуется обслуживающий персонал, имеющий опыт работы с этими методами. Хорошо, давайте назовем эти проверки и попытаемся пролить свет на каждую из них.

Содержание (или что вам нужно сделать):

  1. Для проверки индикаторов температуры в режиме онлайн
  2. Для проверки индикаторов температуры в автономном режиме
  3. Для проверки расширителя
  4. Для проверки сапуна расширителя
  5. Для проверки азота
  6. К проверить утечку масла
  7. проверить устройство сброса давления
  8. проверить масляные насосы
  9. проверить вентиляторы и радиаторы
  10. проверить реле Бухгольца
  11. проверить реле внезапного давления
  12. проверить реле отказа баллона

1.Чтобы проверить индикаторы температуры в режиме онлайн

Проверьте все индикаторы температуры, когда трансформатор находится в оперативном режиме. Индикатор температуры обмотки должен показывать температуру примерно на 15 градусов выше верхней температуры масла. Если это не так, один или оба индикатора температуры неисправны.

Проверьте верхнюю температуру масла рядом с защитной гильзой верхнего индикатора масла с помощью инфракрасной камеры. Сравните показания с верхним индикатором масла. Сбросьте все стрелки индикатора максимума на устройствах индикации температуры после записи старых показаний максимальной температуры.

Высокая температура может означать перегрузку, проблемы с охлаждением или проблемы с обмотками, сердечником или соединениями.

Если невозможно заменить индикатор температуры или отправить его на завод для ремонта, поместите поправочный коэффициент температуры в форму данных , чтобы добавить его к показаниям шкалы, чтобы правильная температура была записана. Также уменьшите настройки аварийного сигнала и включения насоса на тот же поправочный коэффициент. Поскольку это системы, заполненные давлением, индикатор обычно показывает низкое значение, если он не калиброван.

Полевые испытания показали, что некоторые из этих индикаторов показывают значение на 15–20 ° C ниже фактической температуры .

Это опасно для трансформаторов, потому что это позволит им постоянно работать более горячими, чем предполагалось, из-за задержанных сигналов тревоги и активации охлаждения. Если не проверять термометры и не исправлять ошибки, срок службы трансформатора может сократиться или может произойти преждевременный выход из строя.

Рис. 1. Трансформаторный термометр (на фото: трансформаторный термометр все еще в рабочем состоянии после 45 лет службы; кредит: Reinhausen.com)

Вернуться к содержанию ↑


2. Проверка индикаторов температуры в автономном режиме

Когда трансформатор отключен и охладился до температуры окружающей среды, проверьте верхние индикаторы температуры масла и обмотки. Оба должны читать одно и то же. В противном случае один или оба индикатора температуры неисправны.

Проверьте калибровку в соответствии с надлежащей процедурой. Также сравните эти показания с температурой, указанной на индикаторе уровня масла в расширителе. Все трое должны согласиться.

Вернуться к содержанию ↑


3. Чтобы проверить маслорасширитель

Проверьте указатель уровня масла на расширителе. См. Рисунок 2 ниже. Этот манометр показывает уровень масла, отображая температуру. Сравните указанную температуру на указателе уровня расширителя с верхним указателем температуры масла. Они должны быть примерно одинаковыми.

Откалибруйте или замените индикатор уровня масла расширителя при необходимости, но только после проверки верхнего индикатора температуры масла.

Если атмосферные газы (азот, кислород, двуокись углерода) и, возможно, влажность внезапно увеличиваются в DGA, могла образоваться утечка в диафрагме расширителя или баллоне .

Когда трансформатор отключен и находится под зазором, откройте смотровое окно наверху консерватора и загляните внутрь с фонариком. В случае утечки масло будет видно на верхней части диафрагмы или внутри баллона. Закройте расширитель и замените мочевой пузырь или диафрагму при первой возможности, запланировав отключение.

Рисунок 2 - Индикатор уровня масла в расширителе (фото: reinhausen.com)

Если внутри реле Бухгольца нет газа, трансформатор можно снова включить после удаления воздуха из реле неисправности баллона. Следует немедленно провести анализ DGA для проверки наличия O 2 , N 2 и влажности.

Однако трансформатор может работать до тех пор, пока не будет установлен новый баллон, внимательно следя за DGA. Рекомендуется проводить DGA каждые 3 месяца до установки нового мочевого пузыря.После установки баллона может потребоваться дегазация масла, если O 2 превышает 10 000 ppm .

Кроме того, внимательно проверяет уровень влажности в DGA , чтобы убедиться, что он ниже рекомендуемых уровней для конкретного напряжения трансформатора.

Регулярно проверяйте осушитель в сапуне. Никогда не позволяйте обесцвечиваться более чем двум третям перед заменой осушителя. Необходимо приложить все усилия, чтобы поддерживать уровень кислорода ниже 2000 ppm и влажность как можно ниже.

Вернуться к содержанию ↑


4. Проверка сапуна расширителя

Проверьте осушающий (осушающий) сапун на предмет надлежащего уровня масла, если это масляный блок. Проверьте цвет осушителя и замените его, когда примерно одна треть останется с нужным цветом.

См. Рисунок 3, на котором изображен осушающий сапун масляного типа.

Обратите внимание на розовый осушитель внизу синего цвета, указывающий, что эта часть является водонасыщенной .Также обратите внимание на то, что масло видно в самом низу на 1 дюйм или около того. Часто масло прозрачное, и уровень масла не всегда виден.

Рисунок 3 - Сапун-осушитель силикагеля трансформатора

Обычно вокруг сапуна около дна стекла имеется тонкая линия. Это указывает на то, где должен быть уровень масла. Сравните уровень масла с линией указателя уровня и при необходимости долейте. Обратите внимание на 1¼-дюймовую трубу , идущую от сапуна к расширителю .

Маленькая трубка (½ дюйма или около того) недостаточно велика для быстрого впуска воздуха, когда трансформатор обесточен зимой.

Трансформатор может охлаждаться так быстро, что в результате сжатия масла может быть создан вакуум с силой, достаточной для прокола баллона. Когда это происходит, мочевой пузырь разрушается, и воздух втягивается в расширитель, образуя большой пузырь.

Вернуться к содержанию ↑


5. Проверка азотной системы

Если трансформатор имеет азотную подушку, проверьте манометр на предмет надлежащего давления .Посмотрите, как операторы записывают давление с манометра. Если это не изменится, возможно, датчик неисправен. Проверьте баллон с азотом, чтобы убедиться, что азот надлежащего качества.

Проверьте на любое повышенное использование азота , которое указывает на утечку. Меньшие трансформаторы, такие как сервисные станции или малые повышающие трансформаторы генератора, могут не иметь баллонов с азотом для замены потерянного азота.

Будьте особенно внимательны к показаниям манометра и записанным оператором давлениям с ними. Манометр может быть неисправен годами, и никто этого не заметит. А это нехорошо.

Рисунок 4 - Система предотвращения взрыва и пожаротушения на основе впрыска азота

Показания манометра будут почти одинаковыми и не будут сильно меняться зимой и летом, ночью и днем. Между тем, может возникнуть утечка азота, и весь N 2 будет утерян. Это позволяет воздуху, содержащему кислород и влагу, проникать в масло и изоляцию и разрушать его. Следите за повышенным содержанием кислорода и влаги в DGA.

Ультразвуковые и звуковые приборы обнаружения утечек обычно используются для обнаружения утечек N 2 .

Рисунок 5 - Трансформатор азота (фото предоставлено geosyntheticsindia.org)

Вернуться к содержанию ↑


6. Проверка на утечки масла

Утечка масла очень опасна, , особенно если не обнаружена вовремя . Что должен делать обслуживающий персонал? Они должны проверить весь трансформатор на предмет утечек масла. Утечки обычно возникают из-за износа прокладок, воздействия ультрафиолета или из-за расширения и сжатия, особенно после охлаждения трансформатора, из-за термической усадки прокладок и фланцев.

Многие утечки можно устранить , нанеся эпоксидную смолу или другую заплату . Утечки на фланцах можно остановить с помощью этих методов , используя прорезиненную эпоксидную смолу , вдавливаемую во фланец под давлением.

Очень небольшие утечки в сварных швах и резервуарах можно устранить путем упрочнения с помощью ударно-ударного молотка, очистки подходящим растворителем и нанесения «заплатки» из правильной эпоксидной смолы.

Рисунок 6 - Ремонт маслоотводов трансформатора

Также могут быть привлечены опытные подрядчики по устранению утечек , чья работа гарантирована.Некоторые утечки, возможно, придется приваривать. Сварка может выполняться с маслом в трансформаторе, если имеется опытный, квалифицированный и знающий сварщик.

Если выбран метод сварки с маслом в резервуаре, необходимо взять пробы масла для DGA как до, так и после сварки . Сварка может вызвать появление газов в DGA, и необходимо определить, какие газы относятся к сварке, а какие - к работе трансформатора.

Рисунок 7 - Утечка масла из трансформатора

Вернуться к содержанию ↑


7.Чтобы проверить устройство сброса давления

См. Рис. 8, на котором показано устройство сброса давления с желтым индикаторным рычагом. Когда трансформатор находится под зазором, проверьте индикаторный рычаг устройства сброса давления на верхней части трансформатора, чтобы убедиться, что он сработал.

Если он сработал, рычаг будет в верхнем (вертикальном) положении, и реле аварийной сигнализации и отключения должны сработать .

ВНИМАНИЕ !! - Не включайте повторно трансформатор после того, как это устройство сработало и реле обесточили трансформатор, пока не будут предприняты всесторонние испытания для определения и устранения причины.

Взрывоопасный, катастрофический отказ может быть результатом подачи питания после того, как это устройство сработало.

Рисунок 8 - Устройство сброса давления

Вернуться к содержанию ↑


8. Для проверки масляных насосов

Насосный агрегат представляет собой одноступенчатый осевой поток без сальника , интегрированный с приводным двигателем . Он был специально разработан для принудительной циркуляции масла через систему охлаждения большого трансформатора и обеспечивает термофонический поток.Он предназначен для фланцевого монтажа непосредственно на трубопроводной цепи трансформаторов в горизонтальном или вертикальном положении. Все движущиеся части и прокладки полностью закрыты, что позволяет установку на открытом воздухе без необходимости в защитном кожухе. Компактный по конструкции.

Если трансформатор оснащен масляным насосом (-ами), обслуживающий персонал должен проверить индикаторы потока и запорные клапаны насоса , чтобы убедиться, что масло циркулирует должным образом.

Может даже случиться так, что двигатель насоса изменил направление вращения, а индикаторы потока все еще могут показывать, что масло течет.Чтобы предотвратить эту опасную ситуацию и убедиться, что двигатели вращаются в правильном направлении, используйте амперметр для проверки тока двигателя .

Сравните результаты с током полной нагрузки, указанным на паспортной табличке двигателя. Если двигатель перевернуть, ток будет намного меньше тока полной нагрузки, указанного на паспортной табличке.

Рисунок 9 - Признаки утечки масла из масляного насоса

Проверьте масляные насосы с помощью анализатора вибрации , если они создают необычные шумы . Попросите лабораторию DGA проверить растворенные металлы в масле и провести подсчет металлических частиц на наличие металлов, если есть подозрения на подшипники.Это нужно сделать немедленно, как только появится подозрение на подшипник.

Неисправные подшипники масляного насоса могут попадать в масло достаточно металлических частиц, что угрожает изоляции трансформатора и вызывает пробой внутри бака.

В результате взрывной катастрофический отказ бака трансформатора .

Рисунок 10 - Масляный насос трансформатора

Вернуться к содержанию ↑


9. Проверка вентиляторов и радиаторов

Технический персонал должен проверить и испытать все запорные клапаны в верхней и нижней части радиаторов , чтобы убедиться, что они открыты .Проверьте вентиляторы и радиаторы охлаждения на чистоту, а вентиляторы - на правильность вращения. Обязательно проверьте наличие грязных или поврежденных лопастей вентилятора или частично заблокированных радиаторов.

Вы должны знать, что вентиляторы намного эффективнее , если лопасти чистые и вращаются в холодном воздухе . Стоит отметить, что вентиляторы должны продувать холодный воздух через радиаторы, а не втягивать воздух через них.

Кроме того, всегда полезно, , проверять, реверсируют ли вентиляторы электрически. (т.е.е., прогоняя воздух сначала через радиаторы, а затем через лопасти вентилятора). Это означает, что лопасти вращаются в теплом воздухе после того, как он проходит через радиатор, что гораздо менее эффективно. Положите руку на радиатор напротив вентиляторов.

Воздух должен выходить из радиатора против вашей руки .

Наблюдайте за лопастями, как они медленно вращаются при запуске или остановке, чтобы определить, в каком направлении они должны вращаться, и при необходимости скорректируйте вращение.

Рисунок 11 - Проверка вентиляторов и радиаторов трансформатора

Вернуться к содержанию ↑


10. Проверка реле Бухгольца

Осмотрите запорный клапан на реле Бухгольца, чтобы убедиться, что он открыт. Когда трансформатор отключен и находится под зазором, проверьте реле Бухгольца, подняв оконную крышку (в центре на Рисунке 12 ниже) и заглянув внутрь.

Как это работает? - Если внутри есть газ, нефть будет вытеснена, и газ будет виден как пространство над нефтью.Если обнаружено достаточно газа, чтобы сместить верхний поплавок, следует активировать аварийный сигнал. Маленький клапан в верхнем левом углу предназначен для выпуска газа и сброса реле.

Если небольшое количество газа обнаружено в этом реле, когда трансформатор новый (через несколько месяцев после запуска), вероятно, это просто воздух, который попал в структуру трансформатора и теперь выходит. Нет причин для беспокойства.

Если трансформатор какое-то время находился в сети (срок службы) и в блоке Бухгольца обнаружен газ, образцы масла необходимо отправить в лабораторию для DGA и всесторонних испытаний.Проконсультируйтесь с производителем и другими специалистами по трансформаторам.

Определенная причина пузырьков газа должна быть определена и устранена перед повторным включением трансформатора .

Рисунок 12 - Проверка реле Бухгольца (фото предоставлено Gursu Basdogan)

Вернуться к содержанию ↑


11. Проверка реле внезапного давления

Пример реле показан на видео ниже. Это реле предназначено для подачи сигнала тревоги в случае внезапного повышения давления внутри резервуара.Это реле очень чувствительное и сработает, если давление немного повысится .

Если происходит очень небольшое изменение давления, вызванное небольшим электрическим отказом внутри резервуара, это реле подает сигнал . Напротив, устройство сброса давления (реле Бухгольца, показанное выше) срабатывает, если внутри резервуара создается большое давление, вызванное сильной дугой и нагревом, что приводит к кипению и пузырькам масла.

Осмотрите стопорный клапан, чтобы убедиться, что он открыт. Когда трансформатор отключен и находится под зазором, функционально проверьте реле внезапного давления, медленно закрыв изолирующий клапан.Оставьте его закрытым на несколько секунд и очень внезапно откройте клапан.

Это должно активировать тревогу. Если сигнализация не срабатывает, проверьте реле и замените его новым, если оно не работает.

Вернуться к содержанию ↑


12. Чтобы проверить реле отказа мочевого пузыря

На более новых трансформаторах реле отказа мочевого пузыря можно найти на или рядом с верхней частью расширителя со стороны масла мочевого пузыря.Это реле находится рядом с самой высокой точкой трансформатора. Его цель - сигнализировать, если баллон выходит из строя и допускает попадание пузырьков воздуха в масло .

Реле также будет служить как резервное реле Бухгольца . Если реле Бухгольца переполняется газом и не может активировать сигнал тревоги или отключение, газ будет обходить реле Бухгольца и мигрировать вверх в расширитель, в конечном итоге к реле отказа мочевого пузыря. См. Рисунок 13 ниже.

Конечно, эти газы также должны отображаться в DGA.Однако DGA обычно проводятся только один раз в год, и проблема не может быть обнаружена до активации этих сигналов тревоги.

Если активирована сигнализация неисправности баллона, поместите трансформатор под зазор и проверьте газ Бухгольца, как указано выше.

Рис. 13 - Реле отказа камеры трансформатора

Откройте смотровое отверстие расширителя и загляните внутрь при помощи фонарика, чтобы проверить наличие масла внутри камеры. Выпустите воздух / газ из расширителя, используя спускной клапан в верхней части расширителя.Если трансформатор новый и находился в эксплуатации всего несколько месяцев, , проблема, скорее всего, связана с выходом воздуха из конструкции .

Оставив трансформатор под зазором, откройте смотровое отверстие в верхней части расширителя и загляните внутрь баллона с фонариком. Если внутри мочевого пузыря обнаружено масло, то из него образовалась утечка; необходимо заказать и установить новый.

Вернуться к содержанию ↑


Источники:
    1. Диагностика трансформатора U.S. Департамент внутренних дел Бюро рекультивации
    2. Эксплуатация и техническое обслуживание силовых трансформаторов - Руководство пользователя ABB
    3. Трансформаторы: основы, техническое обслуживание и диагностика Департамента внутренних дел США Бюро рекультивации
    4. Трансформатор подстанции Инструкции по установке, эксплуатации и техническому обслуживанию и информация о замене деталей - Cooper Industries
    5. Защита трансформаторов от внезапного давления - Отчет для Подкомитета по защите подстанций Комитета по реле энергосистем Общества энергетики и энергетики IEEE
    6. Техническое обслуживание трансформатора / Семинар по мониторингу от Unifin

Диагностика и оценка состояния трансформатора

Конструкция и применение каждого трансформатора отличаются друг от друга и требуют своего собственного уникального подхода и плана испытаний.

Определение текущего состояния силовых трансформаторов - важный шаг в анализе риска отказа. Ниже приводится краткое описание методов тестирования и диагностики, а также инструментов, используемых для оценки состояния трансформаторов.

Программа обслуживания трансформатора должна основываться на тщательных текущих проверках. Эти проверки должны проводиться в дополнение к обычным ежедневным / еженедельным поездкам по сбору данных для проверки уровня и температуры масла. Некоторый мониторинг может осуществляться удаленно с использованием систем диспетчерского управления и сбора данных (SCADA), но это никогда не может заменить тщательные проверки, выполняемые квалифицированным персоналом по обслуживанию электрооборудования.

Не все перечисленные тесты проводятся на заводе, и не все из них проводятся в полевых условиях. Конструкция и применение каждого трансформатора индивидуальны, и для этого требуется собственный уникальный подход и план испытаний.


Онлайн-тесты трансформаторов

Эти диагностические проверки выполняются во время эксплуатации трансформатора (онлайн):

1. Анализ растворенного газа (DGA)

DGA - это первый индикатор проблемы, который может определить ухудшение изоляции и масла, перегрев, горячие точки, частичный разряд и искрение.Это, безусловно, самый важный инструмент для определения исправности трансформатора.

Тест DGA измеряет растворенные газы в трансформаторном масле и способен обнаруживать: искрение, плохие электрические контакты, горячие точки, частичные разряды, перегрев проводов, масло, резервуар и деградацию целлюлозы (бумажной изоляции). Образцы обычно отправляются в лабораторию для анализа, но доступно портативное оборудование для проведения теста в полевых условиях.


2.Физико-химические испытания масла

В дополнение к тесту DGA можно взять дополнительные пробы масла для определения влажности, межфазного натяжения, кислотности, фуранов, растворенных металлов и количества металлических частиц (указывает на проблемы с насосом). Образцы обычно отправляются в лабораторию для анализа трансформаторного масла.


3. Физический / визуальный осмотр - внешний

Безопасная оценка внешнего вида трансформатора на:

  1. течь масла
  2. битые детали
  3. изношенная краска
  4. Дефект опорных конструкций
  5. Неисправные указатели температуры и уровня
  6. Проблемы с системой охлаждения
  7. Проблемы с насосом и радиатором
  8. втулка и молниеотвод фарфоровые трещины и т. Д.

4. Инфракрасное сканирование

В дополнение к визуальному осмотру, термографическая камера может использоваться для быстрого обнаружения горячих точек, локального нагрева, плохих соединений, циркулирующих токов, заблокированного охлаждения, проблем с переключателем ответвлений, проблем с проходными изоляторами и молниеотводами.

Связанный: Инфракрасная термография для электрических распределительных систем

Инфракрасное сканирование чрезвычайно эффективно для обнаружения проблем, которые могут привести к раннему отказу трансформаторов.


5. Ультразвуковое и звуковое обнаружение неисправностей контакта

Детектор неисправностей, оснащенный регистратором данных, может использоваться для обнаружения внутренних частичных разрядов, дуги, искр, проблем с рабочим колесом насоса и подшипниками. Этот тест также полезен для выявления механических шумов и незакрепленных деталей (блокировки, дефлекторы и т. Д.). Следует проявлять осторожность, поскольку этот метод требует контакта с трансформатором, когда он находится под напряжением.


6. Ультразвуковое бесконтактное и контактное обнаружение неисправностей

Бесконтактные ультразвуковые датчики

могут использоваться для легкого обнаружения утечек азота, утечек вакуума, коронного разряда на втулках, механических проблем насоса и подшипников, проблем с охлаждающим вентилятором.


7. Анализ вибрации

Регистраторы данных

, оснащенные акселерометрами и другими инструментами анализа вибрации, могут быть прикреплены к внешней стороне трансформатора для обнаружения внутренней вибрации сердечника, проблем с экраном и незакрепленных деталей.


8. Внешняя температура (основной бак)

Портативные регистраторы данных температуры и программное обеспечение могут использоваться для отслеживания изменений температуры при изменении нагрузки и температуры окружающей среды.


9.Тесты уровня звука

Измерьте внутренние и внешние шумы с помощью шумомера и сравните их с базовыми показаниями и другими испытаниями на вибрацию.


10. Обнаружение короны

Корона (ионизация воздуха) может быть видна на верхушках вводов в сумерках или ночью, особенно в периоды дождя, тумана, тумана или высокой влажности. Используйте коронатор для сравнения вводов, разрядников для защиты от перенапряжений и всех других высоковольтных соединений с аналогичными устройствами.


Тестирование трансформатора в автономном режиме

Следующие диагностические тесты выполняются, когда трансформатор не работает (отключен) и изолирован в целях безопасности:

1.Коэффициент мощности Doble

Хорошим признаком ухудшения изоляции является медленно растущий коэффициент мощности. Испытание изоляции Doble является важным этапом при определении состояния трансформатора, поскольку оно может выявить нарушение целостности изоляции обмотки, нарушение целостности изоляции вводов и влажность обмотки.

Чтобы свести количество отказов к минимуму, рекомендуется проводить периодические профилактические испытания изоляции, чтобы определить, ухудшается ли она и насколько быстро.


2.Ток возбуждения

Испытательное оборудование

Doble также используется для проведения испытаний по току возбуждения, которые могут обнаруживать короткозамкнутые витки, плохие электрические соединения, расслоение сердечника, короткое замыкание ламинации сердечника, проблемы с переключателем ответвлений и другие возможные проблемы сердечника и обмотки. Результаты, как и все остальные, следует сравнить с заводскими и предыдущими полевыми испытаниями.


3. Передаточное число (TTR)

Тест на соотношение витков обнаруживает короткое замыкание витков, что указывает на нарушение изоляции, путем определения правильного отношения витков.Короткое замыкание витков может быть результатом короткого замыкания или нарушения диэлектрической проницаемости (изоляции).

Этот тест необходимо выполнять только в том случае, если есть подозрение на проблему из-за DGA, проверки коэффициента мощности или срабатывания защитного реле. Это испытание может быть выполнено с использованием измерителя коэффициента трансформации или путем подачи пониженного испытательного напряжения на вторичную обмотку и измерения наведенного напряжения на первичной обмотке. Этот тест также может подтвердить правильность полярности обмотки.

При проверке трансформатора на коэффициент трансформации соединения определяются путем согласования параллельных векторов.Фото: Меггер.


4. Реактивное сопротивление утечки

Обычно это приемочное испытание, чтобы убедиться, что процентное сопротивление, указанное на паспортной табличке, совпадает с измеренным процентным сопротивлением, когда трансформатор поступает с завода.

Испытание процентного импеданса / реактивного сопротивления утечки выполняется путем короткого замыкания обмотки низкого напряжения и подачи испытательного напряжения на обмотку высокого напряжения с использованием набора для проверки коэффициента мощности.


5. Анализ частотной характеристики развертки

Эти испытания показывают в виде трассы передаточную функцию обмотки трансформатора и ценны для определения того, произошло ли какое-либо повреждение во время транспортировки или во время сквозной неисправности.С помощью этого теста можно выявить структурные проблемы, движение сердечника и обмоток, заземление сердечника, смещение сердечника и другие проблемы сердечника и обмотки.

Анализатор частоты развертки используется для подачи сигнала на каждую из обмоток высокого напряжения, и сигнал обнаруживается на обмотках низкого напряжения. Это дает представление о частотной передаточной функции обмоток. Если обмотки были смещены или сдвинуты, результаты испытаний будут заметно отличаться от результатов предыдущих испытаний.

Анализатор частотной характеристики

позволяет обнаруживать структурные проблемы, движение сердечника и обмоток.


6. Сопротивление обмотки (поперек обмотки)

Мост Уитстона или Кельвина можно использовать для проверки неплотных соединений на вводах или переключателях ответвлений, обрывов жил и высокого контактного сопротивления в переключателях ответвлений. Результаты сравниваются с другими фазами трансформаторов, соединенных звездой, или между парами выводов обмотки, соединенной треугольником, чтобы определить, не слишком ли велико сопротивление.

Связано: объяснение испытания сопротивления обмотки трансформатора

Измерение сопротивления обмотки - важный диагностический инструмент для оценки возможных повреждений трансформаторов в результате плохой конструкции, сборки, обращения, неблагоприятных условий окружающей среды, перегрузки или плохого обслуживания.


7. Сопротивление изоляции обмотки (PI)

Испытания сопротивления изоляции проводятся для определения сопротивления изоляции между отдельными обмотками и землей или между отдельными обмотками. Испытания сопротивления изоляции обычно измеряются непосредственно в МОмах или могут быть рассчитаны на основе измерений приложенного напряжения и тока утечки.

Рекомендуемая практика при измерении сопротивления изоляции - всегда заземлять резервуар (и жилу). Замкните накоротко каждую обмотку трансформатора на выводах проходного изолятора.Затем измеряется сопротивление между каждой обмоткой и всеми остальными заземленными обмотками.

Пример процедуры испытания сопротивления изоляции трансформатора. Фото: TestGuy.

Рекомендуется периодически измерять (во время останова для технического обслуживания) и наносить на график значения сопротивления изоляции. Существенные отклонения в нанесенных на график значениях сопротивления изоляции должны быть исследованы на предмет причин.

Индекс поляризации - это отношение сопротивления изоляции в конце 10-минутного теста к сопротивлению в конце 1-минутного теста при постоянном напряжении.Как правило, значения меньше 1 опасны; 1.1 - 1.25 сомнительно; 1,25 - 2,0 - удовлетворительно; и все, что выше 2.0, считается хорошим.

Рекомендуемые контрольные значения для сопротивления изоляции трансформатора и испытания PI.


8. Сопротивление жилы и земли

Этот тест используется, если есть подозрение на непреднамеренное заземление жилы, о чем может свидетельствовать тест DGA. Между заземляющим проводом жилы (или верхней частью самой жилы и резервуара) и землей крепится мегомметр.Меггер используется для подачи постоянного напряжения между этими точками и измерения сопротивления.

Для выполнения этого теста необходимо отключить преднамеренное заземление жилы. Некоторым это может показаться трудным, и для этого, возможно, придется слить некоторое количество масла. На некоторых трансформаторах заземляющие жилы выводятся наружу через изолированные вводы, и к ним легко получить доступ.

Новый трансформатор должен показывать более 1000 МОм. Трансформатор с отработанным сроком службы должен показывать более 100 МОм.От 10 до 100 МОм указывает на ухудшение изоляции между жилой и землей. Менее 10 МОм достаточно для возникновения деструктивных циркулирующих токов и требует дальнейшего изучения.


9. Внутренние проверки и тесты

Внутреннюю конструкцию трансформатора можно проверить на наличие масляных отложений, смещения обмотки или заклинивания, ослабленных обмоток, плохих соединений и сгоревших проводов. Во многих случаях при открытии трансформатора и проведении внутреннего осмотра наносится больший ущерб, чем полученный.

Если внутренняя проверка абсолютно необходима, она должна выполняться опытным специалистом, который точно знает, что искать и где искать.


10. Степень полимеризации

Одним из наиболее надежных способов определения износа бумаги и оставшегося срока службы является тест DP целлюлозы. Не открывайте трансформатор только для проведения этого теста. Выполняйте этот тест только в том случае, если устройство открывается по другим причинам.

При проведении внутреннего осмотра, или если трансформатор открыт и масло полностью или частично слито по какой-либо причине на трансформаторе, находящемся в эксплуатации, выполните испытание DP, удалив образец бумажной изоляции примерно на 1 квадратный сантиметр в удобном месте. возле верхней части центральной фазы с помощью пинцета. Отправьте этот образец в лабораторию по испытанию масла для анализа.


Диагностические тесты трансформатора по компонентам

Краткое описание методов диагностики для каждого компонента трансформатора (адаптировано из IEEE 62) приведено ниже:

Обмотки

  1. Сопротивление постоянному току
  2. Передаточное число (TTR)
  3. Процентное сопротивление / реактивное сопротивление утечки
  4. Анализ частотной характеристики развертки
  5. Doble Tests (для обмоток и масла)
    1. Емкость
    2. Ток возбуждения и потери мощности
    3. Коэффициент мощности / коэффициент рассеяния

Втулки и разрядники

  1. Емкость (двойные испытания)
  2. Диэлектрические потери (Вт)
  3. Коэффициент мощности
  4. Температура (инфракрасное сканирование)
  5. Уровень масла (только втулки)
  6. Визуальный контроль на наличие трещин и сколов фарфора

Рекомендуемая литература: Техническое обслуживание и испытание ОПН в полевых условиях


Изоляционное масло

  1. Анализ растворенного газа
  2. Диэлектрическая прочность
  3. Подсчет металлических частиц (при подозрении на неисправность насоса)
  4. Влажность
  5. Коэффициент мощности / коэффициент рассеяния (Doble)
  6. Межфазное натяжение
  7. Кислотное число
  8. Фуранс
  9. Ингибитор кислорода

Ядро

  1. Сопротивление изоляции
  2. Наземные испытания

Консерватор

  1. Визуальный (утечки масла и утечки в диафрагме)
  2. Система инертного воздуха (осушающий цвет)
  3. Калибровка уровнемера

Резервуары и вспомогательное оборудование

  1. Неисправность реле давления (функциональная проверка)
  2. Устройство сброса давления (визуальное)
  3. Реле Бухгольца (визуальный контроль на газ)
  4. Верхний указатель температуры масла
  5. Индикатор температуры обмотки
  6. Инфракрасное сканирование температуры
  7. Анализатор неисправностей (ультразвуковой)
  8. Звуковой анализ (звуковой)
  9. Анализ вибрации

Система охлаждения

  1. Очистить (лопасти вентилятора и радиаторы)
  2. Вентиляторы и органы управления (проверьте вращение вентилятора)
  3. Масляные насосы (проверить указатели расхода, проверить вращение)
  4. Подшипники насоса (вибрация, звук и температура)
  5. Проверить радиатор (клапаны открыты)
  6. Термографическое (ИК) сканирование системы охлаждения

Список литературы

Комментарии

Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы оставить комментарий.

(PDF) Оценка состояния трансформатора: осмотр

молнии, ненадлежащее обслуживание, ослабленные соединения

, перегрузка, отказ вспомогательного оборудования

, такого как РПН, вводы и т. Д. В этой работе показано

с примерами и Примеры оценки состояния

и принятия мер предосторожности

для увеличения срока службы трансформатора.

Классификация объектов AMS: 00-02

Ключевые слова и фразы: Мониторинг состояния, Tan

дельта, степень полимеризации, трансформатор

Отказы

, пробой диэлектрика, ненадлежащее обслуживание трансформатора

.

1

Введение

Срок службы любого оборудования со временем сокращается [1]. Итак, для увеличения срока службы любого оборудования на

необходимо провести оценку состояния оборудования

и принять профилактические меры

во время его эксплуатации. Условие

Мониторинг трансформаторов - это процесс сбора и обработки

данных, относящихся к различным параметрам или

индикаторам трансформаторов, для прогнозирования и предотвращения отказа трансформатора

.Это выполняется путем наблюдения отклонения

параметров от их желаемых значений.

Трансформаторы - очень важные компоненты системы питания

. Отказы трансформаторов могут вызвать перебои в подаче электроэнергии

различных опасностей или покупку электроэнергии у других поставщиков.

Отказ трансформатора может произойти по нескольким причинам.

Напр., Пробой изолирующей среды, деформация обмотки, горячая

пятно в обмотках трансформатора, электрические помехи,

деградация изоляции и бумажных изоляторов, молния,

плохое обслуживание, неправильное подключение, перегрузка,

отказ опоры оборудование, такое как РПН, вводы,

,

и т. д. [2-3].

Несколько работ было выполнено на основе различных условий

подходов к мониторингу трансформатора из прошлого. [4]

описывает мониторинг состояния распределительного трансформатора

механических частей с помощью анализа частотной характеристики

с разверткой. [5] описывает подход

к мониторингу состояния в режиме онлайн для ввода силового трансформатора, переключателей ответвлений и изоляции системы

[6]. демонстрирует методику контроля состояния трансформаторного масла

с помощью термического анализа.[7]

Диагностика трансформаторного масла | EA Technology

Оценка индекса здоровья трансформаторов - движение к стратегии, основанной на состоянии

EA Technology имеет обширный опыт работы с владельцами и операторами высоковольтного оборудования для понимания процессов деградации и отказов. Одним из аспектов этой работы была разработка показателей здоровья.

Индексы состояния

для высоковольтного оборудования объединяют соответствующую информацию об активах для получения единого числа, которое указывает на общую деградацию и близость к концу срока службы.

Индекс здоровья и анализ трансформаторного масла (расширенная оценка)

Объединив результаты анализа масла с подробной справочной информацией, результатами обследований на месте и непревзойденным отраслевым опытом, EA Technology может произвести полную оценку индекса работоспособности для каждого трансформатора. Затем эту информацию можно использовать для принятия стратегических инвестиционных решений в отношении программ ремонта, восстановления и замены.

Анализ трансформаторного масла может помочь определить, какие трансформаторы могут получить выгоду от мер по продлению срока службы, и предупредить операторов о потенциальных проблемах до того, как они приведут к отказу.

Переходя от программы обслуживания и замены по времени к стратегии, основанной на состоянии, вы можете добиться значительной экономии средств и эффективности, а также повысить надежность расходных материалов.

Оценка индекса работоспособности трансформатора включает следующие ключевые области:

  • DGA, анализ качества масла и FFA
  • Текущий индекс работоспособности и вероятность отказа
  • Индекс работоспособности через десять лет и вероятность отказа
  • Оценка
  • лет до конца срока службы (EOL)
  • Графическое изображение индексов здоровья населения-преобразователя
  • Полный письменный отчет по трансформатору, результаты, обсуждение и рекомендации
  • Включение результатов обследования на месте, обследования частичных сбросов, термографического обследования и др.

Скачайте пример отчета по ссылке ниже.

Методика оценки состояния интегрированного трансформатора

, основанная на цепях Маркова и подтвержденных доказательствах

Из-за большого количества силовых трансформаторов (ET) в распределительной системе существует потребность в относительно простом представлении состояния каждого блока, чтобы получить больше информации. легко определить, где и как выделить бюджет на профилактическое и корректирующее обслуживание. В последние годы для оценки состояния и ранжирования инопланетян была принята концепция индекса исправности трансформатора (HI) как неотъемлемой части управления ресурсами.Алгоритмы HI имеют разные формы и могут быть определены на основе большого количества конкретных параметров. Однако основная проблема в методологии HI или любой современной диагностической технике - это наличие регулярных измерений и проверок, а также точных результатов тестов. В документе предлагается решение в виде обновленного HI и новой методологии ранжирования ET, включая ценность доступной информации для описания текущего состояния ET. Доверие к результатам измерений рассчитывается с использованием алгоритма доказательной аргументации (ER), основанного на теории Демпстера – Шафера.Вкладом в методологию ER является расчет начальных степеней уверенности с использованием цепей Маркова. Процесс старения инопланетян и вероятности перехода из состояния в состояние моделируются с использованием статистических данных для населения 300 инопланетян и данных мониторинга за 20 лет. Предлагаемая методика апробирована на реальных данных для трансформатора 110/35 кВ, а во втором случае - в сравнении с образцом из 30 трансформаторов 110 / x кВ с традиционным расчетом HI .

1.Введение

Определение индекса исправности (HI) трансформатора - это подходящий инструмент, который должен предоставлять воспроизводимую и единообразную информацию о его состоянии, правильности работы и доступности. Индексация трансформаторов по условиям эксплуатации с дополнительным анализом рисков позволяет лучше понять доступность и надежность больших групп трансформаторов [1]. HI - это инструмент, который объединяет результаты электрических испытаний в процессе эксплуатации, лабораторных (химических) испытаний трансформаторного масла, данные о техническом обслуживании и данные истории работы для управления основными ресурсами и определения приоритетов при разработке планов технического обслуживания с использованием числовой оценки состояния трансформатора.Выбор методологии зависит от технических возможностей конкретного ET с точки зрения количества и типов диагностических тестов, используемых для оценки состояния элементов трансформатора, а также от деловых и организационных механизмов для хранения и обновления данных и задействованных групп экспертов. при испытании и диагностике состояния трансформаторов.

Определенные методы измерения выполняются на регулярной основе, например, диагностика масла, проверка сопротивления изоляции, измерение передаточного числа и проверка принадлежностей.Выполняются они относительно часто и в состоянии нормальной безотказной работы. Некоторые методы, такие как измерение частичных разрядов, несмотря на их большое значение для оценки состояния, обычно не используются при определении HI. Причина - возможные финансовые потери из-за перебоев в подаче электроэнергии из-за ненужных проверок. Передовые методы используются для оценки состояния ET с развивающимися дефектами или устаревшими элементами, например, спектроскопия в частотной области (FDS), анализ частотной характеристики (FRA), усовершенствованные вводы и диагностика устройства РПН (OLTC). как измерение частичных разрядов.

С развитием приложений прогнозирования и управления работоспособностью стало возможным усовершенствовать традиционные методы мониторинга исправности трансформаторов. Например, при оценке оставшегося срока службы трансформатора, помимо данных о состоянии бумажной изоляции, необходимо знать кинетику старения пропитанной маслом целлюлозной изоляции, которая зависит от температуры и содержания воды в бумаге. Электропроводность композита из наночастиц целлюлозы, минерального масла и воды по переменному току исследовалась в [2], а взаимосвязь между степенью полимеризации бумаги и содержанием фурана для сухой и влажной изоляции была разработана в [3].Распределение влагосодержания по обмоткам трансформаторов приведено в [4]. Для повышения точности этих методов в [5] разработана зависимость степени полимеризации крафт-бумаги от содержания 2-FAL в масле с поправкой на эталонную температуру 20 ° C, а метод преобразования экспериментальной частоты Зависимость тангенса угла потерь, измеренного FDS, от эталонной температуры представлена ​​в [6].

Как указывалось ранее, расширенные измерения требуются только для старых инопланетян с развивающимися дефектами, но для подавляющего большинства единиц требуется практический индекс состояния.Этот индекс должен преодолеть основные проблемы предыдущих подходов к оценке состояния: (а) рациональное агрегирование различных компонентов ЭП, (б) неопределенности, точность и достоверность результатов проверки и (в) согласованная оценка и взвешивание различных ЭП. составные части. Недавно для оценки состояния и ранжирования инопланетян была принята концепция индекса исправности трансформатора (HI) как неотъемлемой части управления ресурсами. Метод расчета HI, который объединяет влияние всех доступных данных и критериев, основанных на общепринятых отраслевых практиках и технических стандартах, представлен в [7], в то время как Gorgan et al.[8] рассчитал HI на основе стандартной модели из двадцати четырех диагностических факторов, расширив список тремя факторами (коэффициент потерь на очень низкой частоте, коэффициент проводимости и индекс поляризации). Концепция HI может быть распространена на другое оборудование, как в [9], где HI был определен для ряда примерно 2000 вторичных подстанций, каждая из которых состоит из распределительного устройства среднего напряжения, трансформатора среднего / низкого напряжения и стойки низкого напряжения. В [10] предложен алгоритм, основанный на регулярно проводимой диагностике масла и легко доступных данных технического обслуживания, позволяющий оценивать и обновлять состояние работоспособности устройства за короткие промежутки времени.Всестороннее исследование предыдущих исследований, связанных с индексом исправности трансформатора, с использованием математического уравнения / алгоритма или экспертной оценки приведено в [11], но очень мало исследований посвящено неопределенности, точности и достоверности результатов проверки.

Используя методы машинного обучения, собранные данные можно использовать для прогнозирования HI в будущем периоде. Были исследованы различные методы классификации для уменьшения сложности оценки ET и уменьшения количества признаков за счет выделения наиболее важных из них при определении HI [12, 13].Марковская модель была разработана в [14] для прогнозирования состояния трансформатора и предложения графика регулярной фильтрации газа. Модель Маркова также используется в [15] для определения кривой будущего ухудшения характеристик трансформаторов. Вывод заключается в том, что, поскольку результаты испытаний иногда бывают неточными и даже неполными, для обработки данных требуется подходящий метод интеграции доказательств. Кроме того, в техническом состоянии распределительного оборудования есть неопределенность в отношении окружающих и эксплуатационных условий в будущем периоде.Одно из решений предложено в [16], где методология основана на дискретной свертке критериальных функций распределения вероятностей и операторов OWA, моделирующих различные типы агрегирования критериев. В [17] предлагается новая методология многокритериальной оценки рисков активов распределительной сети, основанная на диаграммах влияния и нечетких вероятностях.

Подход доказательной аргументации (ER) - подходящий метод для решения проблемы агрегирования. Процесс, разработанный на основе теории доказательств Демпстера – Шафера [18] и модели оценочного анализа [19], может моделировать различные типы качественных и количественных неопределенностей.С введением концепций структуры убеждений [20, 21] и матрицы решений убеждений стало возможным моделировать различные типы неопределенностей в едином формате.

Методология перевода проблемы оценки состояния трансформатора в многокритериальное решение в рамках ER представлена ​​в [22]. Субъективные суждения производятся с использованием различных методов анализа растворенного газа (DGA) для всех задействованных альтернатив. Затем была введена концепция степени предпочтения для количественной оценки этих оценок и субъективных суждений с неопределенностью.Интересный подход к использованию теории Демпстера – Шейфера для задач слияния информации, объединяющий результаты классификаторов источников с помощью стратегий объединения доказательств, представлен в [23]. В исследовании [24] представлен ER-подход к оценке обмотки трансформатора на основе анализа частотной характеристики (FRA), но степень неопределенности, как и в предыдущем исследовании, зависит только от заключения эксперта.

Интегрированная нечеткая и доказательная модель рассуждений представлена ​​в [25], с предыдущей историей работы, результатами последней проверки и состояниями переключателя ответвлений под нагрузкой, взятыми в качестве свидетельства для оценки рабочего состояния трансформатора.Предлагается нечеткая модель для генерации исходных базовых вероятностных назначений для модели второго уровня. Данные показателей испытаний нормированы в соответствии со степенью внимания к испытаниям трансформаторов и нормам эксплуатации. Нечеткие переменные также используются в [26], где использовалась оценка состояния трансформатора с использованием DGA, испытания масла и критерия доказательной аргументации. В ходе анализа растворенные газы и параметры испытания нефти сначала нормализуются, а затем преобразуются в нечеткие переменные с использованием функции принадлежности трапеции.Наконец, система оценки индекса, учитывающая основной корпус, втулку и вспомогательные компоненты, была создана в [27]. Метод слияния нечетких доказательств был представлен для обработки процессов слияния нечетких доказательств, но в этой статье, как и в предыдущей, предполагается, что известно полное состояние природы (полная сумма убеждений всех утверждений в рамках системы распознавания равна к 1).

Чтобы преодолеть проблему субъективной обработки старых, сомнительных и неопределенных данных, в этой статье предлагается гибридная модель ER и цепей Маркова.Базовая древовидная структура, необходимая для оценки ER, разрабатывается на основе полной модели трансформатора и отдельных HI каждого компонента, а общий многоуровневый процесс оценки используется для решения задач многокритериального решения. Состояние ET представлено как распределение вероятностей по всем возможным состояниям здоровья с использованием модели цепей Маркова старения компонентов. Доверие к результатам измерений рассчитывается с использованием алгоритма доказательной аргументации (ER), основанного на теории Демпстера – Шафера.Вкладом в методологию ER является расчет начальных степеней уверенности с использованием цепей Маркова. Предлагаемая методика апробирована на реальных данных для трансформатора 110/35 кВ, а во втором случае - в сравнении с образцом из 30 трансформаторов 110 / x кВ с традиционным расчетом HI . Методология апробирована на образце из 30 трансформаторов 110 / x кВ и сравнивается с другими методами расчета HI.

Остальная часть статьи организована следующим образом. В разделе 2 кратко описывается подход, основанный на индексе здоровья (HI), и то, как он работает в качестве метода приоритизации.В разделе 3 объясняется алгоритм обоснования доказательств. Раздел 4 содержит анализ данных и обсуждение, а Раздел 5 предлагает заключение.

2. Моделирование трансформатора
2.1. Определение индекса работоспособности

В последние годы численная оценка (индексация) текущего состояния ЭТ и другого высоковольтного оборудования на предприятиях с присвоением индекса работоспособности (HI) стала инструментом, который может эффективно обеспечить переход к состоянию на базе обслуживания. HI - это числовое значение, которое можно использовать для оценки общего состояния ET.Путем индивидуальной оценки наиболее репрезентативных ключевых факторов, которые жизненно важны для надежной работы трансформаторов, и их математического объединения в количественный показатель, это значение дает информацию о «здоровье» ET.

С помощью этого индекса можно будет оценить состояние большой группы распределительных трансформаторов и сгруппировать их по состоянию. Внедрение этой концепции повысит доступность и надежность при одновременном снижении затрат на обслуживание.Оценка состояния ЭП должна включать оценку состояния основных частей: магнитопровода и катушки, твердой изоляции и изоляционного масла, вводов и регуляторов напряжения, системы охлаждения, бака трансформатора, расширительного бака и вспомогательного оборудования. Оценка основана на результатах, полученных путем применения соответствующих методов испытаний в области химических и электрических испытаний и визуального осмотра, а также оценки историй нагрузки [28]. Для каждой из этих частей должны быть определены индексы здоровья, а также индекс здоровья ET.

Учитывая, что оценка состояния ЭП основана на следующем [29]: (i) Результаты электрических и химических испытаний (ii) Информация о техническом обслуживании (iii) История работ - события эксплуатации (iv) Состояние оборудования: изоляторы, система охлаждения, бак трансформатора, расширительный бак и вспомогательное оборудование (v) Расчетное состояние бумажной изоляции (vi) Экспертное заключение

HI представляет собой сумму этих оценок. Очень важно рассматривать индекс здоровья как переменный параметр, потому что при выполнении многопараметрического анализа состояния он изменяется в течение срока службы ET [30].

2.2. Весовые коэффициенты методов исследования

На основании предыдущего анализа расчет HI трансформатора в предлагаемой методике включает оценку состояния его основных частей, перечисленных в таблице 1. Каждой части ET присваивается весовой коэффициент на основе влияние, которое он оказывает на общее состояние ET. Воздействие части ЭП также оценивалось по текущей статистике места возникновения неисправности в ЭП [31]. Весовые коэффициенты даны на основе опыта и могут принимать целочисленные значения от 1 до 5, как показано в таблице 1.Источником значений весовых коэффициентов для компонентов трансформатора была отраслевая практика, установленная в основном экспертами Электротехнического института «Никола Тесла». Мониторинг и оценка состояния выполняются в течение длительного периода времени (более 40 лет в электроэнергетике Сербии), а факторы являются результатом накопленной практики и опыта, отражая характеристики местного рынка и практику работы.


Нет Компонент ET Весовой коэффициент ()

1 908 контакты обмоток 4
3 Изоляция 4
4 Втулки 5
5 Переключатель ответвлений 9066 908 908 908 Анализ DGA для активной части 5
7 Трансформаторное масло 4
8 Бак трансформатора и вспомогательное оборудование 2
9 История работ

Различные методы испытаний a re используется для оценки состояния каждой части ET, упомянутой в таблице 1.Некоторые части объединены группой подходящих методов испытаний, каждый из которых соответствует весовому коэффициенту = (1–5), в зависимости от того, насколько точно результаты этого метода могут описать состояние части ET (таблица 2).

PDC / RVM / FDS / содержание воды в масле Переключатель ответвлений

Компонент ET Метод проверки Весовой коэффициент ()

Магнитный сердечник Испытание на обрыв Геометрия торцевых электрических контактов обмоток Испытание сопротивления 5
Испытание индуктивности утечки / SFRA 5
Изоляция Сопротивление изоляции / tg δ и испытание емкости
4
Анализ производных фурана 3
Втулки tg δ и емкость 4
/ испытание на динамическое сопротивление 5
Анализ DGA для активная часть Анализ растворенных газов (DGA) 4
Трансформаторное масло Физико-химические характеристики масла 5
Содержание воды в масле 4
Бак трансформатора и вспомогательное оборудование Тестирование системы охлаждения и вспомогательного оборудования 2
Визуальный осмотр / контроль утечек 2
История работ История загрузки и эксплуатации 3


Поскольку анализ DGA образца трансформаторного масла может указывать на проблему перегрева или появление частиц, но не может надежно определить место возникшей неисправности, он выделен как особый.Это ограничило его влияние на значение общего HI, но не на конкретные компоненты, такие как обмотки или сердечники.

2.3. Общий индекс исправности

Общий индекс исправности трансформатора можно рассчитать с помощью следующего выражения:

В выражении (1) n соответствует количеству методов испытаний, для которых имеются применимые результаты и которые оценивают состояние данная система. O di - это оценка для каждой отдельной i -й части ET в диапазоне 0 ≤ O di ≤ 3, рассчитанная следующим образом:

Оценка O м метод выдается экспертом на основе результатов последних и предыдущих испытаний, опыта и специфики отдельных ЭП и критериев, приведенных в применимых стандартах и ​​технических рекомендациях.Возможный диапазон: 0 ≤ O м ≤ 3. В качестве альтернативы, HI можно рассчитать с помощью выражения (3) с использованием различных весовых коэффициентов для устройства РПН или с учетом истории нагрузки трансформатора [7]:

A 1 и A 2 представляют собой весовые коэффициенты для трансформатора и устройства РПН, соответственно, а DI i представляет собой диагностический индекс компонента i th ET.Оценки состояния для электрических измерений даны в описательных терминах: «хорошее состояние», «умеренно хорошее», «умеренно плохое» и «плохое». Соответствующие оценки для расчета индекса здоровья составляют 3, 2, 1 и 0, как показано в таблице 3.


Результаты тестов HI

Хорошее состояние 3
Умеренно хорошее 2 ≤ HI <3
Умеренно плохое 1 ≤ HI <2
Плохое <1

Оценка «умеренно хорошо» указывает на сомнительные результаты, но без существенных изменений с течением времени, e.g., сравнивая последние два-три испытания и продолжая наблюдение с более частым тестированием. Напротив, рейтинг «умеренно плохой» указывает на растущую тенденцию к ухудшению состояния трансформатора и ужесточает контроль за счет более частого тестирования, рекомендует дополнительное тестирование или подчеркивает необходимость запланировать конкретное вмешательство в ближайший период.

Из-за нерегулярного периода осмотра трудно выполнить точную ежегодную оценку состояния ET. Некоторым данным может быть несколько лет, и основная проблема при интерпретации - отсутствие уверенности в результатах тестирования.Достоверность результатов можно рассматривать с помощью аналогичной системы оценок (от 0 для результатов старше максимального периода проверки и от 3 для фактических результатов измерений). Срок действия компонента трансформатора i V Ei с методами проверки n приведен в следующем:

Затем значение HI, составленное из компонентов м , рассчитывается по уравнению (3 ), может быть скорректировано с учетом достоверности результатов (5):

Поскольку такая обработка старых измерений очень упрощена и не основана на полной модели старения трансформатора, состояние ET должно быть представлено как распределение вероятностей по всем возможным состояниям работоспособности. .В этой статье это распределение определяется с использованием модели старения компонентов с использованием цепей Маркова, а для количественной оценки различных параметров используются доказательные аргументы. Комплексная методология представлена ​​в дальнейшем.

3. Методология комплексной оценки
3.1. Алгоритм доказательного обоснования

Для оценки состояния силового трансформатора необходимо интерпретировать большой объем качественной и числовой информации на различных иерархических уровнях.Подход ER является подходящим методом для решения проблемы агрегации, и исходная модель ER и алгоритм, основанные на теории Демпстера – Шейфера [18], описаны ниже.

В двухуровневой иерархии атрибутов с общим атрибутом на верхнем уровне и L базовыми атрибутами на нижнем уровне e i ( i = 1,…, L ), можно определить набор атрибутов нижнего уровня следующим образом:

Веса атрибутов представлены как ω = { ω 1 ,…, ω i ,…, ω L }, где ω i - относительный вес i -го атрибута нижнего уровня ( e i ) со значением от 0 до 1 ( 0 ≤ ω i ≤ 1).Оценочные степени представлены следующим образом:

Предполагается, что H n +1 предпочтительнее H n .

Методология оценки классов компонентов трансформатора, представленная в таблице 2, приведена в [8]. Для иллюстрации классификация твердой изоляции приведена в таблице 4.


Диэлектрические потери Состояние изоляции H n
tg δ ≤ 1% Хорошее состояние 3
1% δ ≤ 1.5% Умеренно хорошо 2
1,5% δ ≤ 2% Умеренно плохо 1
tg δ 65> 2% Плохо 072

Оценка базового атрибута i e i может быть представлена ​​следующим распределением: где β n , i обозначает степень веры и β n , i ≥ 0,.Если, то оценка S ( e i ) завершена. В противном случае оценка S ( e i ) является неполной. Уравнение (9) означает полное отсутствие информации о e i :

Пусть H n будет оценкой, по которой общий признак оценивается с определенной степенью уверенности β . Проблема состоит в том, чтобы сгенерировать β n путем агрегирования оценок для всех связанных базовых атрибутов e i .Для этого используется следующий алгоритм.

Пусть m n , i будет базовой вероятностной массой, представляющей степень, в которой базовый i -й атрибут e i поддерживает суждение о том, что оценивается общий атрибут y к марке H n соответственно; пусть m H , i будет остаточной вероятностной массой, не присвоенной какой-либо отдельной оценке после того, как будут учтены все оценки N , касающиеся атрибута e i .Следующее выражение объясняет, как вычисляется базовая вероятностная масса:

Остаточная вероятностная масса рассчитывается как

Предположим, что E I ( i ) является подмножеством первых i атрибутов E I ( i ) = { e 1 , e 2 ,…, e i }, и в соответствии с этим m n , I ( i ) может быть вероятностной массой, определяемой как степень, в которой все атрибуты i подтверждают суждение о том, что y оценивается как оценка H n .Кроме того, м H , I ( i ) - это оставшаяся вероятностная масса, не присвоенная отдельным классам после того, как все основные атрибуты в E I ( i ) были оценены . Вероятностные массы м n , I ( i ) и м H , I ( i ) для E I (910) можно вычислить из основных вероятностных масс m n , j и m H , j для всех n = 1,…, N , j = 1,…, i .Что касается всех вышеперечисленных утверждений, исходный алгоритм рекурсивных доказательств можно резюмировать следующими выражениями: где K I ( I +1) - нормализующий коэффициент, так что это обеспечивается. Важно отметить, что основные атрибуты в E I ( i ) пронумерованы произвольно, а начальные значения - м n , I (1) = м n , 1 и м H , I (1) = м H , 1 .И, наконец, в исходном алгоритме доказательной аргументации комбинированная степень уверенности для общего атрибута β n дается как β H , обозначающая степень неполноты оценки.

Как объяснялось во вводном разделе, иерархическая структура алгоритма ER оказалась адекватной для технического обслуживания силового трансформатора по состоянию [18–20]. Однако, хотя этот процесс включает в себя принятие решений с несколькими атрибутами с неопределенностью, очень мало внимания было уделено определению степеней уверенности β n , i . Поскольку процесс ухудшения после последней проверки можно легко смоделировать с соответствующим распределением вероятностей, методология, представленная в этой статье, использует моделирование старения компонентов с помощью цепи Маркова для оценки этого параметра. Единую оценку для HI можно также рассчитать с использованием концепции средней ожидаемой полезности [21]. Понятие ожидаемой полезности используется для определения эквивалентных числовых значений. Если u (H n ) - это полезность класса H n с u ( H n + 1)> u ( H n ) если H n + 1 предпочтительнее H n , , то максимальные, минимальные и средние ожидаемые коммунальные услуги на y задаются как

3 .2. Моделирование старения компонентов цепи Маркова

Процесс перехода из состояния в состояние может быть представлен диаграммой, приведенной на рисунке 1. H 3 - H 0 представляют состояние работоспособности трансформатора в соответствии с установленному индексу здоровья. Метки λ ij указывают скорости перехода из состояния i в состояние j . Если мы предположим, что скорости перехода постоянны в течение определенного периода времени, время перехода из одного состояния в другое следует экспоненциальному распределению, и диаграмма будет представлять марковский процесс.Такой же анализ действителен для отдельного компонента трансформатора в соответствии с анализом, проведенным в предыдущей главе.


Экспоненциальное распределение вероятностей (19) является одним из наиболее значимых распределений в анализе надежности:

Интенсивность отказов этого распределения является постоянной величиной, а время до отказа не зависит от времени работы оборудования. наблюдается. Используя диаграммы переходов Маркова, степени уверенности в методологии ER можно смоделировать следующим образом.Пусть результаты измерений и осмотра покажут состояние здоровья Hi. По истечении периода t с момента последнего измерения вероятность того, что компонент остался в том же состоянии ( P ii ) или перешел в состояние j ( P ij ), может будет представлена ​​следующей матрицей перехода:

Вероятность перехода n шагов P ( n ) обозначает вероятность того, что через n единиц времени цепочка будет в состоянии j , если она сейчас находится в состояние i (21):

Интенсивность выхода из состояния равна сумме переходов из состояния в другие состояния системы, так что

- это интенсивность перехода из состояния в состояние k и - интенсивность выхода из состояния и с отрицательным знаком.

Экспоненциальное распределение имеет одну важную особенность, которая позволяет относительно просто моделировать системы с экспоненциальным распределением времени пребывания в характеристических состояниях. Вероятность того, что система, которая находится в состоянии t 1 , вероятно, перейдет в другое состояние в течение определенного периода времени ( t 1 , t 2 ), составляет

. из предыдущего соотношения рассматриваемая вероятность зависит исключительно от продолжительности временного интервала, для которого рассчитывается вероятность, а не от продолжительности пребывания в предыдущем состоянии.Если временной интервал очень короткий, приближенная замена экспоненциальной функции получается из предыдущего соотношения:

Используя статистические данные из истории трансформатора, интенсивности перехода из состояния i в состояние j ( λ ij ) вычисляются на основе следующего соотношения: где n ij представляет количество переходов из состояния i в j , а t ij представляет собой среднее количество лет пребывания в состоянии i до перехода на j .

Алгоритм оценки ET может быть представлен в виде следующих шагов и графически представлен на рисунке 2. Шаг 1: определите набор методов проверки L (базовые атрибуты), влияющих на оценку состояния компонента ET (верхний уровень attribute) Шаг 2: для каждого атрибута определите матрицу вероятности перехода (22) для различных состояний работоспособности. Шаг 3: в зависимости от точности и времени проверки, ε i и степень оценки H n , для каждого атрибута назначается степень уверенности β n Шаг 4: m n , i , основная вероятностная масса, представляющая степень, в которой i th Метод проверки ε i подтверждает гипотезу о том, что индекс здоровья оценивается по n -й степени оценки H n 900 87. Шаг 5: объединенные массы вероятностей генерируются путем агрегирования всех основных назначений вероятностей с использованием рекурсивного ER-алгоритма. Шаг 6: вычисляют объединенные степени уверенности для свойства более высокого уровня.


Предлагаемая методология будет проиллюстрирована на индивидуальная оценка состояния трансформатора и сравнительная оценка 30 трансформаторов, работающих в EPS (электроэнергетика Сербии).

4. Практические примеры

За 10 лет (2008–2018 гг.) Был проведен мониторинг парка из 344 трансформаторов первичного напряжения 110 кВ, работающих в ЭЭС. Вероятности переходов получены из базы данных измерений, содержащей более 10 000 измерений 18 основных компонентов трансформатора. Предлагаемая методология будет проиллюстрирована на оценке состояния отдельного трансформатора (Случай 1) и ранжировании выборки из 30 трансформаторов (Случай 2).

4.1. Случай 1

Методология оценки состояния будет применена к существующему трансформатору 110/35/10 кВ, 20/20/10 МВА.Начиная с полной модели, представленной в таблицах 2 и 3, сокращенная модель, касающаяся только основных частей трансформатора без переключателя ответвлений, представлена ​​на рисунке 3.


Исходные данные с доступными измерениями вместе с весовыми коэффициентами для Компонент ET ( W i ) и метод тестирования ( W м ) представлены в таблице 5. Начиная со значений в таблицах 2 и 3, коэффициенты нормализуются для выполнения условия (11) .Из-за разных дат методов проверки в таблице представлены разные степени достоверности. Степень уверенности обозначает уровень уверенности источника при оценке уровня выполнения определенного свойства. Например, из-за отсутствия теста спектроскопии в частотной области (FDS) все достоверные значения равны нулю. Для иллюстрации матрица интенсивности перехода для физико-химических характеристик масла λ P , C (1 / год), полученная из 10-летнего периода, представлена ​​следующим образом:

1 908 ( β i , 1) 9066 0,3

Масло Изоляция Активная часть Обмотки

0.24 0,24 0,28 0,24
0,55 0,45 0,41 0,34 0,25 0,5

71

0,5 Физика, химия ( β i , 1) H 2 O ( β i , 2) tg δ ( β i 900 , 1) FDS ( β i , 2) Фуран ( β i , 3) DGA ( β i 910 R) L ( β i , 2)
3 0.75 0 0 0 0,8 0 0,5 0,5
2 0,14 0,8 0 8 0 9066 0
1 0,08 0,2 0,8 0 0 0 0 0
0 9066 0,08 9066 9066 9066 9066 9066 9066 9066 9066 9066 9066 9066 9066 9066 9066 0,02 9066 0 0 0

Физико-химические характеристики были проверены два года назад, и состояние масла было оценено как «хорошее».”Используя выражения (23) и (24), вероятности того, что характеристики масла находятся в состояниях 3, 2, 1 и 0, составляют 0,75, 0,145, 0,08 и 0,02 соответственно.

Рекурсивно с использованием уравнений (13) - (17) для агрегирования вероятностных масс для отдельного метода контроля получаются вероятностные массы для отдельного компонента ET, которые представлены в таблице 6. Например, оценка трансформаторного масла для марки H 3 = «хорошо», H 2 = «умеренно хорошо», H 1 = «умеренно плохо» и H 0 = «плохо», равно 0.17, 0,44, 0,045 и 0 соответственно.


3 2 1 0 м H 8, 8 6
9066 9066 , 8 8
9066 0,17
0,44 0,045 0 0,345
Изоляция 0,062 0 0,14 0 0.8
DGA 0 0,252 0 0 0,748
Обмотки 0,153 0,07 0 0

Со значениями, вычисленными на шаге 3, мы получаем объединенные степени уверенности для H 3 = «хорошо», H 2 = «умеренно хорошо» и H 1 = «Умеренно плохо», равное 0.32, 0,175 и 0,08 соответственно. Среднее значение HI, полученное из (19) - (21), составляет HI avg = 2,03.

При использовании традиционного метода расчета HI с использованием данных из таблицы 7 и уравнения (2) оценка O d для масла, изоляции, активной части и обмоток равняется 2,56, 1,75, 2 и 3 , соответственно. Используя уравнение (3), значение HI определяется следующим образом:

9 0963
4.2. Случай 2

Оценка HI была проведена на выборке из 30 распределительных трансформаторов энергии. Используется полная модель трансформатора с элементами, указанными в таблице 2. Первая оценка была сделана экспертами, которые дали оценку на основе существующих электрических и химических испытаний, то есть данных об обслуживании и истории нагрузки. Результаты были перепроверены в течение следующего двухлетнего периода, и их оценка была принята в качестве эталонного значения для сравнительного анализа с двумя другими методологиями расчета HI.

На рисунке 4 показана оценка состояния указанного образца из 30 трансформаторов, полученная с помощью различных математических моделей.


HI рассчитывается с использованием предложенной методологии ER (обозначено ER на рисунке 4) и сравнивается с результатами, полученными с использованием уравнения (3) и скорректированного индекса HI с учетом периода измерения (уравнение (5)). Традиционный подход к расчету HI дает большие отклонения от точных оценок состояния, особенно для трансформаторов в плохом состоянии.Из-за отсутствия определенных значений параметров (3) дает гораздо более оптимистичные значения (для трансформаторов 1, 2, 8 и 18). Напротив, интегрированная методология ER дает результаты намного ближе к точным значениям HI. Трансформаторы 14 и 15 получили высокую оценку как с мнением экспертов, так и с учетом уравнения (3), но методология ER дала более пессимистичные результаты из-за отсутствия точных данных. Уравнение (5) дает лучшие результаты, чем традиционный метод, но все еще существуют большие отклонения от точных значений.

Отклонения всех результатов ER от точного состояния здоровья представлены в 5.


Максимальные отклонения от точных значений получены с помощью уравнения (3). Проблема с этой методологией заключается в том, что несуществующие измерения просто не принимаются во внимание при расчетах. Трансформаторы 1, 2 и 18 имеют высокие значения HI, хотя их реальное состояние вызывает тревогу (полная таблица с результатами проверки приведена в Таблице 8). Методология уравнения (5) дает меньшие отклонения, которые одинаково распределены для всех значений HI.Однако для большего количества трансформаторов отклонения все же велики (выше единицы). Методология ER дает наилучшие результаты. Только два трансформатора (14 и 15) имеют отклонения от точных значений более чем на 1 балл. Эти преобразователи были оценены экспертами как «хорошие», что означает, что методология ER дает компенсацию безопасности. Отклонения для ET, которые оцениваются как «плохие», намного ниже, чем для двух других методов.


71 9087 908 9066 9066 9018 9001

Масло Изоляция Активная часть Обмотки
4 4 5 4
5 4 5 4 3 5 5 H 2 O тг δ FDS Фуран DGA R L
1 - 3 2 3 3

1 9066 9087 9066 8

Магнитный сердечник 3 Геометрия торцевых электрических контактов обмоток, 4 Изоляция, 4 Втулки, 5 9087, 5 5-линейный переключатель 9087 Oil, 4 DGA, 5 Tank, 2 HI [0–3] Total HI [0–100%] Срок действия Expert Equation (3) ER E 5 Уравнение Dev (3) Dev ER Уравнение Dev (5)
HI V HI V HI HI 901 в 2
1 1983 3 10 2.5 10 3 6,67 0 10 3 10 1,44 10 3 10 908 83,34 0 2,76 0,41 0,616716 2,76 0,41 0,616716
2 3 35 2,5 3 6,67 0 0 3 0 3 10 3 10 3 8 908 908 908 908 55,21 0 2,49 0,41 0,430638 2,49 0,41 0,430638
18
18
18
9087 9087
  • 9066 0,18

    908 3

  • 9066 .84 3 9066 0,05 9066 9066 0,431962 9066 77 9066 9908 908 9 908 908 908 908 1 1 908.62 1 1 908.93 9066 9066 1 9066 0,03125 9066 0,03125 9066 1 1 .9 9066 9066 0,62908 9066 9066 908 1 08.7
  • 9066 9066 1,37287 9066
  • 2 2 1 908 908 9066 8 9087 3
  • 9087 9066 9066 8 9087 908 908 908 866 9087 3 9087 9066 9066 9087 9087 9087 75 2

    74
    10 0 1 10 3 10 3 10 3 10 1,79 28 9066 9066 9066 0 1,08 0,2 1,56625 1,08 0,2 1,56625
    17 1979 3 10 1,5 67 3 10 3 0 3 5 3 0 0 1,9 9066 9066 9066 63,33 9066 9066 9066 9066 9066 63,33 9066 1,23 1,21 0,87096 0,63 0,61 0,27096
    13 1958 3 10 3 8 10 9087 1 10 2 10 3 10 2.56 10 1,65 55 87,5 0,75 0,93 1,47 1,44375 0,18 10 3 10 3 10 3 10 1 10 3 10 3 10 61,33 100 1,35 1,78 1,4 1,84 0,43 0,05 0,49
    3
    10 2,67 8,33 3 10 1 10 3 10 3 10 3 1 1.82 60,67 97,91 1,35 2,58 1,4 1,781962 1,23 0,05 0,431962 0,431962 10 2,38 6,67 1 0 3 10 3 10 3 10 3 10 1 10 59 83,34 1,5 2,11 1,6 1,475118 0,61 0,1 0,024882 0,024882
    10 1,42 10 0 3 10 2 10 3 10 3 10
    54 87,5 1,5 2,58 1,6 1,4175 1,08 0,1 0,0825 11908 9087 9066 9066 9066 908 908 9087 3 10 3 10 0 3 10 3 10 3 10 1,22 10
    64,33 87,5 1,5 2,2 1,9 1,68875 0,7 0,4 0,18887 19287
    10 3 10 0 1 10 2,44 10 3 10 2,44 1
    75 58,33 87,5 1,5 2,15 1,7 1,53125 0,65 0,2 6 0,03125
    5 3 6,67 3 10 3 0 3 5 3 0 0
    63,33 45,84 1,5 2,78 2,23 0,87096 1,28 0,73 0,629072 0 2,33 6,67 3 10 0 0 1,44 5 3 10 0
    23,33 39,59 1,65 2,64 1,8 0,27713 0,99 0,15 1,37287 5 3 6,67 3 10 3 10 3 5 2 0 0 0 81 93,67 45,84 1,65 2,78 2,24 1,288104 1,13 0,59 0,361896 9087 9066 0,59 0,361896 9087 9066 5 3 6,67 3 10 3 10 3 10 3 10 3 100871 77.09 1,65 2,11 1,8 2,3127 0,46 0,15 0,6627
    6 1968 066 066 066 5 0 1,44 10 3 10 3 5 1,84 61,33 22
    75 1,8 2,22 1,7 0,805 0,42 0,1 0,995
    16 1980 8 9066 8 10 3 10 3 10 3 10 0 3 100 75 1,8 1,23 1,22 2,0625 0,57 0,58 0,2625
    22 1971 0 1066 0 1066 10 0 3 10 3 5 0 0 0 0,39 13 .09 1,8 2,95 2,74 0,203151 1,15 0,94 1,596849
    21 1965 8 10661 3 10 2 10 2,56 10 3 10 2,56 10 2,7 100 1 95 2,72 1,9 2,7 0,77 0,05 0,75
    24 1968 3 10 3 1066 9066 3 1066 10 10 3 10 2,44 10 3 10 3 10 2,89 96,33 22 95 2,71 2,43 2,89 0,76 0,48 0,94
    3 1978 3 10 3 10 3 3 10 3 10 3 0 2,56 10 2,97 99 75821 1 2,54 2,2 2,2275 0,44 0,1 0,1275
    10 1982 3 10 1,5 9066 1 9066 9066 908 908 908 10 3 10 2,56 10 3 10 3 10 1,86 62 93,7871 1,49 1,7 1,74375 0,61 0,4 0,35625
    25 1980 3 10 1,5 9066 1 5 3 0 3 5 3 0 0 1,82 60,67 39,51 2,43 2,56 0,720538 0,33 0,46 1,379462
    14 1954 3 10 9066 10 3 10 3 9066 3 10 2,44 10 3 10 3 10 1,84 61,33 .34 2,25 1,38 1,23 1,533456 0,87 1,02 0,716544
    26 1986 3 3 10 3 10 3 10 3 10 3 10 3 100 125 2,64 2,23 3 0,39 0,02 0,75
    27 1974 3 10 3 10 9066 10 10 10 3 10 3 10 2 10 0 2,78 92,67 8 87,525 2,11 1,56 2,4325 0,14 0,69 0,1825
    15 3 10 2,5 3 10 0 0 0 2,9 96,67 541 53 1,24 1,57064 1,47 1,76 1,42936
    28 1978 3 10 3 8 10 10 1,44 10 3 10 0 1,84 61,33 75 2 2,54 1,38 0,42 0,46 1,62
    29 1978 3 10 3 10 3 10 3 3 10 3 3 10 3 10 3 10 3 10 3 100 100 3 374 3 0 0,26 0
    30 1974 3 10 3 10 3 6,67 9087 9087 10 1 5 3 10 0 1,87 62,33 77,09 3 3 1.441583 0 0,26 1,558417

    5. Выводы

    Основная проблема в нахождении связи между HI и всеми расчетами данных. Регулярная, четко определенная динамика натурных испытаний присутствует далеко не у всех энергораспределительных компаний. Поэтому сложно выбрать математический аппарат для расчета объективных оценок состояния трансформатора при отсутствии некоторых параметров.Интеграция методологии доказательного обоснования с моделью цепей Маркова старения компонентов позволяет более точно оценить состояние трансформатора. Предлагаемая методология количественно учитывает вероятность того, что компонент остался в том же состоянии или перешел в другое состояние.

    Посчитав HI для парка трансформаторов в системе, можно ранжировать их в соответствии с их текущим состоянием или значением HI. Традиционные подходы к расчету HI дают большие отклонения от точных оценок состояния, особенно для трансформаторов в плохом состоянии.Если объем тестов невелик, а последние тесты проводились давно, очевидно, что надежность HI ниже. Однако традиционные методики HI не давали количественной оценки этой надежности. Предлагаемая методика дает четкий сигнал о том, что для более точной оценки текущего состояния агрегата необходимо провести более точные или полномасштабные испытания. Дальнейшие исследования будут сосредоточены на более точной оценке функций полезности, касающейся финансовых потерь в результате перебоев в электроснабжении, которые могут быть вызваны отказом ЭП или ненужными проверками.

    Доступность данных

    Все данные были получены в ходе исследования, проведенного для электроэнергетики Сербии. Полученные данные, подтверждающие выводы этого исследования, доступны по запросу Срджану Милосавлевичу через [email protected]

    Конфликт интересов

    Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

    Точный контроль межфазного натяжения качества трансформаторного масла

    Как Attension Sigma 702ET быстро и легко контролирует межфазное натяжение и качество трансформаторного масла

    Трансформаторы составляют почти 60% стоимости высоковольтных подстанций [1], а время ремонта некоторых трансформаторов составляет более одного года [2].Учитывая длительные простои на ремонт, необходимо точно следить за исправностью трансформатора. Со временем изолирующее масло трансформатора разлагается из-за механических, электрических и химических нагрузок, и его качество является отличным индикатором состояния трансформатора [3]. В течение многих лет измерение межфазного натяжения (IFT) между трансформаторным маслом и водой в соответствии со стандартом ASTM D971 [4] эффективно использовалось для контроля состояния масла и трансформатора. Это стало проще с анализатором трансформаторного масла Attension Sigma 702ET, единственным на рынке тензиометром, предназначенным для контроля качества трансформаторных масел.

    В сентябре 2018 года был выпущен новый стандарт контроля качества трансформаторов, основанный на измерениях IFT, IEC 62961 [5], который, вероятно, заменит предыдущий стандарт ASTM. Новый стандарт IEC более удобен и практичен, чем стандарт ASTM. Все новые тензиометры Attension Sigma 702ET предназначены для выполнения измерений IFT в соответствии с ASTM D971 и IEC 62961, а программное обеспечение старых приборов может обновляться удаленно, чтобы добавить возможности IEC 62961.

    Межфазное натяжение и качество масла

    На границе раздела двух несмешивающихся жидкостей силы молекулярной когезии и адгезии вызывают образование «пленки», которая аналогична эластичному листу с соответствующей силой натяжения.Это свойство называется межфазным натяжением (IFT), и оно очень чувствительно к примесям в любой жидкости. По мере того как трансформаторное масло со временем разлагается или по мере попадания загрязняющих веществ, IFT между ним и чистой водой будет снижаться, что указывает на ухудшение состояния трансформатора. Фактически, измерения IFT - отличный способ проверить качество многих коммерчески значимых жидкостей, таких как топливо для реактивных двигателей [6].

    Чем МЭК 62961 является улучшением по сравнению с ASTM D971?

    Стандарт IEC 62961 улучшает испытания трансформаторного масла IFT в четырех ключевых областях:

    Время измерения IFT после образования границы раздела нефть-вода больше

    Стандарт ASTM требует, чтобы IFT измерялась в течение 60 секунд после формирования интерфейса, тогда как стандарт IEC изменяет это время на 180 +/- 30 секунд.IFT является динамичным, поскольку примеси со временем адсорбируются на поверхности раздела. Как правило, IFT изменяется быстрее всего сразу после формирования интерфейса и постепенно достигает равновесия. Более длительное ожидание для выполнения измерения, когда IFT менее динамично, снижает вариабельность измерений.

    Допустимое поверхностное натяжение воды менее жесткое

    В стандарте ASTM поверхностное натяжение воды с воздухом должно быть в пределах 71-73 мН / м. Поскольку вода легко подвергается воздействию примесей, для этого требовалась строгая чистота и очень чистая вода.Стандарт IEC требует, чтобы поверхностное натяжение воды было в пределах 70-73 мН / м, чего легче достичь. Кроме того, стандарт IEC не требует, чтобы поверхностное натяжение воды измерялось перед каждым испытанием трансформаторного масла, вместо того, чтобы требовать только ежедневной проверки.

    Автоматизированное испытательное оборудование поощряется

    Метод кольца Дю Нуи чувствителен к скорости и плавности, с которой он поднимается через интерфейс. Использование автоматизированного Sigma 702ET устраняет любые искажения в измерениях, вызванные действиями человека, и позволяет выполнять несколько измерений последовательно.

    Инструкция по очистке материалов уточнена

    Поскольку измерение IFT - это измерение примесей в трансформаторном масле, важно иметь правильно очищенную систему. Стандарт IEC содержит четкие инструкции по очистке сосуда и кольца Дю Нуи.

    Проверка работоспособности - Журнал Power Line

    Для бесперебойной работы энергосистемы важно гарантировать, что качество и надежность электроэнергии, поставляемой потребителям, эффективно передается от электростанций.Высокие потери при передаче являются причиной крупных потерь доходов распределительных компаний. В системе передачи и распределения (T&D) трансформаторы играют важную роль, поскольку они уменьшают энергию высокого напряжения, делая ее пригодной для использования на уровне потребителя. Следовательно, поддержание работы трансформатора имеет решающее значение для обеспечения эффективности системы передачи. Кроме того, устранение неисправностей трансформатора требует больших затрат и времени.

    Незапланированные отключения трансформаторов из-за неожиданных отказов могут иметь серьезные последствия.Поэтому диагностика и надлежащий мониторинг важны для увеличения срока службы трансформатора. Чтобы измерить эффективность и надежность трансформаторов и убедиться, что они соответствуют спецификациям, проводится ряд процедур тестирования. Методы тестирования трансформатора в целом делятся на два в зависимости от того, где проводится тест. Некоторые тесты проводятся на заводе в процессе производства; другие выполняются на месте во время установки. Взглянем на некоторые из широко используемых средств тестирования…

    Заводские испытания

    Текущие испытания

    Регулярные испытания проводятся для оценки эксплуатационных характеристик отдельных узлов в крупной производственной партии.Существуют различные типы стандартных испытаний, такие как испытания коэффициента передачи, испытания сопротивления обмотки, испытания группы полярности / вектора и испытания под нагрузкой.

    Тест коэффициента передачи - один из ключевых тестов для поддержания рабочих характеристик трансформатора. Он измеряет наведенные напряжения на высоковольтных и низковольтных клеммах трансформаторов, а затем вычисляет фактическое напряжение трансформатора. Измерения соотношения проводятся на всех ответвлениях и рассчитываются путем деления показания наведенного напряжения на значение приложенного напряжения.Когда на трехфазных трансформаторах проводятся испытания коэффициента трансформации, коэффициент рассчитывается для одной фазы за раз.

    Однако несколько факторов, таких как физическое повреждение, ухудшение изоляции, повреждение при транспортировке и загрязнение, могут изменить коэффициент трансформации трансформатора (TTR). Тест TTR подтверждает, что трансформатор имеет правильное соотношение витков первичной обмотки и витков вторичной обмотки. Правильное использование этого теста может помочь определить работоспособность устройства РПН, короткое замыкание витков, обрыв обмоток, неправильные соединения обмоток и другие неисправности внутри трансформатора.

    Трансформаторные вводы трансформатора

    могут быть испытаны методом измерения коэффициента тока до полной сборки трансформатора. ТТ следует испытать перед установкой на трансформатор. В некоторых случаях может потребоваться проверка трансформаторов тока путем подключения измерительных проводов к обоим концам установленного проходного изолятора. Иногда невозможно выполнить тест коэффициента текущей ликвидности. Соотношения ответвлений ТТ можно проверить, приложив напряжение ко всей обмотке ТТ, то есть испытав соотношение напряжений на ответвлениях, а затем измерив падение напряжения на каждом отдельном ответвлении.

    При испытании сопротивления обмотки измеряется сопротивление обмоток путем приложения небольшого напряжения постоянного тока к обмоткам и измерения тока через него. Тест зависит от нескольких условий. Для начала измеренное сопротивление следует скорректировать на обычную температуру, например 75 ° C или 80 ° C. Трансформатор отключают на три-четыре часа перед испытанием, чтобы убедиться, что температура обмотки сравнялась с температурой масла. Чтобы свести к минимуму ошибки наблюдения, полярность намагничивания сердечника должна оставаться постоянной при всех показаниях сопротивления.В производственных помещениях расчет измерений сопротивления обмоток в трансформаторах имеет фундаментальное значение для расчета потерь I2R, расчета температуры обмотки в конце испытания трансформатора на превышение температуры и оценки возможных повреждений в трансформаторе. поле. Испытание на месте используется для проверки неисправностей, вызванных ослаблением соединений, обрывом жил проводника, высоким контактным сопротивлением в переключателях ответвлений, высоковольтных выводах, изоляторах и т. Д.

    Чтобы гарантировать успешную параллельную работу трансформаторов, проводится групповой тест полярности / вектора. Полярность в первую очередь относится к направлению индуцированных напряжений в первичной и вторичной обмотке трансформатора. Для испытания первичная и вторичная обмотки соединяются в одной точке, а трехфазное питание низкого напряжения подается на высоковольтные клеммы. Затем измерения напряжения производятся между различными парами клемм.

    Нагрузочное испытание помогает определить общие потери, возникающие при нагрузке трансформатора.Испытание проводится для определения номинальной нагрузки машины, а также регулирования напряжения и эффективности трансформатора. Номинальная нагрузка определяется путем постоянной нагрузки трансформатора и постоянного повышения температуры. Потери внутри трансформатора из-за нагрузки проявляются в виде тепла.

    Типовые испытания

    Типовые испытания проводятся в основном на опытном образце, а не на всех изготовленных единицах в партии. Типовые испытания трансформаторов подтверждают основные и базовые проектные критерии производственной партии.Типовые испытания проводятся для демонстрации того, что трансформатор соответствует установленным требованиям, которые не покрываются стандартными испытаниями.

    Существует два типа испытаний, которые широко используются: испытание на повышение температуры и испытание на диэлектрическую проницаемость. Испытание на повышение температуры в первую очередь определяет, соответствует ли предел повышения температуры обмотки трансформатора и масла установленным спецификациям. Для проверки температуры масла термометр помещается в карман на верхней крышке трансформатора, а два других термометра размещаются на входе и выходе охлаждающей батареи.Снимают почасовые показания трех термометров и измеряют температуру окружающей среды с помощью термометра, размещенного вокруг трансформатора в трех или четырех точках.

    Типовое испытание диэлектрика выполняется в два отдельных этапа, которые включают испытание на выдерживаемое напряжение источника и испытание на выдерживаемое индуцированное напряжение. Для испытания на выдерживаемое напряжение источника все три линейных вывода обмотки подключаются, и однофазное напряжение промышленной частоты подается в течение 60 секунд. Тест считается успешным, если не происходит пробоя диэлектрика изоляции.Этот тест в основном используется для проверки основного источника изоляции. Испытание на выдерживаемое индуцированное напряжение проверяет изоляцию на конце линии и основную изоляцию между обмотками. Для этого на вторичную обмотку подается трехфазное напряжение. Тест начинается с низкого напряжения, которое постепенно повышается до желаемого уровня. Испытание считается успешным, если не происходит разрыва при полном уровне напряжения.

    Специальные испытания

    Специальные испытания - это те, которые проводятся для определенных параметров.Тест на устойчивость к короткому замыканию - это своего рода специальный тест. В ходе этого испытания измеряется способность трансформатора выдерживать механические и термические нагрузки, вызванные внешним коротким замыканием. Испытание включает подключение высоковольтных клемм к шине питания испытательной установки. После этого происходит короткое замыкание низкого напряжения, и параметры испытательной установки регулируются для обеспечения номинального тока короткого замыкания. По истечении заданной продолжительности короткого замыкания подача прекращается.Испытание считается успешным, если не происходит механического искажения или искажения формы сигнала, а также в отсутствие возгорания в машине во время испытания. Трансформатор должен выдержать стандартные испытания после испытания на короткое замыкание.

    Другие специальные испытания включают специальные испытания диэлектрика, полное сопротивление нулевой последовательности трехфазных трансформаторов и анализ гармоник тока холостого хода.

    Испытания проведены на объекте

    Пусконаладочные испытания

    Все трансформаторы проходят пусконаладочные испытания, такие как испытание реле защиты, испытание трансформаторного масла и испытание магнитного баланса.

    Тест защитного реле включает в себя тестирование канала связи между реле, чтобы убедиться, что он не нарушен, а уровень сигнала находится в указанных пределах. Тест, как следует из названия, представляет собой профилактическое мероприятие по техническому обслуживанию для проверки исправности трансформатора.

    Испытание трансформаторного масла - широко используемый метод предотвращения потерь. Трансформаторное масло не только служит теплоносителем, но и является частью системы изоляции трансформатора. Наряду с испытаниями качества проб масла для оценки состояния трансформатора полезно выполнять анализ растворенного газа (DGA) изоляционного масла.При поломке электроизоляционных материалов и связанных с ними компонентов внутри трансформатора образуются газы внутри трансформатора. Идентификационные данные выделяемых газов - очень полезная информация в любой программе профилактического обслуживания. Есть несколько методов обнаружения этих газов. DGA признан наиболее информативным методом. Этот метод включает отбор проб масла и тестирование пробы для измерения концентрации растворенных газов. Если результаты DGA включают резкое увеличение уровней концентрации ключевого газа и / или превышение нормальных пределов, рекомендуется провести дополнительную пробу и провести анализ, чтобы подтвердить предыдущую оценку и определить, увеличиваются ли концентрации ключевых газов.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *