61) В каком режиме работает трансформатор напряжения?
Т.к. сопротивления обмоток вольтметров и других приборов, подключаемых к трансформатору напряжения, велики, то он практически работает в режиме холостого хода. В этом режиме можно с достаточной степенью точности считать, что
Схема включения измерительного трансформатора напряжения
62. В каком режиме работает трансформатор тока?
Трансформатор тока нормально работает в режиме короткого замыкания и не допускает работы в холостую.Сопротивления обмоток амперметров и других приборов, подключаемых к трансформатору тока, обычно малы. Поэтому он практически работает в режиме короткого замыкания, при котором токи I1 и I‘2 во много раз больше тока I0,(ток хх) и с достаточной степенью точности можно считать, что
63-64 Чем определяется погрешность коэффициента трансформации у измерительных трансформаторов?Чем определяется угловая погрешность у измерительных трансформаторов?
Реальный
коэффициент трансформации несколько
отличается от номинального.
Это
отличие характеризуется величиной
погрешности преобразования,
состоящей из двух составляющих — синфазной
и квадратурной.
Первая
характеризует отклонение по величине,
вторая отклонение по фазе вторичного
тока реального от номинального.
У трансформатора тока :
В действительности из-за наличия тока холостого хода в рассматриваемом трансформаторе и междувекторами этих токов имеется некоторый угол, отличный от 180° (рис. 3.34, в). Это создает относительную токовую погрешность
и угловую погрешность, измеряемую углом δi, между векторами и— .Погрешность δi считается положительной, если вектор — опережает вектор.
Угловая погрешность составляет 10… 120 угл. мин.
У трансформатора напряжения :
Так
как сопротивления обмоток вольтметров
и
других приборов, подключаемых к
трансформатору напряжения,
велики, то он практически работает в
режиме холостого
хода.
В этом режиме можно с достаточной
степенью
точности считать, что Ul = U‘2=U2k.
В действительности ток холостого хода I0 (а также небольшой ток нагрузки) создает в трансформаторе падение напряжения, поэтому, как видно из векторной диаграммы (рис. 3.33,
В измерительных трансформаторах напряжения различают два вида погрешностей:
а) относительную погрешность напряжения
б)
угловую
погрешность δu;
за
ее значение принимают угол
между векторами
и
—.
Она
влияет на результаты измерений,
выполненных с помощью ваттметров,
счетчиков, фазометров
и прочих приборов, показания которых
зависят не
только от силы тока и напряжения, но и
от угла сдвига
фаз между ними.
Измерительные трансформаторы используют главным образом для подключения электроизмерительных приборов в цепи переменного тока высокого напряжения.
Измерительный трансформатор тока своими руками
Бывают такие ситуации когда нужно контролировать большие токи в цепях переменного напряжения, например как контролировать ток в цепи сварочного аппарата, где ток достигает А. Для такого контроля отлично подходит трансформатор тока. Этот трансформатор нечем не отличается от обычного трансформатора, по сути это и есть обычный трансформатор с известным отношением витков первичной и вторичной обмотки. На схеме представлен пример трансформатора тока с током в первичной обмотке 6А, на выходе этого трансформатора напряжение 6В. Принцип работы такого трансформатора прост и рассчитывается все довольно просто 1.
Поиск данных по Вашему запросу:
Схемы, справочники, даташиты:
Прайс-листы, цены:
Обсуждения, статьи, мануалы:
Дождитесь окончания поиска во всех базах.
По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.
Содержание:
- Токовая защита нулевой последовательности своими руками
- Трансформатор тока и напряжения – советы электрика
- Как сделать трансформатор своими руками? (видео)
- Расчет трансформатора тока
- Причины, почему нельзя размыкать вторичную обмотку трансформатора тока
- Трансформаторы тока и напряжения
- Измерительные трансформаторы тока: особенности конструкции
ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Подключение трёхфазного счетчика через трансформаторы тока.
Токовая защита нулевой последовательности своими руками
Измерительные трансформаторы тока и напряжения применяются на промышленных предприятиях, в линиях электропередач для контроля различного электрического оборудования. Аварийность высоковольтных измерительных трансформаторов контролируется соответствующими системами. С их участием ведется учет потребления электричества.
Что собой представляют измерительные трансформаторы напряжения и тока, назначение и принцип действия установок будет рассмотрено далее. Высоковольтное измерительное оборудование включает в себя два типа устройств. В эту категорию устройств входят:. Первая категория приборов предназначена для работы вольтметров, фазометров, реле соответствующих типов.
В область работы измерительных трансформаторов тока входит осуществление функционирования амперметров и прочего подобного оборудования.
Представленные типы измерительных трансформаторов производятся с номинальной мощностью от 5 до нескольких сот ВА. Измерительные трансформаторы тока и напряжения предназначены для совместной работы с вольтметрами на В и амперметрами А. Измерительными преобразователями тока выполняется несколько особых функций. К ним подключаются установки, которые выполняют измерение работы оборудования в разных режимах.
Принцип действия, которым характеризуется трансформатор тока, обеспечивает несколько основных функций аппаратуры. К ним относится следующее:. Измерительные трансформаторы постоянного тока помимо перечисленных функций имеют в своем составе выпрямитель.
Вторичные цепи заземляются во всех трансформаторах в одной точке. При повреждении изоляции монтаж измерительных трансформаторов позволяет предотвратить перегрузку вторичного контура.
Измерительные трансформаторы постоянного тока, переменного тока представляют собой высоковольтный агрегат. Прибор нормально функционирует только при выполнении правил по эксплуатации, требований охраны труда.
Персонал знакомится со всеми установленными нормами, в каком режиме производится обслуживание, испытание измерительного оборудования.
Сотрудники допускаются до работы с трансформатором только после полного инструктажа. Персонал должен знать, при каких условиях производится испытания, осмотр, поверка и ремонт измерительных трансформаторов. В противном случае даже при условии правильного монтажа работу технической установки могут нарушить неправильные действия сотрудников. Принцип устройства конструкции запрещает размыкать вторичную обмотку в трансформаторе, которая находится под напряжением. Такому действию сопутствует нарушение изоляции.
Потребуется произвести ее замену. Сердечник перегревается. Нормальный режим работы нарушается. В процессе постоянных перегрузок трансформатору становится невозможно выполнять возложенные на него действия. Работает в этом случае неправильно и первичная обмотка.
Здесь появляется замыкание. Это также приводит к замене контура. Чтобы переключить в процессе испытаний в схеме при подведенном электрическом токе, предварительно вторичную катушку закорачивают.
Испытание оборудования определяет не только погрешность, но и ряд других показателей. В ходе поверки вычисляется коэффициент трансформации, производится техническое освидетельствование качества изоляции контуров, состояние сердечника. Исследуется вопрос о том, выполняется ли установкой возложенные на нее функции, соответствует ли полярность обмоток заданным производителем характеристикам.
При проведении технического освидетельствования соответствия оборудования нормативным требованиям производится контроль вторичных цепей. В случае выявления отклонений, дефектов, требуется замена комплектующих. В зависимости от назначения аппаратура должна демонстрировать заявленные производителем характеристики.
Измерительные трансформаторы напряжения применяются для понижения напряжений первичного контура с уровня , 40, 6, 10 кВ и т. Таким трансформаторам доступно выполнять ряд функций:.
По принципу функционирования измерительные трансформаторы напряжения приближаются к режиму холостого хода. Установки работают с постоянным и переменным током, которые соответствуют назначению. Мы уже писали про трансформаторы НТМИ, подробнее читайте здесь. Конструкция приборов измерительного типа схожа на обычные силовые разновидности оборудования. Агрегат имеет первичную и вторичную одну или несколько обмотки. Активная часть включает в себя серечник из специальной электротехнической стали.
Материал набран в виде пластин определенной конфигурации. Первичный контур имеет большее количество витков, чем на вторичной катушке. На него подается напряжение от сети. К выводам вторичной обмотки подсоединяется ваттметр или иное подобное измерительное оборудование. Оно характеризуется высоким сопротивлением.
Поэтому в ходе нормальной работы по вторичной обмотке подается ток с малым значением. На выходе устройство может коммутироваться с различными реле, вольтметром, ваттметром.
Принцип действия системы похож на работу силового оборудования. Работа производится с переменным значением электрического тока. Чтобы преобразовать его в постоянную величину, используется в конструкции выпрямитель. Перед монтажом, запуском в эксплуатацию производится испытание представленного оборудования. При измерениях выполняется изучение режимов работы поверяемых агрегатов, а также контроль изоляционных слоев.
В измерительном процессе применяется соответствующая техника. Поверка производится в условиях производства оборудования. После монтажа также необходимо производить соответствующую оценку работы оборудования заявленным характеристикам. Если будут выявлены отклонения, выполняется ремонт измерительных трансформаторов. Периодически в соответствии с условиями эксплуатации производится техническое обслуживание агрегата.
На это влияет тип конструкции. Соответствующее обслуживание аппаратуры позволяет избежать сбоев в работе системы, непредвиденных поломок, остановок в работе.
Установкой, обслуживанием представленной техники имеет право заниматься только квалифицированный персонал. В противном случае это будет небезопасно для сотрудников.
Неправильное обслуживание приводит к нарушению работы техники. Рассмотрев особенности измерительных преобразовательных приборов, можно понять их отличие, особенности эксплуатации и обслуживания. Это поможет подобрать оборудование, необходимое для обеспечения соответствующих потребителей электрическим током заданного значения. Измерительный трансформатор тока — это устройство, предназначенное для контроля и измерения напряжения, тока, фазы электрического сигнала в контролируемой цепи.
Он применяется только в тех случаях, когда нет возможности использовать стандартные приборы для определения величины различных показателей. Этот полезный прибор можно купить по сравнительно небольшой цене или изготовить своими руками.
Перед тем как определить, для чего нужен трансформатор тока, необходимо подробно изучить его устройство, назначение, разновидности и основные преимущества. Вся эта информация поможет выбрать максимально эффективную модель для каждой конкретной установки.
Измерительный трансформатор используется не так часто, как другие виды этого прибора. Это обусловлено его узкой направленностью, которая позволяет максимально качественно выполнять возложенную на него функцию. Назначение трансформатора тока может быть разнообразным. Наиболее часто используют устройства такого типа в следующих целях:.
Устройство токового трансформатора отличается своей простотой и доступностью. В нём может легко разобраться не только высококвалифицированный электрик, но и новичок. Прибор включает в себя следующие составные части:. Технические характеристики всех измерительных трансформаторов тока описываются несколькими основными параметрами.
Они обязательно указываются в паспорте устройства или другой прилагаемой документации.
Специалисты рекомендуют по этим показателям выбирать модель прибора, которую мастер может установить на ту или иную конструкцию. Главные параметры:. Для того чтобы лучше понять принцип действия и назначение трансформаторов тока, необходимо рассмотреть все достоинства и недостатки этого устройства.
Положительных сторон намного больше, поэтому приборы пользуются популярностью у потребителей. Несмотря на большое количество достоинств, у измерительных трансформаторов есть и несколько недостатков.
Их обязательно нужно брать во внимание перед покупкой устройства и началом его использования. В противном случае можно столкнуться с различными трудностями, которые осложнят работу прибора и увеличат вероятность возникновения поломок.
Измерительные токовые трансформаторы выпускаются различных типов. Все они имеют одно и то же назначение, но отличаются составными элементами и принципом действия. Каждая разновидность применяется для достижения определённых целей, что позволяет выбирать оптимальный вариант для каждого случая.
Трансформатор тока и напряжения – советы электрика
Бывают в жизни ситуации, когда нужен трансформатор для конкретных случая. К примеру, сгорел сетевой тр-р в любимом приемнике, а такого для замены нет, и возможности достать аналогичный нет. Зато есть всевозможные другие тр-ры от старой техники, которые валяются без дела, вот их можно попробовать использовать как доноров или же самому переделать под конкретные параметры. Далее мы расскажем, как сделать трансформатор своими руками в домашних условиях, предоставив все необходимые расчетные формулы и инструкцию по сборке. Трансформатор — название слова происходит от латинского transformare, что в переводе означает превращать. Общепринятое определение для него следующее: трансформатор — это устройство, которое, используя явление электромагнитной индукции, способно изменять амплитуду напряжения без изменения формы и частоты сигнала. Трансформатор — это электротехнический прибор, с помощью которого происходит уменьшение или увеличение переменного электрического напряжения.
Датчик тока PPAS Измерительный трансформатор тока, 0,04А. Дежурный блок питания своими руками. Простая схема. (PCBWay) — YouTube .
Как сделать трансформатор своими руками? (видео)
Большинство электронных устройств для своей работы нуждаются в определённом типе питания, отличающегося от поступающего из промышленной сети. Одним из видов таких устройств является тороидальный трансформатор. Прибор нашёл широкое применение в различных областях энергетики, электроники и радиотехники. Наиболее часто трансформаторы используются в электрических сетях и в блоках питания всевозможной электронной техники. Трансформатор — название слова происходит от латинского transformare, что в переводе означает превращать. Общепринятое определение для него следующее: трансформатор — это устройство, которое, используя явление электромагнитной индукции, способно изменять амплитуду напряжения без изменения формы и частоты сигнала. Трансформатор — это электротехнический прибор, с помощью которого происходит уменьшение или увеличение переменного электрического напряжения.
Такие трансформаторы называют понижающими или повышающими. При этом следует отметить, что существуют и такие приборы, которые оставляют величину синусоидального сигнала без изменения, они называются гальваническими или дроссельными. Трансформатор в своей конструкции имеет две или более обмотки с индуктивной связью.
Расчет трансформатора тока
В схемах измерения тока как при непосредственном включении приборов, так и при включении их через измерительные трансформаторы тока применяют только амперметры. Схемы включения амперметров через трансформаторы тока показаны на рис. Трансформатор тока обеспечивает погрешность измерения, соответствующую его классу точности только при измерении тока в определенном диапазоне, причем сопротивление нагрузки во вторичной обмотке не должно превышать заданного значения. Так, класс точности трансформаторов тока типа ТС-0,5 при сопротивлении нагрузки 1,6 Ом будет 1,0.
Расчет on-line трансформатора тока. Оглавление :: Поиск Техника безопасности :: Помощь.
Причины, почему нельзя размыкать вторичную обмотку трансформатора тока
Без электроснабжения невозможно представить нашу жизнь. Чтобы электрическая система работала без сбоев или не пришла в негодность из-за неисправности в кабеле или в силовом оборудовании, её параметры необходимо контролировать, замерять. Диагностика, заключающаяся в проведении электрических измерений, способна выявить причины сбоев и вовремя устранить их. Для этого применяются приборы, измеряющие величины токов, напряжений, мощности. Но если в электроустановках с низким напряжением возможно подключение измерительных приборов напрямую, непосредственно к измеряемому узлу, то в высоковольтных цепях проблематично отследить параметры без применения измерительных трансформаторов. В электроустановках напряжение доходит до кВ и выше, а токи устанавливаются в десятки килоампер и более.
Трансформаторы тока и напряжения
Что за измерительный трансформатор? Я вот думал трансформатор это когда изменяется сила тока и напряжение.
А как трансформатор может измерять? Если нужно измерить большие токи, применяют понижающие трансформаторы тока. При протекании тока через первичную обмотку, наводится ток во вторичной, но он меньше как раз на коэффициент трансформации реального тока. Вторичная обмотка замкнута через измерительный прибор. Если разомкнуть ее под нагрузкой, ток резко увеличится, и результат мы видим на фото.
Одновитковые и многовитковые трансформаторы тока. Тема сегодняшней статьи познакомит Вас с одновитковыми и многовитковыми.
Измерительные трансформаторы тока: особенности конструкции
Ранее я уже объяснял что такое коэффициент трансформации ТТ , сейчас же в продолжении- объясню принцип действия ТТ и его устройство. Речь буду вести о ТТ на 0,4кВ, то есть что применяются допустим в трехфазных щитах учета с пятиамперными счетчиками электроэнегрии. Видео не редактировал и ничего не обрезал, дубль был один и единственный, поэтому местами может показаться немного затянутым, но- судить вам, дорогие друзья!
Кроме трансформаторов, питающих электрооборудование, есть устройства, которые используются для измерения тока.
Это трансформаторы тока ТТ. Эти приборы отличаются от обычных электротрансформаторов, в которых режим холостого хода разомкнутые вывода вторичной катушки является нормой. Если вторичную обмотку трансформатора тока ТТ разомкнуть, то устройство может выйти из строя. Трансформатор тока — это небольшой электротрансформатор, обычно мощностью 5Вт, в котором первичная катушка намотана толстым проводом или шиной.
Трансформатор тока ТТ — статическое электромагнитное устройство, где первичная обмотка подсоединена к источнику питания, а вторая — к измерительным или защитным аппаратам, обладающим малым сопротивлением. Преобразователи широко применяются для измерения величины тока и в агрегатах релейной защиты энергетических систем.
Мощные электротехнические установки могут работать с напряжением несколько сот киловольт, при этом величина тока в них может достигать более десятка килоампер. Естественно, что для измерения величин такого порядка не представляется возможным использовать обычные приборы.
Даже если бы таковые удалось создать, они получились бы довольно громоздкими и дорогими. Помимо этого, при непосредственном подключении к высоковольтной сети переменного тока повышается риск поражения электротоком при обслуживании приборов. Избавиться от перечисленных проблем позволило применение измерительных трансформаторов тока далее ИТТ , благодаря которым удалось расширить возможности измерительных устройств и обеспечить гальваническую развязку.
Схема подключения трансформатора тока предполагает использование первичной и вторичной обмотки с учетом коэффициента относительной погрешности. Двойное замыкание — это достаточно частая аварийная ситуация на подстанциях, которые уже не выдерживают прикладываемой к ней нагрузке. Это связано с тем, что количество потребителей и уровень мощности с каждым годом растет, а энергоснабжение замену подстанций и линий не проводит.
Трансформаторы и датчики измерения тока
Трансформаторы и датчики измерения тока | Койлкрафт Трансформаторы тока точно определяют и измеряют ток в цепях электропитания неинвазивным способом.
В идеале они шунтируют очень маленькую выборку тока для измерения, рассеивая при этом минимальную энергию. Полученная информация о токе обычно используется для предотвращения условий перегрузки по току, а также для контроля и управления цепями в источниках питания и других устройствах с питанием. Датчики тока часто используются для измерения и контроля тока нагрузки в источниках питания, цепях безопасности и различных цепях управления. В приложениях, где требуется управление током, например, в источниках питания, точное определение величины тока является фундаментальным требованием. Компания Coilcraft производит сквозные датчики тока и однофазные преобразователи тока для измерения тока на частотах от 50/60 Гц до более 1 МГц.
Выбор подходящего трансформатора тока для вашего приложения начинается с определения:
- Максимальный измеряемый ток
- Частота текущего сигнала, который необходимо определить
- Скважность текущего сигнала, который необходимо определить
- Требуемое выходное напряжение на согласующем резисторе
Выбор значительно упрощается с помощью нашего инструмента выбора трансформатора тока.
Этот онлайн-ресурс поможет вам быстро найти лучший трансформатор тока для вашего приложения и включает в себя расчеты плотности потока за кулисами, чтобы убедиться, что ваш выбор правильный. В наших рекомендациях по выбору датчиков тока и трансформаторов обсуждаются технологии и области применения трансформаторов тока.
Трансформаторы тока
| Текущий | Частота диапазон | Изоляция напряжение | Серия | |
|---|---|---|---|---|
| 3 А макс. | 50 кГц – 300 кГц | 500 Вэфф. | Т6522 | |
| 7 А макс. | 11 кГц – 1000 кГц | 500 В среднекв. | КСТ4835 | |
| 20 А макс. | 7 кГц – 1000 кГц | 500 Вэфф. | CSTx | |
| 20 А макс. | 10 кГц – 1000 кГц | 500 Вэфф. | КСТ7030 | |
| 20 А макс. | 16 кГц – 1000 кГц | 1500 Вэфф | CU8965 | |
| 28 А макс. | 11 кГц – 1000 кГц | 3000 Вскз | КСТ1211 | |
| 30 А макс. | 2 кГц – 1000 кГц | 500 Вэфф. | СКС | |
| 35 А макс. | 1/2/3 кГц – 1000 кГц | 3750 Вэфф | CS4xx0V | |
| 40 А макс. | 0,4 кГц – 1000 кГц | 4000 Вскз | CST2020 | |
| 47 А макс. | 1 кГц – 1000 кГц | 1500 Вэфф | CST2010 | |
| 88 А макс. | 0,2 кГц – 1000 кГц | 5000 Вэфф | КСТ3015 |
Только датчик
| Текущий | Частота диапазон | Серия | |
|---|---|---|---|
35 А макс. | 1 кГц – 1000 кГц | Д18хх | |
| 35 А макс. | 0,2 кГц – 1000 кГц | CS1xx0 |
Датчики 50/60 Гц
| Текущий | Частота диапазон | Серия | |
|---|---|---|---|
| 10 А макс. | 50 Гц – 60 Гц | CS60 | |
| 20 А макс. | 50 Гц – 60 Гц | CS2106 | |
| 50/75/100 А макс. | 50 Гц – 60 Гц | CS60 |
Указания по применению
- Выбор датчиков/трансформаторов переменного тока
- Трансформаторы измерения тока для импульсных источников питания
Наборы дизайнеров
- C389 — CSTx
- P403 — Датчики тока
Предупреждение
Закрывать
Электрическое испытательное оборудование | электростанции к вилке
Авторы: Динеш Чхайер, Даниэль Каррено и Кен Петрофф
Коэффициент трансформации трансформатора (TTR) — один из наиболее распространенных способов оценки состояния обмоток и сердечника трансформатора.
На протяжении всего срока службы трансформатора результаты TTR сравниваются с паспортными данными, чтобы выявить ухудшение изоляции, короткое замыкание витков, нагрев сердечника или другие отклонения. Тестирование TTR простое, поэтому его часто считают само собой разумеющимся без полного понимания основы теста. В результате, когда измерения выходят за ожидаемые пределы, трудно определить причину и решить проблему.
В этой статье основное внимание уделяется некоторым менее известным аспектам тестирования TTR, таким как влияние приложенного испытательного напряжения, повышающее и понижающее возбуждение; различия между коэффициентом паспортной таблички, коэффициентом напряжения и коэффициентом трансформации; источники ошибок; пофазное тестирование по сравнению с настоящим трехэтапным тестированием; и более.
Основы
Трансформаторы передают энергию между цепями, обычно с разными уровнями напряжения и тока, за счет электромагнитной индукции. Эта функция зависит от соотношения между числом витков конкретной пары обмоток в трансформаторе.
Поскольку эта взаимосвязь очень важна, испытания TTR обычно проводятся много раз на протяжении всего срока службы трансформатора — во время изготовления, при приемке, а затем во время планового технического обслуживания и в качестве вспомогательного средства для поиска неисправностей.
Коэффициент трансформации трансформатора (TTR) представляет собой просто отношение числа витков в паре обмоток и может быть записано следующим образом: N s — число витков вторичной обмотки. Как правило, пользователи трансформаторов не знают N p и N s , поэтому они будут работать с паспортным коэффициентом трансформатора (TNR), который можно рассчитать как:
Где В LLp — линейное напряжение первичной обмотки, а В LLs — линейное напряжение вторичной обмотки. Оба значения взяты из паспортной таблички трансформатора.
Современные приборы TTR будут работать, подавая напряжение на одну обмотку трансформатора (VP), измеряя полученное напряжение на другой обмотке (VS) и затем вычисляя отношение этих двух напряжений.
Это коэффициент трансформации трансформатора (TVR), но следует отметить, что для трехфазных трансформаторов необходимо применять поправочный коэффициент, который зависит от векторной конфигурации обмоток.
Поскольку измерения TTR выполняются без нагрузки, импеданс будет иметь незначительное влияние на результаты. Таким образом, измеренное значение TVR будет примерно равно TTR, коэффициенту оборотов. По этой причине стандартной отраслевой практикой является проверка TTR с помощью инструмента, который в действительности измеряет TVR.
Понимание результатов
Прибор TTR представляет три величины для каждого измерения: TVR, ток возбуждения и отклонение фазы. Измеренный TVR можно сравнить с ожидаемым TVR, рассчитанным по данным паспортной таблички и, при необходимости, поправочному коэффициенту конфигурации обмотки. Согласно IEEE Std C57.152, 2013 г., измеренные и рассчитанные значения TVR должны совпадать в пределах ± 0,5%.
Рис. 1.
Погрешность коэффициента трансформации при различных испытательных напряжениях
Измерение тока возбуждения можно использовать для обнаружения проблем в структуре магнитного сердечника, дефектов обмотки, таких как закороченные витки, и проблем с переключателем ответвлений. Это измерение также можно выполнить с помощью комплекта для измерения коэффициента мощности, поскольку оно обычно выполняется при номинальной частоте и напряжении до 10 кВ. Результаты зависят от напряжения, и, поскольку оценка измерений в значительной степени зависит от распознавания образов, результаты, полученные во время тестирования TTR, даже при значительно более низких напряжениях, могут быть полезным диагностическим инструментом.
Отклонение фазы зависит прежде всего от качества материала, использованного в конструкции сердечника трансформатора. Изготовление сердечника трансформатора из материала с высокой проницаемостью, низкими потерями и без межслоевых дефектов помогает свести к минимуму вихревые токи и, следовательно, отклонение фазы.
Таким образом, значительное отклонение фазы указывает на неэффективное ядро.
Как указано в стандарте IEEE Std C57.152, 2013 г., существуют особые случаи, связанные с трансформатором с переключателем ответвлений нагрузки на стороне низкого напряжения и небольшим общим числом витков. При этом отклонение на отвод может выходить за пределы нормального допуска ± 0,5%. В таких случаях измерения на крайних концах переключателя ответвлений должны находиться в пределах диапазона допуска ± 0,5%, и для всех ответвлений все три фазы должны иметь одинаковые соотношения напряжений.
Корреляция с другими тестами
Когда результаты теста TTR предполагают наличие проблемы, полезно знать, как эти результаты соотносятся с другими тестами, которые можно выполнить в полевых условиях.
Ток возбуждения трансформатора представляет собой ток, протекающий по обмотке, находящейся под напряжением, при разомкнутой цепи всех других обмоток. Измерение тока возбуждения может помочь определить основные проблемы в структуре сердечника, проблемы с переключателями ответвлений, межвитковые замыкания и заземленные обмотки.
Тесты сопротивления обмотки могут предоставить информацию о проблемах с изоляцией, таких как межвитковые короткие замыкания и проблемы в переключателях ответвлений, которые в экстремальных случаях могут повлиять на измерения TTR. Наконец, испытание индуктивной межобмоточной обмотки, которое является одним из нескольких типов измерений, возможных при проведении испытаний с анализом частотной характеристики с разверткой (SFRA), можно использовать для получения хорошего приближения отношения напряжения трансформатора.
Источники ошибок
В ходе испытаний TTR было сделано предположение, что в условиях холостого хода коэффициент напряжения трансформатора равен коэффициенту трансформации. Другое предположение состоит в том, что весь поток, создаваемый одной обмоткой, связан со второй обмоткой. Однако в действительности всегда имеет место утечка потока, а это означает, что напряжение во вторичной обмотке всегда будет ниже, чем дает простой расчет, основанный на коэффициенте трансформации.
Эти факторы, наряду с потерями на вихревые токи и гистерезис, потерями на возбуждение и влиянием приложенного напряжения возбуждения и проницаемости сердечника, вносят вклад в погрешности измерения коэффициента трансформации. Другие внешние факторы, которые могут повлиять на измерения TTR, включают тип трансформатора (двухобмоточный, трехобмоточный, автотрансформатор с третичной обмоткой и т. д.), конфигурацию трансформатора (Dy, Yd, Yy, Dd и т. д.), соединения между трансформатором и испытательный прибор (возбуждение обмотки ВН или возбуждение обмотки НН), однофазное или трехфазное возбуждение, нагрузка обмоток треугольником (при их наличии), величина напряжения возбуждения и само значение коэффициента трансформации. Эти факторы рассматриваются в следующих разделах статьи.
Испытательное напряжение
Испытание TTR обычно выполняется путем подачи питания на обмотку высокого напряжения трансформатора и измерения напряжения на обмотке низкого напряжения.
Это пошаговый метод тестирования. Однако напряжение, используемое для питания обмотки, может повлиять на результаты. При приложении испытательного напряжения в сердечнике трансформатора индуцируется магнитный поток, прямо пропорциональный вольт/витку. Большая часть, но не весь этот поток связан со вторичной обмоткой, и поток, который это делает, известен как взаимный поток. Поток, не связанный со вторичной обмоткой, называется потоком рассеяния.
Взаимный поток зависит от индуктивности обмотки, конструкции сердечника, конструкции и проницаемости сердечника. Поскольку поток в сердечнике является функцией вольт/виток, может потребоваться более высокое напряжение возбуждения, чтобы получить более высокую взаимную потокосцепление и устранить ошибки, связанные с потоком рассеяния, потерями возбуждения и потерями в сердечнике. Кроме того, поскольку проницаемость сердечника увеличивается с увеличением напряжения возбуждения, целесообразно использовать более высокие испытательные напряжения.
На рис. 1 показаны результаты TTR при различных испытательных напряжениях для трансформатора Dyn1 от 138 кВ до 4,365 кВ, запитанного со стороны ВН.
На практике для любого трансформатора существует напряжение возбуждения, выше которого зависимость от напряжения снижается. Результаты TTR стабильны при любом более высоком напряжении.
Конфигурация трансформатора
Трехфазные трансформаторы производятся с широким диапазоном конфигураций обмоток, и, как правило, более сложно точно проверить, если обмотка НН имеет конфигурацию треугольника. Это связано с тем, что тестирование TTR предполагает, что вторичная цепь разомкнута и к ней не подключена нагрузка. С обмоткой НН, соединенной по схеме треугольник, и измерениями, выполненными пофазно, это допущение не выполняется, так как испытуемая обмотка нагружается ее соединением с двумя другими обмотками в петле треугольника. Ток, циркулирующий в контуре треугольника, приводит к внутренним потерям и влияет на точность измерения TTR.
В этих случаях рекомендуется либо линейное питание обмотки ВН, либо трехфазное возбуждение. Еще лучше возбудить обмотку НН и измерить напряжение, наведенное в обмотке ВН (режим повышения). На рисунке 2 показано влияние этих мер на результаты TTR, и стоит отметить, что даже при использовании испытательного напряжения всего 8 В с повышающим возбуждением результаты были более точными, чем при использовании испытательного напряжения 80 В. пошаговый режим.
Рисунок 2. Погрешность ТТР для трансформатора YNd с различными способами возбуждения
-обмоточные трансформаторы и автотрансформаторы с третичной обмоткой, трудно получить хорошее измерение отношения от высокого напряжения к третичной. Третичная обмотка обычно находится ближе всего к сердечнику, а обмотка высокого напряжения является самой внешней обмоткой. При таком расположении, когда испытание TTR выполняется со стороны ВН, коэффициент связи между ВН и третичной обмоткой ниже, чем в типичном двухобмоточном трансформаторе.
Ситуация ухудшается, когда передаточное отношение высокое – опыт показывает, что любое передаточное отношение больше 20:1 создает проблемы для измерения отношения высокого напряжения к третичному, когда используется тестовый режим с понижением. Кроме того, третичная обмотка обычно подключается треугольником, что создает дополнительные трудности, как обсуждалось ранее.
Чтобы решить эти проблемы, рекомендуется выполнять измерения TTR в пошаговом режиме с третичной стороны. Однако важно поддерживать низкое напряжение возбуждения НН для защиты от создания опасно высоких напряжений на стороне ВН.
Обычно испытательное напряжение повышающего возбуждения выбирается на основе максимального напряжения, которое испытательный прибор может безопасно и точно измерить в обмотке ВН.
На рис. 3 показаны измерения соотношения витков ВН и ВН для сети 288,7 кВ/9.Автотрансформатор 5,2 кВ/26,4 кВ. Испытания проводились со стороны высокого напряжения и третичной стороны, чтобы можно было провести сравнение.
Как видно, при возбуждении обмотки ВН первая группа ответвлений дала результаты, выходящие за пределы IEEE ±0,5%. Однако при возбуждении третичной обмоткой все ответвления находились в пределах допуска.
Обмотка ВН и возбуждение обмотки НН
Как уже обсуждалось, на коэффициент трансформации, измеренный в тесте TTR, влияет взаимный поток, соединяющий обмотки ВН и НН. Это, в свою очередь, зависит от геометрии обмоток, количества витков и проницаемости сердечника. Для данного трансформатора первые два из этих факторов фиксированы, но проницаемость сердечника непостоянна.
Для типа стали, используемой в сердечниках трансформаторов, проницаемость быстро увеличивается с увеличением напряженности магнитного поля H. Применение более высокого напряжения возбуждения увеличивает H, что увеличивает проницаемость сердечника и приводит к более эффективной связи между обмотками. Это повышает точность измерений TTR, как показано на рис. 4, где напряжение возбуждения подается на обмотку ВН.
Рис. 4. Ошибки TTR при однофазном возбуждении обмотки ВН при различных испытательных напряжениях
Однако еще большие преимущества можно получить, используя ступенчатый режим испытаний, при котором трансформатор запитывается со стороны НН. Поскольку поток является функцией вольт/виток, то же самое напряжение возбуждения создаст больший поток, если оно приложено к стороне НН. Кроме того, поскольку обмотка НН обычно расположена ближе к сердечнику, связь между обмотками НН и ВН лучше. Лучшая связь и больший поток означают получение более точных результатов TTR. Примеры результатов тестирования TTR с повышением частоты показаны на рис. 5, и стоит отметить, что по мере увеличения напряжения возбуждения ошибка отношения изменяется в положительном направлении, что противоположно тому, что происходит при тестировании с понижением.
Рис. 5: Ошибки TTR при однофазном возбуждении обмотки НН при различных испытательных напряжениях
Еще одним преимуществом тестирования в повышающем режиме является то, что оно обеспечивает более высокую точность при наличии высоких уровней помех.
Благодаря поэтапному тестированию современные методы измерения и обработки сигналов позволяют получать надежные результаты даже в самых сложных полевых условиях.
Однофазное и трехфазное возбуждение
Трехфазные силовые трансформаторы часто испытывают пофазно с однофазным источником, используя реле для переключения мощности с одной фазы на другую по мере необходимости. Ограничения пофазных методов уже обсуждались, и для их компенсации рекомендуется использовать более высокое напряжение возбуждения, а также повышающий режим испытаний. Подача питания на две фазы путем проверки между фазами
также желательна, так как при включении двух обмоток улучшается связь между обмотками и уменьшается зависимость от напряжения возбуждения.
Еще лучшие результаты получаются при использовании трехфазного источника и одновременном тестировании трех фаз. Распределение потока будет более равномерным, что приведет к более сильной связи между обмотками, поэтому результаты будут менее чувствительны к напряжению возбуждения.
Потери возбуждения во время испытания распределяются между всеми тремя источниками, что дает гораздо более точные результаты, чем при однофазном или двухфазном возбуждении. Дополнительные преимущества заключаются в том, что одновременное измерение всех трех фаз сводит к минимуму время тестирования и, поскольку уменьшает необходимость замены измерительных проводов и подъема и спуска по лестнице, повышает безопасность. Кроме того, в испытательном приборе больше не нужны переключающие реле, что повышает как надежность, так и долговечность.
На рис. 6 показаны результаты однофазного и трехфазного теста в режиме повышения для четырех тестовых напряжений, и видно, что трехфазный тест дает меньшие ошибки в каждом случае.
Рис. 6. Однофазное и трехфазное возбуждение при различных напряжениях
При одновременном измерении трех фаз можно лучше сравнить результаты для каждой фазы. К другим преимуществам относятся возможность проверки коэффициента трансформации фазосдвигающих трансформаторов, повышенная точность измерения отклонения фазы и возможность использования методов векторного распознавания трансформаторов с ограниченной информацией на паспортной табличке.
Выполнение трехфазных измерений TTR в пошаговом режиме еще лучше, так как оно сочетает в себе преимущества обоих методов, что убедительно показано на рисунках 7 и 8.
Рис. 7. Погрешность измерения TTR трехфазного повышающего трансформатора с устройством РПН
Рис. 8. Погрешность измерения TTR трехфазного повышающего трансформатора с устройством РПН
3
На рис. 7 показаны результаты трехфазного понижающего возбуждения для устройства РПН на стороне высокого напряжения трехфазного трансформатора Dyn1 138 кВ/4,365 кВ. Видно, что ошибки большие и непоследовательные, при этом некоторые ответвления превышают допустимый предел ± 0,5% IEEE.
На рис. 8 показаны результаты для того же трансформатора и устройства РПН с трехфазным повышающим возбуждением. На этот раз ошибки намного меньше и более постоянны между фазами, и все ответвления находятся в допустимых пределах IEEE.
Резюме и выводы
Испытания TTR являются важным вспомогательным средством для оценки состояния обмоток, сердечника и изоляции трансформатора.
Тест прост, но многие факторы, такие как проницаемость сердечника, поток рассеяния, потери возбуждения и конфигурация обмотки, могут повлиять на точность результатов. Используемые методы испытаний также влияют на точность, что может привести к значительным различиям между измеренными и паспортными отношениями. Многие из этих факторов находятся вне контроля человека, проводящего тест, но есть шаги, которые можно предпринять для повышения точности и воспроизводимости результатов. Передовой опыт может быть использован для выбора наиболее подходящей обмотки для возбуждения (режим повышения или понижения), для выбора напряжения возбуждения, которое сводит к минимуму зависимость от напряжения, и для принятия решения о подаче питания на несколько обмоток (линейное или линейное). трехфазное возбуждение), так что ошибки из-за потерь возбуждения и конфигурации обмоток сведены к минимуму. Полевые испытания показывают, что одновременное трехфазное возбуждение и тестирование в режиме повышения точности значительно повышают точность, но там, где трехфазное возбуждение невозможно, приемлемой альтернативой является линейное тестирование.
