Формула приведения омического сопротивления трансформатора по температуре

Пересчет сопротивления к требуемой температуре

Обмотка электрической машины или кабель имеет токопроводящую жилу покрытую изоляцией, которая защищает окружающих от тока и сам кабель или жилу от повреждения вследствие короткого замыкания. При измерении Rx (сопротивления изоляции) мы подаем постоянное напряжение мегаомметром на голую жилу и определяем отношение поданного напряжения к величине тока утечки. Чем хуже изоляция, тем значение Rx ближе к нулю и тем больший ток утечки. Тут вроде все логично. Ток утечки убегает через изоляцию и чем она хуже, тем ток больше. Если Вам все понятно, тогда вопрос: куда убегает ток при измерении сопротивления изоляции голой шины? Значение сопротивления изоляции обычно должно быть больше нормируемой величины, что будет говорить о том, что изоляция в порядке и не устарела, или другими словами — оборудование пригодно к работе.

Сопротивление постоянному току измеряется либо по схеме амперметр-вольтметр, либо с помощью специального прибора — микроомметра. Сопротивление измеряется как отношение разности напряжения на концах измеряемого участка к току на этом участке. Закон Ома, в общем. То есть чем ближе у нас величина сопротивления к нулю, тем лучше наш проводник проводит электрический ток. А если провод оборван, то значение сопротивления равно бесконечности. Значение сопротивления постоянному току обычно сравнивают с заводскими значениями и между собой. Если с течением времени значение резко изменяется в какую-либо сторону, стоит задуматься о возможном дефекте.

Значения сопротивления изоляции и сопротивления постоянному току для разного оборудования нормируется и описывается в технической документации и нормах испытания электрооборудования. Для каждого оборудования это своя величина и это отдельная тема, которая подробнее раскрывается в других материалах на сайте.

Порою, необходимо сравнивать полученные значения R или Rx, замеренные в ходе работы, с заводскими значениями. Так можно выявить изменение в большую или меньшую сторону, что будет давать возможность говорить о состоянии оборудования — пригодно оно для работы, или же мы становимся свидетелями зарождающегося дефекта. Загвоздка состоит в том, что сопротивление зависит от различных внешних условий. Поэтому сравниваемые величины необходимо привести к одному значению температуры. В советских паспортах на оборудование встречались заводские данные, приведенные к температурам 20 или 15 градусов цельсия. В случае с иностранным (китайским, европейским) оборудованием иногда приходится приводить к температуре в 75 градусов. Впервые казалось чем-то необычным, но потом привыкаешь и молча пересчитываешь.

Приведение сопротивления постоянного тока к нужной температуре

Теперь непосредственно к формулам приведения к температуре. Значит, начнем с формул для приведения сопротивления постоянному току к требуемой величине. Смысл такой: сопротивления при разных температурах прямо пропорциональны величинам данных температур. Формула, следующая:

K для меди равно 235, для Al — 245.

При приведении к 15 градусам для медного проводника, например:

Тут всё просто: при проведении замеров омиков, померял температуру, записал данные. Потом уже на базе за компом и кофе, или же сразу на объекте на мобилке, пересчитал и привел к заводским по этой формуле.

Пересчет сопротивления изоляции к требуемой температуре

Пересчет сопротивления изоляции в общем случае. Данное математическое упражнение не носит такой распространенный характер, как в случае с омиками. Для Rx обычно просто записывают значение в мегаомах или их производных и значение коэффициента абсорбции. Но раз есть методика, грех не упомянуть её. Значит замерили при температуре 21,7, а необходимо привести допустим к 30 градусам по Цельсию. На помощь приходит следующая формула:

Кроме возведения в степень, отличную от двух, в данной формуле трудность вызывает определение коэффициента альфа. Альфа — температурный коэффициент сопротивления. Данный коэффициент имеется как у проводников, так и у изоляционных материалов. Но в контексте данной статьи больший смысл будет иметь приведение значений альфа для материалов, из которых изготавливают изоляцию силовых машин.

Вот некоторые значения, которые удалось раздобыть из открытых источников. Перепроверьте перед употреблением.

Пересчет сопротивления изоляции кабельных линий. Если мы имеем дело с кабелями и нужно произвести пересчет сопротивления изоляции кабеля к требуемой температуре, то в заводских инструкциях или ГОСТах даются таблицы, где приводятся значения переводных коэффициентов. С помощью этих переводных коэффициентов можно пересчитать Rx к требуемой величине. Данные коэффициенты получаются опытным путем на заводе-изготовителе. Приведем данные из ГОСТ 3345-76. В котором описано, что R20=Rt*K. В данной таблице описываются кабели с изоляцией из полиэтилена, пропитанной бумаги и резины.

В таблице берется значение коэффициента, которое соответствует температуре, при которой производились измерения. И затем это значение умножается на значение сопротивления изоляции. В итоге получается величина Rx, приведенная к 20 градусам Цельсия. В данном госте описаны коэффициенты пересчета для диапазона температур от плюс 5 до 35 градусов по Цельсию. При других температурах потребуется использовать другие способы пересчета. Самый лучший вариант — это измерения при температуре, соответствующей заводским измерениям. Но это идеальный вариант и редко случается. А если Вам выдали разные протоколы и там везде двадцать градусов, то задумайтесь, а не обманывает ли Вас подрядчик.

Пересчет сопротивления изоляции силового трансформатора. В некоторых методиках проведения измерений на силовых трансформаторах присутствует коэффициент приведения сопротивления изоляции к требуемой температуре. Однако, здесь слоев меньше и знать нужно следующее: есть распространенные классы изоляции. Изоляция класса А и изоляция класса В. И для них справедливы следующие правила.
Rx класса А при снижении температуры на 10 градусов становится больше в 1,5 раза.
Rx класса В при увеличении температуры на 18 градусов становится меньше в 2,0 раза.
Справедливы и обратные утверждения. Для более наглядного представления, на примере изоляции класса А, введем коэффициент изменения Rx при изменении температуры и сведем эти данные в табличку.

В общем, существуют способы пересчета сопротивления изоляции электрооборудования к требуемой величине. В этом могут помочь формулы или таблицы, представленные в паспортах или ГОСТах на данное оборудование. В случае с таблицами, где приведены коэффициенты для пересчета, нужно внимательно смотреть к какому именно оборудованию относятся эти таблицы.

Источник

Испытание силовых трансформаторов 6-10 кВ.

Очень часто в электрических сетях возникает ситуация когда необходимо испытать силовой трансформатор. Такие случаи это аварийное отключение(сгорел предохранитель одной или нескольких фаз, обнаружение локального нагрева шпильки при тепловизионном контроле, нехарактерный звук при работе, жалобы потребителей на нестабильный уровень напряжения), плановые работы при замене трансформатора, вновь вводимые трансформаторы или испытания после среднего ремонта.

Для полноценного испытания трансформатора его необходимо полностью расшиновать(отсоединить шины высокого и низкого напряжения, а также нулевой вывод от заземления и нуля).

В первую очередь испытания начинаются с визуального осмотра. Наружная изоляция силового трансформатора должна быть очищена от грязи и пыли и не иметь видимых повреждений(трещин, сколов , дорожек от прохождения разряда). В трансформаторах типа ТМ масло в баке должно находится на уровне соответствующем его внутренней температуре.
После осмотра, можно приступать к следующему этапу.

Измерение потерь холостого хода.

В эксплуатации такие измерения проводятся только для трансформаторов с мощностью 1000 кВА и более, и только после капитального ремонта, связанного со сменой обмоток или ремонтом магнитопровода. Однако в некоторых случаях, данное измерение способно помощь быстро выявить дефект и на менее мощных трансформаторах.

Измерение потерь ХХ силовых трансформаторов, автотрансформаторов и масляных реакторов необходимо выполнять до испытаний, связанных с воздействием на трансформатор постоянного тока (измерение сопротивления обмоток, определения группы соединения и т.п.), для исключения погрешностей, вызываемых влиянием остаточного намагничивания магнитопровода. Схема для измерения потерь ХХ однофазного трансформатора показана на рисунке 1а, а для измерения потерь в трехфазном трансформаторе — рисунке 1б.

Однако у трансформатора с трехстержневым магнитопроводом потери чаше всего измеряют при однофазном возбуждении, производя три опыта с поочередным замыканием накоротко одной из двух фаз и возбуждением двух других. Потери ХХ определяют, возбуждая обмотку низшего напряжения напряжением 220-380 В. Для вводимых в эксплуатацию трансформаторов измеренные значения потерь ХХ не должны отличаться от заводских данных (частота и подведенное напряжение должны соответствовать заводским) более чем на 5%. В эксплуатации значение потерь ХХ не нормируется. Соотношение потерь ХХ у исправных трансформаторов должно находится в диапазоне от 25 до 50 %.

хх ав-с0 хх вс-а0 хх ас-в0

U, В	A, А	P,Вт
ab-c0	220	0.05	20
bc-a0	220	0.05	20
ac-b0	220	0.07	27

Из таблицы видно, что максимальное расхождение между обмотками по мощности равно 27/20=1.35, это 35% значит данный трансформатор укладывается в пределы от 25 до 50%.

Какие дефекты можно выявить с помощью измерения потерь холостого хода?

Путь магнитного потока при возбуждении выводов АВ и ВС одинаков. Поэтому и мощности потерь для опытов на этих фазах не будут отличаться. При возбуждении фаз АС путь, пройденный магнитным потоком, длиннее, поэтому мощность потерь будет на 25-50% превышать предыдущие. Сравнивая эти показатели, можно выявить, на какой фазе есть дефект обмотки

Измерение сопротивления изоляции силового трансформатора.

Для измерений используется мегаомметр на напряжение 2500 В. Показания мегомметра отсчитываются через 15с (R15) и 60с (R60) после приложения напряжения к обмотке. Коэффициент абсорбции, отношение R60/R15, не нормируется, но во всех случаях он должен быть не менее 1,2. Верхний предел коэффициента абсорбции не ограничивается. Перед началом измерения все обмотки должны быть заземлены не менее чем на 2 мин, а между отдельными измерениями не менее чем на 5 мин. При измерениях трехфазного трансформатора все выводы обмоток одного класса напряжения соединяются вместе.

При измерениях на двухобмоточных трансформаторах мегаомметр подключается минимально по двум схемам. Сначала один из его выводов подключается к обмотке ВН, при этом обмотка НН соединяется с заземленным баком трансформатора и вторым выводом мегаомметра. Затем обмотки меняются местами: заземляется ВН, выводы от прибора подключаются к НН и баку.

Допустимые значения измеренных величин, относящиеся ко всем без исключения обмоткам трансформатора, указаны в таблице.

измерение сопротивления ВН-НН+бак измерение сопротивления НН-ВН+бак измерение сопротивления ВН+НН-бак

Измерение сопротивления обмоток постоянному току силовых трансформаторов.

Измерение производится мостом постоянного тока при температуре обмотки в пределах 20±5 град.С . Возможно производить измерение сопротивления обмоток постоянному току при температуре отличающейся от 20 ±5 град.С , но при условии, что измеренные значения сопротивления будут приведены к температуре 20 град.С . Сопротивления обмоток измеряются на всех ответвлениях обмотки. В аппаратах с нулевым выводом измеряются фазные сопротивления, а при отсутствии нулевого вывода сопротивления обмоток между линейными выводами. Сопротивления постоянному току, полученные на одинаковых ответвлениях разных фаз и приведенные к одной температуре, не должны отличаться более чем на 2%, за исключением случаев, указанных в паспорте или заводском протоколе. Отклонение значения сопротивления обмотки приведенного к 20 град.С от указанного в паспорте должно быть не более ±2%.

Измерения проводятся на всех обмотках трансформатора, а также – на всех положениях ан цапфы(ПБВ) или устройства РПН, регулирующих выходное напряжение трансформатора. При этом перед измерение нужно провести не менее трех полных циклов переключений с использованием этих устройств.

Это выполняется для того, чтобы исключить влияние на результаты измерений переходного сопротивления их контактов.

Для измерений используются мосты или микроомметры, подключаемые по четырехпроводной (мостовой) схеме с целью исключения сопротивления измерительных проводов. Для повышения точности измерений зажимы прибора нужно присоединять не к ошиновке, а непосредственно к шпилькам трансформатора.

Следует учесть, что в момент подключения прибора из-за высокой индуктивности обмоток в них происходит колебательный процесс, в ходе которого показания прибора меняются.

Снимать показания нужно в момент, когда процесс прекратится и данные станут стабильными.

измерение сопротивления постоянному току

таблицы результатов измерения сопротивлению постоянному току обмоток ВН и НН.

положения ПБВ	АВ,Ом	ВС,Ом	СА,Ом	%
1	0.434	0.434	0.434	0
2	0.422	0.422	0.422	0
3	0.410	0.409	0.410	0.24
4	0.398	0.398	0.398	0
5	0.386	0.386	0.386	0

обмотки	а0	в0	с0	%
результат, Ом	0.00448	0.00449	0.00456	1.79

Измерения сопротивлению постоянному току показывает состояние контактов переключающего устройства и места соединения обмоток к выводам трансформатора.

Определение коэффициента трансформации силовых трансформаторов.

Измерение коэффициента трансформации выполняется на всех ступенях переключателя ответвлений. Коэффициент трансформации необходимо измерять методом двух вольтметров при одновременном измерении напряжения на обмотках. Испытание производится путем подачи напряжения 380/220В на обмотку высшего напряжения.Схемы определения коэффициента трансформации приведены на рисунке. Для того чтобы не допускать ошибок, при измерении коэффициента трансформации, необходимо производить измерение напряжения одновременно на всех вольтметрах, что важно при возможных колебаниях в сети 380/220 В. Измеренный коэффициент трансформации не должен отличаться более чем на 2% от коэффициента трансформации того же ответвления других фаз.

измерение коэффициента трансформации измерение коэффициента трансформации прибором коэффициент-3

Проверка группы соединения обмоток.

Проверка группы соединения обмоток трехфазных трансформаторов производится для установления идентичности групп соединения трансформаторов предназначенных для параллельной работы. Проверка производится при монтаже в случае отсутствия паспортных или заводских данных. В эксплуатации проверка производится при ремонтах с частичной или полной сменой обмоток. Схема проверки полярности и группы соединения обмоток приведена на рисунке 3. На обмотку ВН подают напряжение 2-4В постоянного тока, а к обмотке НН попеременно к каждой фазе подключают гальванометр с нулём по средине шкалы. По отклонению стрелки гальванометра вправо или влево и отсутствию отклонения при помощи таблицы 2 определяют группу соединения трансформатора. При определении правильности обозначений выводов необходимо руководствоваться тем, что при одноименных выводах отклонение прибора будет максимальным по сравнению с отклонением прибора при подключении к разноименным выводам.

рисунок 3. Проверка группы соединения обмоток гальванометром. таблица 2. зависимость группы от отклонения стрелки гальванометра.

Испытание силовых трансформаторов повышенным напряжением промышленной частоты.

Испытание изоляции обмоток трансформаторов повышенным напряжением переменного тока от постороннего источника производится вместе с вводами. Испытательное напряжение зависит от класса изоляции оборудования. Схема для испытания трансформатора повышенным напряжением частоты 50 Гц показана на рисунке 5. Время испытания составляет 1 мин. При отсутствии испытательной установки необходимой мощности испытание обмоток трансформаторов может не производится. Значение испытательного напряжения частотой 50 Гц приведено в таблице3.

таблица 3. испытательное напряжение силовых трансформаторов. рисунок 5. испытание силового трансформатора повышенным напряжением.

Источник