Измерение и расчет коэффициента трансформации (Кт) – это функциональное действие, которое не может применяться для определения точности согласно международным стандартам.
В ГОСТ 16110-82: дано определение: «коэффициент трансформации принимают равным отношению напряжений на зажимах двух обмоток трансформатора в режиме холостого хода». Измерение производится без подключенной нагрузки.
Проверка коэффициента трансформации позволяет определить правильность числа витков обмоток трансформатора, на всех регулировочных ответветвлениях обмоток и на всех трех фазах.
Совместно с измернием угла сдвига между обмотками измерние коэффициента трансформации поможет выявить сбои в работе трансформатора, определить наличие межвиткого замыкания иои обрыва в цепи.
Проверка коэффициента трансформации позволяет определить правильность числа витков обмоток трансформатора, на всех регулировочных ответветвлениях обмоток и на всех трех фазах.
Коэффициент трансформации для трехобмоточного трансформатора бывает трех соотношений напряжения: высшего и низшего, высшего и среднего, среднего и низшего.
Для фазного и линейного напряжения трехфазного трансформатора, Кт отличается в √3, (корень из трех раз). А это означает, что в протоколе испытаний обязательно указывается какие, фазные или линейные напряжения измерялись при определении Кт.
Коэффициент трансформации определяется, как отношение большей величины напряжения к меньшему значению.
Таким образом. Величина Кт вычисляется путем деления значения ЭДС обмоток исследуемого трансформатора: ЭДС первичной на ЭДС вторичной обмотки. То есть определяется отношением количества витков первичной обмотки к количеству витков вторичной.
Коэффициент трансформации измеряется для силовых и измерительных трансформаторов, однако, несмотря на внешнее сходство целей и задачи, назначение измерения различное.
Основная задача определения коэффициента трансформации для силового трансформатора с тремя обмотками убедиться в правильности работы РПН, соответсвия числа витков обмотки положениям устройства регулировки под нагрузкой (РПН) или устройства переключения без возбуждения (ПБВ)
Однако при совместном измерении фазового угла между обмотками, k позволяет оценить качество работы силового трансформатора и выявить межвитковое короткое замыкание или присутствие обрывов в электрической цепи.
Цель измерения k для измерительных трансформаторов, в принципе таже самая, что и для силового трансформатора. Выявляются отклонения значений напряжения и тока со спецификацией, определяются внутренние неполадки: обрыв цепи или наличие кз.
Главная задача измерения коэффициента трансформации – это определить функциональность измерительного трансформатора после повреждений произошедших в системе, и для проверки оборудования в процессе промышленного производства, во время приемочных испытаний и при пусконаладке.
Выявление погрешности в значении коэффициента трансформации по сравнению с прошлыми замерами помогут выявить возможные сбои в работе релейной защиты и предотвратить ошибочную оценку величин напряжения и тока во всей системе.
Для трехобмоточных трансформаторов коэффициентом трансформации является отношение напряжений обмоток ВН/СН, ВН/НН и СН/НН.
В процесс испытания трехобмоточного трансформатора достаточно измерить Кт для двух пар обмоток, у которых напряжение короткого замыкания имеет наименьшее значение.
При испытании трансформатора с расщепленной вторичной обмоткой вычисляют Кт первичной обмотки с каждой из частей расщепленной обмотки. Для одной из частей расщепленной обмотки определяется k на всех ступенях РПН при одном из положений ПБВ, а также в одном из положений РПН в остальных положениях ПБВ. Для остальных частей расщепленной обмотки проверяется Кт только в одном положении РПН и в одном положении ПБВ.
ГОСТ 3484.1 - 88 указывает на измерение коэффициента трансформации с помощью метода моста переменного тока, как на более предпочтительное, но на практике чаще применяют методику двух вольтметров, которая также используется во время приемосдаточных испытаний.
На одну из обмоток подают напряжение и измеряют его одним из вольтметров. Другим прибором в это же время производят измерение напряжение на другой обмотке. В измерениях применяются вольтметры класса точности не ниже 0,2.
Вольтметр на стороне подводимого напряжения допускается присоединять к питающим проводам. Это не должно повлиять на достоверность измерений (ввиду падения напряжения в питающем кабеле).
При измерении Кт сопротивление проводов в цепи измерения должно составлять не более 0,001 внутреннего сопротивления вольтметра.
Величина подводимого к трансформатору напряжения выбирается из условий удобства измерений, но не выше номинального напряжения трансформатора и не менее 0,1% от номинального.
При определении коэффициента трансформации для измерительных трансформаторов (ИТ) объектом измерения служат: трансформатор тока (ТТ) или трансформатор напряжения (ТН) с нагрузкой и без нее.
Измерения обязательны для проверки:
Для емкостных ТН отдельно измеряются:
Благодаря измерениям можно точно определить, где случилось отклонение в значениях или возникла неисправность: в емкостном делителе или в электромагнитной цепи.
Если во время измерений получились спорные и сомнительные результаты желательно произвести дополнительную проверку измерительных трансформаторов. С помощью современных цифровых приборов, предназначенных для измерения коэффициента трансформации можно использовать метод моделирования.
По этому методу измерительные трансформаторы моделируются с использованием их эквивалентных схем. На основе всех измеренных и выявленных параметров схемы рассчитываются необходимые значения ИТ, такие как точность, коэффициент трансформации и полярность.
Благодаря точным и портативным приборам испытания измерительных трансформаторов можно проводить как в лаборатории, так и на месте эксплуатации. Применение специальных измерительных приборов допускает использование как однофазного, ткак и трехфазного источника питания.
Испытательное напряжение подается на каждую фазу обмотки и измеряется на высоковольтной и соответствующей низковольтной обмотке, но от стороны ВН к стороне НН. Это делается для того чтобы избежать опасного напряжения на вводах для измерения.
При использовании приборов на результаты измерения влияют:
Для этого, перед измерениями убеждаются, что размагничивание сердечника выполнено, а обмотки заземлены должным образом.
В случае использования трехфазного источника — это измерение производится для всех трех фаз одновременно. Выполняется измерение напряжения на сторонах ВН и НН и вычисляется коэффициент трансформации в зависимости от группы соединений трансформатора.
Работа и интерфес управления почти всех измерителей, за некоторыми отличиями, в целом характерен для большинства приборов.
Работа приборов основана на одновременном измерении напряжения, на входе и выходе трансформатора. От внутреннего источника питания измерителя подается напряжение на вход (первичную обмотку) проверяемого трансформатора и фиксирует индуцируемое напряжение на вторичной обмотке, на выходе. Полученное отношение напряжений прямо пропорционально коэффициенту трансформации. Есть инновационные дополнения, например, измерители производителя Omikron, они кроме стандартных схем измерения могут моделировать поведение трансформатора.
Почти все устройства представляют собой измерительный комплекс, который делает замер испытательного тока (тока возбуждения), определяют полярность обмоток, отображают процент отклонения полученного коэффициента трансформации от номинального значения.
Приборов по измерению коэффициента трансформации существует множество модификаций, которые получили распространение в Российской Федерации. Вот некоторые модели от ведущих мировых и российских производителей.
Трехфазное выходное напряжение экономит ценное время во время испытания.
К дополнительным возможностям цифровых устройств и их достоинствам относятся:
Коэффициент трансформации относится к наиболее важным параметрам трансформатора, таким как номинальная мощность, коэффициент полезного действия, падение напряжения.
В протоколе проверки силового трансформатора приведен перечень основных испытаний, которые произведены нами в процессе профилактических испытаний электроустановки. В список диагностических мероприятий по проверки трансформатора собственных нужд напряжением 10/04кВ входят следующие:
Результаты проверки сведены в единую таблицу, в которой также указаны нормативные документы, требованиями которых мы руководствуемся.
Основу всех испытаний и измерений составляет руководство требованиями нормативных документов. измерение коэффициента трансформации не является исключением. При проведении испытаний и измерений силовых и измерительных трансформаторов в обязательном порядке придерживаются нормативов обозначенных в государственных стандартах и требованиях Правил устройства электроустановок.Нормативные документы
Статья. определение коэффициента трансформации