Как проверить импульсный трансформатор на межвитковое замыкание: пошаговая инструкция

Как определить наличие короткозамкнутых витков в импульсном трансформаторе. Какие методы и приборы использовать для диагностики. Как правильно интерпретировать результаты проверки импульсного трансформатора на межвитковое замыкание.

Что такое импульсный трансформатор и почему важно проверять его на межвитковое замыкание

Импульсный трансформатор — это ключевой элемент импульсных источников питания, используемых в современной электронике. Он предназначен для преобразования напряжения при работе на высоких частотах (десятки-сотни кГц).

Основные особенности импульсных трансформаторов:

• Работа на высоких частотах (от 20 кГц до 1 МГц)
• Малые габариты и вес по сравнению с низкочастотными трансформаторами
• Высокий КПД (до 95-98%)
• Использование ферритовых сердечников
• Наличие нескольких вторичных обмоток

Межвитковое замыкание — один из самых опасных дефектов импульсного трансформатора. При его возникновении:

• Резко снижается КПД трансформатора
• Возникает локальный перегрев в месте замыкания
• Искажается форма выходного напряжения
• Может выйти из строя силовая часть источника питания

Поэтому своевременная диагностика межвиткового замыкания очень важна для обеспечения надежной работы импульсных источников питания.

Визуальный осмотр импульсного трансформатора

Перед проведением электрических измерений рекомендуется выполнить тщательный визуальный осмотр трансформатора:

1. Проверьте целостность корпуса и выводов трансформатора
2. Осмотрите сердечник на предмет трещин или сколов
3. Убедитесь в отсутствии следов перегрева или оплавления изоляции обмоток
4. Проверьте надежность крепления выводов обмоток
5. Осмотрите место установки трансформатора на плате

Визуальный осмотр позволяет выявить явные механические повреждения, которые могут быть причиной межвиткового замыкания. Однако он не дает гарантии отсутствия скрытых дефектов.

Измерение сопротивления обмоток мультиметром

Простейший способ проверки импульсного трансформатора — измерение сопротивления его обмоток с помощью мультиметра:

1. Установите мультиметр в режим измерения сопротивления
2. Измерьте сопротивление каждой обмотки трансформатора
3. Сравните полученные значения с паспортными данными
4. Проверьте отсутствие короткого замыкания между обмотками и на корпус

Значительное отклонение сопротивления обмотки от номинального значения может свидетельствовать о межвитковом замыкании. Однако этот метод не позволяет выявить замыкание небольшого числа витков.

Использование специализированного тестера импульсных трансформаторов

Наиболее эффективный способ проверки импульсного трансформатора на межвитковое замыкание — использование специализированного тестера. Принцип его работы основан на оценке добротности колебательного контура, образованного обмоткой трансформатора.

Порядок проверки:

1. Подключите выводы тестера к проверяемой обмотке трансформатора
2. Запустите процесс тестирования нажатием кнопки
3. Оцените результат по количеству загоревшихся светодиодов:
   • 1-3 светодиода — обмотка неисправна
   • 4-5 светодиодов — результат неоднозначен
   • 6-8 светодиодов — обмотка исправна
4. Повторите проверку для остальных обмоток

Тестер позволяет выявить даже незначительные межвитковые замыкания, которые не обнаруживаются другими методами.

Проверка трансформатора с помощью осциллографа

Для более детальной диагностики импульсного трансформатора можно использовать осциллограф. Это позволяет оценить форму импульсов на обмотках и выявить искажения, вызванные межвитковым замыканием.

Порядок проверки:

1. Подайте на первичную обмотку прямоугольные импульсы от генератора
2. Подключите щуп осциллографа к проверяемой вторичной обмотке
3. Оцените форму импульсов на экране осциллографа:
   • Правильная форма — трапецеидальные импульсы
   • Искаженная форма — признак межвиткового замыкания
4. Проверьте все вторичные обмотки трансформатора

Этот метод требует наличия генератора и осциллографа, но позволяет получить наиболее полную информацию о состоянии обмоток трансформатора.

Измерение индуктивности обмоток RLC-метром

Еще один способ выявления межвиткового замыкания — измерение индуктивности обмоток трансформатора с помощью RLC-метра. Межвитковое замыкание приводит к снижению индуктивности обмотки.

Порядок проверки:

1. Измерьте индуктивность каждой обмотки трансформатора
2. Сравните полученные значения с паспортными данными
3. Отклонение более чем на 10-15% может свидетельствовать о дефекте
4. Проверьте зависимость индуктивности от частоты измерительного сигнала

Этот метод позволяет выявить даже незначительные межвитковые замыкания, но требует наличия точного RLC-метра.

Как интерпретировать результаты проверки

При анализе результатов проверки импульсного трансформатора на межвитковое замыкание следует учитывать:

• Результаты всех проведенных тестов в комплексе
• Сравнение с паспортными данными трансформатора
• Возможное влияние внешних цепей при проверке без выпаивания
• Погрешности измерений используемых приборов

Если хотя бы один из тестов показал наличие межвиткового замыкания, трансформатор следует считать неисправным и заменить. В сомнительных случаях рекомендуется повторить проверку после выпаивания трансформатора из схемы.

Профилактика межвитковых замыканий в импульсных трансформаторах

Для предотвращения возникновения межвитковых замыканий в импульсных трансформаторах рекомендуется:

• Не допускать перегрузки трансформатора по току и напряжению
• Обеспечить эффективное охлаждение трансформатора
• Защищать трансформатор от воздействия влаги и агрессивных сред
• Использовать качественные материалы при изготовлении трансформатора
• Проводить периодическую диагностику состояния трансформатора

Своевременное выявление и устранение факторов, способствующих возникновению межвитковых замыканий, позволит значительно повысить надежность работы импульсных источников питания.

проверка на межвитковое замыкание и восстановление работоспособности

Трансформаторы получили широкое применение в радиоэлектронике. Они являются преобразователями переменного напряжения и, в отличие от других радиоэлементов, выходят из строя редко. Для определения их исправности нужно знать, как проверить трансформатор мультиметром. Этот способ достаточно простой, и необходимо понять принцип работы трансформатора и его основные характеристики.

Основные сведения о трансформаторах

Для преобразования номиналов переменного напряжения применяются специальные электрические машины — трансформаторы.

Трансформатор — это электромагнитное устройство, предназначенное для преобразования переменного напряжения и тока одной величины в переменный ток и напряжение другой величины.

Устройство и принцип действия

Используется во всех схемах питания потребителей, а также для осуществления передачи электроэнергии на значительные расстояния. Устройство трансформатора достаточно примитивно:

1. Ферромагнитный сердечник выполнен из ферромагнетика и называется магнитопроводом. Ферромагнетики — это вещества, обладающие самопроизвольной намагниченностью, параметры (атомы обладают постоянным спиновым или орбитальным магнитными моментами) сильно изменяются благодаря магнитному полю и температуре.
2. Обмотки: первичная (подключается сетевое напряжение) и вторичная (питание потребителя или группы потребителей). Вторичных обмоток может быть больше 2-х.
3. Дополнительные составляющие применяются для силовых трансформаторов: охладители, газовое реле, индикаторы температуры, поглотители влаги, трансформаторы тока, системы защиты и непрерывной регенерации масла.

Принцип действия основан на нахождении проводника в переменном электрическом поле. При движении проводника, например, соленоида (катушка с сердечником), на его выводах можно снять напряжение, которое зависит прямо пропорционально от количества витков. В трансформаторе реализован этот подход, но осуществляет движение не проводник, а электрическое поле, образованное переменным током. Он движется по магнитопроводу, выполненному из ферромагнетика. Ферромагнетик — это специальный сплав, идеально подходящий для изготовления трансформаторов. Основные материалы для сердечников:

1. Электротехническая сталь содержит большую массовую долю кремния (Si) и соединяется под действием высокой температуры с углеродом, массовая доля которого не более 1%. Ферромагнитные свойства нечетко выражаются, и происходят потери на вихревые токи (токи Фуко). Потери прямо пропорционально растут с увеличением частоты. Для решения этой проблемы и происходит добавление Si в углеродистую сталь (Э42, Э43, Э320, Э330, Э340, Э350, Э360). Расшифровывается аббревиатура Э42: Э — электротехническая сталь, содержащая 4% — Si с 2% магнитных потерь.
2. Пермаллой — вид сплава, и его составляющими частями являются никель и железо. Этот вид характеризуется высоким значением магнитной проницаемости. Применяется в маломощных трансформаторах.

При протекании тока по первичной обмотке (I) в ее витках образуется магнитный поток Ф, который распространяется по магнитопроводу на II обмотку, вследствие чего в ней образуется ЭДС (электродвижущая сила). Устройство может работать в 2-х режимах: нагрузки и холостого хода.

Коэффициент трансформации и его расчет

Коэффициент трансформации (k) является очень важной характеристикой. Благодаря ему можно выявить неисправности. Коэффициент трансформации — это величина, показывающая отношение количества витков I обмотки к числу витков II обмотке. По k трансформаторы бывают:

1. Понижающими (k > 1).
2. Повышающими (k < 1).

Найти его просто, и для этого необходимо узнать отношение напряжений каждой из обмоток. При наличии более 2-х обмоток расчет производится для каждой из них. Для точного определения k нужно пользоваться 2-мя вольтметрами, так как напряжение сети может изменяться, и эти изменения нужно отслеживать. Подавать нужно только напряжение, указанное в характеристиках. Определяется k несколькими способами:

По паспорту, в котором указаны все параметры устройства (напряжение питания, коэффициент трансформации, сечение провода на обмотках, количество витков, тип магнитопровода, габариты).

1. Расчетный метод.
2. При помощи моста Шеринга.
3. При помощи специальной аппаратуры (например, УИКТ-3).

Рассчитать k несложно, и существует ряд формул, позволяющих сделать это. Нет необходимости учитывать потери магнитопровода, применяемые при изготовлении на заводе. Исследования показали взаимосвязь магнитопровода (железняк) и k. Для улучшения КПД трансформатора нужно уменьшить магнитные потери:

1. Использование специальных сплавов для магнитопровода (уменьшение толщины и спецобработка).
2. Уменьшение количества витков при использовании толстого провода, а на высоких частотах большое сечение является пространством для создания вихревых токов.

Для этих целей применяют аморфную сталь. Но и она обладает ограничением, называемым магнитострикцией (изменение геометрических размеров материала под действием электромагнитного поля). При использовании этой технологии удается получать листы для железняка толщиной в сотые доли миллиметров.

Расчетные формулы

При отсутствии соответствующей документации нужно производить расчеты самостоятельно. В каждом конкретном случае способы расчета различны. Основные формулы расчета k:

1. Без учета возможных погрешностей: k = U1 / U2 = n1 / n2, где U1 и U2 — U на I и II обмотках, n1 и n2 — количество витков на I и II обмотках.
2. При учете погрешностей: k = U1 / U2 = (e *n1 + I1 * R1) / (e * n2 + I2 * R2), где U1 и U2 — напряжения на I и II обмотках; n1 и n2 — кол-во витков на I и II обмотках; е — ЭДС (электродвижущая сила) в каждом из витков обмоток; I1 и I2 — силы токов I и II обмоток; R1 и R2 — сопротивления для I и II.
3. По известным мощностям при параллельном подключении обмоток: kz = Z1 / Z2 = ku * ku, где kz — k по мощности, Z1 и Z2 — мощности на первичной и вторичной обмотках, ku — k по напряжению (k = U1 / U2).
4. По токам при последовательном подключении обмоток: k = I1 / I2 = n2 / n1. При учете результирующего тока холостого хода (ток потерь Io): I1 * n1 = I2 * n2 + Io.

Проверка исправности

В основном трансформаторы применяются в блоках питания. Намотка и изготовление самого трансформатора с нуля — сложная задача и под силу не каждому. Поэтому за основу берется уже готовый и модернизируется путем изменения количества витков вторичной обмотки. Основные неисправности трансформатора:

1. Обрыв выводов.
2. Повреждение магнитопровода.
3. Нарушение изоляции.
4. Сгорание при КЗ.

Диагностика начинается с визуального осмотра. Первоначальная диагностика включает в себя осмотр выводов трансформатора, его катушек на предмет обугливаний, целостность магнитопровода.

При изношенных выводах необходимо зачистить их, а в некоторых случаях при обрыве — разобрать трансформатор, припаять их и прозвонить тестером.

При поврежденном магнитопроводе нужно его заменить или узнать из справочников об аналогичном для конкретной модели, так как он ремонту не подлежит. Можно заменить отдельные пластины.

При КЗ необходимо провести диагностику на работоспособность при помощи измерительных приборов (проверка трансформатора мультиметром).

При пробитой изоляции происходит контакт между витками обмоток или на корпус. Определить эту неисправность достаточно сложно. Для этого необходимо произвести следующие действия:

1. Включить прибор в режим измерения сопротивления.
2. Один щуп должен быть на корпусе, а другой нужно присоединить к каждому выводу трансформатора поочередно.
3. Прибор должен во всех случаях прозвонок показывать бесконечность, что свидетельствует об отсутствии КЗ на корпус.
4. При любых показаниях прибора пробой на корпус существует, и нужно полностью разбирать трансформатор и даже разматывать его обмотки для выяснения причины.

Для поиска короткозамкнутых витков нужно определить, где I обмотка (вход), а где II (выход) у неизвестного трансформатора. Для этого стоит воспользоваться следующим алгоритмом:

1. Выяснить сопротивление первичной обмотки трансформатора 220 вольт при помощи измерений мультиметра в режиме «сопротивления». Необходимо записать показания прибора. Выбрать обмотку с наибольшим сопротивлением.
2. Взять лампочку на 50 Вт и подключить ее последовательно с этой обмоткой.
3. Включить в сеть на 5−7 секунд.

После этого отключить и проверить обмотки на нагрев. Если заметного превышения температуры нет, то приступить к поиску короткозамкнутых витков. Как проверить трансформатор на межвитковое замыкание: необходимо воспользоваться мегаомметром при напряжении 1000 В. При измерении пробоя изоляции необходимо прозванивать корпус и выводы обмоток, а также независимые между собой обмотки, например, вывод I и II.

Нужно определить коэффициент трансформации и сравнить его с документом. Если они совпадают — трансформатор исправен.

Существуют еще два метода проверки:

1. Прямой — подразумевает проверку под нагрузкой. Для его осуществления необходимо собрать цепь питания I и II обмоток. Путем измерения значений тока в обмотках, а затем по формулам (4) определить k и сравнить его с паспортными данными.
2. Косвенные методы. Включают в себя: проверку полярности выводов обмоток, определение характеристик намагничивания (используется редко). Полярность находится при помощи вольтметра или амперметра магнитоэлектрического исполнения с определением полярности на выходе. При отклонении стрелки вправо — полярности совпадают.

Проверка импульсного трансформатора достаточна сложная, и ее может произвести только опытный радиолюбитель. Существует много способов проверки исправности импульсников.

Таким образом, трансформатор можно легко проверить мультиметром, зная основные особенности и алгоритм проверки. Для этого нужно выяснить тип трансформатора, найти документацию по нему и рассчитать коэффициент трансформации. Кроме того, необходимо произвести визуальный осмотр прибора.

Originally posted 2018-04-06 09:10:07.

ПРИБОР ДЛЯ ПРОВЕРКИ ТРАНСФОРМАТОРОВ

Тестер трансформаторов — это незаменимый прибор при ремонте телевизоров, мониторов и других подобных устройств. С большой точностью он может указать на КЗ в витках. У меня работает с 2003 года, на работу нареканий нет. Прибор запускается сразу и налаживания не требует. Подключил, кнопку нажал, посмотрел — если будет замыкание в витках — покажет. Не подводил еще ни разу, таким тестером намного лучше, чем генератором да осциллографом, наличия короткого вычислять. Собирал по оригинальной схеме, только мастеркитовскую печатку немного переделал, сжал и поместил на нее батарейки питания. Дальше схема электрическая и описание от автора, опубликованное в журнале «Ремонт электронной техники»:

Данный несложный прибор позволяет без выпаивания трансформатора из схемы диагностировать дефекты и существенно сократить время ремонта. Известно, что частая причина отказов телевизоров и мониторов — это выход из строя силовых элементов блоков питания и строчной развертки. Это легко объяснимо, ведь они работают в очень тяжелых условиях, при высоких токах и напряжениях. Нередко выход из строя одного элемента, например строчного трансформатора, провоцирует выход из строя других связанных с ним элементов, таких как выходной транзистор или демпферные диоды. Иногда трудно сразу обнаружить все поврежденные элементы и определить причину их отказа, а при неправильно определенной причине замененные элементы могут через короткое время снова выйти из строя, увеличивая затраты на ремонт и, что еще хуже, роняя репутацию мастера в глазах клиентов.

Наиболее трудными для диагностики являются импульсные трансформаторы блоков питания, строчные трансформаторы и отклоняющие катушки ЭЛТ. Наиболее частый вид их отказа — появление короткозамкнутых витков, и он никак не диагностируется при помощи тестера. Проверка методом замены на заведомо исправный элемент также не всегда возможна, ведь такие трансформаторы обычно делаются под конкретную модель телевизора и являются весьма дорогостоящими элементами.

Существенно облегчить диагностику любых трансформаторов и дросселей на ферритовых сердечниках помогает предлагаемый тестер импульсных трансформаторов. Идея работы прибора основана на том факте, что все подобные трансформаторы работают на принципе накопления энергии и поэтому должны иметь высокую добротность, а наличие короткозамкнутых витков резко ее снижает. Задача состоит в том, как ее оценить простыми средствами.

Можно возбудить в контуре ударные колебания и подсчитать число периодов, за которое амплитуда упадет до определенного уровня. Известно, что это число пропорционально добротности контура. На этом принципе и построен прибор.

Тестер состоит из трех частей: генератора импульсов ударного возбуждения, компаратора импульсов “звона” и счетчика импульсов. Генератор импульсов собран на компараторе DA1.2 (LM393), транзисторах VT1, VT2 и диоде VD2. Он вырабатывает короткие импульсы ударного возбуждения длительностью около 2 мс и частотой около 10 Гц. Диод VD2 устанавливает амплитуду импульсов возбуждения равной примерно 0,7 В, что позволяет проводить проверку трансформаторов без их выпаивания из схемы, так как при таком напряжении имеющиеся в схеме p-n-переходы оказываются закрытыми и не влияют на результат измерения.

Проверяемый трансформатор подключается к выводам 3 и 4 тестера и совместно с конденсатором СЗ создает колебательный контур. По спаду импульса возбуждения открывается транзистор VT2 и начинаются свободные затухающие колебания в образованном колебательном контуре. Эти колебания через переходной конденсатор С4 поступают на вход компаратора импульсов, собранного на DA1.1. На этот же вход поступает напряжение порога срабатывания, которое формируется делителем R11, R12 и опорным источником VD3. Порог выбран на уровне 10% от напряжения возбуждения.

В качестве опорного источника порога использован диод того же типа, что и в источнике ударного возбуждения, что гарантирует стабильность параметров тестера в достаточно широком диапазоне температур и питающих напряжений. С выхода компаратора импульсы поступают на вход счетчика импульсов, собранного на микросхеме DA2. Эта микросхема представляет собой два четырехразрядных сдвиговых регистра с последовательными входами.

В схеме тестера эти регистры соединены последовательно в один восьмиразрядный регистр, и информационный вход первого регистра подключен к лог. “1”. На тактовые входы микросхемы (выводы 1, 9) подаются импульсы с компаратора. Ко всем выходам регистра через токоограничивающие резисторы R15…R22 подключены светодиоды. Во время формирования импульса возбуждения регистры обнуляются по входам Reset (выводы 6 и 14) и все светодиоды гаснут. По спаду импульса возбуждения начинается колебательный процесс в контуре подключенного трансформатора. Возникшие колебания преобразуются компаратором в логические импульсы, которые далее поступают на сдвиговый регистр.

В сдвиговом регистре каждый импульс переносит лог. “1” на очередной разряд, зажигая последовательно светодиоды HL1…HL8. Для удобства пользования первые три светодиода красные (трансформатор неисправен), следующие два — желтые (ситуация неопределенная) и последние три — зеленые (трансформатор исправен). После окончания колебательного процесса число светящихся светодиодов равно числу периодов колебания. Если число импульсов более 8, то светятся все светодиоды.

Работа с прибором при проведении ремонта. Сначала нужно, не отпаивая никаких компонентов, подключить прибор выводом GND к шасси телевизора, а выводом НОТ к коллектору выходного транзистора строчной развертки. Если при нажатии на кнопку “Тест” загорится более четырех светодиодов, это говорит об исправности выходных цепей строчной развертки. Если светится менее двух светодиодов, то это говорит о наличии коротких замыканий на выходе цепей — необходимо выпаять выходной транзистор и повторить измерение.

Если после этого светится более четырех светодиодов, то требуется замена выходного транзистора, в противном случае нужно выпаять демпфирующий диод и повторить измерение. Свечение более четырех светодиодов свидетельствует о необходимости замены этого диода. Такие же операции необходимо повторить с конденсатором обратного хода и отклоняющими катушками ЭЛТ. Если результат отрицательный, то необходимо выпаять строчный трансформатор и провести его тестирование вне схемы. Свечение менее двух светодиодов при проверке выпаянного трансформатора говорит о наличии короткозамкнутых витков в трансформаторе и необходимости его замены.

Порядок проверки импульсных блоков питания и отклоняющих катушек ЭЛТ аналогичен. Следует только отметить, что при проверке может потребоваться временно отключить шунтирующие цепи, которые устанавливаются параллельно обмоткам.

Аналог микросхемы 4015 — К561ИР2, она совсем не дефицит, в магазинах без проблем можно будет купить. правда для более мощных обмоток (генератор авто, электродвигатели) он не годится, на ферритовых сердечниках покажет любое КЗ, а на трансформаторной стали — нет. Транзистор поставил 2N5401, а на месте полевого — 2N7000, подбирать ничего не надо. Прибор запускается сразу. Автор схемы В. Чулков, сборка nickolay78.

   Форум

   Обсудить статью ПРИБОР ДЛЯ ПРОВЕРКИ ТРАНСФОРМАТОРОВ

Тестер имп.трансформаторов / Блог им. Integrator / Сообщество EasyElectronics.ru

Всем привет.

Сделал тестер для импульсных трансформаторов. Данный прибор используется для определения к-з витков в высокочастотных трансформаторах, дросселях и т.п.
Что в итоге получилось:


Насколько знаю, такой тестер есть в наборе от мастер кита.

Немного о принципе действия.

Через тестируемую индуктивность заряжается конденсатор с3 импульсом малой длительности до напряжения около 0.7в. Далее этот конденсатор через полевик замыкается на общий провод. Образуется LC контур в котором возникают затухающие колебания на резонансной частоте.

Чем больше потери энергии в контуре тем быстрее падает амплитуда колебаний. Это определяет т.н. добротность контура, что это такое читайте в книжках по электротехнике. Так вот, в случае если катушка имеет к-з виток, колебания будут почти сразу затухать. Остальная часть схемы считает количество колебаний до того момента пока их амплитуда не упадет ниже определенного уровня.

Конструкция.

Для корпуса взята пластиковая коробочка размерами 45x60x28. В одной половине строительным акриловым клеем вклеена плата с кнопкой. В другой находятся батарейки.

Т.к. обычные боксы на 4ААА в крышку не влазили пришлось колхозить.

Контакты для батареек сделаны из полосок текстолита. Минусовые контакты-пружинки сделаны из металлической полосы от pls контактов, и припаяны. Вся конструкция вклеена в крышку на двухсторонний вспененный скотч.

Ну и собственно тесты.

Импульсный трансформатор от БП телевизора в нормальном состоянии:

Имитируем к-з виток:

Синфазный дроссель из входного фильтра:

Дроссель ДПМ на 100мкГн:

С сетевыми 50Гц трансформаторами тестер не работает. Видимо из-за замкнутого железного сердечника.

Оригинал статьи из журнала «Ремонт электронной техники», 2001-05 приложен в pdf. Схема взята без изменений. Немного изменил номиналы в задающем генераторе, т.к не было резисторов на 2.2М. Также вместо полевика bss170 поставил 2n7002, и вместо mc14015 — К561ИР2.

Схема с измененными номиналами прилагается отдельной картинкой в архиве. Плата разведена в sprint layout 5, также находится в архиве.

Как рассчитать трансформатор SMPS

Трансформатор SMPS становится очевидным на выходе всех преобразователей прямого режима. Преобразователи, использующие прямую, двухтактную, полумостовую и полумостовую топологии, обычно являются преобразователями прямого режима. Следовательно, при вычислении выходной индуктивности используются эквивалентные методы для любых 4 таких широко используемых топологий. Фактическая цель выходной катушки индуктивности — всегда сохранять мощность для нагрузки в период почти каждого цикла переключения, когда выключены силовые устройства (BJT, MOSFET или IGBT).Электрическая работа трансформатора SMPS всегда заключается в объединении прямоугольных коммутационных импульсов (сигналов с широтно-импульсной модуляцией с изменяющимся рабочим циклом) в постоянный ток. Конденсатор, расположенный после катушки индуктивности, сглаживает постоянный ток в постоянный ток без пульсаций.

Расчет трансформатора SMPS довольно прост. Чаще всего можно использовать самозамкнутый тороидный сердечник. Ферритовые сердечники с зазором (типы, используемые для ферритовых трансформаторов, например, ETD39), возможно, можно будет использовать без проблем.

Формула для определения выходной индуктивности:

L (мин.) = [Vin (макс.) — V (выход) x T (ВКЛ.) / 1,4 x Iout (мин.)

Vin (макс.) = Максимальное напряжение рядом с выходным выпрямителем в пределах этого конкретного выхода.
Vout = выходное напряжение.
Toff (est) = ожидаемое время включения силового устройства при максимальном входном напряжении.
Iout (min) = наименьший ожидаемый ток нагрузки для достижения этого выхода.

По приведенной выше формуле определяется L (мин), которая представляет собой минимальную рекомендуемую индуктивность, ниже которой сердечник будет лишен магнитного потока при наименьшем номинальном токе нагрузки для этого конкретного выхода.

Убедитесь, что вы спланировали схему, которая позволяет работать без нагрузки. Несомненно, вы не можете заменить ноль на Iout (min), потому что это может способствовать получению L (min) числа бесконечности. И, конечно же, это невозможно вообразить, не так ли?

Это означает, что вам необходимо выбрать минимально допустимый ток.

Работайте с резисторной нагрузкой на выходе источника питания, чтобы, если у вас почти нет нагрузки, эта резисторная нагрузка обеспечивает минимальную нагрузку.

Iout (min) должен быть достаточно значительным, чтобы L (min) определенно не было чрезмерно большим; кроме того, он не должен быть чрезмерно массивным, что может вызвать чрезмерный дефицит мощности и, следовательно, отрицательный КПД из-за рассеяния мощности в выходном резисторе.

Обычно этот резистор называют фиктивной нагрузкой, исключительной целью которой всегда является обеспечение минимальной нагрузки, если на выходе преобразователя / источника питания почти нет другой нагрузки.

Видя, что мы понимаем минимально необходимую индуктивность, мы должны понимать количество витков, которые нужно включить в наш сердечник.2

L — это индуктивность, а N — количество витков. Использование M в качестве аргумента:

L = √ L / AL

Таким образом, вот формула, которая может быть использована для вычисления количества витков при определении предпочтительной индуктивности.

Иногда вы, вероятно, не знакомы с оценкой AL. Вы, возможно, не узнаете спецификацию компонента ядра, которым вы владеете, поэтому не сможете идентифицировать таблицу.

Независимо от объяснения, можно экспериментально определить оценку AL.

Сделайте несколько оборотов и определите индуктивность с помощью L-метра. После этого измерьте индуктивность для наборов с разным числом витков.

Сделайте это снова для всех этих выбранных чисел оборотов. Поэтому определите индуктивность, например, для 5, 10, 20, 40 витков, после чего для каждого и каждого определите значение AL. Получите среднее значение AL.

Можно сделать набросок графика зависимости L от N2. Градиент наиболее эффективной линии совпадения может быть значением AL.Вы также можете математически определить градиент «линии регрессии». Выполняйте любой курс, который вы понимаете, самый быстрый.

В этот момент давайте рассмотрим конкретный пример, чтобы решить то, что вы понимали до этого момента.

Оговоримся, что наш преобразователь является полумостовым преобразователем.

Входное напряжение преобразователя будет отличаться от 150 В переменного тока (212 В постоянного тока) до 250 В переменного тока (354 В постоянного тока). Выходное напряжение преобразователя может составлять 14 В постоянного тока. Частота поворота 50 кГц.

Первичная обмотка трансформатора: 26 витков
Вторичная обмотка трансформатора: 4 + 4 витка

Формула для расчета минимальной существенной индуктивности:

L (мин) = [Vin (макс.) — V (выход) x T (ВКЛ) / 1,4 x Iout (мин.)

Нам нужно будет оценить выходное напряжение с вторичной обмоткой трансформатора на входе 354 В постоянного тока, что может быть нашим оптимальным входным напряжением.

Считаем, что падение напряжения на выпрямительном диоде составляет 1В. Следовательно, типичное выходное напряжение во вторичной обмотке трансформатора составляет 15 В.Соотношение витков трансформатора (первичная: вторичная) = 26: 4 = 6,5

Таким образом, в любое время типичное вторичное напряжение равно 15 В, типичное напряжение на первичной обмотке трансформатора составляет 6,5 * 15 В = 97,5 В. В случае, если рабочий цикл составлял 100%, напряжение на первичной обмотке трансформатора могло быть 177 В (50% напряжения шины постоянного тока — с учетом полумостовой топологии). Следовательно, рабочий цикл равен (97,5 / 177) * 100% = 55%.

Среднее выходное напряжение на вторичной обмотке трансформатора будет 15 В, при рабочем цикле 55%. Следовательно, максимальное выходное напряжение составляет 15 В / 0.55 = 27,3 В, тогда предполагается уменьшение диода на 1 В. Следовательно, Vin (макс.) Составляет 26,3 В.

При оптимальном входном напряжении рабочий цикл, вероятно, будет наименьшим. Это может быть любое время, когда перерыв будет самым большим.

Теперь мы определили значение рабочего цикла 55% — это фактически минимальное значение рабочего цикла. Поскольку частота переключения составляет 50 кГц, период времени составляет 20 мкс. Период выключения составляет 0,45 * 20 мкс = 9 мкс. Это наш Toff (est).

Предположим, что конкретная минимальная нагрузка потребляет ток 500 мА.При использовании выхода 14 В и тока 500 мА рассеиваемое на выходном резисторе электричество, вероятно, будет:

P = VI = 14 x 0,5 Вт = 7 Вт

Это определенно большая мощность! Если это приемлемо, обязательно используйте минимальную нагрузку 500 мА. Если вы решите довести минимальную нагрузку до 250 мА, вы уменьшите рассеиваемую мощность (см. Выше) до 3,5 Вт.

Итак, теперь мы выяснили все существенные переменные. Давайте объединим их в формулу.-6 / 1,4 x 0,25

= 316uH

Часто это минимальная ожидаемая индуктивность. Не стесняйтесь использовать индуктивность выше установленного минимального числа, учитывая, что вы точно определили минимальную существенную индуктивность.

Предположим, мы будем использовать индуктивность 450 мкГн. Предположим, мы выбрали тороидный сердечник с оценкой AL 64 нГн на квадратный оборот.

Начнем с того, что ожидаемая индуктивность составляет 316 мкГн, что может быть эквивалентно 316000 нГн.

Поэтому предпочтительный диапазон оборотов:

Это может быть 70 или 71 виток. Часто это для 316 мкГн.

Относительно 450 мкГн:

Сделаем примерно 84 витка.

Итак … теперь вы знаете, как рассчитать количество оборотов трансформатора SMPS в домашних условиях, и вы можете применить это простое решение, чтобы определить необходимую выходную индуктивность для любого преобразователя, в котором используются прямой, двухтактный, полумостовой или полномостовая топология. Это легко, а также. Будем надеяться, что у меня лично была возможность дать вам возможность понять без сомнения.Я хочу быть благодарен за ваши отзывы и мнения!

Можно ли заменить трансформатор 110/220 витков на 10/20 витков или 1: 2?

1: 2 передаточное число для 110: 220? Коэффициент разворота такой же, должен ли быть такой же рейтинг?

Повышающий трансформатор на 110/220 витков. Можем ли мы заменить его на 10/20 витков или 1: 2? Соотношение оборотов такое же, должен ли быть такой же рейтинг? Назовите соответствующие причины?

Нет. Потому что мы знаем, что поток прямо пропорционален ампер-виткам ( Φ ∝ At) .Таким образом, если мы уменьшим количество витков, то есть отношение витков, поток также будет уменьшен, что приведет к уменьшению наведенной ЭДС, потому что ЭДС прямо пропорциональна потоку ( ЭДС ∝ Φ ). Если мы рассмотрим формулу преобразования, вычисленное значение может быть правильным, но если мы воспользуемся уравнением ЭДС трансформатора, это покажет другую картину. Посмотрим, что произойдет, если мы уменьшим количество витков в обмотках трансформатора.

Номинальные параметры и параметры трансформатора

• N ₁ = 110 витков
• N ₂ = 220 витков
• E ₁ = 220 В
• Поток = Φ _м = 9.01 мВт (милл Вебер)
• E ₂ =?

Когда коэффициент поворота 110/220

Чтобы найти E ₂ , мы знаем, что

E ₂ / E ₁ = N ₂ / N ₁

E ₂ = (N ₂ / N ₁ ) x E ₁

Ввод значений

E ₂ = (220/110) x 220V

E ₂ = 440V

Когда коэффициент поворота 10/20

Теперь, если мы используем коэффициент поворота 10/20 вместо 110/220.

E ₂ = (N ₂ / N ₁ ) x V1

E ₂ = (20/10) x 220V

E ₂ = 440V

Мы видим, что значение повышающего напряжения одинаково в обоих случаях, используем ли мы 10/20 или 110/220 витков.

Но я вру. Это неправда.

Обратимся к уравнению ЭДС трансформатора.

E ₁ = 4,44 x f x N ₁ Φ _{м ……….. (первичный)}

E ₂ = 4,44 x f N ₂ … Φ _{м . (вторичный)}

При передаточном числе 110/220

E ₁ = 4,44 x 50 x 110 x 9.01 мВт

E ₁ = 220 В

E ₂ = 4,44 x 50 x 220 x 9,01 мВт E ₃₃₃₃ = 440V

При передаточном числе 10/20

E ₁ = 4,44 x 50 x 10 x 9,01 мВт

E ₁ = 20 В

E ₂ = 4.44 x 50 x 20 x 9,01 мВт

E ₂ = 40V

Hмм. Это большая разница. Вот почему мы не можем использовать отношение витков 10/20 вместо 110/220, потому что поток прямо пропорционален количеству витков в амперах ( Φ при ). Если мы уменьшим количество витков (коэффициент трансформации трансформатора), количество создаваемого магнитного потока будет уменьшено из-за более низких ампер-витков, что также приведет к уменьшению количества наведенной ЭДС i.е. наведенная ЭДС прямо пропорциональна потоку ( Φ Φ ЭДС ).

Короче говоря, если уменьшить коэффициент трансформации трансформатора с 110/220 до 10/20 или 1: 2, может произойти следующее.

• Ток в первичной обмотке трансформатора может увеличиваться из-за уменьшения импеданса (Z) и сопротивления (R), то есть низкие витки означают низкое индуктивное сопротивление (X _L ), где X _L зависит от индуктивности поворотов.
• Могут быть большие потери мощности из-за большого тока в первичной обмотке, а также большие потери мощности (I ² R), которые могут привести к сгоранию первичных обмоток преобразователя.
• Индуцированная ЭДС также будет уменьшена из-за низкого магнитного потока, который зависит от количества витков катушки.

Связанное сообщение: Почему трансформатор рассчитан в кВА, а не в кВт?

Полезно знать

• Коэффициент трансформации 2: 1 отличается от 1: 2 .
• Трансформатор передаточное число из 2: 1 означает, что это понижающий трансформатор .
• аналогично, передаточное число 1: 2 показывает повышающий трансформатор .
• Передаточное число 2: 1 означает, что в первичной обмотке трансформатора есть два витка на один виток вторичной обмотки.
• Кроме того, коэффициент поворота 1: 2 показывает, что если в первичной обмотке есть 1 В, то напряжение во вторичной обмотке будет 2 В.
• Поток прямо пропорционален ампер-виткам (At) , а не коэффициенту витков (N) .
• В трансформаторе с передаточным отношением 2: 1 , если ток в первичной обмотке составляет 2 А и 1 А во вторичной обмотке , мы имеем 2 амперных витка (Ат) в первичной обмотке и 1 Ат во вторичной обмотке .
• Поток в первичной и вторичной обмотке трансформатора всегда одинаков.
• Трансформатор не изменяет значение мощности , частоты , потока , а только и только повышает или понижает уровень напряжения переменного тока или тока (т.е. трансформатор не будет работать на постоянном токе ).
• Короче говоря, если мы уменьшим количество витков (т.е. заменим 110/220 на 10/20), будет недостаточный поток в сердечнике трансформатора, который не будет работать в соответствии с номинальными параметрами и конструкцией.

Оптимизация — трансформаторы 4.1.1 документация

скорость обучения ( Union [float, tf.keras.optimizers.schedules.LearningRateSchedule] , необязательно , по умолчанию 1e-3) — Скорость обучения для использования или расписание.

beta_1 ( float , необязательно , по умолчанию 0,9) — параметр beta1 в Адаме, который представляет собой экспоненциальную скорость затухания для оценок 1-го импульса.

beta_2 ( с плавающей точкой , необязательно , по умолчанию 0.999) — Параметр beta2 в Адаме, который представляет собой экспоненциальную скорость затухания для оценок 2-го импульса.

epsilon ( float , необязательно , по умолчанию 1e-7) — параметр epsilon в Адаме, который является небольшой константой для числовой стабильности.

amsgrad ( bool , необязательный , по умолчанию False ) — применять ли вариант этого алгоритма AMSGrad или нет, см. О конвергенции Адама и не только.

weight_decay_rate ( float , optional , по умолчанию 0) — Применяется уменьшение веса.

include_in_weight_decay ( List [str] , optional ) — Список имен параметров (или повторных шаблонов), к которым применяется снижение веса. Если ничего не пройдено, снижение веса применяется ко всем параметрам по умолчанию (если они не находятся в exclude_from_weight_decay ).

exclude_from_weight_decay ( List [str] , optional ) — Список имен параметров (или повторных шаблонов) для исключения из применения снижения веса.Если include_in_weight_decay передан, имена в нем заменят этот список.

имя ( str , необязательно , по умолчанию AdamWeightDecay) — необязательное имя для операций, созданных при применении градиентов.

kwargs — Ключевые аргументы. Допускается значение { clipnorm , clipvalue , lr , decay }. clipnorm клип градиенты по норме; clipvalue — градиенты клипа по значению, затухание включено для обратного совместимость, позволяющая замедлить скорость обучения во времени. lr включен для обратной совместимости, рекомендуется использовать вместо этого скорость обучения .

Объяснение 6 электрических испытаний трансформаторов тока

Важно регулярно проверять и испытывать трансформаторы тока и подключенные к ним приборы. Фото: ABB

Трансформаторы тока играют важную роль в мониторинге и защите электроэнергетических систем. ТТ — это измерительные трансформаторы, используемые для преобразования первичного тока в пониженный вторичный ток для использования с счетчиками, реле, контрольным оборудованием и другими приборами.

Важность испытаний измерительных трансформаторов часто недооценивается. Трансформаторы тока для измерительных целей должны иметь высокую степень точности, чтобы гарантировать точное выставление счетов, в то время как трансформаторы, используемые для защиты, должны быстро и правильно реагировать в случае неисправности.

Риски, такие как запутывание измерительных трансформаторов для измерения и защиты или перепутывание соединений, можно значительно снизить путем тестирования перед первым использованием. В то же время электрические изменения в трансформаторе тока, вызванные, например, старением изоляции, можно определить на ранней стадии.

По этим и другим причинам важно регулярно проверять и калибровать трансформаторы тока и подключенные к ним приборы. Для обеспечения точности и оптимальной надежности обслуживания необходимо провести 6 электрических испытаний трансформаторов тока:

---

1. Тест соотношения

Коэффициент

CT описывается как отношение входного первичного тока к выходному вторичному току при полной нагрузке. Например, трансформатор тока с соотношением 300: 5 будет производить 5 ампер вторичного тока, когда 300 ампер протекает через первичную обмотку.

Если первичный ток изменится, вторичный ток на выходе изменится соответственно. Например, если 150 ампер протекает через первичную обмотку 300 ампер , вторичный выходной ток будет 2,5 ампера .

(300: 5 = 60: 1) (150: 300 = 2,5: 5)

В отличие от трансформатора напряжения или мощности, трансформатор тока состоит только из одного или нескольких витков в качестве первичной обмотки. Эта первичная обмотка может иметь один плоский виток, катушку из сверхпрочного провода, намотанную вокруг сердечника, или просто проводник или шину, проходящую через центральное отверстие.

Проверка коэффициента трансформации трансформатора тока может выполняться путем подачи первичного тока и измерения выходного тока или путем подачи вторичного напряжения и измерения наведенного первичного напряжения. Фото: TestGuy.

Тест соотношения проводится для подтверждения того, что соотношение ТТ соответствует заданному, и для проверки правильности соотношения на разных ответвлениях многотводного ТТ. Коэффициент передачи эквивалентен коэффициенту напряжения трансформаторов напряжения и может быть выражен следующим образом:

N2 / N1 = V2 / V1

• N2 и N1 — это количество витков вторичной и первичной обмоток
• V2 и V1 — вторичная и первичная стороны. показания напряжения
.

Испытания коэффициента трансформации выполняются путем подачи подходящего напряжения (ниже насыщения) на вторичную обмотку тестируемого ТТ, в то время как напряжение первичной стороны измеряется для расчета коэффициента трансформации из приведенного выше выражения.

ОПАСНО: Соблюдайте осторожность при проведении проверки коэффициента трансформации трансформатора тока, и НЕ НАПРАВЛЯЙТЕ подавать достаточно высокое напряжение, которое могло бы вызвать насыщение трансформатора. Применение напряжения насыщения приведет к неточным показаниям.

---

2. Проверка полярности

Полярность ТТ определяется направлением, в котором катушки намотаны вокруг сердечника трансформатора (по часовой стрелке или против часовой стрелки), и тем, как выводы выводятся из корпуса ТТ.Все трансформаторы тока имеют вычитающую полярность и должны иметь следующие обозначения для визуальной идентификации направления тока:

• h2 — первичный ток, линия направление облицовки
• h3 первичный ток, нагрузка направление облицовки
• X1 — вторичный ток

Предполагается, что испытуемый ТТ имеет правильную полярность, если направления мгновенного тока для первичного и вторичного тока противоположны друг другу.Фото: TestGuy.

Метки полярности на ТТ обозначают относительные мгновенные направления токов. Проверка полярности подтверждает, что прогнозируемое направление вторичного тока ТТ (уходящий) является правильным для данного направления первичного тока (входящего).

При установке и подключении трансформатора тока к реле измерения мощности и защитных реле важно соблюдать полярность. В тот же момент, когда первичный ток поступает на первичный вывод, соответствующий вторичный ток должен покидать вторичный вывод, помеченный аналогичным образом.

Предполагается, что испытуемый ТТ имеет правильную полярность, если направления мгновенного тока для первичного и вторичного тока противоположны друг другу. Полярность ТТ критична, когда ТТ используются вместе в однофазных или трехфазных приложениях.

Самое современное испытательное оборудование ТТ способно автоматически выполнять проверку соотношения с использованием упрощенной настройки измерительных проводов и отображать полярность как правильную или неправильную. Полярность трансформатора тока проверяется вручную с помощью батареи 9 В и аналогового вольтметра с помощью следующей процедуры проверки:

Маркировка трансформаторов тока иногда неправильно наносилась на заводе.Вы можете проверить полярность трансформатора тока в полевых условиях с батареей 9 В. Фото: TestGuy.

Процедура проверки полярности CT

1. Отключите все питание перед тестированием и подключите аналоговый вольтметр к вторичной клемме проверяемого ТТ. Положительная клемма измерителя подключена к клемме X1 трансформатора тока, а отрицательная клемма — к X2.
2. Пропустите кусок провода через верхнюю сторону окна трансформатора тока и на короткое время коснитесь положительного конца 9-вольтовой батареи на стороне h2 (иногда отмеченной точкой) и отрицательного конца к стороне h3.Важно избегать постоянного контакта, который может привести к короткому замыканию аккумулятора.
3. Если полярность правильная, мгновенный контакт вызывает небольшое отклонение аналогового измерителя в положительном направлении. Если отклонение отрицательное, полярность трансформатора тока меняется на обратную. Клеммы X1 и X2 необходимо поменять местами, и можно проводить тест.

Примечание: Полярность не важна при подключении к амперметрам и вольтметрам.Полярность важна только при подключении к ваттметрам, ваттметрам, варметрам и реле индукционного типа. Для сохранения полярности сторона h2 трансформатора тока должна быть обращена к источнику питания; тогда вторичная клемма X1 соответствует полярности.

---

3. Тест на возбуждение (насыщение)

Когда ТТ «насыщен», магнитный путь внутри ТТ действует как короткое замыкание в линии передачи. Почти вся энергия, подаваемая первичной обмоткой, отводится от вторичной обмотки и используется для создания магнитного поля внутри трансформатора тока.

Испытание на насыщение трансформатора тока определяет номинальную точку перегиба в соответствии со стандартами IEEE или IEC, точку, при которой трансформатор больше не может выводить ток, пропорциональный своему заданному коэффициенту.

Испытания возбуждения выполняются путем подачи переменного напряжения на вторичную обмотку ТТ и постепенного увеличения напряжения до тех пор, пока ТТ не перейдет в насыщение. Точка «колена» определяется по небольшому увеличению напряжения, вызывающему большое увеличение тока.

Испытательное напряжение медленно снижается до нуля для размагничивания ТТ. Результаты испытаний наносятся на логарифмический (логарифмический) график и оцениваются на основе периода перехода между нормальной работой и насыщением.

Испытания возбуждения выполняются путем подачи переменного напряжения на вторичную обмотку ТТ и постепенного увеличения напряжения до тех пор, пока ТТ не перейдет в насыщение. Фото: TestGuy.

Кривая возбуждения вокруг точек скачка тока при небольшом увеличении напряжения; очень важно для сравнения кривых с опубликованными кривыми или аналогичными кривыми КТ.Результаты испытаний на возбуждение следует сравнить с опубликованными данными производителя или предыдущими записями, чтобы определить любые отклонения от ранее полученных кривых.

IEEE определяет насыщенность как «точку, где касательная находится под 45 градусами к вторичным возбуждающим амперам». Также известна как «точка колена». Это испытание подтверждает, что ТТ имеет правильный рейтинг точности, не имеет коротких замыканий в ТТ и нет коротких замыканий в первичной или вторичной обмотке тестируемого ТТ.

---

4. Проверка сопротивления изоляции

Изоляция между обмотками трансформатора тока и обмотками относительно земли должна быть проверена на электрическую прочность при выполнении всестороннего испытания трансформатора тока. Для определения состояния изоляции испытываемого ТТ выполняются три испытания:

1. Первичный — вторичный : Проверяет состояние изоляции между высоким и низким.
2. Первичная цепь к земле : Проверяет состояние изоляции между высотой и землей.
3. Вторичная обмотка относительно земли : Проверяет состояние изоляции между низшей точкой и землей.

Показания сопротивления изоляции должны оставаться постоянными в течение определенного периода времени. Резкий спад в изменении значений сопротивления изоляции указывает на ухудшение качества изоляции, и для диагностики проблемы требуются дальнейшие исследования.

Испытания изоляции трансформаторов тока на 600 В или менее обычно выполняются при 1000 В постоянного тока. Перед тестированием закоротите первичную обмотку тестируемого ТТ, соединив h2 и h3, затем закоротите вторичную обмотку тестируемого ТТ, соединив X1 и X2-X5.

Удалите заземление нейтрали и изолируйте ТТ от любой связанной нагрузки. После короткого замыкания обмоток ТТ представляет собой образец с тремя выводами.

Выполняются три испытания сопротивления изоляции для определения состояния изоляции испытываемого ТТ. Фото: TestGuy.

Значения испытания сопротивления изоляции для трансформаторов тока следует сравнить с аналогичными показаниями, полученными при предыдущих испытаниях. Любое большое отклонение в исторических показаниях требует дальнейшего исследования.

Таблица 100.5 ANSI / NETA MTS-2019 Указывает минимальное сопротивление изоляции 500 МОм при 1000 В постоянного тока для катушек трансформатора с номинальным напряжением 600 В или менее. Обратитесь к Разделу 7.10.1 для получения дополнительной информации.

Минимальное общепринятое сопротивление изоляции составляет 1 МОм. Любое показание в мегоммах считается хорошей изоляцией, однако истинное состояние изоляции трансформатора тока определяется тенденцией результатов испытаний изоляции.

На показания изоляции сильно влияет температура образца.Если показания сравниваются с ранее полученными показаниями, необходимо применить соответствующие поправочные коэффициенты, если они были получены при различных температурных условиях, прежде чем делать какие-либо выводы.

---

5. Проверка сопротивления обмотки

Измерение сопротивления обмотки постоянного тока является важным измерением для определения истинного состояния, состояния и точности ТТ. Сопротивление обмотки в CT будет меняться с течением времени в зависимости от возраста образца, использования, внешних условий и воздействия нагрузки.

Рекомендуется периодически измерять сопротивление обмотки постоянного тока на одно- или многоотводном ТТ и изменять значения. Для получения такого малого сопротивления обмотки требуется высокоточная измерительная схема с низким сопротивлением.

Сопротивление обмотки трансформатора тока определяется делением падения напряжения на обмотке (измеренного милливольтметром постоянного тока) на приложенный к обмотке постоянный ток. После завершения испытания сопротивления обмотки трансформатор тока следует размагнитить.

Измерьте сопротивление обмотки ТТ, пропустив через обмотку постоянный ток, и измерьте падение напряжения. Разделите измеренное напряжение на измеренный ток. Фото: TestGuy.

Совет: Выполните тест на насыщение , чтобы размагнитить ТТ по завершении всех тестов сопротивления обмоток .

---

6. Испытание на нагрузку

Нагрузку трансформатора тока можно определить как полное сопротивление в Ом на вторичных выходных клеммах.Общая нагрузка представляет собой комбинацию импеданса катушек ватт-часов, катушек реле тока, сопротивления контактов, клеммных колодок, сопротивления проводов и тестовых переключателей, используемых во вторичном контуре.

Каждый трансформатор тока имеет вторичную нагрузку при подключении к реле или измерительной цепи. Ожидается, что трансформаторы тока обеспечат вторичный выходной ток в зависимости от их класса точности.

Если трансформатор тока не правильно подобран с учетом нагрузки вторичного контура, это может привести к уменьшению вторичного тока ТТ.Нагрузочные испытания важны для проверки того, что ТТ подает ток в цепь, не превышающую его номинальную нагрузку.

Нагрузочное испытание также полезно для проверки того, что трансформаторы тока:

• Не запитан с установленными короткозамыкающими устройствами (если используются для измерения или защиты)
• Не остается с обрывом цепи, когда не используется
• Подключен к одной точке заземления
• Все соединения герметичны

Измерьте нагрузку, подав номинальный вторичный ток ТТ от его клемм к стороне нагрузки, изолировав вторичную обмотку ТТ со всей подключенной нагрузкой, и наблюдайте за падением напряжения в точках ввода — и в каждой точке цепи на землю.

Этот метод занимает много времени, но требует только высокого напряжения.

Различные стандартные испытания силового трансформатора (Часть 2)

(3) Проверка соотношения витков / соотношения напряжения:

Цель теста:

Проверка соотношения витков
• / соотношения напряжений выполняется в трансформаторе, чтобы определить обороты обрыва цепи, короткое замыкание витков в обмотке трансформатора.
• Передаточное отношение напряжений равно передаточному числу витков трансформатора (V1 / V2 = N1 / N2).Используя этот принцип, передаточное число витков измеряется с помощью измерителя передаточного числа витков. Если это верно, то соотношение напряжений считается правильным
• Это испытание следует проводить для любого нового высоковольтного силового трансформатора во время его установки.
• При использовании измерителя числа витков (TTR) соотношение витков между обмотками ВН и НН на различных ответвлениях необходимо измерить и записать.
• Передаточное отношение витков является мерой действующего напряжения, приложенного к первичным клеммам, к действующему напряжению, измеренному на вторичных выводах.
• R = Np / Ns
• Где,
• R = Передаточное число
• Np = количество витков первичной обмотки.
• Нс = количество витков вторичной обмотки.
• Коэффициент напряжений следует измерять при каждом ответвлении без нагрузки.

Контрольно-измерительные приборы:

• Измеритель коэффициента трансформации (TTR) питает трансформатор от низковольтного источника и измеряет напряжения высокого и низкого напряжения.
• Схема моста Уитстона

Метод №1 Обороты Проверка соотношения:

Процедура испытания:

• Измеритель коэффициента трансформации трансформатора (TTR):
Тест коэффициента трансформации
• можно выполнить с помощью измерителя коэффициента трансформации трансформатора (TTR).Он имеет встроенный источник питания с обычно очень низкими напряжениями, такими как 8, 10 В и 50 Гц.
• Обмотки ВН и НН одной фазы трансформатора (т. Е. R-Y и R-N) подключены к прибору, а внутренние элементы моста изменяются для получения нулевой индикации на детекторе.
• Значения записываются для каждого ответвления в случае обмоток с отводом, а затем сравниваются с расчетным коэффициентом для того же отвода.
• Измеритель соотношения дает точность 0,1% в диапазоне соотношения до 1110: 1.Измеритель отношения используется в «мостовой» схеме, в которой напряжения на обмотках тестируемого трансформатора уравновешиваются с напряжениями, возникающими на постоянном и переменном резисторах измерителя коэффициента.
• Регулировка откалиброванного переменного резистора до достижения нулевого отклонения на гальванометре затем дает отношение к единице обмоток трансформатора из отношения резисторов.
• Мостовая схема:

• Фазное напряжение прикладывается к одной из обмоток посредством мостовой схемы, и отношение индуцированных напряжений измеряется на мосту.Точность измерительного прибора <0,1%
• Это теоретическое передаточное число регулируется на испытанном передаточном числе трансформатора или TTR с помощью регулируемого трансформатора
  , как показано на рисунке выше, и его следует изменять до тех пор, пока не появится баланс в индикаторе процентной ошибки. Показание этого индикатора означает отклонение измеренного коэффициента поворота от ожидаемого коэффициента поворота в процентах.
• Теоретическое соотношение витков = Напряжение обмотки ВН / Напряжение обмотки НН
• Отклонение % = (измеренный коэффициент поворота — ожидаемый коэффициент поворота) / ожидаемый коэффициент поворота
• Превышение допуска, проверка коэффициента трансформации трансформатора может быть из-за короткого замыкания витков, особенно если имеется связанный с этим высокий ток возбуждения.
• Открытые витки в обмотке ВН будут указывать на очень низкий ток возбуждения и отсутствие выходного напряжения, поскольку открытые витки в обмотке ВН не вызывают тока возбуждения в обмотке, что означает отсутствие магнитного потока, следовательно, отсутствие индуцированного напряжения.
• Но обрыв витка в обмотке НН вызывает небольшие колебания напряжения НН, но нормальный ток возбуждения в обмотке ВН. Следовательно, обрыв витков в обмотке низкого напряжения будет обозначаться нормальным уровнем возбуждающего тока, но очень низким уровнем нестабильного выходного напряжения.
• Проверка коэффициента трансформации трансформатора также обнаруживает соединения с высоким сопротивлением в схеме выводов или высокое сопротивление контактов в переключателях ответвлений из-за более высокого тока возбуждения и трудностей с балансировкой моста.

Предупреждение при тестировании:

• Отсоедините все клеммы трансформатора от линии или нагрузки.
• Нейтрали, непосредственно заземленные в сеть, могут оставаться подключенными

Метод № 2 Проверка соотношения напряжений:

• Этот тест проводится для проверки как коэффициента напряжения трансформатора, так и устройства РПН.
• Когда «Измеритель коэффициента трансформации» недоступен, проверка соотношения напряжений выполняется в различных положениях РПН путем подачи 3-фазного источника питания LT (415 В) на сторону HT силового трансформатора.Чтобы получить требуемую точность, обычно используют измеритель коэффициента, а не измеряют энергию трансформатора от источника низкого напряжения и измеряют напряжения ВН и НН.
• При различных ответвлениях подаваемое напряжение и результирующие напряжения на стороне низкого напряжения между различными фазами и фазами и нейтралью, измеренные с помощью прецизионного вольтметра и отмеченные.

Процедура испытания:

• При подаче 415 В на сторону высокого напряжения измерьте напряжение между всеми фазами на стороне низкого напряжения для каждого положения РПН.
• Во-первых, переключатель РПН трансформатора удерживается в самом нижнем положении, а клеммы низкого напряжения остаются открытыми.
• Затем подайте 3-фазное питание 415 В на клеммы ВН. Измерьте напряжения, приложенные к каждой фазе (фаза-фаза) на высоковольтном входе, и наведенные напряжения на выводах низкого напряжения одновременно.
• После измерения напряжений на клеммах ВН и НН устройство РПН трансформатора следует поднять на одну позицию и повторить испытание.
• Повторите то же самое для каждого положения РПН отдельно.
• На других ответвлениях значения будут соответствовать процентному увеличению или уменьшению в соответствующих положениях ответвлений.
• В случае трансформаторов «треугольник» / «звезда» измеряется соотношение между RY-rn, YB-yn и BR-bn.
• Для трансформаторов треугольник / звезда соотношение напряжений между обмоткой ВН и обмоткой НН в каждой фазе при нормальном ответвлении составляет 33 кВ ИЛИ 33x√3 = 5,196, 11 кВ / √3 11
• При более высоких ступенях (т. Е. Ступени высокого напряжения) в цепи меньше витков, чем обычно. Следовательно, значения отношения увеличиваются на значение, равное.5,196 + {5,196 x (количество шагов выше нормы) x (увеличение в% на каждое нажатие)} 100
• Аналогично для более низких ответвлений, чем обычно, соотношение равно 5,196 — {5,196 x (количество ступеней выше нормы) x (% подъема на каждое нажатие)} 100

Критерии приемки испытаний:

• Диапазон измеряемого коэффициента должен быть равен расчетному коэффициенту ± 0,5%.
• Сдвиг фаз идентичен утвержденному расположению и паспортной табличке трансформатора.
• Стандарт IEEE (Стандарт IEEE 62) гласит, что при приложении номинального напряжения к одной обмотке трансформатора все остальные номинальные напряжения без нагрузки должны быть правильными в пределах половины одного процента от показаний паспортной таблички.В нем также указано, что все напряжения отводов должны быть правильными с точностью до ближайшего витка, если вольт на виток превышает половину одного процента желаемого напряжения. Проверка соотношения проверяет соблюдение этих условий.
• Стандарт IEC60076-1 определяет допустимое отклонение фактического отношения к заявленному.
• Главное ответвление для указанной первой пары обмоток: меньшее ± 0,5% от заявленного отношения напряжений
• или 0,1-кратное фактическое сопротивление короткого замыкания. Другие ответвления на первой паре обмоток и другой паре обмоток должны быть согласованы и должны быть ниже меньшего из двух значений, указанных выше.
• Измерения обычно выполняются путем подачи известного низкого напряжения на обмотку высокого напряжения, чтобы наведенное напряжение на вторичной обмотке было ниже, что снижает опасность при выполнении испытания. Для трехфазного трансформатора треугольник / звезда или звезда / треугольник — трехфазный Выполняется проверка на эквивалентность, т. е. проверка проводится через соответствующую одиночную обмотку.

Тест может обнаружить:

• Короткое замыкание витков или разрыв цепи в обмотках.
• Неправильное соединение обмоток и другие внутренние неисправности или дефекты устройства РПН

(4) Тест полярности / векторной группы

Цель теста:

• Векторная группа трансформатора является важным свойством для успешной параллельной работы трансформаторов.Следовательно, каждый силовой трансформатор должен пройти через векторные групповые испытания трансформатора на заводе, чтобы обеспечить указанную заказчиком векторную группу трансформатора.

Контрольно-измерительные приборы:

• Измеритель коэффициента.
• Вольтметр. Измеритель соотношения не всегда может быть доступен, и это обычно бывает на месте, чтобы можно было проверить полярность с помощью вольтметра.

Схема испытательной цепи:

Процедура испытания:

• Первичная и вторичная обмотки соединены вместе в одной точке.
• Подключите нейтраль обмотки, соединенной звездой, с землей.
• Затем на клеммы ВН подается трехфазное питание низкого напряжения (415 В).
• Затем измеряются напряжения между различными парами клемм, как показано на схеме, и полученные показания должны быть векторной суммой отдельных напряжений каждой рассматриваемой обмотки.

Состояние: (сторона ВН R-Y-B-N и сторона НН r-y-b-n)

• R и r должны быть закорочены.
• Подайте 415 вольт на R-Y-B
• Измерьте напряжение между следующей фазой и удовлетворительным состоянием
  

Векторная группа	Удовлетворяет следующие условия
Dyn1	Rb = Rn + Bn
	Bb = По
	Yy
Dyn11	Ry = Rn + Yn
	Yb = Yy
	Bb <По
Ynd1	RN = Ry + Yn
	By = Yy
	Yy
Ынын0	Bb = Yy
	Bn = Yn
	RN = Rn + Nn

Нравится:

Нравится Загрузка…

Связанные

О компании Jignesh.Parmar (B.E, Mtech, MIE, FIE, CEng)
Джигнеш Пармар закончил M.Tech (Power System Control), B.E (Electric). Он является членом Института инженеров (MIE) и CEng, Индия. Членский номер: M-1473586. Он имеет более чем 16-летний опыт работы в сфере передачи, распределения, обнаружения кражи электроэнергии, технического обслуживания и электрических проектов (планирование-проектирование-технический обзор-координация-выполнение).В настоящее время он является сотрудником одной из ведущих бизнес-групп в качестве заместителя менеджера в Ахмедабаде, Индия. Он опубликовал ряд технических статей в журналах «Электрическое зеркало», «Электрическая Индия», «Освещение Индии», «Умная энергия», «Industrial Electrix» (Австралийские публикации в области энергетики). Он является внештатным программистом Advance Excel и разрабатывает полезные базовые электрические программы Excel в соответствии с кодами IS, NEC, IEC, IEEE.