Схема измерительного трансформатора. Как проверить измерительный трансформатор напряжения: пошаговая инструкция

Как правильно протестировать измерительный трансформатор напряжения. Какие инструменты понадобятся для диагностики. На что обратить внимание при проверке трансформатора. Какие измерения нужно провести для оценки работоспособности устройства.

Что такое измерительный трансформатор напряжения и для чего он нужен

Измерительный трансформатор напряжения (ИТН) — это устройство, предназначенное для преобразования высокого напряжения в низкое стандартизированное значение. Основные функции ИТН:

• Понижение высокого напряжения до уровня, безопасного для измерительных приборов и устройств релейной защиты
• Гальваническая развязка первичных и вторичных цепей
• Обеспечение возможности использования стандартных измерительных приборов в высоковольтных сетях

ИТН широко применяются в системах электроснабжения для подключения вольтметров, ваттметров, счетчиков электроэнергии и других устройств измерения и защиты. От корректной работы ИТН зависит точность учета электроэнергии и надежность работы релейной защиты.

Основные характеристики измерительных трансформаторов напряжения

Ключевые параметры ИТН, которые необходимо учитывать при выборе и проверке:

• Номинальное первичное напряжение — напряжение сети, в которой будет использоваться ИТН
• Номинальное вторичное напряжение — обычно 100 В или 100/√3 В
• Номинальный коэффициент трансформации — отношение первичного напряжения ко вторичному
• Класс точности — допустимая погрешность измерений (0.2, 0.5, 1, 3)
• Номинальная мощность — максимальная нагрузка на вторичную обмотку

Подготовка к проверке измерительного трансформатора напряжения

Перед началом тестирования ИТН необходимо выполнить следующие подготовительные действия:

1. Отключить ИТН от сети высокого напряжения
2. Отсоединить все измерительные приборы и устройства от вторичных обмоток
3. Провести внешний осмотр на предмет механических повреждений
4. Подготовить необходимые измерительные приборы (мегаомметр, мультиметр)
5. Изучить паспортные данные и схему подключения конкретного ИТН

Измерение сопротивления изоляции обмоток

Первый этап проверки ИТН — измерение сопротивления изоляции обмоток с помощью мегаомметра. Порядок действий:

1. Установить на мегаомметре испытательное напряжение 2500 В
2. Измерить сопротивление между первичной обмоткой и корпусом
3. Измерить сопротивление между вторичной обмоткой и корпусом
4. Измерить сопротивление между первичной и вторичной обмотками

Сопротивление изоляции должно быть не менее 300 МОм. Более низкие значения указывают на повреждение изоляции.

Проверка коэффициента трансформации

Для проверки коэффициента трансформации необходимо:

1. Подать на первичную обмотку напряжение, равное 20-100% от номинального
2. Измерить напряжение на вторичной обмотке вольтметром
3. Рассчитать фактический коэффициент трансформации
4. Сравнить полученное значение с номинальным

Отклонение не должно превышать допустимую погрешность для данного класса точности ИТН.

Измерение тока холостого хода

Для измерения тока холостого хода выполняем следующие действия:

1. Подключаем амперметр последовательно с первичной обмоткой
2. Подаем на первичную обмотку номинальное напряжение
3. Измеряем ток при разомкнутой вторичной обмотке

Значение тока холостого хода не должно превышать паспортное более чем на 30%.

Проверка полярности выводов обмоток

Для проверки полярности выводов ИТН:

1. Подключаем вольтметр к выводам вторичной обмотки
2. Кратковременно подаем пониженное напряжение на первичную обмотку
3. Наблюдаем за отклонением стрелки вольтметра

При правильной полярности стрелка должна отклониться вправо. Отклонение влево указывает на неверную маркировку выводов.

Оценка результатов проверки и выводы

После проведения всех измерений необходимо сравнить полученные результаты с паспортными данными и нормативными значениями. На основании этого делается вывод о пригодности ИТН к дальнейшей эксплуатации или необходимости ремонта/замены.

Основные критерии для признания ИТН неисправным:

• Сопротивление изоляции ниже 300 МОм
• Отклонение коэффициента трансформации более допустимого
• Повышенный ток холостого хода
• Неправильная полярность выводов

При обнаружении любого из этих дефектов эксплуатация ИТН недопустима до устранения неисправности.

Устройство измерительного трансформатора (схема) — статьи компании ПрофЭнергия

Для подключения чувствительных приборов к сетям высокого напряжения с переменным током, функция которых связана с контролем одного из параметров — тока, напряжения или фазы, используют измерительные трансформаторы. Особенность их в том, что при расчетах конструкции предусматривают минимальное изменение измеряемой величины.

Содержание

1. Трансформаторы напряжения
2. Трансформаторы тока
3. Испытания измерительных трансформаторов

По виду измеряемой характеристики измерительные трансформаторы классифицируются на трансформаторы тока и напряжения.

Трансформаторы напряжения

Трансформаторы напряжения предназначены для подключения приборов, реагирующих на параметр напряжения (аппараты защиты, контроля над напряжением, катушек напряжения реле, счетчиков, ваттметров).

Устройство измерительного трансформатора напряжения по принципу действия соответствует устройству силового трансформатора, у которого синусоиды входного напряжения и на выводе вторичной обмотки одинаковы. Однако режим его работы близок к холостому ходу.

Трансформаторы тока

Трансформаторы тока служат для подключения амперметров, токовых катушек различных приборов, а также реле. Если принцип действия трансформаторов напряжения основан на уменьшении тока при увеличении сопротивления, то измерительные трансформаторы тока — благодаря своему устройству — выдают на выходе вторичной обмотки практически неизменный ток. Однако при увеличении сопротивления повышается напряжение на выводе вторичной обмотки, поэтому нагрузка трансформаторного тока зависит от суммарного сопротивления всех подключенных к нему приборов и соединительных проводов. Схема измерительного трансформатора тока представляет повышающий трансформатор с наружной и внутренней обмоткой, также его выполняют в виде проходного трансформатора, у которого роль первичной обмотки играет провод, проходящий сквозь окно магнитопровода. Существуют и другие конструкции.

Испытания измерительных трансформаторов

Выполнение измерительными трансформаторами возложенных на них задач возможно только при полном соответствии их характеристик требуемым параметрам. Убедиться в этом позволяют испытания измерительных трансформаторов, которые необходимо проводить при их установке и профилактически, согласно действующим правилам.

Рекомендуется перед установкой проводить испытание до монтажа на фундамент, но профилактические испытания проводятся без демонтажа трансформаторов.

Во время испытаний определяют состояние изоляции обмоток. На первом этапе проводят измерение изоляции как первичной, так и вторичной обмотки. Эта проверка позволяет определить целостность и степень изношенности изоляции. Только после данного действия, если во время него не выявлено каких-либо нарушений, разрешено приступать к проверке повышенным напряжением. Испытание позволяет выявить дефекты — как общие, так и местной локализации, которые не выявляются при помощи других проверок,- а также определить запас прочности.

В рамках действующих методик у измерительных трансформаторов производят измерения железных сердечников для определения характеристик намагничивания и полярности выводов.

Инженерный центр «ПрофЭнергия» имеет все необходимые инструменты для качественного проведения испытаний изоляции силовых трансформаторов, слаженный коллектив профессионалов и лицензии, которые дают право осуществлять все необходимые испытания и замеры. Оставив выбор на электролаборатории «ПрофЭнергия» вы выбираете надежную и качествунную работу своего оборудования!

Если хотите заказать испытание изоляции силовых трансформаторов или задать вопрос, звоните по телефону: +7 (495) 181-50-34.

Схемы соединения измерительных трансформаторов напряжения. Измерительные трансформаторы напряжения

Трансформатор напряжения предназначен для понижения высокого напряжения до стандартного значения 100 или 100/v3 В и для отделения цепей измерения и релейной защиты от первичных цепей высокого напряжения. Схема включения однофазного трансформатора напряжения показана на рис.; первичная обмотка включена на напряжение сети U1, а к вторичной обмотке (напряжение U2) присоединены параллельно катушки измерительных приборов и реле. Для безопасности обслуживания один выход вторичной обмотки заземлен. Трансформатор напряжения в отличие от трансформатора тока работает в режиме, близком к холостому ходу, так как сопротивление параллельных катушек приборов и реле большое, а ток, потребляемый ими, невелик.

1 — первичная обмотка; 2 — магнитопровод; 3 — вторичная обмотка

Номинальный коэффициент трансформации определяется следующим выражением:

Где U1ном и U2ном — номинальные первичное и вторичное напряжения соответственно.
Рассеяние магнитного потока и потери в сердечнике приводят к погрешности измерения

Так же как и в трансформаторах тока, вектор вторичного напряжения сдвинут относительно вектора первичного напряжения не точнона угол 180°. Это определяет угловую погрешность.

В зависимости от номинальной погрешности различают классы точности 0,2; 0,5; 1; 3.

Погрешность зависит от конструкции магнитопровода, магнитной проницаемости стали и от cosφ2, т. е. от вторичной нагрузки. В конструкции трансформаторов напряжения предусматривается компенсация погрешности по напряжению путем некоторого уменьшения числа витков первичной обмотки, а также компенсация угловой погрешности за счет специальных компенсирующих обмоток.

Суммарное потребление обмоток измерительных приборов и реле, подключенных к вторичной обмотке трансформатора напряжения, не должно превышать номинальную мощность трансформатора напряжения, так как в противном случае это приведет к увеличению погрешностей.

В зависимости от назначения могут применяться трансформаторы напряжения с различными схемами соединения обмоток. Для измерения трех междуфазных напряжений можно использовать два однофазных двухобмоточных трансформатора НОМ, НОС, НОЛ, соединенных по схеме открытого треугольника (рис. 4.13, а), а также трехфазные двухобмоточные трансформаторы НТМК, обмотки которых соединены в звезду (рис. 4.13, б). Для измерения напряжения относительно земли могут применяться три однофазных трансформатора, соединенных по схеме Y 0 /Y 0

, или трехфазные трехобмоточные трансформаторы НТМИ или НАМИ (рис. б). В последнем случае обмотка, соединенная в звезду, используется для присоединения измерительных приборов, а к обмотке, соединенной в разомкнутый треугольник, присоединяется реле защиты от замыканий на землю. Таким же образом в трехфазную группу соединяются однофазные трехобмоточные трансформаторы типа ЗНОМ и каскадные трансформаторы НКФ.

Схемы соединения обмоток трансформаторов напряжения

По конструкции различают трехфазные и однофазные трансформаторы. Трехфазные трансформаторы напряжения применяются при напряжении до 18 кВ, однофазные — на любые напряжения. По типу изоляции трансформаторы могут быть сухими, масляными и с литой изоляцией.

Обмотки сухих трансформаторов выполняются проводом ПЭЛ, а изоляцией между обмотками служит электрокартон. Такие трансформаторы применяются в установках до 1000 В (НОС-0,5 — трансформатор напряжения однофазный, сухой, на 0,5 кВ).

Трансформаторы напряжения с масляной изоляцией применяются на напряжение 6 — 1150 кВ в закрытых и открытых распределительных устройствах. В этих трансформаторах обмотки и магнитопровод залиты маслом, которое служит для изоляции и охлаждения.

Следует отличать однофазные двухобмоточные трансформаторы НОМ-6, НОМ-10, НОМ-15, НОМ-35 от однофазных трехобмоточных ЗНОМ-15, ЗНОМ-20, ЗНОМ-35.

Схема соединения трансформаторов напряжения в звезду, приведенная на рис.6.5, а, предназначена для получения напряжений фаз относительно земли и междуфазных (линейных) напряжений. Три первичные обмотки TV1 соединяются в звезду. Начала каждой обмотки (А, В, C )присоединяются к соответствующим фазам ЛЭП, а концы X, Y, Z объединяются в общую точку (нейтраль N1 )и заземляются. При таком включении к каждой первичной обмотке TV1 подводится напряжение фазы ЛЭП относительно земли. Концы вторичных обмоток TV1 (х , у , z на рис.6.5, а ) также соединяются в звезду, нейтраль которой N2 связывается с нулевой точкой нагрузки N3 (сопротивления 1 , 2 , 3 ). В приведенной схеме нейтраль первичной обмотки (точка N1 )жестко связана с землей и имеет потенциал, равный нулю, такой же потенциал будет иметь нейтраль N2 и связанная с ней нейтраль нагрузки N3. При такой схеме фазные напряжения на вторичной стороне соответствуют фазным напряжениям относительно земли первичной стороны. Заземление нейтрали первичной обмотки ТН и наличие нулевого провода во вторичной цепи являются обязательным условием для получения фазных напряжений относительно земли.

Соединение обмоток ТН по схеме y / y обычно выполняется по 12-й группе. Эта схема может быть осуществлена посредством трех однофазных ТН или одного трехфазного пятистержневого ТН. Трехфазные трехстержневые ТН для данной схемы применяться не могут, так как в их магнитопроводе отсутствуют пути для замыкания магнитных потоков НП Ф 0 , создаваемых током I 0 в первичных обмотках при замыканиях на землю в сети. В этом случае поток Ф 0 замыкается через воздух по пути с большим магнитным сопротивлением. Это приводит к уменьшению сопротивления НП трансформатора и резкому увеличению I нам. Повышенный I нам вызывает недопустимый нагрев трансформатора, в связи с чем применение трехстержневых ТН

недопустимо. В пятистержневых трансформаторах для замыкания потоков служат четвертый и пятый стержни магнитопровода (рис.6.6).

Схема соединений обмоток ТН в открытый треугольник изображена на рис.6.7. Она выполняется при помощи двух однофазных ТН, включенных на два междуфазных напряжения, например U AB и U BC . Напряжение на зажимах вторичных обмоток ТН всегда пропорционально междуфазным напряжениям, подведенным с первичной стороны. Между проводами вторичной цепи включаются реле. Схема позволяет получать все три междуфазных напряжения U AB , U BC и U AC .

Схема соединений обмоток однофазных ТН в фильтр напряжения НП выполняется посредством трех однофазных ТН, как показано на рис.6.8. Первичные обмотки соединены в звезду с заземленной нейтралью, а вторичные – последовательно, образуя незамкнутый треугольник. К зажимам разомкнутых вершин треугольника подсоединяются реле. Напряжение U p на зажимах разомкнутого треугольника равно геометрической сумме напряжений вторичных обмоток: U p = U а + U b + U c .

Так как сумма трех фазных напряжений равна утроенному напряжению НП, выражая вторичные напряжения через первичные, получаем

(6.4)

В нормальных условиях напряжения фаз симметричны, U p = 0. При КЗ без земли также U p = 3U 0 = 0 (см. гл. 1). При КЗ на землю (одно- и двухфазных) на зажимах разомкнутого треугольника ТН появляется напряжение U p = 3U 0 /K U .

Напряжения прямой и обратной последовательностей образуют симметричные звезды и поэтому при суммировании в цепи разомкнутого треугольника всегда дают нуль на его зажимах.

Рассмотренная схема является фильтром НП. Необходимым условием работы схемы вкачестве фильтра НП является заземление нейтрали первичной обмотки ТН. Применяя однофазные ТН с двумя вторичными обмотками, можно соединить одну из них по схеме звезды, а вторую – по схеме разомкнутого треугольника (рис.6.9). Номинальное вторичное напряжение у обмотки, предназначенной для соединения в разомкнутый треугольник, принимается равным для сетей с заземленной нейтралью 100 В, а для сетей с изолированной нейтралью 100/3 В.

Схема соединения обмоток трехфазных ТН в фильтр напряжения НП. Для получения 3U 0 от трехфазного пятистержневого ТН (см. рис.6.6) на каждом из его основных стержней 1 , 2 и 3 выполняется дополнительная (третья) обмотка, соединяемая по схеме разомкнутого треугольника. Напряжение на выводах этой обмотки появляется только при КЗ на землю, когда возникают магнитные потоки НП, замыкающиеся по четвертому и пятому стержням магнитопровода. Схемы с пятистержневым ТН позволяют получать одновременно с напряжением НП фазные и междуфазные напряжения.

Измерительный трансформатор напряжения служит для понижения высокого напряжения, подаваемого в установках переменного тока на измерительные приборы и реле защиты и автоматики.

Для непосредственного включения на высокое напряжение потребовались бы очень громоздкие приборы и реле вследствие необходимости их выполнения с высоковольтной изоляцией. Изготовление и применение такой аппаратуры практически неосуществимо, особенно при напряжении 35 кВ и выше.

Применение трансформаторов напряжения позволяет использовать для измерения на высоком напряжении стандартные измерительные приборы, расширяя их пределы измерения; обмотки реле, включаемых через трансформаторы напряжения, также могут иметь стандартные исполнения.

Кроме того, трансформатор напряжения изолирует (отделяет) измерительные приборы и реле от высокого напряжения, благодаря чему обеспечивается безопасность их обслуживания.

Трансформаторы напряжения широко применяются в электроустановках высокого напряжения, от их работы зависит точность и учета электроэнергии, а также надежность действия релейной защиты и противоаварийной автоматики.

Измерительный трансформатор напряжения по принципу выполнения ничем не отличается от . Он состоит из стального сердечника, набранного из пластин листовой электротехнической стали, первичной обмотки и одной или двух вторичных обмоток.

На рис. 1,а показана схема трансформатора напряжения с одной вторичной обмоткой. На первичную обмотку подается высокое напряжение U1, а на напряжение вторичной обмотки U2 включен измерительный прибор. Начала первичной и вторичной обмоток обозначены буквами А и а, концы — X и х. Такие обозначения обычно наносятся на корпусе трансформатора напряжения рядом с зажимами его обмоток.

Отношение первичного номинального напряжения к вторичному номинальному напряжению называется номинальным трансформатора напряжения Кн = U1 ном / U2 ном

Рис. 1. Схема и векторная диаграмма трансформатора напряжения: а — схема, б — векторная диаграмма напряжений, в — векторная диаграмма напряжений

При работе трансформа тора напряжения без погрешностей его первичное и вторичное напряжение совпадают по фазе, как показано на рис. 1,6, и отношение их величин равно K н. При коэффициенте трансформации K н=1 напряжение U2 =U1 (рис. 1,в).

Измерительные трансформаторы напряжения с двумя вторичными обмотками

Трансформаторы напряжения с двумя вторичными обмотками, кроме питания измерительных приборов и реле, предназначаются для работы на устройствах сигнализации замыканий на землю в сети с изолированной нейтралью или на защиту от замыканий на землю в сети с заземленной нейтралью.

Схема трансформатора напряжения с двумя вторичными обмотками показана на рис. 2,а. Выводы второй (дополнительной) обмотки, используемой для сигнализации или защиты при замыканиях на землю, обозначены ад и хд.

На рис. 2,6 приведена схема включения трех таких трансформаторов напряжения в трехфазной сети. Первичные и основные вторичные обмотки соединены в звезду. Нейтраль первичной обмотки заземлена. На измерительные приборы и реле от основных вторичных обмоток могут быть поданы три фазы и нуль. Дополнительные вторичные обмотки соединены по схеме разомкнутого треугольника. От них на устройства сигнализации или защиты подается сумма фазных напряжений всех трех фаз.

При нормальной работе сети, в которой включен трансформатор напряжения, эта векторная сумма равна нулю. Это видно из векторных диаграмм рис. 2,в, где Uа, Vв и Uc — векторы фазных напряжений, приложенных к первичным обмоткам, a Uaд, Уb д и Ucд — векторы напряжений первичной н вторичной дополнительной обмотки. напряжений на вторичных дополнительных обмотках, совпадающие по направлению с векторами на соответствующих первичных обмотках (так же, как на рис. 1,в).

Рис. 2. Трансформатор напряжения с двумя вторичными обмотками. а — схема; б — включение в трехфазную цепь; в — векторная диаграмма

Сумма векторов Uaд, Ub д и Ucд получена путем их совмещения соответственно схеме соединения дополнительных обмоток, при этом принималось, что стрелки векторов как первичных, так и вторичных напряжений соответствуют началам обмоток трансформатора.

Результирующее напряжение 3U0 между концом обмотки фазы С и началом обмотки фазы А па диаграмме равно нулю.

В действительных условиях обычно на выходе разомкнутого треугольника имеется ничтожно малое напряжение небаланса, не превышающее 2 — 3% номинального напряжения. Этот небаланс создается всегда имеющимися незначительной несимметрией вторичных фазных напряжений и небольшим отклонением формы их кривой от синусоиды.

Напряжение, обеспечивающее надежную работу реле, приключаемых к цепи разомкнутого треугольника, возникает только при замыканиях на землю со стороны первичной обмотки трансформатора напряжения. Так как замыкания на землю связаны с прохождением тока через нейтраль, появляющееся при этом напряжение на выходе разомкнутого треугольника согласно методу симметричных составляющих называют напряжением нулевой последовательности и обозначают 3U0. В этом обозначении цифра 3 указывает, что напряжение в данной цепи является суммарным для трех фаз. Обозначение 3U0 применяется также и для выходной цепи разомкнутого треугольника, подаваемой на реле сигнализации или защиты (рис. 2,6).

Рис. 3. Векторные диаграммы напряжений первичной и вторичной дополнительной обмоток при однофазном замыкании на землю: а — в сети с заземленной нейтралью, б — в сети с изолированной нейтралью.

Наибольшее значение напряжение 3U0 имеет при однофазном замыкании на землю. При этом следует иметь в виду, что максимальная величина напряжения 3U0 в сети с изолированной нейтралью значительно, больше, чем в сети с заземленной нейтралью.

Распространенные схемы включения измерительных трансформаторов напряжения

Простейшая схема с использованием одного , показанная на рис. 1,а, применяется в пусковых шкафах двигателей и на переключательных пунктах 6 — 10 кВ для включения вольтметра и реле напряжения устройства АВР.

На рис.4 приведены схемы включения однофазных трансформаторов напряжения с одной обмоткой для питания трехфазных вторичных цепей. Группа из трех соединенных по схеме звезда — звезда однофазных трансформаторов, показанная на рис. 4,а, применяется для питания измерительных приборов, счетчиков и вольтметров контроля изоляции в электроустановках 0,5 — 10 кВ с изолированной нейтралью и неразветвленной сетью, где не требуется сигнализация возникновения однофазных замыканий на землю.

Для обнаружения «земли» по этим вольтметрам они должны показывать величины первичных напряжений между фазами и землей (см. векторную диаграмму на рис. 3,6). Для этого нуль обмоток ВН заземляется и вольтметры включаются на вторичные фазные напряжения.

Так как при однофазных замыканиях на землю трансформаторы напряжения могут длительно находиться под линейным напряжением, их номинальное напряжение должно соответствовать первичному междуфазному напряжению. Вследствие этого в нормальном режиме при работе под фазным напряжением мощность каждого трансформатора, а следовательно, и всей группы понижается в √ 3 раз. Поскольку в схеме заземлен нуль вторичных обмоток, предохранители во вторичной цепи установлены во всех трех фазах.

Рис. 4. Схемы включения однофазных измерительных трансформаторов напряжения с одной вторичной обмоткой: а — схема звезда — звезда для электроустановок 0,5 — 10 кВ с изолированной нейтралью, б — схема открытого треугольника для электроустановок 0,38 — 10 кВ, в — то же для электроустановок 6 — 35 кВ, г — включение трансформаторов напряжения 6 -18 кВ по схеме треугольник — звезда для питания устройств АРВ синхронных машин.

На рис. 4,6 и в трансформаторы напряжения, предназначенные для питания измерительных приборов, счетчиков и реле, включаемых на междуфазные напряжения, включены по схеме открытого треугольника. Эта схема обеспечивает симметричные междуфазные напряжения Uab , Ubc, Uc a при работе трансформаторов напряжения в любом классе точности.

Особенность схемы открытого треугольника это недоиспользование мощности трансформаторов, так как мощность такой группы из двух трансформаторов меньше мощности группы из трех соединенных в полный треугольник трансформаторов не в 1,5 раза, а в √ 3 раз.

Схема рис.4,б применяется для питания неразветвленных цепей напряжения электроустановок 0,38 -10 кВ, что позволяет устанавливать заземление вторичных цепей непосредственно у трансформатора напряжения.

Во вторичных цепях схемы, показанной на рис. 4,в, вместо предохранителей установлен двухполюсный автомат, при срабатывании которого блок-контакт замыкает цепь сигнала «обрыв напряжения». Заземление вторичных обмоток выполнено на щите в фазе B, которая дополнительно заземлена непосредственно у трансформатора напряжения через пробивной предохранитель. Рубильник обеспечивает отключение вторичных цепей от трансформатора напряжения с видимым разрывом. Эта схема применяется в электроустановках 6 — 35 кв при питании разветвленных вторичных цепей от двух и более трансформаторов напряжения.

На рис. 4,г трансформаторы напряжения включены по схеме треугольник — звезда, обеспечивающей вторичное линейное напряжение U = 173 В, что необходимо для питания устройств автоматического регулирования возбуждения (АРВ) синхронных генераторов и компенсаторов. С целью повышения надежности работы АРВ предохранители во вторичных цепях не устанавливаются, что допускается для неразветвленных цепей напряжения.

Как проверить трансформатор с помощью мультиметра

От больших блоков на линиях электропередач до небольших блоков в устройствах, таких как зарядные устройства для телефонов, трансформаторы бывают разных форм и размеров.

Тем не менее, они выполняют ту же функцию, гарантируя, что ваши устройства и бытовые приборы получают именно то количество напряжения, которое им необходимо для правильной работы.

Однако, как и любое другое электронное устройство, трансформаторы выходят из строя .

Их замена может оказаться нежелательным вариантом, так как же диагностировать трансформатор и определить необходимое решение?

Эта статья дает ответы на этот , так как мы даем информацию о том, как именно работает трансформатор, и о различных методах его проверки на наличие неисправностей.

Без лишних слов, давайте сразу приступим.

Что такое трансформатор

Трансформатор — это устройство, которое преобразует сигнал переменного тока (AC) из высокого напряжения в низковольтный или наоборот.

Трансформатор, который преобразуется в трансформатор с низкой разностью потенциалов, называется понижающим трансформатором и является наиболее распространенным из двух, которые обслуживают нас ежедневно.

Понижающие трансформаторы на линиях электропередач снижают тысячи напряжений до низкого напряжения 240 В для домашнего использования.

Наши различные устройства, такие как разъемы для ноутбуков, зарядные устройства для телефонов и даже дверные звонки, используют собственные трансформаторы.

Они снижают напряжение всего до 2 В, чтобы устройство работало.

Альтернатива им называется повышающим трансформатором и обычно используется на центральных электростанциях для увеличения мощности для распределения.

Однако нас больше интересуют понижающие трансформаторы, поскольку это то, с чем мы обычно имеем дело. Но как они работают?

Как работают понижающие трансформаторы

В понижающих трансформаторах используются две катушки, также известные как обмотки. Это первичная катушка и вторичная катушка.

Первичная катушка — это входная катушка, получающая ток от источника переменного напряжения, такого как линия электропередач.

Вторичная катушка — это выходная катушка, подающая сигналы пониженного потенциала на бытовые приборы.

Каждая катушка намотана на сердечник, и когда ток проходит через первичную катушку, создается магнитное поле, которое индуцирует ток во вторичной катушке.

В понижающих трансформаторах первичная обмотка имеет больше витков, чем вторичная. Если не вдаваться в подробности, количество обмоток прямо пропорционально напряжению электромагнитной силы (ЭДС), создаваемой катушкой.

W ~ E

Обозначим входную обмотку W1, выходную обмотку W2, входное напряжение E1 и выходное напряжение E2. У понижающих трансформаторов входная катушка имеет больше витков, чем выходная.

Н1 > Н2

Это означает, что напряжение выходной (вторичной) катушки ниже, чем напряжение входной катушки.

E2 < E1

Таким образом высокое переменное напряжение преобразуется в низкое. Кроме того, через вторичную катушку проходит более высокий ток, чтобы сбалансировать емкость обеих обмоток.

Трансформаторы — это еще не все, но это основные сведения, которые вам понадобятся перед тестированием вашего трансформатора.

Если вы подозреваете, что ваш трансформатор работает плохо, вам просто нужен мультиметр, чтобы провести его диагностику.

Как проверить трансформатор с помощью мультиметра

Чтобы проверить трансформатор, вы используете мультиметр для проверки показаний напряжения переменного тока на входном источнике и выходных клеммах, когда трансформатор подключен. целостность трансформатора, когда он не подключен к какому-либо источнику питания.

Они будут объяснены далее.

Входные и выходные тесты

Обычно этот тест должен проводиться только на выходных клеммах трансформатора.

Однако, чтобы гарантировать получение точных показаний с выходных клемм, необходимо убедиться, что поступающее на них напряжение также является точным. Вот почему вы тестируете свой источник ввода.

Для бытовых приборов источниками входного сигнала обычно являются розетки в стенах. Вы хотите проверить, что они обеспечивают точное количество напряжения.

Для этого выполните следующие действия.

• Установите мультиметр на 200 В переменного тока
• Подсоедините провода мультиметра к проводам источника питания. Для настенных розеток вы просто вставляете провода в отверстия розетки.

Вы ожидаете увидеть значение между 120 В и 240 В, но это зависит от обстоятельств.

Если показания неточны, причиной проблем может быть ваш источник питания. Если показания верны, перейдите к проверке выходных клемм трансформатора. Для этого

• Подключите трансформатор к источнику питания
• Уменьшите диапазон напряжения на мультиметре
• Подсоедините выводы мультиметра к выходным клеммам трансформатора
• Проверка показаний

Глядя на показания мультиметра, вы проверяете, соответствует ли полученный результат. Здесь вы смотрите на рекомендуемые выходные характеристики трансформатора, чтобы сделать вывод.

Проверка целостности трансформатора

Проверка целостности трансформатора проводится, чтобы убедиться в отсутствии обрыва или короткого замыкания в катушках. Вы запускаете этот тест, когда трансформатор отключен от источника питания. Что вы делаете?

• Установите шкалу мультиметра на Ом или Сопротивление. Обычно это обозначается символом (Ом)
• Подсоедините провода мультиметра к каждой из входных клемм трансформатора

Если трансформатор имеет короткое замыкание, мультиметр дает очень высокие или бесконечные показания. Бесконечное чтение представлено «OL», что означает «Открытый цикл».

Если с входными клеммами все в порядке, повторите этот процесс для выходных клемм.

Если какой-либо из этих выводов дает высокое или бесконечное значение, необходимо заменить трансформатор. Вот видео, показывающее эту процедуру.

Заключение

Диагностика трансформатора — это процедура, с которой нужно быть осторожным, особенно при проверке входных и выходных клемм.

Тем не менее, следует помнить, что трансформаторы обычно имеют долгий срок службы. Проблема с ними сигнализирует о неисправности где-то еще в электрической цепи.

В связи с этим рекомендуется проверять недавно установленные трансформаторы на наличие плохих звуков, а также проверять, чтобы другие части цепи, такие как предохранители, были в хорошем состоянии.

Часто задаваемые вопросы

Как узнать, неисправен ли трансформатор?

Если трансформатор неисправен, вы можете столкнуться с тем, что устройство не работает, автоматический выключатель постоянно отключается или вы слышите жужжание трансформатора. Счетчик также поможет вам провести дальнейшие проверки катушек и их показания напряжения.

Что вы собираетесь сделать, чтобы проверить целостность трансформатора?

Чтобы проверить целостность трансформатора, отключите его и поместите щупы счетчика на входные клеммы. Если клеммы выдают высокое или бесконечное значение «O.L», то непрерывности нет. То же самое и для выходных клемм.

Что происходит, когда трансформатор выходит из строя?

Когда трансформатор выйдет из строя, устройство может не работать, или вы можете услышать жужжание или гудение, исходящие от трансформатора.

Какое сопротивление трансформатора?

Сопротивление трансформатора зависит от устройства, для питания которого он предназначен. Вы должны проверить характеристики трансформатора, чтобы сделать вывод.

• ОБ АВТОРЕ

Автор

Алекс Кляйн — инженер-электрик с более чем 15-летним опытом работы. Он является ведущим YouTube-канала Электроуниверситета, у которого тысячи подписчиков.

Как проверить трансформатор

Как тестируются трансформаторы? Изучите методы тестирования и советы по измерению!

Обзор

Трансформаторы являются чрезвычайно важным типом электрооборудования. Выход из строя одного из них может привести к значительному ущербу для компании, которая его использовала. Чтобы предотвратить такую ​​возможность, необходимо проводить оценочные измерения во время разработки и надежное тестирование во время производства, а также проводить техническое обслуживание в виде регулярных испытаний и проверок.
На этой странице представлены стандартные методы оценки и тестирования трансформаторов, которые широко используются.

Что такое трансформатор?

Трансформаторы используются для изменения напряжения переменного тока, например, путем его повышения или понижения. Они также играют изолирующую роль. В этой последней роли они защищают пользователей электрооборудования, изолируя входную и выходную стороны цепи питания, чтобы электричество со стороны входа не могло течь непосредственно на сторону выхода.

Примеры, знакомые большинству людей, включают небольшие трансформаторы, которые люди используют во время заграничных путешествий, и трансформаторы в форме ковша, установленные на опорах электропередач.
Трансформаторы преобразуют электроэнергию в удобное в использовании напряжение исходя из необходимой нагрузки на рассматриваемом объекте, из высокого напряжения в низкое. Вы можете задаться вопросом: «Почему бы просто не передавать электричество при простом в использовании напряжении?»
Однако передача электроэнергии по линиям электропередачи при низком напряжении вызывает значительные потери при передаче. Электростанции используют высокое напряжение для снижения тока при передаче электроэнергии, чтобы ограничить потери при передаче.

Основные оценочные испытания трансформатора

Ниже приведены некоторые примеры некоторых основных параметров, используемых для оценки трансформаторов:

Измерение первичной индуктивности (L1) и вторичной индуктивности (L2)

трансформатора и используется для измерения первичной и вторичной индуктивности. Все остальные обмотки во время этих измерений оставляются в разомкнутом состоянии.

Измерение индуктивности рассеяния

В идеальном трансформаторе закорачивание выхода также закорачивает вход, но в действительности индуктивность рассеяния остается даже при закорочении выхода. Индуктивность рассеяния можно получить, закоротив вторичную сторону и измерив индуктивность первичной стороны.

Емкость обмотки

При этом испытании измеряется емкость провода обмотки между первичной и вторичной сторонами трансформатора. Эту величину можно измерить, подключив прибор к каждой обмотке по одной.

Измерение взаимной индуктивности

Взаимную индуктивность можно рассчитать как (M = (La — Lo) / 4) путем измерения индуктивности с одинаковыми фазами, соединенными последовательно, и с противоположными фазами, соединенными последовательно.

Измерение коэффициента трансформации

Приблизительный коэффициент трансформации можно рассчитать, подключив сопротивление R к вторичной стороне и измерив индуктивность Z на первичной стороне. Вычисление (N = √[R/Z]).

Испытание трансформатора на превышение температуры

Испытание на превышение температуры используется для определения того, превышает ли температура трансформатора значение, указанное в спецификации, при работе в номинальных условиях. При таких испытаниях измеряется температура таких компонентов, как масло трансформатора или обмотка. Используются следующие три метода измерения:

Метод фактической нагрузки

Этот тип испытания на превышение температуры выполняется, когда трансформатор работает под номинальной нагрузкой. Использовать этот метод при испытании трансформаторов большой мощности не реально. Следовательно, он используется для проверки трансформаторов малой мощности.

Метод обратной нагрузки

В этом методе измерения выполняются при отдельном питании мощности без потерь и потерь нагрузки. Поскольку мощность питания, используемая в тесте, невелика, этот метод также можно использовать для тестирования трансформаторов большой мощности, таких как те, которые используются для подачи электроэнергии. Необходимо соблюдать меры предосторожности, так как метод требует как минимум двух трансформаторов одинакового номинала, а результаты измерений должны быть скорректированы по температуре.

Метод эквивалентной нагрузки

В этом методе повышение температуры измеряется после замыкания накоротко одной из обмоток трансформатора, подачи тока на другую обмотку от источника питания номинальной частоты и применения потерь, равных сумме потерь холостого хода и потеря нагрузки. Обратите внимание, что, поскольку общие потери представлены как потери нагрузки, необходимо заранее знать базовую цифру. Кроме того, как и метод обратной загрузки, этот метод требует температурной коррекции и других процедур.

Испытание на превышение температуры также можно проводить с помощью измерения сопротивления. Повышение температуры можно рассчитать по измеренному значению сопротивления и температуре окружающей среды.

Прочие испытания трансформаторов

В дополнение к методам, описанным выше, существует широкий спектр испытаний трансформаторов. Помимо испытаний на выносливость и сопротивления изоляции, которые используются и для других устройств, трансформаторы подвергаются испытаниям для оценки их устойчивости к землетрясениям, погодным условиям, жаре, холоду и влажности.