Проверка трансформатора тока

Испытание измерительных трансформаторов тока и напряжения

Перед началом испытаний проводят визуальный осмотр проверяя технический паспорт, состояние фарфора изоляторов, число и место установки заземлений вторичных обмоток. Проверка заземления вторичных обмоток выполняется там, где оно может безопасно отсоединяться без снятия высокого напряжения, на панели защиты.

Также проверяется резьба в ламелях зажимов трансформаторов тока. Трансформаторы класса токов Д и З проверяют на комплектность, номер комплекта должен совпадать.

Встроенные трансформаторы проверяют на сухость и устанавливают в соответствиями с надписями “верх”/”низ”. У выключателей с встроенными трансформаторами тока проверяют наличие уплотнения труб и сборных коробок, через которые проходят цепи трансформаторов тока.

При осмотре масляных трансформаторов удаляют резиновую шайбу из-под заливной пробки.

Проверка сопротивления изоляции обмоток

Мегаомметром на напряжение 1-2,5 кВ проверяют сопротивление первичной изоляции, каждой из вторичных обмоток и сопротивление между обмотками.

Испытание прочности изоляции обмоток производится напряжением 2 кВ на протяжении одной минуты.

Изоляцию вторичных обмоток разрешается испытывать одновременно с цепями вторичной коммутации переменным током напряжением 1 кВ в течение 1 мин.

Все испытания проводятся в соответствии с нормами.

Проверка полярности вторичных обмоток трансформаторов тока

Данная проверка проводится методом импульсов постоянного тока при помощи гальванометра.

Замыкая цепь контролируют направление отклонения стрелки прибора, при отклонении вправо, однополярные зажимы те, что присоединены к “плюсам” батареи и прибора. Для испытаний, в качестве источника тока, используются аккумуляторы или сухие батареи.

Проверка коэффициента трансформации трансформаторов тока

Нагрузочным трансформатором НТ в первичную обмотку подается ток, близкий к номинальному, не менее 20% номинального. Коэффициент трансформации проверяется на всех ответвлениях для всех вторичных обмоток.

Если на встроенных трансформаторах отсутствует маркировка, она восстанавливается следующим образом:

Подается напряжение Х автотрансформатора AT или потенциометра на два произвольно выбранных ответвления трансформатора тока. Вольтметром V измеряют напряжение между всеми ответвлениями. Максимальное значение напряжения будет на крайних выводах А и Д, между которыми заключено полное число витков вторичной обмотки трансформатора тока. На определенные таким образом начало и конец обмотки подают от автотрансформатора напряжение из расчета 1 В на виток (число витков определяют по данным каталога). После этого, измеряя напряжение по всем ответвлениям, которое будет пропорционально числу витков, определяют их маркировку.

Снятие характеристик намагничивания трансформаторов тока

Витковое замыкание во вторичной обмотке — самый распространенный дефект трансформаторов. Обнаруживается он во время проверки характеристик намагничивания, основных при оценке неисправностей, определении погрешностей. Выявляется дефект по снижению намагничивания и уменьшению крутизны.

При замыкании даже нескольких витков, характеристики резко снижаются.

Полученные характеристики оцениваются сравнением с типовыми значениями, либо с данными полученными при проверке других однотипных трансформаторов с теми же коэффициентов и классом точности.

Не рекомендуется снимать характеристики реостатом, из-за возможности появления остаточного намагничивания стали сердечника трансформатора тока при отключении тока.

В протокол проверки обязательно записывают по какой схеме проводилась проверка, для того чтобы полученные значения можно было использовать при следующих проверках.

Для трансформаторов высокого класса точности и с большим коэффициентом трансформации достаточно снимать характеристику до 220 В. При снятии характеристик намагничивания вольтметр включают в схему до амперметра, чтобы проходящий через него ток не входил в значение тока намагничивания. Амперметр и вольтметр, применяемые при измерениях, должны быть электромагнитной или электродинамической системы.

Пользоваться приборами детекторными, электронными и другими, реагирующими на среднее или амплитудное значение измеряемых величин, не рекомендуется во избежание возможных искажений характеристики.

Проверка трансформаторов напряжения

Проверка трансформаторов напряжения не отличается от проверки силовых трансформаторов. Отличается методы проверки дополнительной обмотки 5-стержневых трансформаторов напряжения типа НТМИ, так как обмотка соединена в разомкнутый треугольник.

Полярность проверяется поочередным подключением “плюса” батареи ко всем выводам обмотки, а “минус” остается нулевым. При верном подключении наблюдают отклонение стрелок гальванометра в одну сторону.

После включения трансформатора в сеть необходимо измерить напряжение небаланса.

Как проверить трансформатор тока

Устройства, пропорционально преобразующие переменный ток из одной величины в другую на основе принципов электромагнитной индукции, называют трансформаторами тока (ТТ).

Их широко используют в энергетике и изготавливают разными конструкциями от маленьких моделей, размещаемых на электронных платах до метровых сооружений, устанавливаемых на железобетонные опоры.

Цель проверки – выявление работоспособности ТТ без оценки метрологических характеристик, определяющих класс точности и углового сдвига фаз между первичным и вторичными векторами токов.

Возможные неисправности. Трансформаторы выполняются автономными устройствами в изолированном корпусе с выводами для подключения к первичному оборудованию и вторичным устройствам. Ниже приведены основные причины неисправностей:

– повреждение изоляции корпуса; – повреждение магнитопровода; – повреждение обмоток: – обрывы; – ухудшение изоляции проводников, создающее межвитковые замыкания; – механические износы контактов и выводов.

Методы проверок. Для оценки состояния ТТ проводится визуальный осмотр и электрические проверки.

Визуальный внешний осмотр. Проводится в первую очередь и позволяет оценить:

– чистоту внешних поверхностей деталей; – появление сколов на изоляции; – состояние клеммников и болтовых соединений для подключения обмоток; – наличие внешних дефектов.

Проверка изоляции. (эксплуатация ТТ с нарушенной изоляцией не допускается!).

Испытания изоляции. На высоковольтном оборудовании трансформатор тока смонтирован в составе линии нагрузки, входит в нее конструктивно и подвергается совместным высоковольтным испытаниям отходящей линии специалистами службы изоляции. По результатам испытаний оборудование допускается в эксплуатацию.

Проверка состояния изоляции. К эксплуатации допускаются собранные токовые цепи с величиной изоляции 1 мОм.

Для ее замера используется мегаомметр с выходным напряжением, соответствующим требованиям документации на ТТ. Большинство высоковольтных устройств необходимо проверять прибором с выходным напряжением в 1000 вольт.

Итак, мегаомметром измеряют сопротивление изоляции между:

– корпусом и всеми обмотками; – каждой обмоткой и всеми остальными.

Работоспособность трансформатора тока можно оценить прямыми и косвенными методами.

1. Прямой метод проверки

Это, пожалуй наиболее проверенный способ, который по другому называют проверкой схемы под нагрузкой.

Используется штатная цепь включения ТТ в цепи первичного и вторичного оборудования или собирается новая цепь проверки, при которой ток от (0,2 до 1,0) номинальной величины пропускается по первичной обмотке трансформатора и замеряется во вторичной.

Численное выражение первичного тока делится на замеренный ток во вторичной обмотке. Полученное выражение определяет коэффициент трансформации, сравнивается с паспортными данными, что позволяет судить об исправности оборудования.

ТТ может содержать несколько вторичных обмоток. Все они, до начала испытаний, должны надежно подключаться к нагрузке или закорачиваться. В разомкнутой вторичной обмотке (при токе в первичной) возникает высокое напряжение в несколько киловольт, опасное для человека и оборудования.

Магнитопроводы многих высоковольтных трансформаторов нуждаются в заземлении. Для этого в их клеммной коробке оборудуется специальный зажим с маркировкой буквой “З”.

На практике часто есть ограничения по проверке ТТ под нагрузкой, связанные с условиями эксплуатации и безопасности. Поэтому используются другие способы.

2. Косвенные методы

Каждый из способов предоставляет часть информации о состоянии ТТ. Поэтому следует применять их в комплексе.

Определение достоверности маркировки выводов обмоток. Целостность обмоток и их вывода определяются “прозвонкой” (замером омических активных сопротивлений) с проверкой или нанесением маркировки. Выявление начал и концов обмоток осуществляется способом, позволяющим определить полярность.

Определение полярности выводов обмоток. Вначале ко вторичной обмотке ТТ подсоединяется миллиамперметр или вольтметр магнитоэлектрической системы с определенной полярностью на выводах.

Допускается использовать прибор с нулем в начале шкалы, однако, рекомендкеься посередине. Все остальные вторичные обмотки из соображений безопасности шунтируются.

К первичной обмотке подключается источник постоянного тока с ограничивающим его ток разряда сопротивлением. Обыкновенной батарейки от карманного фонарика с лампочкой накаливания вполне достаточно. Вместо установки выключателя можно просто дотронуться проводом от лампочки до первичной обмотки ТТ и затем отвести его.

При включении выключателя в первичной обмотке формируется импульс тока соответствующей полярности. Действует закон самоиндукции. При совпадении направления навивки в обмотках стрелка движется вправо и возвращается назад. Если прибор подключен с обратной полярностью, то стрелка будет двигаться влево.

При отключении выключателя у однополярных обмоток стрелка двигается импульсом влево, а в противном случае – вправо.

Аналогичным способом проверяется полярность подключения других обмоток.

Снятие характеристики намагничивания. Зависимость напряжения на контактах вторичных обмоток от проходящего по ним тока намагничивания называют вольтамперной характеристикой (ВАХ). Она свидетельствует о работе обмотки и магнитопровода ТТ, позволяет оценить их исправность.

С целью исключения влияния помех со стороны силового оборудования ВАХ снимают при разомкнутой цепи у первичной обмотки.

Для проверки характеристики требуется пропускать переменный ток различной величины через обмотку и замерять напряжение на ее входе. Это можно делать любым проверочным стендом с выходной мощностью, позволяющей нагружать обмотку до насыщения магнитопровода ТТ при котором кривая насыщения переходит в горизонтальное направление.

Данные замеров заносят в таблицу протокола. По ним методом аппроксимации вычерчивают графики.

Перед началом замеров и после них необходимо обязательно проводить размагничивание магнитопровода путем нескольких плавных увеличений токов в обмотке с последующим снижением до нуля.

Для замеров токов и напряжений следует пользоваться приборами электродинамической или электромагнитной систем, воспринимающих действующие значения тока и напряжения.

Появление в обмотке короткозамкнутых витков уменьшает величину выходного напряжения в обмотке и снижает крутизну ВАХ. Поэтому, при первом использовании исправного трансформатора делают замеры и строят график, а при дальнейших проверках через определенное время контролируют состояние выходных параметров.

15-6. Проверка трансформаторов тока

а) Объем проверки

При новом включении производится осмотр трансформаторов тока и их цепей, проверяются сопротивление постоянному току и электрическая прочность изоляции вторичных обмоток, определяются однополярные зажимы, проверяются характеристики намагничивания, коэффициенты трансформации. При плановых проверках производятся осмотр трансформаторов тока, проверка сопротивления обмоток, сопротивления изоляции и снятие характеристик намагничивания. Если при проверке вынимаются встроенные трансформаторы тока, необходимо дополнительно проверить полярность обмоток и коэффициенты трансформации на разных отпайках.

б) Определение полярности выводов

Полярность выводов обмоток трансформаторов тока проверяется с помощью магнитоэлектрического прибора с обозначенной полярностью обмотки и нулем в середине шкалы по схеме, приведенной на рис. 15-8.

Источник постоянного тока, в качестве которого используется электрическая батарейка Б или аккумулятор напряжением 4—6 В, подключается последовательно с добавочным сопротивлением R_д к первичной обмотке трансформатора тока. При этом положительный полюс батарейки подключают к «началу», а отрицательный к «концу» первичной обмотки. Замыкая и размыкая ключом К цепь первичной обмотки трансформатора тока, наблюдают за отклонением стрелки магнитоэлектрического прибора, подключенного к вторичной обмотке. Если при замыкании первичной цепи стрелка прибора будет отклоняться вправо, а при размыкании влево, значит, выводы первичной и вторичной обмоток трансформатора тока, к которым подключен плюс батареи и плюс прибора, являются однополярными. Для увеличения отклонения стрелки прибора, используемого в схеме проверки, можно изменять величину добавочного сопротивления, а также напряжение батарейки.

в) Снятие характеристики намагничивания

Характеристика намагничивания, представляющая зависимость напряжения на зажимах вторичной обмотки трансформатора тока от тока намагничивания, является основной характеристикой, по которой можно определить исправность трансформатора тока, а также возможность его применения в различных схемах релейной защиты.

Для снятия характеристики намагничивания при разомкнутой первичной обмотке на зажимы вторичной обмотки трансформатора тока подается переменное напряжение через регулировочный автотрансформатор AT (рис. 15-9).

Увеличивая напряжение, подаваемое на вторичную обмотку, фиксируют несколько значений напряжения и тока. При новом включении таким образом снимают 10—12 точек, по которым строят характеристику намагничивания (рис. 15-10). При плановых проверках трансформаторов тока снимаются три-четыре точки и проверяется совпадение с характеристикой, снятой ранее.

Желательно снимать характеристику намагничивания до насыщения, т. е. до таких значений, когда наступает насыщение трансформатора тока и характеристика намагничивания загибается. Измерение тока и напряжения при снятии характеристики намагничивания следует производить приборами электромагнитной или электродинамической системы, реагирующими на действующие значения измеряемых величин. Перед проверкой характеристики намагничивания и после нее производится размагничивание сердечника путем дпух-трех плавных подъемов и снижений напряжения до нуля.

При наличии короткозамкнутых витков во вторичной обмотке трансформатора тока его характеристика намагничивания снижается, как показано на рис. 15-10, что может быть обнаружено при сравнении полученной характеристики с характеристикой, снятой ранее, или с характеристиками однотипных трансформаторов тока. Наиболее наглядно различие характеристик при наличии коротко-замкнутых витков проявляется в их начальной части при токах намагничивания 0,1 — 1 А.

Для некоторых типов трансформаторов тока, насыщение которых происходит при больших значениях напряжения (например, 400—600 В), необходима специальная испытательная схема, позволяющая снимать характеристику до начала насыщения. Такая схема, которая используется для снятия характеристик намагничивания трансформаторов тока с вторичным номинальным током 1 А, показана на рис. 15-11.

В этой схеме для повышения напряжения, подаваемого на зажимы вторичной обмотки трансформатора тока, используется специальный трансформатор Т на напряжение 220/2 000 В. При этом не следует подавать на вторичную обмотку слишком больших напряжений, поскольку это опасно для междувитковой изоляции. Поэтому рекомендуется подавать на вторичную обмотку одноамперных трансформаторов тока такое напряжение, чтобы на один виток вторичной обмотки приходилось не более 1—1,2 В.

Характеристика намагничивания может сниматься и при подаче тока в первичную обмотку, как показано на рис. 15-12. Ток в первичную обмотку трансформатора тока подается при этом через промежуточный трансформатор Т 220/12 В, мощностью 500—600 В-А, величина его регулируется автотрансформатором AT. Напряжение на ветви намагничивания измеряется с помощью вольтметра V, подключенного к зажимам вторичной обмотки. Вольтметр должен иметь высокое внутреннее сопротивление 1,5— 2 кОм/В и пределы измерения 10—2 000 В. Снятие характеристики намагничивания при подаче тока в первичную обмотку трансформатора тока особенно удобно при проверке одноамперных трансформаторов тока, когда отсутствует специальное устройство для пвдачи достаточно большого напряжения на зажимы вторичной обмотки.

В установках напряжением 500 кВ и выше применяются каскадные трансформаторы тока, схема которых показана на рис. 15-13. Особенность проверки таких трансформаторов тока состоит в том, что отдельно должна проверяться каждая ступень каскада. Затем после соединения обеих ступеней проверяется характеристика намагничивания каждой обмотки трансформатора тока в полной схеме.

У встроенных трансформаторов тока характеристику намагничивания следует снимать дважды: до закладки трансформатора тока во втулку для проверки его исправности и после установки втулки вместе с трансформатором тока на место. При этом характеристику намагничивания можно снимать только на одной из отпаек. Характеристика намагничивания для других отпаек встроенного трансформатора тока определится пересчетом по следующим формулам:

где U, I_нам, — напряжение, ток намагничивания и число витков- обмотки для ответвления, на котором снималась характеристика намагничивания; — напряжение, ток намагничивания и число витков обмотки для ответвления, на которое производится пересчет характеристики.

г) Проверка коэффициента трансформации

Коэффициент трансформации трансформатора тока проверяется по схеме, показанной на рис. 15-14. В первичную обмотку от нагрузочного трансформатора НТ подается ток не меньше 20% номинального. Коэффициент трансформации трансформатора тока определяется как отношение первичного тока I₁ ко вторичному I₂ и сравнивается с его номинальным значением.

У встроенных трансформаторов тока необходимо проверить коэффициенты трансформации для всех ответвлений и правильность маркировки ответвлений. Проверка правильности маркировки ответвлений может быть выполнена при определе- нии коэффициентов трансформации или другим более простым способом.

Для этого на два любых ответвления вторичной обмотки подается через автотрансформатор переменное напряжение (рис. 15-15). Измеряя напряжения между каждой парой ответвлений, по максимальной величине напряжения определяют выводы, соответствующие максимальному коэффициенту трансформации А и Д. После того как эти выводы найдены, на них подается напряжение от автотрансформатора AT. Затем проверяют распределение напряжения по обмотке трансформатора тока, измеряя напряжение между одним из выводов, например А, и всеми другими ответвлениями. Наименьшее напряжение соответствует ответвлению с наименьшим коэффициентом трансформации. Аналогично находят и другие ответвления, сопоставляя результаты измерений с заводской схемой распределения витков между ответвлениями; В качестве примера в табл. 15-1 приведены напряжения, измеренные на разных ответвлениях при подаче на зажимы А — Д напряжения 120 В, равного числу витков всей обмотки. Следует иметь в виду, что по этим замерам можно определить «начало» — А и «конец» — Д обмотки трансформатора тока. По данным, приведенным в табл. 15-1 и на рис. 15-16, видно, что напряжение, а следовательно, и число витков между зажимами А — Б меньше, чем между зажимами Г — Д, что обеспечивает компенсацию влияния намагничивающего тока на коэффициент трансформации трансформатора тока.

д) Проверка трансформаторов тока нулевой последовательности, имеющих подмагничивание

Кроме рассмотренных выше проверок, общих для трансформаторов тока всех типов, при новом включении и при плановых проверках ТНП с подмагничиванием производятся следующие испытания: измеряется на переменном токе сопротивление всех обмоток (вторичных и подмагничи-вания), регулируется число витков обмотки подмагничивания для уменьшения тока небаланса, проверяется чувствительность защиты при наличии и отсутствии подмагни-чивания, а также отсутствие вибрации токовых реле при больших токах, для ТНП кабельного типа проверяется изоляция концевых воронок и брони кабеля.

Сопротивление z каждой обмотки определяется по методу амперметра — вольтметра при подаче переменного напряжения на ее зажимы. В случае виткового замыкания; в обмотке ее сопротивление переменному току резко снижается, что позволяет при плановых проверках обнаружить неисправность.

Для уменьшения тока небаланса от подмагничивания производится регулировка обмотки подмагничивания. Для этого при нормальном напряжении подмагничивания изменяют число витков одной из полусекций обмотки так, чтобы ток небаланса, измеряемый миллиамперметром, подключенным к зажимам вторичной обмотки ТНП, имел минимальное значение.

Одновременно с испытанием ТНП производится проверка чувствительности реле защиты, подключенных к его вторичной обмотке. Проверка производится по схеме, показанной на рис. 15-17, для двух режимов: при наличии и при отсутствии подмагничивания. В этой схеме первичный ток проходит по проводу, пропущенному через окно ТНП. Ток срабатывания

чувствительного токового реле, подключенного к ТНП, измеренный при отсутствии напряжения подмагничивания, в несколько раз превышает ток срабатывания при его наличии. Одновременно при проверке чувствительности токовых реле защиты следует убедиться в отсутствии вибрации при прохождении через ТНП максимально возможного первичного тока нулевой последовательности.

Для проверки надежности изоляции воронок кабеля и брони каждого кабеля на участке между выводами генератора и ТНП источник переменного тока включается в рассечку заземляющего провода. При пропускании по цепи заземления тока 10—20 А напряжение небаланса на выходе ТНП не должно превышать 4—5 мВ.

Проверка трансформатора тока

Наружный осмотр

При наружном осмотре измерительных трансформаторов проверяют наличие паспорта, состояние фарфора изоляторов, а также число и место установки заземлений вторичных обмоток. Заземление вторичных обмоток Измерительных трансформаторов надлежит выполнять в одном месте — на панели защиты или на клеммной сборке, т. е. там, где заземление может быть безопасно отсоединено без снятия высокого напряжения.

Кроме того, проверяют исправность резьбы в ламелях зажимов трансформаторов тока. У трансформаторов тока классов Д и 3, предназначенных для работы в цепях дифференциальной и земляной защит, проверяют также их комплектность. Все трансформаторы данного комплекта должны иметь один и тот же номер комплекта.

Встроенные трансформаторы тока перед установкой должны быть высушены, а при монтаже необходимо следить, чтобы они были установлены в соответствии с заводскими надписями «верх» и «низ». У выключателей с встроенными трансформаторами тока проверяют наличие уплотнения труб и сборных коробок, через которые проходят цепи трансформаторов тока.

При осмотре измерительных трансформаторов напряжения необходимо убедиться в отсутствии проворачивания проходных штырей.

Перед включением в эксплуатацию трансформаторов напряжения, залитых маслом, необходимо удалить резиновую шайбу из-под пробки для заливки масла.

проверка сопротивления изоляции обмоток

Сопротивление изоляции обмоток измерительных трансформаторов проверяют мегомметром на напряжение 1000—2500 в. При этом измеряют сопротивление изоляции первичной и каждой из вторичных обмоток по отношению к корпусу, а также сопротивление изоляции между всеми обмотками.

Электрическую прочность изоляции вторичных обмоток испытывают напряжением 2000 в переменного тока в течение 1 мин.

Изоляцию вторичных обмоток трансформаторов тока допускается испытывать совместно с цепями вторичной коммутации переменным током напряжением 1000 В в течение 1 мин.

Электрическую прочность изоляции первичных обмоток испытывают по нормам, приведенным в п. 4 настоящего раздела.

Проверка полярности вторичных обмоток трансформаторов тока

Проверка полярности производится методом импульсов постоянного тока при помощи гальванометра: по схеме, приведенной на рис. 10.

Рис. 10. Схема проверки полярности вторичных обмоток трансформаторов тока
Б — батарея или аккумулятор; К — кнопка; R доб — ограничительное сопротивление 1сш; Г—гальванометр.

При замыкании цепи тока следят за направлением отклонения стрелки прибора. Если при замыкании цепи стрелка отклоняется вправо, то однополярными зажимами будут те, к которым присоединены «плюс» батареи и «плюс» прибора.

В качестве источника постоянного тока используют сухие батареи или аккумуляторы

напряжением 2—6 В. При использовании аккумуляторов необходимо применять ограничительное сопротивление.

проверка коэффициента трансформации трансформаторов тока

Коэффициент трансформации проверяют по схеме, приведенной на рис. 11. При помощи нагрузочного трансформатора НТ в первичную обмотку подают ток, равный или близкий к номинальному, но не менее 20% номинального. Коэффициент трансформации проверяют для всех вторичных обмоток и на всех ответвлениях.

Рис. 11. Схема проверки коэффициента трансформации трансформаторов тока а — выносных; б — встроенных

При проверке встроенных трансформаторов, у которых отсутствует маркировка, ее необходимо восстановить, что наиболее просто сделать следующим образом.

По схеме, приведенной на рис. 12, подают напряжение Х автотрансформатора AT или потенциометра на два произвольно выбранных ответвления трансформатора тока. Вольтметром V измеряют напряжение между всеми ответвлениями. Максимальное значение напряжения будет на крайних выводах А и Д, между которыми заключено полное число витков вторичной обмотки трансформатора тока. На определенные таким образом начало и конец обмотки подают от автотрансформатора напряжение из расчета 1 В на виток (число витков определяют по данным каталога). После этого, измеряя напряжение по всем ответвлениям, которое будет пропорционально числу витков, определяют их маркировку.

Рис. 12. Схема определения отпаек встроенных трансформаторов тока при отсутствии маркировки

Снятие характеристик намагничивания трансформаторов тока

Наиболее распространенный дефект трансформаторов тока — витковое замыкание во вторичной обмотке. Этот дефект лучше всего выявляется при проверке характеристики намагничивания, которая является основной для оценки исправности и определения погрешностей или тождественности трансформаторов, предназначенных для дифференциальных и земляных защит. Витковое замыкание выявляется по снижению характеристики намагничивания и уменьшению ее крутизны.

На рис. 13 видно, что даже при закорачивании всего 1—2 витков происходит резкое снижение характеристики, определяемой при этом испытании.

При проверке же коэффициента трансформации замыкания небольшого числа витков практически не обнаруживается.

Рис. 13. Характеристики намагничивания при витковых замыканиях во вторичных обмотках (трансформатор тока типа ТВ-35 300/5 а)
1 — исправный трансформатор тока; 2 — закорочены два витка; 3 — закорочены восемь витков

Оценка полученной характеристики намагничивания производится путем сопоставления ее с типовой или с характеристиками, полученными на других однотипных трансформаторах тока того же коэффициента трансформации и класса точности.

Кривые намагничивания рекомендуется снимать по схеме с автотрансформатором (рис. 14,а). При пользовании потенциометром (схема на рис. 14,6) характеристика для того же трансформатора получится несколько выше, а при пользовании реостатом (схема на рис. 14,в) — еще выше (рис. 15).

Снимать характеристику при помощи реостата не рекомендуется, так как возможно появление остаточного намагничивания стали сердечника трансформатора тока при отключении тока.

Рис. 14. Схемы снятия характеристик намагничивания
а — с автотрансформатором; б — с потенциометром; в — с реостатом

Рис. 15. Характеристики намагничивания трансформаторов тока, снятые различными способами (трансформатор тока типа TB-35 150/5 А)
1 — с реостатом; 2 — с потенциометром; 3 — с автотрансформатором

Для того чтобы при последующих эксплуатационных проверках можно было сравнивать характеристики намагничивания с ранее снятыми, в протоколе проверки надо отмечать по какой схеме снималась характеристика. Для построения характеристики намагничивания достаточно снять ее до начала насыщения (при токе 5—10 А).

Для трансформаторов высокого класса точности и с большим коэффициентом трансформации достаточно снимать характеристику до 220 В. При снятии характеристик намагничивания вольтметр следует включать в схему до амперметра, чтобы проходящий через него ток не входил в значение тока намагничивания. Амперметр и вольтметр, применяемые при измерениях, должны быть электромагнитной или электродинамической системы.

Проверка трансформаторов напряжения

Методы проверки трансформаторов напряжения не отличаются от методов проверки и испытания силовых трансформаторов, описанных выше.

Некоторую особенность составляет проверка дополнительной обмотки 5-стержневых трансформаторов напряжения типа НТМИ. Эта обмотка соединена в разомкнутый треугольник. Проверка полярности ее производится по схеме, приведенной на рис. 16, путем поочередного подключения «плюса» батареи на все три вывода обмотки высшего напряжения в то время, как «минус» батареи, остается постоянно включенным на нулевой вывод. При правильном соединении обмоток отклонение гальванометра во всех случаях будет в одну сторону.

Рис. 16. Схема проверки полярности дополнительной обмотки 5- стержневого трехфазного трансформатора

Рис. 17. Имитация однофазного замыкания на землю путем исключения одной фазы 5-стержневого трансформатора напряжения на этой обмотке, которое при симметричном первичном напряжении не должно превышать 2—3 В. Полное отсутствие напряжения небаланса свидетельствует об обрыве цепи дополнительной обмотки трансформатора напряжения типа НТМИ должно быть напряжение 100 В.

После включения трансформатора в сеть необходимо измерить напряжение небаланса.

Как заказать услуги в нашей компании

Позвоните нам по номеру 8 (915) 208-27-05 или оставьте свой номер, чтобы мы могли вам перезвонить

Один звонок и наши специалисты приедут к вам в кратчайшие сроки.

Проверка трансформатора тока

Устройства для пропорционального преобразования переменного тока до значений, безопасных для его измерений, называют трансформаторами тока.

Такие трансформаторы находят широкое применение в сфере электроснабжения и электроэнергетике и изготавливаются в различных конструктивных исполнениях, — от небольших моделей, размещаемых непосредственно на электронных платах, до сооружений внушительных размеров, устанавливаемых на специальные строительные конструкции.

Проверка ТТ проводится с целью выявления его работоспособности, при этом не производится оценка метрологических характеристик, которые определяют класс точности и сдвига фаз между вектором первичного и вторичного токов.

Перечень возможных неисправностей

Ниже приведены наиболее распространённые причины неисправностей ТТ:

механические повреждения магнитопровода;
повреждения изоляции корпуса;
механические повреждения обмоток:
обрывы обмоток;
снижение изоляции проводников обмотки, создающее межвитковые замыкания;
механический износ выводов обмотки и контактов.

Методы проверок

Для оценки работоспособности трансформатора проводится внешний визуальный осмотр и проверка электрических характеристик.

Внешний визуальный осмотр

С него начинается каждая проверка, и она позволяет оценить:

состояние внешних поверхностей деталей;
наличие сколов и трещин на изоляции;
состояние клеммных или болтовых соединений;
наличие видимых дефектов.

Проверка изоляции

Испытания изоляции

В случае установки в составе высоковольтного оборудования трансформатор тока смонтирован в линии нагрузки, при этом он входит в линию конструктивно, и в таком случае испытания изоляции проводятся при проведении совместных высоковольтных испытаний отходящей линии сотрудниками службы изоляции. По результатам проведенных испытаний оборудование может быть допущено в эксплуатацию.

Проверка состояния изоляции

Для проведения измерения сопротивления изоляции следует использовать мегомметр с U_вых соответствующий требованиям техдокументации на ТТ. Для большинства существующих высоковольтных устройств проверку сопротивления изоляции следует проводить прибором с U_вых в 1 Кв.

Мегомметром проводят измерения сопротивление изоляции между:

корпусом и обмотками (каждой из обмоток);
каждой из обмоток и всеми остальными.

К эксплуатации могут быть допущены собранные токовые цепи с величиной сопротивления изоляции не менее 1 мОм.

Оценка работоспособности трансформатора тока

1. Прямой метод проверки

Прямая проверка — наиболее проверенный способ, также называемый проверкой схемы под нагрузкой.

Для проведения следует использовать штатную цепь включения трансформатора в цепи первичного и вторичного оборудования или же, собрать новую цепь для проверки, при которой ток величиной от 20 до 100 % от номинальной величины проходит по первичной обмотке трансформатора и замеряется во вторичной.

Численное значение замеренного первичного тока нужно разделить на численное значение замеренного тока вторичной обмотки. Полученное значение и будет коэффициентом трансформации, которое следует сравнить с паспортным значением, что позволит судить об исправности трансформатора.

Трансформатор тока может содержать не одну, а несколько вторичных обмоток. До начала испытаний все обмотки должны быть надежно подключены к нагрузке или же закорочены. В противном случае, в разомкнутой вторичной обмотке, при условии появлении тока в первичной обмотке, возникнет напряжение в несколько КВ, опасное для жизни человека и могущее привести к повреждению оборудования.

Магнитопроводы большинства высоковольтных трансформаторов тока нуждаются в заземлении. Для этого в их конструкции предусмотрена специальная клемма, которая маркируется буквой “З”.

На практике очень часто возникают какие-либо ограничения по проверке трансформаторов под нагрузкой, обусловленные особенностями эксплуатации и безопасности испытаний. В связи с этим часто используются иные способы проверки.

2. Косвенные методы

Каждый из перечисленных ниже способов проверки может предоставить лишь частичную информации о состоянии трансформаторов. Поэтому эти способы необходимо применять в комплексе.

Определение правильности маркировки выводов обмоток

Целостность обмоток ТТ и их выводов следует определять замером их активных сопротивлений с проверкой или последующим нанесением маркировки.

Определение начала и конца каждой из обмоток следует проводить способом, позволяющим установить полярность.

Проверка полярности выводов обмоток.

Для проведения испытаний к вторичной обмотке присоединить амперметр или вольтметр магнитоэлектрического типа с определенной полярностью на его выводах.

Рекомендуется использовать прибор с нулем посередине шкалы, однако, допускается использовать и с нулем, расположенным в начале шкалы.

Все остальные вторичные обмотки трансформатора необходимо, из соображений безопасности, зашунтировать.

К первичной обмотке ТТ необходимо подключить источник постоянного тока, затем последовательно подключить к нему сопротивление для ограничения тока разряда. Достаточно использовать обыкновенный элемент питания (батарейку) с лампочкой накаливания. Вместо выключателя можно просто коснуться проводом от лампочки клеммы первичной обмотки ТТ и затем отвести его.

При совпадении полярности стрелка сдвинется вправо и возвратится назад. Если прибор подключен с обратной полярностью, то стрелка будет сдвигаться влево.

При отключении питания у однополярных обмоток стрелка сдвигается толчком влево, а в противном случае – толчком вправо.

Таким же образом следует проверить полярность подключения других обмоток трансформатора.

Снятие характеристики намагничивания.

Зависимость напряжения на клеммах вторичных обмоток от протекающего по ним тока намагничивания называется вольт-амперной характеристикой, сокращенно ВАХ. Она свидетельствует о правильности работы обмотки и магнитопровода, позволяет оценить их исправность.

Для того, чтобы исключить влияние помех со стороны расположенного рядом силового оборудования, характеристику ВАХ следует снимать, предварительно разомкнув цепь первичной обмотки.

Для построения характеристики ВАХ необходимо пропускать переменный ток различных величин через обмотку ТТ и измерять напряжение на входе обмотки. Такие испытания можно проводить любым лабораторным стендом с блоком питания, имеющим выходную мощность, позволяющую нагружать обмотку до насыщения магнитопровода трансформатора, при котором кривая насыщения обратится в горизонтальное положение.

Полученные по замерам данные нужно занести в таблицу протокола. По табличным данным строятся графики ВАХ.

Перед началом проведения замеров и после их окончания следует в обязательном порядке производить размагничивание магнитопровода методом нескольких постепенных увеличений тока в обмотке и последующим снижением тока до нуля.

Важно

Для измерения значений токов и напряжений следует использовать приборы электромагнитной или электродинамической систем, которые могут воспринимать действующие значения тока и напряжения.

Наличие в обмотке короткозамкнутых витков уменьшает величину выходного напряжения в обмотке и снижает крутизну ВАХ. В связи с этим, при первом использовании исправного ТТ необходимо сделать замеры и построить график ВАХ, а при последующих проверках ТТ через определенное нормативами время следует контролируют состояние выходных параметров.

Способы проверки полярности трансформаторов тока (миллиамперметр, РЕТОМ-21 и ВАФ)

Здравствуйте, уважаемые читатели и гости сайта «Заметки электрика».

На днях столкнулся с одним интересным явлением.

При проведении метрологами поверки трансформаторов тока, на одном из фидеров (присоединении) был забракован трансформатор тока на фазе В.

Остальные трансформаторы тока на этом фидере поверку успешно прошли.

Решено было заменить трансформатор тока только на фазе В, а остальные оставить существующие.

Кстати, тип трансформатора тока Вам скорее всего известен — это распространенный для своего времени трансформатор тока Т-0,66 с коэффициентом трансформации 200/5.

После снятия трансформатора тока обозначение его выводов поставило меня в тупик.

С обозначением вторичных выводов И1 и И2 все было понятно: И1 — начало вторичной обмотки, И2 — конец вторичной обмотки.

А вот с первичной обмоткой явно была загадка!

Как видите, обозначение первичной обмотки отчетливо видно на корпусе самого трансформатора тока: Л1 — начало первичной обмотки, Л2 — конец первичной обмотки.

Но не тут то было! Если хорошо приглядеться, то на задней крепежной планке тоже имеется обозначение первичных выводов, но при этом оно в корне противоречит обозначению на корпусе трансформатора тока.

Со стороны начала первичной обмотки Л1 на крепежной планке имеется маркировка Л2, а со стороны конца первичной обмотки Л2 на крепежной планке имеется маркировка Л1.

В итоге получилось так, что у нового трансформатора тока ТОП-0,66, установленного взамен снятого Т-0,66, за начало первичной обмотки Л1 приняли не правильную сторону и после ввода в эксплуатацию векторная диаграмма имела следующий вид.

Как видите, зеленый вектор тока развернут на 180°, т.е. ток в фазе В имеет обратное направление. Естественно, что это несоответствие мы быстро устранили, установив трансформатор тока соответствующим образом. Ну а если быть точнее, то просто напросто поменяли местами подключаемые провода с выводов И1 и И2 на вторичной обмотке трансформатора тока фазы В.

Таким образом, векторная диаграмма стала иметь нормальный и правильный вид.

У снятого трансформатора тока я решил определить полярность и в данной статье я Вам подробно расскажу какими способами я это буду осуществлять. Приведу в пример 3 способа, правда пользуюсь я только одним из них, и чуть дальше по тексту расскажу каким именно.

Первый способ, это наверное, один из самых распространенных и доступных способов определения полярности трансформаторов тока. Второй и третий способы требуют специального и дорогостоящего оборудования.

Определение полярности ТТ с помощью батарейки и миллиамперметра

Кстати, данный способ еще называют способом гальванометра. Вот, собственно, и схема подключения батарейки (источника постоянного тока) и гальванометра для определения полярности выводов трансформатора тока.

В качестве источника постоянного тока можно использовать элементы питания напряжением от 2 (В) до 6 (В). Например, вполне сгодится обычная «плоская» батарейка типа 3R12 напряжением 4,5 (В), к выводам которой необходимо припаять соединительные провода.

Если в качестве источника постоянного тока Вы планируете использовать аккумулятор, то в цепь следует включить ограничительное сопротивление (резистор). В моем же примере с батарейкой ограничительное сопротивление не требуется.

В качестве измерительного прибора можно применить, либо миллиамперметр, либо милливольтметр, магнитоэлектрической системы. Предел миллиамперметра может находиться в пределах от 10 до 100 (мА), а милливольтметра — не более 3 (В).

Желательно применять прибор с нулем посередине шкалы, так легче и нагляднее определять отклонение стрелки. Если Вы не найдете прибор с нулем по середине, то имейте ввиду то, что стрелка прибора при отклонении влево будет ударяться в упор и есть вероятность ее отскакивания в правую сторону, что может привести в заблуждение и ошибочному проведению измерений.

В своем примере я буду использовать миллиамперметр типа М2001 с пределом 100 (мА) с нулем посередине шкалы. Прибора с меньшим пределом у меня нет в наличии, поэтому если будет проблематично определить сторону отклонения стрелки, то можно увеличить напряжение источника постоянного тока. Но обычно предела 100 (мА) в паре с батарейкой на 4,5 (В) вполне хватает.

Полярность выводов миллиамперметра М2001 обозначена на корпусе прибора: слева — плюс, справа — минус.

А сейчас я соберу приведенную выше схему для проверки полярности трансформатора тока.

Нам необходимо определить, какое из обозначений первичной обмотки ТТ является верным, то, которое указано на корпусе трансформатора тока или, которое указано на его крепежной планке.

Сначала примем за правильное обозначение первичной обмотки обозначение, указанное на корпусе, т.е. вывод Л1 находится справа, а Л2 — слева.

Подключим положительный полюс «+» батарейки к началу первичной обмотки Л1, а отрицательный полюс «-» — к концу первичной обмотки Л2.

Теперь кратковременно замкнем первичную цепь через батарейку.

Как видите на фотографии выше, стрелка миллиамперметра кратковременно отклонилась влево.

Кстати, при размыкании первичной цепи, стрелка миллиамперметра отклоняется в противоположную сторону, но на это не обращайте внимания, главное — это зафиксировать отклонение стрелки именно в момент замыкания первичной цепи.

Отклонение стрелки миллиамперметра влево говорит о том, что указанная полярность на корпусе трансформатора тока является неверной. А значит, правильная маркировка указана все таки на крепежной планке.

Для меня это кажется немного странным! Я все таки надеялся, что правильная маркировка указана именно на корпусе трансформатора тока.

Тем не менее убедимся в своих убеждениях. Аналогично, подключим положительный полюс «+» источника постоянного тока к началу первичной обмотки Л1, а отрицательный полюс «-» — к концу первичной обмотки Л2. Только сейчас выводы Л1 и Л2 примем наоборот, т.е. Л1 находится слева, а Л2 — справа.

Как видите, при таком подключении стрелка миллиамперметра кратковременно отклонилась вправо, что говорит о том, что полярность трансформатора тока, указанная на крепежной планке является верной!

Суть первого способа определения полярности ТТ сводится к следующему. Необходимо подобрать такое включение трансформатора тока, чтобы при замыкании первичной цепи стрелка миллиамперметра отклонялась вправо. В таком случае выводы первичной и вторичной обмоток, присоединенные к «+» батарейки и «+» миллиамперметра будут однополярными, т.е. при протекании тока по первичной цепи от Л1 к Л2, ток во вторичной цепи будет протекать от И1 к И2.

Да, совсем забыл сказать, что в основе данного способа лежит явление электромагнитной индукции. Об этом Вы можете прочитать я любом учебнике по физике.

Определение полярности ТТ с помощью РЕТОМ-21

Как я и говорил, то второй способ требует специального оборудования. Для этого в парке приборов нашей электролаборатории (ЭТЛ) имеется многофункциональное испытательное устройство РЕТОМ-21. Я уже Вас подробно знакомил с ним в своих публикациях про прогрузку автоматических выключателей:

Если честно, то первым способом я уже давненько не пользуюсь, а в подобных сомнительных ситуациях при определении полярности трансформаторов тока применяю именно РЕТОМ-21.

Собираем следующую схему.

Выход источника первичного тока I5 со звездочкой соединяем с началом первичной обмотки Л1 трансформатора тока, а без звездочки — с концом первичной обмотки Л2.

В принципе, я уже определился, что правильная маркировка первичной обмотки ТТ обозначена на крепежной планке, поэтому сейчас я преднамеренно подключил эти вывода наоборот, чтобы показать Вам как РЕТОМ-21 определит и отобразит данное несоответствие.

Начало вторичной обмотки И1 трансформатора тока соединяем с аналоговым входом

РА, обозначенным красным цветом (со звездочкой), а конец вторичной обмотки И2 — с белым входом (без звездочки).

В меню РЕТОМ-21 выбираем источник первичного тока I5, а для измерения вторичного тока выбираем встроенный прибор РА. В соответствующем поле дисплея выбираем фазу (Φ) для измерения угла между первичным I5 и вторичным РА токами.

Теперь осталось навести ток в первичной цепи не менее 10% от номинального тока трансформатора тока. Я наведу 50 (А), что будет вполне достаточно.

Как видите, на дисплее отображается величина первичного тока 50 (А), вторичного тока 1,3 (А), а также угол 180,6° между токами первичной и вторичной обмоток.

Это говорит о том, что выбрана не правильная полярность ТТ, т.е. выводы Л1 и И1 не однополярны.

Поменял местами выводы первичного тока РЕТОМ-21 и снова произвел измерение.

Как видите, угол между токами первичной и вторичной обмоток теперь составил 0,6°.

Вот теперь можно с уверенностью сказать, что трансформатор тока подключен совершенно верно, что и требовалось доказать.

Таким образом, с помощью РЕТОМ-21 определить полярность трансформаторов тока вообще не составляет никаких сложностей, все легко, быстро и просто!

Определение полярности ТТ с помощью ВАФ

Помимо вышеприведенных способов можно применить еще более простой способ, правда для этого необходим прибор вольтамперфазометр, или сокращенно ВАФ. В парке приборов нашей ЭТЛ имеется «Парма ВАФ-А(М)», правда на последней поверке его забраковали по входам постоянного и переменного тока, но это уже другая история.

В первую очередь, трансформатор тока должен быть подключен к источнику первичного тока.

Для измерения угла сдвига между первичным и вторичным токами, т.е. определения полярности первичных и вторичных выводов, необходимо использовать опорные и измерительные клещи.

Опорные клещи необходимо подключить к опорному каналу ВАФа, а затем обхватить проводник первичной цепи (Л1-Л2) трансформатора тока. Измерительные клещи необходимо подключить к измерительному каналу ВАФа, а затем обхватить проводник, накоротко-замкнутой, вторичной цепи (И1-И2). Естественно, что при этом нужно соблюдать полярность самих клещей – на клещах имеется маркировка в виде звездочки или точки, которую и нужно обратить в сторону вхождения тока в обхват клещей.

Но в моем комплекте опорные клещи отсутствуют, а имеются только измерительные клещи ИПТ 10 и ИПТ 300.

Поэтому проверить полярность трансформатора тока (угол сдвига между первичным и вторичным токами) у меня нет возможности, хотя если дополнительно приобрести опорные клещи, то с помощью ВАФа можно смело определять полярность трансформатора тока.

После произведенных манипуляций ВАФ на своем дисплее отобразит величину тока измерительного канала, т.е. вторичного тока, а также угол сдвига между опорным и измерительным каналами, т.е. между первичным и вторичным токами. По этим данным и можно определить полярность ТТ.

Для наглядности приложил видео по материалам данной статьи:

Помимо рассмотренных примеров, зачастую необходимо определить полярность трансформаторов тока, встраиваемых в вводы выключателей или силовых трансформаторов, причем с разными схемами подключения (звезда с нулем, звезда, треугольник). В рамках данной статьи я об этом рассказывать не буду, если есть вопросы, то пишите в комментариях под данной статьей.