Transformační poměr, proč je potřeba, způsoby stanovení, jaká zařízení se používají k jeho měření

Proč měří transformační poměr, metody a přístroje pro jeho měření?

Měření a výpočet transformačního poměru (CT) je funkční činnost, kterou nelze použít ke stanovení přesnosti podle mezinárodních norem.

V GOST 16110-82: definice je uvedena: „transformační poměr se považuje za rovný poměru napětí na svorkách dvou vinutí transformátoru v režimu bez zatížení“. Měření se provádí bez připojené zátěže.

Proč potřebujete měřit transformační poměr?

Kontrola transformačního poměru umožňuje určit správný počet závitů vinutí transformátoru, na všech řídicích větvích vinutí a na všech třech fázích.

Spolu s měřením úhlu posunu mezi vinutími pomůže měření transformačního poměru identifikovat poruchy v provozu transformátoru, určit přítomnost zkratu nebo přerušení obvodu v obvodu.

Užitečné informace o transformačním poměru

Kontrola transformačního poměru umožňuje určit správný počet závitů vinutí transformátoru, na všech řídicích větvích vinutí a na všech třech fázích.

Transformační poměr pro transformátor se třemi vinutími má tři napěťové poměry: vysoké a nízké, vysoké a střední, střední a nízké.

Pro fázové a síťové napětí třífázového transformátoru se Kt liší o √3, (odmocnina ze tří). To znamená, že protokol o zkoušce musí uvádět, která fázová nebo síťová napětí byla naměřena při stanovení Kt.

Transformační poměr je definován jako poměr větší hodnoty napětí k menší hodnotě.

Tím pádem. Hodnota Kt se vypočítá vydělením hodnoty EMF vinutí studovaného transformátoru: EMF primárního vinutí EMF sekundárního vinutí. To znamená, že je určen poměrem počtu závitů primárního vinutí k počtu závitů sekundárního.

Účel a funkčnost stanovení transformačního poměru

Transformační poměr se měří pro výkonové a přístrojové transformátory, avšak i přes vnější podobnost cílů a cílů je účel měření odlišný.

k problémy měření pro výkonový transformátor

Hlavním úkolem stanovení transformačního poměru u výkonového transformátoru se třemi vinutími je zajistit, aby přepínač odboček pod zatížením správně fungoval a aby počet závitů vinutí odpovídal polohám zařízení pro nastavení zatížení ( OLTC) nebo nebuzené spínací zařízení (FSD).

Při společném měření fázového úhlu mezi vinutími však k umožňuje vyhodnotit kvalitu provozu výkonového transformátoru a identifikovat mezizávitový zkrat nebo přítomnost přerušení v elektrickém obvodu.

Test k problémů pro přístrojový transformátor

Účel měření k u přístrojových transformátorů je v principu stejný jako u výkonového transformátoru. Jsou detekovány odchylky hodnot napětí a proudu se specifikací, jsou určeny vnitřní problémy: otevřený obvod nebo přítomnost zkratu.

Hlavním úkolem měření transformačního poměru je zjištění funkčnosti přístrojového transformátoru po poškození v systému a pro zkušební zařízení při průmyslové výrobě, při přejímacích zkouškách a při uvádění do provozu.

Identifikace chyby v hodnotě transformačního poměru ve srovnání s předchozími měřeními pomůže identifikovat možné poruchy ve funkci ochrany relé a zabrání chybnému posouzení hodnot napětí a proudu v celém systému.

Stanovení transformačního poměru výkonových transformátorů

U třívinutých transformátorů je transformační poměr poměrem napětí vinutí VN/VN, VN/NN a VN/NN.

Při zkoušení třívinutého transformátoru stačí změřit Kt pro dva páry vinutí, ve kterých má napětí nakrátko nejnižší hodnotu.

Při testování transformátoru s děleným sekundárním vinutím se Kt primárního vinutí vypočítá z každé části děleného vinutí. Pro jednu z částí děleného vinutí je k určeno ve všech stupních přepínače odboček v jedné z poloh přepínače odboček bez zatížení a také v jedné z poloh přepínače odboček pod zatížením ve zbývajících polohách přepínače odboček bez zatížení. U zbývajících částí děleného vinutí se PTP kontroluje pouze v jedné poloze přepínače odboček a v jedné poloze přepínače odboček.

Vlastnosti procesu a měřicí techniky

GOST 3484.1 – 88 uvádí jako výhodnější měření transformačního poměru metodou střídavého můstku, ale v praxi se častěji používá dvouvoltmetrová technika, která se používá i při přejímacích zkouškách.

Napětí je přivedeno na jedno z vinutí a měřeno jedním z voltmetrů. Současně jiné zařízení měří napětí na jiném vinutí. Při měření se používají voltmetry s třídou přesnosti minimálně 0,2.

Postup pro praktické uplatnění metody dvou voltmetrů pro měření transformačního poměru

• Odpojte transformátor od napětí.
• Přepněte transformátor do klidového režimu odpojením zátěže v zátěžovém obvodu.
• Na svorky obou vinutí připojte voltmetry příslušné třídy přesnosti.
• Připojte napájení k vinutí s vyšším napětím. Napájecí napětí by nemělo překročit jmenovité napětí, ale nemělo by být nižší než 1 % jmenovitého napětí.
• Proveďte údaje z voltmetru.
• Vypočítejte Kt pomocí výše uvedeného vzorce.

Vlastnosti metody dvou voltmetrů

Na napájecí vodiče lze připojit voltmetr na straně vstupního napětí. To by nemělo mít vliv na spolehlivost měření (kvůli poklesu napětí v přívodním kabelu).

Při měření KT by odpor vodičů v měřicím obvodu neměl být větší než 0,001 vnitřního odporu voltmetru.

Velikost napětí dodávaného do transformátoru se volí na základě pohodlí měření, ale ne vyšší než jmenovité napětí transformátoru a ne méně než 0,1 % jmenovitého napětí.

Vlastnosti měření k pro přístrojový transformátor s digitálními přístroji

Při stanovení transformačního poměru pro přístrojové transformátory (IT) je předmětem měření: proudový transformátor (CT) nebo napěťový transformátor (VT) se zátěží a bez zátěže.

Funkce měření

1. Pokud k přístrojovému transformátoru není připojena žádná zátěž, sekundární vinutí CT by mělo být zkratováno a sekundární vinutí VT by mělo být rozpojeno.
2. Testovací signál je přiveden na horní nebo dolní stranu. Všechna měření se provádějí na opačné straně transformátoru.
3. Metoda přivedení napětí na sekundární vinutí je vhodná pro měření transformačního poměru poměrem závitů, k chybě a celkové chybě. Transformační poměr pro proudové transformátory lze měřit aplikací signálů na sekundární vinutí.
4. Pro správný výpočet transformačního poměru na základě poměru závitů je nutné vzít v úvahu úbytek napětí na odporu sekundárního vinutí.
5. Pomocí přesných měření fáze po fázi je možné identifikovat zkrat v magnetickém obvodu (což je zvláště důležité ve fázi výroby zařízení).

Proč se měří transformační poměr?

Pro ověření jsou nutná měření:

• sekundární napětí;
• magnetizační proud;
• indukované napětí na primárním vinutí.

U kapacitních VT se samostatně měří:

• kapacitní dělicí koeficienty
• transformační poměr indukčního mezitransformátoru.

Díky měření je možné přesně určit, kde došlo k odchylce hodnot nebo k poruše: v kapacitním děliči nebo v elektromagnetickém obvodu.

Pokud během měření získáte kontroverzní a pochybné výsledky, je vhodné provést dodatečnou kontrolu přístrojových transformátorů. Pomocí moderních digitálních přístrojů určených k měření transformačního poměru lze použít metodu modelování.

Při této metodě jsou přístrojové transformátory modelovány pomocí jejich ekvivalentních obvodů. Na základě všech naměřených a identifikovaných parametrů obvodu jsou vypočteny požadované IT hodnoty, jako je přesnost, transformační poměr a polarita.

Moderní digitální přístroje pro měření transformačního poměru

Díky přesným a přenosným přístrojům lze testování přístrojových transformátorů provádět v laboratoři i na místě. Použití speciálních měřicích přístrojů umožňuje použití jednofázových i třífázových zdrojů energie.

Zkušební napětí je aplikováno na každou fázi vinutí a je měřeno na vysokonapěťovém a odpovídajícím nízkonapěťovém vinutí, ale ze strany VN na stranu NN. To se provádí, aby se zabránilo nebezpečnému napětí na měřicích vstupech.

Při použití přístrojů jsou výsledky měření ovlivněny:

• Magnetizace jádra
• Žádné spojení se zemí

K tomu se před měřením ujistěte, že jádro je demagnetizováno a vinutí jsou správně uzemněna.

V případě použití třífázového zdroje se toto měření provádí pro všechny tři fáze současně. Napětí je měřeno na straně VN a NN a transformační poměr je vypočítán v závislosti na skupině zapojení transformátoru.

Výhody použití digitálních zařízení pro měření transformátorového poměru

1. Získání k přímo při připojení třífázového měřicího zařízení bez výpočtů výrazně šetří čas testování.
2. Zkrácení doby testování je dosaženo tím, že měřicí obvody, definice skupiny zapojení vinutí a obvody pro měření transformačního poměru jednofázových a třífázových (pro třífázové buzení) transformátorů jsou stejné, což umožňuje kombinovat tato měření bez dalšího času.
3. Revoluční technika použitá v zařízeních umožňuje řadu měření na transformátoru, včetně třífázových změn transformačního poměru.
4. Zařízení mají vestavěný a externí software, který slouží k ovládání rozhraní a zajištění normálního fungování zařízení.

Provoz a ovládací rozhraní téměř všech měřičů, s určitými rozdíly, je obecně typické pro většinu zařízení.

Princip činnosti moderních transformátorových poměrových měřičů

Činnost přístrojů je založena na současném měření napětí na vstupu a výstupu transformátoru. Z vnitřního napájení měřiče je napětí přiváděno na vstup (primární vinutí) testovaného transformátoru a zaznamenává indukované napětí na sekundárním vinutí na výstupu. Výsledný poměr napětí je přímo úměrný transformačnímu poměru. Inovativní doplňky, například měřiče od výrobce Omikron, kromě standardních schémat měření, umí simulovat chování transformátoru.

Téměř všechna zařízení jsou měřicím komplexem, který měří zkušební proud (budicí proud), určuje polaritu vinutí a zobrazuje procentuální odchylku výsledného transformačního poměru od jmenovité hodnoty.

Typy transformačních poměrových měřičů

Existuje mnoho modifikací zařízení pro měření transformačního poměru, které se rozšířily v Ruské federaci. Zde jsou některé modely od předních světových a ruských výrobců.

• Třífázový elektroměr CA540
• Digitální poměrový měřič CA 8510 Chauvin Arnoux
• Třífázové transformátorové poměrové měřiče TRI-PHASE, TRF-250A, ATRT-03 S2 | Nástroje Vanguard
• CPC 100, CT Analyzer, VOTANO 100, COMPANO 100 od výrobce OMICRON
• Transformátorové poměrové měřiče DTR 8510
• Měřič parametrů výkonového transformátoru K540-3
• Megger TTRU3 třífázový transformátorový poměrový měřič
• Poměrový měřič poměru 1 transformátoru
• TRT63. Poměrový měřič transformátoru
• Komplex RETOM-21

Třífázové výstupní napětí šetří drahocenný čas při testování.

Mezi další funkce digitálních zařízení a jejich výhody patří:

• napájení testovacích signálů s výkonem do 2 kA a 12 kV
• použití přístrojů pro přímé a nepřímé zkušební metody, v prvním případě je signál přiváděn do primárního vinutí, ve druhém do sekundárního vinutí
• schopnost testovat nestandardní přístrojové transformátory podle mezinárodní normy IEC 61850
• komplexní posouzení přesnosti měření
• stanovení počátečních parametrů transformátoru, které musí být obsaženy na typovém štítku, pokud tyto údaje nelze přečíst
• zaručená bezpečnost testu díky použití nízkonapěťových testovacích signálů
• vysoká přesnost měření (0,05-0,2%), to znamená pro proudové transformátory různých tříd přesnosti, od použití pouze v reléových obvodech, pro měřicí obvody nebo pro měření elektřiny.

Transformační poměr se týká nejdůležitějších parametrů transformátoru, jako je jmenovitý výkon, účinnost, úbytek napětí.

<em>Pracovní příklad. Zkušební protokol pro výkonové transformátory</em>

Revizní zpráva silového transformátoru obsahuje seznam hlavních zkoušek, které jsme provedli při preventivním testování elektroinstalace. Seznam diagnostických opatření pro kontrolu pomocného transformátoru 10/04 kV zahrnuje následující:

• Měření izolačních vlastností.
• Zkoušky se zvýšeným napětím průmyslové frekvence.
• Měření izolačního odporu vinutí proti stejnosměrnému proudu.
• Kontrola transformačního poměru.
• Měření proudových ztrát a ztrát naprázdno při nízkém napětí.

Výsledky kontroly jsou shrnuty v jediné tabulce, ve které jsou uvedeny i regulační dokumenty, jejichž požadavky se řídíme.