Téma 3.1: Zkoušení výkonových transformátorů Ktr, skupiny zapojení.
Transformační poměr vinutí transformátoru se kontroluje současným měřením napětí vinutí vysokého a nízkého napětí podle schémat na Obr. 5.3 pomocí voltmetrů třídy ne nižší než 0,5. Měření se provádí pro všechna vinutí na všech větvích. U třívinutých transformátorů je možné kontrolovat transformační poměr jednofázovým napětím střídavě mezi dvěma páry vinutí. Transformační poměr se kontroluje následovně: síťové napětí se přivádí do jednoho z vinutí, obvykle VN, a měří se jedním voltmetrem. Další voltmetr měří napětí druhého vinutí. Odečty voltmetru se provádějí současně. U třífázových transformátorů je lepší měřit transformační poměr s třífázovým buzením pomocí čtyř voltmetrů stejné třídy přesnosti: jeden voltmetr měří napětí na vysokonapěťovém vinutí (po kontrole symetrie síťových napětí napájejících el. sítě) a tři voltmetry současně měří napětí na třech fázích jiného vinutí nebo mezi fázemi (při absenci nulového výstupního vinutí). Transformační poměr se vypočítá jako poměr napětí vinutí vn (napájecího napětí) k napětím jednotlivých fází.
S jednofázovým napájecím obvodem pro třífázové transformátory s vinutími zapojenými podle obvodu hvězda – trojúhelník bez výstupu nula, Pro získání správného výsledku je fáze, ve které neprobíhá měření, zkratována. V opačném případě je výsledek měření zkreslený tím, že, jak je znázorněno na obrázcích, tečou proudy v trojúhelníku ve všech třech vinutích. Transformační poměr je v tomto případě určen mezi fázovými napětími:
kde nф – poměr fázových přeměn, tj. poměr fázového napětí na straně VN k fázovému napětí na straně NN.
Je snadné přejít od fázového koeficientu k obvykle stanovenému lineární:
Pokud má transformátor nulovou svorku, díky které je možné vybudit jednu fázi vinutí, pak není nutné zkratování vinutí, protože v tomto případě zbývající fáze vinutí na straně trojúhelníku nezkreslují výsledek měření. A v tomto případě se měří poměr fázové transformace:
Transformační koeficient získaný při kontrolním měření by se neměl lišit od továrních údajů o více než 2 %. Na základě obecného vzorce změn stejnosměrného odporu a transformačního poměru je vyvozen závěr o stavu spínače. U transformátorů s regulací napětí je povolen i rozdíl v mezích hodnoty stupně regulace.
Jednou z podmínek pro paralelní provoz transformátorů je identita připojovacích skupin jejich vinutí, určená polaritou vinutí, schématem jejich zapojení a fázovou rotací napětí přiváděného do vinutí. V tomto ohledu je jednou z důležitých kontrol transformátorů zjištění polarity vinutí jednofázových transformátorů a připojovacích skupin (v továrním provedení) třífázových transformátorů.
Při hodnocení skupin zapojení výkonových transformátorů, kromě principu vlastní definice unipolarity, vycházíme z následujících základních předpokladů.
1. Svorky vinutí na straně vysokého napětí (VN) jsou označeny především velkými písmeny A, B, C, X, Y, Z, a závěry vinutí nízkého napětí (LV) jsou malými písmeny a, b, c, x, y, z.
2. U vinutí, která mají stejný směr vinutí, jsou všechny začátky (určené jejich unipolaritou) umístěny při vyobrazení na jedné straně a konce na druhé straně (obr. 5.4). U vinutí s různým směrem vinutí jsou jejich začátky a konce umístěny na různých stranách (obr. 5.5).
3. Konvenčně se předpokládá, že vektor primární UAХ a sekundární Uax napětí a odpovídající emf ЕAH, Eah mají stejný směr, pokud předpokládáme, že obě vinutí mají stejný směr vinutí, zatímco kladný směr obou vektorů odpovídá vinutí obíhajícím od konců X, x zpět na začátek AH AH. Pokud jsou směry vinutí různé, pak kladný směr vektoru EMF odpovídá přemostění vinutí s vyšším napětím od konce X zpět na začátek Ah vektor EMF nízkonapěťového vinutí je znázorněn o 180° naproti němu.
4. Začátek vinutí a nulová svorka jsou postupně umístěny na krytech transformátoru OABC, oabc zleva doprava, pokud se na ně podíváte ze strany VN svorek.
5. Vinutí VN je považováno za primární, vinutí NN za sekundární.
6. Vektorový diagram lineárních a fázových napětí primárního napětí je považován za výchozí a ve všech případech nezměněný, bez ohledu na schéma zapojení vinutí transformátoru a jeho připojení k síti. Fázová rotace sítě podle GOST je přijata A – B – C (Obr. 5.6).
7. U třífázových transformátorů se vinutí zapojují především v hvězda (U) a dovnitř trojúhelník (D). V závislosti na schématu zapojení svorek do trojúhelníku a na pořadí připojení fází síťového napětí ke svorkám je možné získat různé skupiny připojení. Skupina připojení je určena fázovým posunem lineárního nebo fázového napětí vinutí NN vzhledem ke stejnému lineárnímu nebo fázovému napětí vinutí vn. V závislosti na všech uvedených faktorech se skupiny připojení transformátorů mohou navzájem lišit o n30. (n-číslo v rozmezí 1-12). Vzhledem k tomu, že hodinové dílky hodinového ciferníku jsou stejné číslo a úhel mezi každou dvojicí hodinových dílků je také 30°, je obvyklé určovat skupiny transformátorů podle hodinového systému s ohledem na vektor napětí strana VN musí být počáteční a směrována na číslo 12. Vektor napětí NN Když je zobrazena skupina, je odeslána na číslo na číselníku hodinek, které skupinu definuje. První skupina znamená, že vektor Unn je před stejnojmenným vektorem VN o 30°, druhá skupina je shodná s vektorem Unn vede o 60° atd.
V SSSR se transformátory vyrábějí převážně ze dvou skupin – 12 (U/U) a 11 (U/D), ale v závislosti na připojení jejich vinutí k fázím systému se nacházejí také skupiny 1, 5 a 7 Příklady různých skupin připojení a jim odpovídajících vektorových diagramů jsou uvedeny na Obr. 5.7.
V praxi seřizovacích prací je nutné s přihlédnutím k továrnímu značení a polaritě určit skupinu zapojení vinutí transformátoru na základě schématu zapojení vinutí a naopak nastavit schéma zapojení vinutí podle požadované skupiny. , bez ohledu na pasové údaje transformátoru. Pro usnadnění konstrukce vektorových diagramů, na základě kterých se pak určí skupina, můžete použít následující jednoduchou techniku. Například je třeba určit transformátorovou skupinu pro případ 6 (obr. 5.7) zapojení vinutí. Napětí (nebo EMF) vinutí VN a NN fázové tyče А (podobný В и S) se mohou buď shodovat, nebo být ve fázi opačné, protože vinutí jsou umístěna na stejném magnetickém jádru. Když jsme dříve určili polaritu polarometrem jako u jednofázových transformátorů, jsme přesvědčeni, že pro případ 6 mají vinutí stejných fází opačný směr vinutí; V souladu s tím sestrojíme vektor na vektorovém diagramu ab, ve fázi opačné k vektoru Ah vektor bS – vektor В a vektor jsou – vektor С na základě toho, že na straně trojúhelníku budou síťová napětí ve fázi s fázovými napětími na straně hvězdy.
Nakreslením těchto vektorů jsou naznačeny vrcholy trojúhelníku, které tvoří. Je zřejmé, že vrcholy by měly být pojmenovány společnými písmeny, která se podílejí na pojmenování dvou sousedních vektorů (vrchol stran tvořených vektory ab и bs, by se mělo volat b atd.). Po sestrojení hvězdy fázových napětí v trojúhelníku není nyní obtížné určit vektor fázového napětí na straně NN a porovnat jej se stejným na hodinovém číselníku. Úhel mezi Uа и Ua v posuzovaném případě je 210°. To znamená, že skupina pro dané zapojení vinutí dané polarity vinutí a názvu fází bude sedmá.
Podobně lze uvažovat, ale pouze v opačném směru, je-li třeba vinutí spojit tak, aby se získala požadovaná (specifikovaná) skupina.
Skupinu transformátorů lze měnit bez provedení jakýchkoli změn ve schématu zapojení samotných vinutí, pouze cyklickým přeskupováním fází napětí na straně VN nebo NN. Je zřejmé, že pokud místo fáze В připojte fázi k vysoké straně Ah místo С – fáze PROTI, namísto А – fáze Z, pak se skupina změní z původní ze sedmé na jedenáctou. Podobně se skupina změní na třetí, pokud znovu provedete cyklické přeskupení fází (po fázi С připojte fázi Ah za fázi А – fáze PROTI, za fázi В – fáze C)
Přímá kontrola připojovací skupiny vinutí třífázového transformátoru se provádí pomocí galvanometru (metodou polarometru), wattmetru a fázového měřiče, nebo zejména vektorometru. Pomocí galvanometru se skupiny určí následovně. K závěrům А и В Vinutí VN je připojeno k 6V baterii přes vypínač (obr. 5.8). K závěrům ab, be, sa střídavě připojte galvanometr s nulou uprostřed nebo magnetoelektrický milivoltmetr s polaritou uvedenou na obrázku. Při připojení galvanometru je znaménko jeho výchylky určeno v okamžiku sepnutí spínače. Experiment se opakuje, když je na svorky připojeno napájení Ne и AC. V závislosti na kombinaci všech přijatých odchylek zaznamenaných v tabulce a porovnání získaných výsledků s tabulkou se určí skupina.
Metoda polaromerů je jednoduchá a pohodlná, ale vyžaduje pečlivou implementaci. V některých případech není hodnota nulové odchylky příliš jasně definována. V tomto případě by měl být galvanometr zvolen hrubší nebo by mělo být sníženo napětí baterie, což zabrání příliš silnému odmrštění jehly přístroje od dorazu, což často klame experimentátora.
Úhel mezi vektorem napětí NN a VN lze měřit přímo fázoměrem nebo univerzálním indikátorem fáze typu E-500/2. Fázový měřič je zapojen podle schématu na Obr. 5.9. Na základě jednoho nebo dvou (druhé je kontrolní) měření úhlu mezi Uаb и UAB, jakož i Ubc и Ubc (nebo Uac и UAC) Skupina se určí okamžitě (podle obr. 5.7).
Indikátor fáze je zapojen podle schématu na Obr. 5.10 přes odpor R odpor 20-30 Ohm.
Transformační poměr třífázového transformátoru je poměr lineárních napětí vinutí vn a vinutí nn v režimu naprázdno:
u třívinutých transformátorů – poměr napětí vinutí VN/VN, VN/NN a VN/NN. Transformační poměr je určen pro kontrolu souladu s pasovými údaji a také pro kontrolu správného připojení větví vinutí k přepínačům.
Rýže. 4.1. Měření transformačního poměru.
Měření se provádí metodou dvou voltmetrů s třídou přesnosti minimálně 0,5, na všech větvích vinutí a pro všechny fáze (obr. 4.1). Napájené napětí musí být třífázové symetrické v rozmezí 5-100 % jmenovitého napětí vinutí. Ve většině případů je ze strany VN přiváděno napětí 3 x 0,4 kV.
Při testování třífázových transformátorů se měří lineární napětí na stejných svorkách obou vinutí. Pokud je možné měřit fázová napětí, lze transformační poměr určit z fázových napětí.
Naměřený transformační poměr by se neměl lišit o více než 2 % od hodnoty získané na stejné větvi ostatních fází, případně od továrních údajů. U transformátorů s přepínačem odboček by rozdíl neměl překročit hodnotu regulačního stupně. Při zkoušení třívinutých transformátorů stačí určit transformační poměr dvou párů vinutí a je žádoucí, aby každý testovaný pár obsahoval vinutí bez odboček.
4.4. Kontrola zapojovací skupiny trojfázových transformátorů a polarity svorek jednofázových transformátorů
Skupina zapojení charakterizuje úhel posunu mezi primárními a sekundárními vektory napětí transformátoru. Jeho ověření se provádí při absenci pasových údajů, pochybnostech o jejich spolehlivosti nebo po opravě. Průmysl vyrábí transformátory převážně s přípojnými skupinami 12 (0) a 11, s výjimkou transformátorů pro speciální účely. Ověření lze provést různými metodami.
4.4.1. Metoda měřiče fáze (přímá metoda). Sériové vinutí jednofázového fázového měřiče je připojeno přes reostat ke svorkám jednoho z vinutí a paralelní vinutí je připojeno ke stejným svorkám druhého vinutí testovaného transformátoru. Na tyto svorky je přivedeno napětí dostatečné pro normální provoz měřiče fáze; Proud v sériovém vinutí je omezen na jmenovitou hodnotu pomocí reostatu R. Skupina připojení je určena naměřeným úhlem posunu mezi napěťovými vektory vinutí. U třífázových transformátorů se provádějí alespoň dvě měření (pro dva páry lineárních svorek). Diagram měření úhlu je na obr. 4.2. .
Obr. Kontrola spojovací skupiny vinutí transformátoru pomocí fázového měřiče
4.4.2. Stejnosměrná pulzní metoda.
Na vinutí VN jednofázového transformátoru (obr. 4.3) je připojen stejnosměrný zdroj o napětí 2-12 V (například baterie), na vinutí NN je připojen ukazatelový voltmetr magnetoelektrického systému, nejlépe s nulou uprostřed (pokud je nula na začátku stupnice, měla by se šipka pomocí korektoru posunout doprava). Baterie a voltmetr jsou připojeny ke stejným svorkám vinutí (svorka „+“ baterie je na „A“, svorka „+“ na voltmetru je na „a“).
Když je klíč K uzavřen, proud a magnetický tok v jádře se zvýší a v sekundárním vinutí se indukuje EMF kladného znaménka (plus na začátku sekundárního vinutí). Pokud je plus voltmetru připojen na začátek vinutí, jeho šipka se krátce vychýlí doprava, pokud je připojen na konec vinutí, šipka se vychýlí doleva.
Pro kontrolu připojovací skupiny třífázového transformátoru se sestaví tři obvody podle obr. 4.4 a poznamenejte si odchylky jehly přístroje při zapnuté baterii: odchylky vpravo jsou označeny znaménkem „+“, vlevo „-“. Získané výsledky jsou porovnány s údaji v tabulce. 12.
Tabulka 12. Odečet přístrojů při určování skupin zapojení vinutí transformátoru metodou stejnosměrného pulzu
