Межвитковое замыкание трансформатора: Классификация факторов, влияющих на витковые замыкания в трансформаторах напряжением 6-10/0,4 кВ Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

Содержание

Классификация факторов, влияющих на витковые замыкания в трансформаторах напряжением 6-10/0,4 кВ Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

УДК 621.311.426 С.К. Шерьязов, А.В. Пятков

КЛАССИФИКАЦИЯ ФАКТОРОВ, ВЛИЯЮЩИХ НА ВИТКОВЫЕ ЗАМЫКАНИЯ В ТРАНСФОРМАТОРАХ

НАПРЯЖЕНИЕМ 6-10/0,4 КВ

В статье рассматриваются причины, влияющие на бесперебойную работу силовых трансформаторах, которые обеспечивают жизнедеятельность сельских потребителей.

Ключевые слова: электроснабжение, силовые трансформаторы, изоляция обмоток, старение изоляции, межвитковые замыкания.

S.K. Sheryazov, A.V. Pyatkov

CLASSIFICATION OF FACTORS INFLUENCING THE COILED FAULTS IN TRANSFORMERS

WITH 6-10/0, 4 KVVOLTAGE

The factors influencing the uninterruptedoperation of power transformersthat provide the rural consumer vital activity are considered in the article.

Key words: power supply, power transformers, winding isolation, isolation wear-out, inter-winding fault.

Особенностью электроснабжения сельских потребителей является наличие большого числа электроприемников малой мощности. Для их питания используются трансформаторы, установленные в основном на однотрансформаторных подстанциях, расположенных на значительном расстоянии друг от друга. Повреждение их ведет к отключению большого числа потребителей и снижает надежность электроснабжения.

Причины отказов сельских трансформаторов 6-10/0,4 кВ исследованы недостаточно. При этом часто наблюдаются межвитковые замыкания, к которым не чувствительна установленная защита - предохранители ПКТ.

В трансформаторах 6-10/0,4 кВ повреждения продольной изоляции по месту замыкания подразделяются на полные витковые, межслойные и межкатушечные замыкания обмоток. Причем известно, что два последних вида замыкания начинаются именно с межвиткового замыкания [1].

Одним из факторов, влияющих на возникновение межвитковых замыканий, являются заводские дефекты. К ним могут быть отнесены дефекты обмоточного провода, заусеницы на обмотках, слабый поджим витков и др.

Персонал, обслуживающий трансформаторы, не всегда обращает внимание на некоторые особенности работы оборудования. Так, оперативный персонал часто допускает ошибку при устранении аварий (неоднократное включение на устойчивое КЗ) и проведении оперативных переключений.

По причине некачественного выполнения капитального ремонта трансформаторов также возникают межвитковые замыкания. Так, в актах дефектовки трансформаторов, прошедших капитальный ремонт, указываются слабая укладка витков; использование изоляционных материалов, не соответствующих требованиям, и попадание посторонних предметов.

Все указанные факторы - заводские дефекты, слабая организация эксплуатации, некачественный капитальный ремонт - могут быть вызваны низкой организацией службы эксплуатации и производства трансформаторов.

Во время работы трансформаторов на изоляцию обмоток могут воздействовать внешние (грозовые) и внутренние (коммутационные, дуговые и др.) перенапряжения [2]. Коммутационные перенапряжения возникают при отключениях трансформаторов через малый промежуток времени после его включения. Дуговые перенапряжения возникают при однофазном замыкании в сети 6-10 кВ, которые могут существовать относительно долго. Данный процесс имеют много общего с коммутационным перенапряжением [3].

Следующим фактором, влияющим на возникновение межвиткового замыкания, является старение изоляции. Процесс старения продольной изоляции сопровождается изменением ее структуры, физико-химических и механических свойств [3]. Межвитковая изоляция обмоток может подвергаться механическому, электрическому, тепловому и химическому старению.

ВестникКрасГАУ 2014. №7

Механическое старение межвитковой изоляции приводит к возникновению и развитию трещин в твердой изоляции. Динамические нагрузки, воздействующие в радиальном и осевом направлениях, приводят к деформации обмотки и ослаблению поджима витков. Причинами механического старения продольной изоляции также могут быть повышенная вибрация, электродинамические усилия из-за токов пусковых и короткого замыкания.

Электрическое старение изоляции может происходить при рабочем напряжении в продольной изоляции обмоток трансформатора. С увеличением напряжения темпы электрического старения возрастают [4].

Одной из основных причин электрического старения продольной изоляции является появление частичных разрядов. Различают начальные (НЧР) и критические (КЧР) частичные разряды [4].

НЧР возникают в ослабленных местах изоляции, например, у микронеровностей. КЧР имеют мощность для относительно быстрого разрушения слоев бумаги. Они возникают при перенапряжениях и могут сохраняться при рабочих напряжениях, тем самым за короткое время разрушают изоляцию.

Тепловое старение межвитковой изоляции связано с электрической нагрузкой, которая приводит к изменению ее структуры и диэлектрических свойств. Изменение и появление сверхдопустимой электрической нагрузки и прохождение по обмоткам токов перегрузки или короткого замыкания может привести к перегреву обмоток и разрушению изоляции [5].

Химическое старение витковой изоляции происходит из-за ее увлажнения. Влага во внутреннюю изоляцию трансформатора в основном проникает из окружающего воздуха. В некоторых случаях в результате термоокислительных процессов возможно увлажнение самой изоляции [4].

В последнее время в сельских электрических сетях значительно увеличилось число потребителей с нелинейной нагрузкой. Влиянию высших гармоник на работу электрооборудования и на состояние изоляции посвящен ряд научных работ [5-7]. Однако проблема возникновения витковых замыканий по причине воздействия высших гармоник тока и напряжения остается без должного внимания. Изучение и выявление причинно-следственной связи между возникновением витковых замыканий в трансформаторах и наличием высших гармоник в питаемой сети является актуальной задачей.

Исходя из проведенного анализа проведена классификация факторов, приводящих к межвитковым замыканиям в трансформаторах 10/0,4 кВ. Классификация факторов приведена на рисунке.

Низкая организация производства и эксплуатации

Витковое замыкание

к

Старение изоляции

Перенапряжения

Дефекты при эксплуатации

Дефекты при кап. ремонте

Механическое старение

Тепловое старение

Перегрузка трансформатора

Перегрев трансформатора

Токи короткого замыкания

Электрическое старение

Воздействие приложенного напряжения

Увеличение мощности Ч.Р.

Воздействие высших гармоник

Химическое старение

Увлажнение масла

Загрязнение изоляции

Атмосферные перенапряжения

Внутренние перенапряжения

Классификация факторов, влияющих на возникновение межвитковых замыканий

в трансформаторах 6-10/0,4 кВ

Выводы

1. Межвитковые замыкания в трансформаторах в большинстве случаев протекают по времени медленно. Нагрузки, воздействующие на витковую изоляцию, создают в ней кумулятивный эффект, постепенно разрушая структуру изоляции, ухудшают ее состояние.

2. Низкая организация производства и эксплуатации трансформаторов на протяжении всего срока службы является одной из существенных причин возникновения межвитковых замыканий.

3. Трансформаторы 6-10/0,4 кВ, работающие в сельских сетях, особо подвержены воздействиям атмосферных перенапряжений, по причине большой протяженности ВЛ и наружной установки ТП, что приводит к частым межвитковым замыканиям.

4. Основным фактором, влияющим на возникновение витковых замыканий, является старение изоляции трансформаторов 10/0,4 кВ. При этом в ходе эксплуатации трансформаторов витковая изоляция подвергается механическим, электрическим, тепловым и химическим воздействиям.

5. В условиях появления нелинейной нагрузки в сельских сетях актуальной задачей является изучение влияния высших гармонических составляющих тока и напряжения на развитие витковых замыканий в трансформаторах 6-10/0,4 кВ.

6. Приведенная классификация факторов, влияющих на межвитковое замыкание, показывает, что причины нарушения изоляции могут быть связаны или могут проявляться обособленно, что затрудняет поиск решения по защите обмоток трансформаторов от межвитковых замыканий.

Литература

1. Засыпкин А.С. Релейная защита трансформаторов. - М.: Энергоатомиздат, 1989. - 240 с.

2. Шнайдер Г.Я. Электрическая изоляция трансформаторов высокого напряжения. - М.: Знак, 2009. -160 с.

3. Быстрицкий Г.Ф., Кудрин Б.И. Выбор и эксплуатация силовых трансформаторов. - М.: Академия, 2003. - 176 с.

4. Базуткин В.В., Ларионов В.П., Пинталь Ю.С. Техника высоких напряжений: Изоляция и перенапряжения в электрических системах. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1986. - 464 с.

5. Каганович Е.А. Испытание трансформаторов малой и средней мощности на напряжение до 35 кВ включительно. - М.: Энергия, 1977. - 296 с.

6. Жежеленко И.В. Высшие гармоники в системах электроснабжения промпредприятий. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 2000. - 331 с.

7. Сидоренков В.А. Повышение точности учета электрической энергии в системе электроснабжения сельскохозяйственных потребителей с нелинейной нагрузкой: автореф. дис. ... канд. техн. наук. -Челябинск, 2013. -23 с.

Устройство определения витковых замыканий в обмотках силового трансформатора с переключением без возбуждения

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам защиты силовых трансформаторов, и может быть использовано для определения витковых замыканий в обмотках силовых трансформаторов напряжением 10/0,4 кВ и 6/0,4 кВ с переключением без возбуждения. Технический результат состоит в повышении чувствительности к межвитковым замыканиям и исключении влияния высших гармоник. Устройство содержит включенные в рассечку фаз силовой цепи трехфазной сети, подключенной к электроустановке, трансформаторы тока, соединенные между собой по схеме треугольника по числу сторон электроустановки, образующие дифференциальную схему защиты, токовые цепи и дифференциальное реле с первой и второй уравнительными и дифференциальной обмотками, расположенными на одном стержне магнитопровода и соединенными между собой. Полярные выводы трансформаторов тока разных фаз и сторон электроустановки подключены к одному дифференциальному реле. Для определения межвиткового замыкания в обмотках на автотрансформаторе предусмотрены выводы обмотки, имеющие соответствующую цифровую маркировку по числу ступеней переключателя без возбуждения силового трансформатора и позволяющие увеличивать или уменьшать коэффициент трансформации автотрансформатора в зависимости от ступени переключателя без возбуждения силового трансформатора. На выводах по числу фаз трансформатора установлены накладки переключения витков регулируемой обмотки, каждая из которых представляет собой металлическую пластину сечением не менее 2,5 мм, прикрепленную одним концом к клемме диэлектрической пластины, а другим концом - к одному из выводов регулируемой обмотки автотрансформатора, расположенного на той же диэлектрической пластине. Фиксация накладки осуществляется на выводах автотрансформатора. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Настоящее техническое решение относится к области электротехники, а именно к устройствам защиты силовых трансформаторов, и может быть использовано для определения витковых замыканий в обмотках силовых трансформаторов напряжением 10/0,4 кВ и 6/0,4 кВ с переключением без возбуждения (ПБВ).

Областью применения является защита силовых трансформаторов напряжением 10/0,4 и 6/0,4 кВ, эксплуатируемых в электрических сетях.

В качестве аналога, с точки зрения конструктивного исполнения, рассматривается электромагнитное реле дифференциальной защиты РНТ-565 [Н.В. Чернобровов., В.А. Семенов. Релейная защита энергетических систем. – М.: Энергоатомиздат, 1998. - 800 с.]. Реле дифференциальное без торможения, серии РНТ-565, состоящее из трехстержневого с глубоким насыщением трансформатора и исполнительного органа (реле типа РТ-40/0,2). Трансформатор имеет три первичные обмотки (рабочую и две уравнительные обмотки), одну вторичную и одну короткозамкнутую обмотку. Первичные обмотки включаются в токовые цепи релейной защиты, а вторичная обмотка питает исполнительный орган. Короткозамкнутая обмотка уменьшает трансформацию периодической составляющей тока в исполнительный орган. Ток срабатывания реле РНТ-565 регулируется изменением числа витков первичных обмоток. Токи, поступающие в первичные обмотки реле, трансформируются во вторичную обмотку, и при достижении уставки исполнительный орган срабатывает.

Основными недостатками аналога являются его узкое предназначение для дифференциальной защиты только одной фазы трансформатора; нечувствительность к межвитковым замыканиям в обмотках; при изменении коэффициента трансформации силового трансформатора (после переключения ступени ПБВ) отсутствие возможности осуществлять подстройку реле в процессе эксплуатации трансформатора.

Также из существующего уровня техники известно устройство - блок реле ДЗ-2, включающее в себя три реле сопротивления [А.П. Удрис. Панель релейной защиты ЭПЗ-1636 для ВЛ-110-220 кВ. - М.: НТФ «Энергопрогресс, 2000. - 100 с.]. Реле сопротивления, состоящее из исполнительного органа, тормозного и рабочего контуров, трансформатора напряжения, трансреактора тормозного и рабочего контуров, трансреактора подпитки и контура подпитки. Трансреактор тормозного и рабочего контура имеет две первичные и две вторичные обмотки. Первичные обмотки подключаются к вторичным цепям трансформаторов тока. Первичные обмотки имеют три отвода. Регулировка тока точной работы осуществляется ступенчато изменением числа витков первичных обмоток трансреактора тормозного и рабочего контура. Регулировка осуществляется путем соединения вторичной обмотки трансформаторов тока с одним из отводов с помощью металлической накладки.

Недостатком таких реле является их узкое предназначение для дистанционной защиты ВЛ-110-220 кВ и невозможность использования в схемах дифференциальных защит трансформаторов.

Наиболее близким к заявленному техническому решению является устройство для дифференциального фильтра токов обратной последовательности трехфазной электрической установки (патент RU 2137277 МПК H02H 3/347, H02H 3/34). Дифференциальный фильтр токов обратной последовательности трехфазной электрической установки содержит включенные в рассечку фаз силовой цепи трехфазной сети, подключенной к электроустановке, трансформаторы тока, соединенные между собой по схеме треугольника по числу сторон электроустановки, образующие дифференциальную схему защиты, токовые цепи и дифференциальное реле с первой и второй уравнительными и дифференциальной обмотками, расположенными на одном стержне магнитопровода и соединенными между собой, при этом полярные выводы трансформаторов тока разных фаз и сторон электроустановки подключены к одному дифференциальному реле, причем дифференциальная токовая цепь первой фазы соединена с первым выводом первой уравнительной обмотки дифференциального реле, второй фазы - с третьим выводом второй уравнительной обмотки дифференциального реле, третьей фазы - с шестым выводом дифференциальной (рабочей) обмотки дифференциального реле.

Недостатком данного технического решения является отсутствие возможности выполнения оперативной подстройки реле при изменении коэффициента трансформации силового трансформатора (после переключения ступени ПБВ). Также недостатком является отсутствие отстройки устройства от тока небаланса, вызванного наличием высших гармоник тока, приводящих к ложному срабатыванию реле.

Задачами, на решение которых направлено заявляемое изобретение, являются:

1. Повышение чувствительности устройства к межвитковым замыканиям в силовых трансформаторах путем оперативной подстройки устройства после переключения ступени ПБВ и определение межвитковых замыканий в обмотках силового трансформатора на ранней стадии возникновения дефекта.

2. Исключение влияния высших гармоник на работу устройства при определении межвитковых замыканий.

Данная задача решается за счет того, что в заявляемом техническом решении, содержащем включенные в рассечку фаз силовой цепи трехфазной сети, подключенной к электроустановке, трансформаторы тока, соединенные между собой по схеме треугольника по числу сторон электроустановки, образующие дифференциальную схему защиты, токовые цепи и дифференциальное реле с первой и второй уравнительными и дифференциальной обмотками, расположенными на одном стержне магнитопровода и соединенными между собой, причем полярные выводы трансформаторов тока разных фаз и сторон электроустановки подключены к одному дифференциальному реле, в отличие от прототипа для определения межвиткового замыкания в обмотках силового трансформатора на автотрансформаторе предусмотрены выводы обмотки, имеющие соответствующую цифровую маркировку по числу ступеней ПБВ и позволяющие увеличивать или уменьшать коэффициент трансформации автотрансформатора в зависимости от ступени переключателя без возбуждения силового трансформатора, на которых по числу фаз трансформатора установлены накладки переключения витков регулируемой обмотки, каждая из которых представляет собой металлическую пластину сечением не менее 2,5 мм, прикрепленную одним концом к клемме диэлектрической пластины, а другим концом подключенную к одному из выводов регулируемой обмотки автотрансформатора, расположенного на той же диэлектрической пластине. Фиксация накладки осуществляется на выводах автотрансформатора винтовым соединением. Для исключения возникновения токов небаланса, обусловленного воздействием высших гармоник, в цепи исполнительного органа может быть использован фильтр высших гармоник. Подключение фильтра высших гармоник выполняется параллельно исполнительному органу.

Новая совокупность признаков, с наличием накладок, на выводах обмоток автотрансформаторов, позволяющих осуществлять оперативную подстройку устройства после переключения ступени ПБВ, обеспечивает достижение нового технического результата - повышение чувствительности устройства к межвитковым замыканиям в обмотках трансформатора с ПБВ по току обратной последовательности и обнаружение их на ранних стадиях возникновения. Наличие фильтра высших гармоник позволяет также повысить чувствительность работы устройства за счет исключения ложного срабатывания устройства при появлении высших гармонических составляющих тока.

Сущность изобретения поясняется фигурой, на которой изображено устройство определения витковых замыканий в обмотках силового трансформатора с ПБВ.

Устройство (фигура) содержит: фильтр высших гармоник 1, установленный параллельно в цепи исполнительного органа 3; магнитопровод 2, на котором расположен исполнительный орган 3, передающий сигнал через контакт 12 о возникновении виткового замыкания; трансформаторы тока 4 на стороне высшего напряжения (ВН) трансформатора, соединенные с накладками 6 переключения витков регулируемых обмоток автотрансформаторов 7, имеющих соответствующую цифровую маркировку по числу ступеней переключателя и позволяющих увеличивать или уменьшать коэффициент трансформации автотрансформатора в зависимости от ступени переключателя без возбуждения силового трансформатора; трансформаторы тока 5 на стороне низшего напряжения (НН) трансформатора, соединенные с автотрансформаторами 8; первая уравнительная обмотка 9, вторая уравнительная обмотка 10 и дифференциальная обмотка 11, соединенные с автотрансформаторами 7 и 8. Каждая из накладок 6, установленных по числу фаз трансформатора (фазы А, В, С), на выводах обмоток автотрансформатора, представляет собой металлическую пластину сечением 2,5 мм, прикрепленную одним концом к клемме диэлектрической пластины, другим концом подключенную к одному из выводов регулируемой обмотки автотрансформатора, расположенного на той же диэлектрической пластине. Фиксация накладки на выводах автотрансформатора осуществляется винтовым соединением.

Устройство определения витковых замыканий в обмотках силового трансформатора переключением без возбуждения (фигура) работает следующим образом: токи, протекающие по вторичным обмоткам трансформаторов тока 5 стороны НН, соединенных в треугольник, поступают на автотрансформаторы 8. Токи, протекающие по вторичным обмоткам трансформаторов тока 4 стороны ВН, соединенных в треугольник, поступают на накладки 6. Положение накладок выбирается в зависимости от ступени ПБВ силового трансформатора (на фигуре представлено пять ступеней с соответствующей маркировкой -+5; +2,5; 0; -2,5; -5). Затем токи поступают на регулируемые обмотки автотрансформаторов 7, где происходит компенсация токов, вносимых изменением ступени ПБВ, и выравнивание со вторичными токами трансформаторов тока стороны НН. Вторичные токи на выходе с обмоток автотрансформаторов 7 и 8 равны между собой по амплитуде и направлены во встречном направлении. При этом токи основной частоты 50 Гц и часть высших гармоник тока, направленных встречно, подавляются, и результирующий ток небаланса каждой цепи поступает на уравнительные 9, 10 и дифференциальную 11 обмотки реле. Поскольку уравнительные 9, 10 и дифференциальная 11 обмотки расположены на одном среднем стержне магнитопровода 2 дифференциального реле, то суммарные токи в обмотках 9, 10, 11 и магнитные потоки от них в магнитопроводе реле при любых (симметричных и несимметричных) режимах равны нулю, при этом устройство не работает.

При возникновении межвиткового замыкания (замыкания двух и более витков) в одной из фаз обмоток ВН или НН силового трансформатора со стороны питаемой обмотки ВН возрастет ток обратной последовательности, в то время как на стороне НН ток останется без изменений. Появившийся ток обратной последовательности будет трансформироваться во вторичные цепи трансформаторов тока 4 стороны ВН, последовательно поступая на регулируемые обмотки автотрансформаторов 7, через накладки переключения витков 6. Поступив на уравнительные обмотки 9, 10 и дифференциальную обмотку 11, ток будет трансформироваться в цепи исполнительного органа 3. Появившийся в исполнительном органе 3 ток будет являться током небаланса и, достигнув порога уставки, приведет к срабатыванию контакта 12 исполнительного органа 3, который передает сигнал о возникновении виткового замыкания в обмотке силового трансформатора.

В процессе эксплуатации в цепи измерения могут появиться токи высших гармоник, обусловленные работой силового трансформатора в режиме насыщения или возникающие от воздействия нелинейной нагрузки потребителей, которые могут иметь в одноименных обмотках ВН и НН силового трансформатора различную амплитуду и разное направление, что обуславливает появление тока небаланса и ложное срабатывание устройства. Для подавления токов высших гармоник параллельно исполнительному органу установлен фильтр высших гармоник 1. При изменении коэффициента трансформации силового трансформатора персонал, производящий переключения, должен накладки 6 подключить на выводы автотрансформатора 7, соответствующие положению ступени ПБВ трансформатора.

Использование устройства позволяет повысить чувствительность и выявлять витковые замыкания на ранней стадии развития дефекта, что, в свою очередь, повышает надежность электроснабжения потребителей и существенно снижает трудозатраты и затраты на материал при ремонте поврежденных обмоток.

1. Устройство определения витковых замыканий в обмотках силового трансформатора с переключением без возбуждения содержит включенные в рассечку фаз силовой цепи трехфазной сети, подключенной к электроустановке, трансформаторы тока, соединенные между собой по схеме треугольника по числу сторон электроустановки, образующие дифференциальную схему защиты, токовые цепи и дифференциальное реле с первой и второй уравнительными и дифференциальной обмотками, расположенными на одном стержне магнитопровода и соединенными между собой, причем полярные выводы трансформаторов тока разных фаз и сторон электроустановки подключены к одному дифференциальному реле, отличающееся тем, что для определения межвиткового замыкания в обмотках силового трансформатора на автотрансформаторе предусмотрены выводы обмотки, имеющие соответствующую цифровую маркировку по числу ступеней переключателя без возбуждения силового трансформатора и позволяющие увеличивать или уменьшать коэффициент трансформации автотрансформатора в зависимости от ступени переключателя без возбуждения силового трансформатора, на которых, по числу фаз трансформатора, установлены накладки переключения витков регулируемой обмотки, каждая из которых представляет собой металлическую пластину сечением не менее 2,5 мм, прикрепленную одним концом к клемме диэлектрической пластины, а другим концом подключенную к одному из выводов регулируемой обмотки автотрансформатора, расположенного на той же диэлектрической пластине.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что для исключения возникновения токов небаланса, обусловленного воздействием высших гармоник, в цепи исполнительного органа параллельно ему установлен фильтр высших гармоник.

Устройство для диагностики межвитковых замыканий в обмотках силового трансформатора

Изобретение относится к устройству для диагностики состояния изоляции трансформаторов, в частности для диагностики силовых трансформаторов 6-10/0,4 кВ любой мощности на наличие межвитковых замыканий в обмотках трансформатора.

Известна газовая защита (Андреев В.А. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения - М.: Высш. шк., 2006. С 490-492), содержащая газовое реле, которое при возникновении электрической дуги, вызванной межвитковым замыканием обмотки и приводящей к вскипанию масла в трансформаторе, подает сигнал на отключение трансформатора.

Недостатком данного устройства является то, что оно срабатывает только при больших токах межвитковых замыканий, когда выгорает значительная часть обмотки, и не может выявить межвитковое замыкание на ранних стадиях развития. Кроме того, данное устройство не устанавливается на современных силовых герметичных трансформаторах типа ТМГ, так как в последних отсутствует расширительный бак, в котором это устройство устанавливается.

Наиболее близким аналогом, взятым в качестве прототипа, является устройство по патенту №2250474, МПК G01R 31/02, «Способ диагностирования состояния изоляции трансформаторов с трехстержневой конструкцией». Устройство содержит измерительный блок, соединенный с силовым трансформатором, генератор импульсов, подключенный к фазе обмотки низкого напряжения трансформатора, измерительный шунт, подключенный между началами фазных обмоток высокого напряжения, расположенных на крайних стержнях, и сердечником трансформатора, а измерительный блок, представляющий собой устройство для измерения тока, подключен к шунту.

Недостатком устройства является сложность конструкции, поскольку устройство, кроме измерительного блока, дополнительно содержит генератор импульсов и измерительный шунт. Кроме того, использование данного устройства является трудоемким, поскольку перед измерением необходимо отключить трансформатор со стороны высокого напряжения, отсоединить входные зажимы трансформатора от питающей линии, а затем необходимо подключить шунт с высокой стороны трансформатора и измерительный блок, и исследовать каждую фазу трансформатора поочередно с последующим расчетами по приведенным в описании прототипа формулам.

Задача изобретения - упрощение процесса измерения и конструкции измерительного устройства, выявление межвитковых замыканий на ранней стадии развития на месте эксплуатации силового трансформатора.

Задача решается тем, что устройство для диагностики межвитковых замыканий в обмотках силового трансформатора, содержащее измерительный блок, соединенный с силовым трансформатором, в

Неисправности трансформаторов

Вид испытания

Признаки неисправности

Причина неисправности

Некоторые способы выявления неисправности

1. Измерение сопротивления изоляции мегомметром

Значительная разница в сопротивлениях изоляции одной и другой обмотки, а также между обмотками

Повреждение изолятора вывода

Отсоединить концы обмоток от выводов и измерить раздельно сопротивление изоляции обмоток в каждого вывода относительно корпуса трансформатора. В трех зажимных выводах в. н. опробовать каждую шпильку вывода

Значительная разница в сопротивлении изоляции обмоток при измерении их в холодном и горячем состоянии

Влажность изоляции обмоток

Произвести специальный прогрев или сушку обмоток с испытанием электрической прочности масла на пробой

2. . Измерение омического сопротивления обмоток на всех ответвлениях

Значительный разброс показаний приборов на разных ступенях переключателя

Плохой контакт в переключателе вследствие загрязнения или оплавления поверхности контакта

Очистить поверхности контактов от грязи, нагара и частиц оплавленного металла и отрегулировать переключатель

Значительная разница в величинах сопротивления по фазам

Неправильное присоединение отвотов к зажимам переключателя.

Пересоединить концы отводов к зажимам переключателя

Плохой контакт на присоединениях выводов.

Зачистить и подтянуть контакты

Плохой контакт в пайках

Произвести пофазное измерение сопротивления с присоединенными и отсоединенными выводами

3. Измерение группы соединения обмоток

Получаемые результаты не соответствуют ни одной группе соединений

Одна из обмоток одной фазы «вывернута» (перепутано направление намотки или начало и конец обмотки)

Проверить линейный коэффициент трансформации
Произвести пофазное измерение группы

4. Опыт х. х. (холостого хода)

Значительно завышенный ток и потери х.х.

Витковое замыкание в обмотке

Вынуть сердечник из бака и произвести испытание до обнаружения местного нагрева или появления дыма

Наличие замкнутого контура через стяжные болты и прессующие плиты.

Проверить изоляцию стяжных болтов

Неправильное включение параллельных обмоток

Проверить правильность распределения тока между параллельно включаемыми секциями при нагрузке (проверяется по двум амперметрам при опыте короткого замыкания), а также равенство напряжений на секциях, соединяемых параллельно (проверяется по равенству показаний двух вольтметров)

Значительное увеличение тока х. х.

Недоброкачественная шихтовка магнитопровода, неполное сечение верхнего ярма за счет недоукладки числа листов

Осмотреть и произвести замер сечения ярма.
Определить соответствие имеющегося сечения требуемому путем сопоставления

Значительное увеличение потерь х. х.

Плохая изоляция между листами стали магнитопровода

Снять обмотки и на временных обмотках повторить испытание с проверкой, местных нагревов магнитопровода

Начавшийся процесс «пожара стали»

Обратить особое внимание на качество шихтовки стыков и наличие изоляционных прокладок

5. Опыт к.з. (короткого замыкания)

Значительно повышенное напряжение и потери к. з. или значительное повышение напряжения к. з.

Плохой контакт на перемычке, закорачивающей выводы обмоток

Проверить соответствие сечения и качество контактов на перемычке по признакам нагрева

Плохой контакт на выводах или переключателе

Вынуть и детально обследовать сердечник, предварительно измерив точно омическое сопротивление

Плохой контакт в схеме обмоток или в переключателе со стороны питания

Измерить омическое сопротивление

Значительное повышение потерь к. з.

Неправильное токораспределение на параллельных ветвях

Вынуть и обследовать сердечник

 

Способы определения межвиткового замыкания двигателя

Межвитковое замыкание: причины, способы проверки и методы ремонта

Во время эксплуатации любого оборудования периодически возникают поломки разного характера, которые требуют качественного ремонта. Распространенные сегодня электродвигатели не являются тому исключением. Такие агрегаты могут выходить из строя в результате межвиткового замыкания. В такой ситуации может сгореть исправный, на первый взгляд, двигатель. Именно поэтому специалисты стараются своевременно определить замыкание межвиткового типа, чтобы качественно устранить причину неисправности.

Описание

Сложное межвитковое замыкание может возникнуть по причине нарушения изоляционного слоя ответственных элементов в многофункциональных электротехнических агрегатах. В классическом двигателе, кроме распространенного замыкания на корпус, часто присутствуют и другие проблемы. Чаще всего это может быть спровоцировано выходом из строя обмотки ротора или же статора. Специалистам удалось установить, что классическое межвитковое замыкание возникает в результате перегрева мотора. Когда на устройство воздействует повышенная температура, то сложно избежать разрушения нанесенного производителем лака, который выполняет роль надежной оболочки. Из-за этого витки оголяются и начинают постепенно взаимодействовать друг с другом, вызывая тем самым короткое замыкание. Даже если это точечная проблема, двигатель все равно не будет функционировать как раньше. Ликвидировать поломку можно только при помощи качественной перемотки.

Элементарная проверка

Первым делом необходимо аккуратно установить индуктор на платформе тормозного изделия и включить его в сеть. Переключатель следует перевести в положение 4. Якорь аккуратно укладывают на полюса индуктора, после чего закрепляют на валу приспособление для проворачивания якоря. Можно включить стенд. Мастеру предстоит аккуратно прижать щупы контактного агрегата к двум соседним коллекторам якоря. Немного проворачивая механизм, нужно отыскать положение, при котором показания механизма будут находиться на максимальной отметке. При помощи резистора устанавливают стрелку устройства на максимально удобную отметку шкалы. Необходимо постепенно проворачивать якорь, не меняя при этом пространственного положения щупов. Мастеру остается только считать показания прибора.

Важные нюансы

Экспертами был разработан универсальный прибор для проверки межвиткового замыкания. Но первым делом нужно точно установить факт отсутствия дополнительной нагрузки на мотор. Проблема может возникнуть по причине засорения воздушной системы или заедания механического отдела. Чтобы безошибочно определить межвитковое замыкание, необходимо некоторое время понаблюдать за работающим двигателем. В такой ситуации мастер заметит интенсивное круговое искрение. Может ощущаться неприятный запах горелой изоляции. Чтобы ликвидировать проблему, нужно ее своевременно определить. При стандартном визуальном осмотре, обмотки якоря не должны быть вспученными или почерневшими. Указывать на проблему может запах горелого. Мастер должен убедиться в том, что между пластинами коллектора нет замыкания.

Универсальный агрегат

При помощи многофункционального прибора для проверки межвиткового замыкания можно безошибочно измерить сопротивление между обмоткой и корпусом. В рабочем состоянии разница полученных данных остается незначительной. Если полученный показатель превышает отметку 11 процентов, то качественного ремонта не избежать. Мастеру придется заменить всю обмотку, которая будет иметь меньшее сопротивление. Основные ремонтные работы должны быть направлены на перематывание неисправных деталей. Такие манипуляции доступны только в специальных условиях. Работу можно доверить исключительно специалистам.

Помощь мультиметра

Универсальность этого устройства позволяет выполнить проверку межвиткового замыкания, чтобы своевременно устранить имеющуюся поломку. Любые ремонтные работы должны начинаться с разборки якоря электродвигателя. Причины могут возникнуть по следующим причинам:

  1. Износ и поломка щеток.
  2. Замыкание между пластинами.
  3. Отсутствие контакта на клеммах.
  4. Плохая изоляция.
  5. Слишком высокая температура для пластин коллектора.

Многолетний опыт экспертов свидетельствует о том, что сломанный стартер издает характерный звук гула, появляются искры, меняется интенсивность вращения якоря, образуются вибрации во время работы.

Самостоятельный ремонт

Чтобы проверить межвитковое замыкание на якоре, нужно аккуратно приложить к пластине коллектора стартер лампы. Нужно посмотреть, загорится лампочка либо нет. Если лампочка сработала, тогда мастеру нужно подумать о замене обмотки или всего ротора. Но если реакции нет, проверку нужно выполнить омметром. Сопротивление должно быть максимально низким, не более 9 кОм. Если замыкание межвитковое, тогда пригодится определенный прибор для проверки якоря стартера. Устранить эту проблему можно в том случае, если выровнять все провода и очистить их от лишнего мусора. Если все перечисленные рекомендации не подействовали, остается только выполнить перемотку якоря. При распайке коллекторных выводов необходимо демонтировать ротор и тщательно зачистить поверхность при помощи бормашины. Определить сгоревший аккумулятор можно только с помощью аккумулятора.

Вариант для профессионалов

Специалисты привыкли использовать качественный прибор для межвиткового замыкания. Такой агрегат предназначен исключительно для профессионального ремонта электрооборудования. Для работы понадобится катушка со скобой. Классическим мультиметром можно определить только обрыв на якоре. Для более качественной диагностики лучше использовать аналоговый тестер. Между всеми ламелями обязательно замеряют сопротивление. Во всех случаях показатели должны быть идентичными. В некоторых случаях обмотки могут не сгореть, да и коллектор остается невредимым. Определить замыкание межвиткового типа можно с помощью прибора с прочной скобой от трансформатора. Мультиметр устанавливают на отметку 180 кОм. Щуп аккуратно замыкают на массу, а второй поочередно прикладывают к каждой ламели коллектора. Если якорь по-прежнему не прозванивается на массу, то он абсолютно исправен.

Замыкание классического статора

Даже такое изделие подвержено межвитковому замыканию. Первым делом специалист обязательно проверяет обмотку статора на факт сопротивления. Но это не самый надежный метод. Многие факторы влияют на мультиметр, из-за чего он может отображать ошибочные данные. Итоговый результат во многом зависит от перемотки двигателя, а также от старости самого железа. Обычными клещами можно измерить ток и сопротивление. Если у мастера есть необходимый опыт, то он может определить поломку даже по звуку работающего двигателя. Но в этом случае обязательно должны быть рабочие подшипники, которые качественно смазаны. При желании мастер может задействовать осциллограф, но такой агрегат отличается большой стоимостью. Из-за этого приобрести агрегат могут далеко не все. На двигателе не должно быть следов масла, подтеков. Недопустимо наличие посторонних запахов. Качественным тестером проверяют обмотки на факт сопротивления. Если результаты отличаются друг от друга более чем на 11%, то причина поломки может крыться в замыкании.

Самодельное приспособление

Устранить межвитковое замыкание электродвигателя можно при помощи агрегата, сооруженного в домашних условиях. Для сборки нужно подготовить транзисторы КТ209 и КТ315, переменные резисторы на 47 кОм и 1 кОм. Питание изделия можно обеспечить при помощи батареи, а также высококачественного стабилизатора. Дополнительно нужно установить зеленый светодиод, который будет сигнализировать о включении агрегата, а оранжевый – контрольный. Последовательно с этими элементами включают резистор на 30 Ом. Стоит отметить, что рабочая плата имеет компактные размеры, за счет чего легко поместится в небольшой корпус.

Причины неисправностей

Межвитковое замыкание электродвигателя не является редкой проблемой. Такая неисправность встречается в 50% всех случаев поломок. Ситуация может возникнуть из-за повышенной нагрузки на электроустановку. Неправильная эксплуатация агрегата часто влечет за собой преждевременные поломки. Номинальную нагрузку можно определить по паспорту установки. Перегрузка может быть спровоцирована механическим повреждением самого мотора. Сухие либо заклинившие подшипники часто вызывают замыкание. Не исключен факт заводского брака. Если электродвигатель хранится в ненадлежащих условиях, то это всегда чревато тем, что обмотка просто отсыреет.

Изменение сопротивления

Определение межвитковое замыкание позволяет существенно упростить ремонтные работы. Чтобы качественно проверить мотор на факт сопротивления изоляции, опытные электрики активно используют мегометр с напряжением 500 В. Таким приспособлением можно безошибочно измерить сопротивление изоляции обмоток двигателя. Если электродвигатели обладают напряжением 12 В или 24 В, то без помощи тестера просто не обойтись. Изоляция таких обмоток не рассчитана на испытание под максимальным напряжением. Производитель всегда в паспорте к агрегату указывает оптимальное значение. Если тестирование показало, что сопротивление изоляции гораздо меньше оптимальных 20 Мом, то обмотки обязательно разъединяют и тщательно проверяют каждую по отдельности. Для собранного мотора показатель не должен быть ниже положенных 21 Мом. Если изделие долгое время пролежало в сыром месте, то перед эксплуатацией его обязательно просушивают в течение нескольких часов накальной лампой.

Неисправности трансформатора

Опытные специалисты привыкли в работе использовать универсальный индикатор межвиткового замыкания, который существенно упрощает поиск возникших поломок. Но даже профессионалы должны помнить о том, что выбор наиболее подходящего источника питания и его местоположения напрямую зависит от количества питаемых изделий и типа подключения. У трансформатора есть довольно распространенная неисправность – непредвиденное замыкание витков между собой.

Эту проблему не всегда можно определить при помощи классического мультиметра. Агрегат нужно тщательно осмотреть на предмет наличия визуальных дефектов. Провод обмоток обладает лаковой изоляцией. В случае ее пробоя между витками возникает сопротивление, которые выше 0. В такой ситуации может возникнуть перегрев оснащения. При визуальном осмотре на трансформаторе не должно быть следов копоти, обуглившихся частиц, вздутия заводской заливки, почернений. Мастер может узнать номинальное напряжение из прилагаемой к агрегату документации. Если отличие показателей составляет 45% и больше, то обмотка вышла из строя. Чтобы не усугубить ситуацию, ремонт столь ответственного элемента лучше доверить специалистам, которые обладают всеми необходимыми навыками.

Проверка обмоток электродвигателя. Неисправности и методы проверок

В идеале чтобы была произведена проверка обмоток электродвигателя, необходимо иметь специальные приборы, предназначенные для этого, которые стоят немалых денег. Наверняка не у каждого в доме они есть. Поэтому проще для таких целей научиться пользоваться тестером, имеющим другое название мультиметр. Такой прибор имеется практически у каждого уважающего себя хозяина дома.

Электродвигатели изготавливают в различных вариантах и модификациях, их неисправности также бывают самыми разными. Конечно, не любую неисправность можно диагностировать простым мультиметром, но наиболее часто проверка обмоток электродвигателя таким простым прибором вполне возможна.

Любой вид ремонта всегда начинают с осмотра устройства: наличие влаги, не сломаны ли детали, наличие запаха гари от изоляции и другие явные признаки неисправностей. Чаще всего сгоревшую обмотку видно. Тогда не нужны никакие проверки и измерения. Такое оборудование сразу отправляется на ремонт. Но бывают случаи, когда отсутствуют внешние признаки поломки, и требуется тщательная проверка обмоток электродвигателя.

Виды обмоток

Если не вникать в подробности, то обмотку двигателя можно представить в виде куска проводника, который намотан определенным образом в корпусе мотора, и вроде бы в ней ничего не должно ломаться.

Однако, дело обстоит гораздо сложнее, так как обмотка электродвигателя выполнена со своими особенностями:
  • Материал провода обмотки должен быть однородным по всей длине.
  • Форма и площадь поперечного сечения провода должны иметь определенную точность.
  • На проволоку, предназначенную для обмотки, в обязательном порядке в промышленных условиях наносится слой изоляции в виде лака, который должен обладать определенными свойствами: прочностью, эластичностью, хорошими диэлектрическими свойствами и т.д.
  • Провод обмотки должен обеспечивать прочный контакт при соединении.

Если имеется какое-либо нарушение этих требований, то электрический ток будет проходить уже в совершенно других условиях, а электрический мотор ухудшит свои эксплуатационные качества, то есть, снизится мощность, обороты, а может и вообще не работать.

Проверка обмоток электродвигателя 3-фазного мотора . Прежде всего, отключить ее от цепи. Основная часть существующих электродвигателей имеет обмотки, соединенные по схемам, соответствующим звезде или треугольнику.

Концы этих обмоток подключают обычно на колодки с клеммами, которые имеют соответствующие маркировки: «К» — конец, «Н» — начало. Бывают варианты соединений внутреннего исполнения, узлы находятся внутри корпуса мотора, а на выводах применяется другая маркировка (цифрами).

На статоре 3-фазного электродвигателя применяются обмотки, имеющие равные характеристики и свойства, одинаковые сопротивления. При замере мультиметром сопротивлений обмоток может оказаться, что у них разные значения. Это уже дает возможность предположить о неисправности, имеющейся в электродвигателе.

Возможные неисправности

Визуально не всегда можно определить состояние обмоток, так как доступ к ним ограничен особенностями конструкции двигателя. Практически проверить обмотку электродвигателя можно по электрическим характеристикам, так как все поломки мотора в основном выявляются:

  • Обрывом, когда провод разорван, либо отгорел, ток по нему проходить не будет.
  • Коротким замыканием, возникшим из-за повреждения изоляции между витками входа и выхода.
  • Замыкание между витками, при этом изоляция повреждается между соседними витками. Вследствие этого поврежденные витки самоисключаются из работы. Электрический ток идет по обмотке, в которой не задействованы поврежденные витки, которые не работают.
  • Пробиванием изоляции между корпусом статора и обмоткой.
Способы
Проверка обмоток электродвигателя на обрыв

Это самый простой вид проверки. Неисправность диагностируется простым измерением значения сопротивления провода. Если мультиметр показывает очень большое сопротивление, то это означает, что имеется обрыв провода с образованием воздушного пространства.

Проверка обмоток электродвигателя на короткое замыкание

При коротком замыкании в моторе отключится его питание установленной защитой от замыкания. Это происходит за очень короткое время. Однако даже за такой незначительный промежуток времени может возникнуть видимый дефект в обмотке в виде нагара и оплавления металла.

Если измерять приборами сопротивление обмотки, то получается малое его значение, которое приближается к нулю, так как из измерения исключается кусок обмотки из-за замыкания.

Проверка обмоток электродвигателя на межвитковое замыкание

Это самая трудная задача по определению и выявлению неисправности. Чтобы проверить обмотку электродвигателя, пользуются несколькими способами измерений и диагностик.

Проверка обмоток электродвигателя способом омметра

Этот прибор действует от постоянного тока, измеряет активное сопротивление. Во время работы обмотка образует кроме активного сопротивления, значительную индуктивную величину сопротивления.

Если будет замкнут один виток, то активное сопротивление практически не изменится, и определить омметром его сложно. Конечно, можно произвести точную калибровку прибора, скрупулезно замерять все обмотки на сопротивление, сравнивать их. Однако, даже в таком случае очень трудно выявить замыкание витков.

Результаты гораздо точнее выдает мостовой метод, с помощью которого измеряется активное сопротивление. Этим методом пользуются в условиях лаборатории, поэтому обычные электромонтеры им не пользуются.

Измерение тока в каждой фазе

Соотношение токов по фазам изменится, если произойдет замыкание между витками, статор будет нагреваться. Если двигатель полностью исправен, то на всех фазах ток потребления одинаков. Поэтому измерив эти токи под нагрузкой, можно с уверенностью сказать о реальном техническом состоянии электродвигателя.

Проверка обмоток электродвигателя переменным током

Не всегда можно измерить общее сопротивление обмотки, и при этом учесть индуктивное сопротивление. У неисправного двигателя проверить обмотку можно переменным током. Для этого применяют амперметр, вольтметр и понижающий трансформатор. Для ограничения тока в схему вставляют резистор, либо реостат.

Чтобы проверить обмотку электродвигателя, применяется низкое напряжение, проверяется значение тока, которое не должно быть выше значений по номиналу. Измеренное падение напряжения на обмотке делится на ток, в итоге получается полное сопротивление. Его значение сравнивают с другими обмотками.

Такая же схема дает возможность определить вольтамперные свойства обмоток. Для этого необходимо сделать измерения на различных значениях тока, затем записать их в таблицу, либо начертить график. Во время сравнения с другими обмотками не должно быть больших отклонений. В противном случае имеется межвитковое замыкание.

Проверка обмоток электродвигателя шариком

Этот метод основывается на образовании электромагнитного поля с вращающимся эффектом, если обмотки исправны. На них подключается симметричное напряжение с тремя фазами, низкого значения. Для таких проверок используют три понижающих трансформатора с одинаковыми данными. Их подключают отдельно на каждую фазу.

Чтобы ограничить нагрузки, опыт проводят за короткий промежуток времени.

Подают напряжение на обмотки статора, и сразу вводят маленький стальной шарик в магнитное поле. При исправных обмотках шарик крутится синхронно внутри магнитопровода.

Если имеется замыкание между витками в какой-либо обмотке, то шарик сразу остановится там, где есть замыкание. При проведении проверки нельзя допускать превышения тока выше номинального значения, так как шарик может вылететь из статора с большой скоростью, что является опасно для человека.

Определение полярности обмоток электрическим методом

У обмоток статора имеется маркировка выводов, которой иногда может не быть по разным причинам. Это создает сложности при проведении сборки.

Чтобы определить маркировку, применяют некоторые способы:
  • Слабым источником постоянного тока и амперметром.
  • Понижающим трансформатором и вольтметром.

Статор выступает в роли магнитопровода с обмотками, действующими по принципу трансформатора.

Определение маркировки выводов обмотки амперметром и батарейкой

На наружной поверхности статора имеется шесть проводов от трех обмоток, концы которых не промаркированы, и подлежат определению по их принадлежности.

Применяя омметр, находят выводы для каждой обмотки, и отмечают цифрами. Далее, делают маркировку одной из обмоток конца и начала, произвольно. К одной из оставшихся двух обмоток присоединяют стрелочный амперметр, чтобы стрелка находилась на середине шкалы, для определения направления тока.

Минусовой вывод батарейки соединяют с концом выбранной обмотки, а выводом плюса кратковременно касаются ее начала.

Импульс в первой обмотке трансформируется во вторую цепь, которая замкнута амперметром, при этом повторяет исходную форму. Если полярность обмоток совпала с правильным расположением, то стрелка прибора в начале импульса пойдет вправо, а при размыкании цепи стрелка отойдет влево.

Если показания прибора совсем другие, то полярность выводов обмотки меняют местами и маркируют. Остальные обмотки проверяются подобным образом.

Определение полярности вольтметром и понижающим трансформатором

Первый этап аналогичен предыдущему способу: определяют принадлежность выводов обмоткам.

Далее, произвольным образом маркируют выводы первой любой обмотки для соединения их с понижающим трансформатором (12 вольт).

Две другие обмотки соединяют двумя выводами в одной точке случайным образом, оставшуюся пару соединяют с вольтметром и включают питание. Напряжение выхода трансформируется в другие обмотки с таким же значением, так как у них одинаковое количество витков.

Посредством последовательной схемы подключения 2-й и 3-й обмоток вектора напряжения суммируются, а результат покажет вольтметр. Далее маркируют остальные концы обмоток и проводят контрольные измерения.

Межвитковое замыкание якоря, статора, трансформатора. Как определить замыкание между витками.

Электродвигатели часто выходят из строя, и основной причиной для этого является межвитковое замыкание. Оно составляет около 40% всех поломок моторов. От чего возникает замыкание между витками? Для этого есть несколько причин.

Основная причина – излишняя нагрузка на электродвигатель, которая выше установленной нормы. Статорные обмотки нагреваются, разрушают изоляцию, происходит замыкание между витками обмоток. Неправильно эксплуатируя электрическую машину, работник создает чрезмерную нагрузку на электродвигатель.

Нормальную нагрузку можно узнать из паспорта на оборудование, либо на табличке мотора. Лишняя нагрузка может возникнуть из-за поломки механической части электромотора. Подшипники качения могут послужить этой причиной. Они могут заклинить от износа или отсутствия смазки, в результате этого возникнет замыкание витков катушки якоря.

Замыкание витков возникает и в процессе ремонта или изготовления двигателя, в результате брака, если двигатель изготавливали или ремонтировали в неприспособленной мастерской. Хранить и эксплуатировать электромотор необходимо по определенным правилам, иначе внутрь мотора может проникнуть влага, обмотки отсыреют, как следствие возникнет витковое замыкание.

С витковым замыканием электродвигатель работает неполноценно и недолго. Если вовремя не выявить межвитковое замыкание, то скоро придется покупать новый электродвигатель или полностью новую электрическую машину, например, электродрель.

При замыкании витков обмотки двигателя повышается ток возбуждения, обмотка перегревается, разрушает изоляцию, происходит замыкание других витков обмотки. Вследствие повышения тока может послужить причиной выхода из строя регулятора напряжения. Витковое замыкание выясняется сравнением обмоточного сопротивления с нормой по техусловиям. Если оно снизилось, обмотка подлежит перемотке, замене.

Как найти межвитковое замыкание

Замыкание витков легко определить, для этого есть несколько методов. Во время работы электродвигателя обратите внимание на неравномерный нагрев статора. Если одна его часть нагрелась больше, чем корпус двигателя, то необходимо остановить работу и провести точную диагностику мотора.

Существуют приборы для диагностики замыкания витков, можно проверить токовыми клещами. Нужно измерить нагрузку каждой фазы по очереди. При разнице нагрузок на фазах надо задуматься о наличии межвиткового замыкания. Можно перепутать витковое замыкание с перекосом фаз сети питания. Чтобы избежать неправильной диагностики, надо измерить приходящее напряжение питания.

Обмотки проверяют мультиметром путем прозвонки. Каждую обмотку проверяем прибором отдельно, сравниваем результаты. Если замкнуты оказались всего 2-3 витка, то разница будет незаметна, замыкание не выявится. С помощью мегомметра можно прозвонить электромотор, выявив наличие замыкания на корпус. Один контакт прибора соединяем с корпусом мотора, второй к выводам каждой обмотки.

Если нет уверенности в исправности двигателя, то необходимо произвести разборку мотора. При разборе нужно осмотреть обмотки ротора, статора, наверняка будет видно место замыкания.

Наиболее точным методом проверки замыкания между витками обмоток является проверка понижающим трансформатором на трех фазах с шариком подшипника. Подключаем на статор электромотора в разобранном виде три фазы от трансформатора с пониженным напряжением. Кидаем шарик подшипника внутрь статора. Шарик бегает по кругу – это нормально, а если он примагнитился к одному месту, то в этом месте замыкание.

Можно вместо шарика применить пластинку от сердечника трансформатора. Ее также проводим внутри статора. В месте замыкания витков, она будет дребезжать, а где замыкания нет, она просто притянется к железу. При таких проверках нельзя забывать про заземление корпуса двигателя, трансформатор должен быть низковольтным. Опыты с пластинкой и шариком при 380 вольт запрещаются, это опасно для жизни.

Самодельный прибор для определения виткового замыкания

Сделаем дроссель своими руками для проверки межвиткового замыкания в обмотке двигателя. Нам понадобится П-образное трансформаторное железо. Его можно взять, например, от старого вибрационного насоса «Ручеек», «Малыш». Разбираем его нижнюю часть, хорошо нагреваем ее. Там имеются катушки, залитые эпоксидной смолой.


Эпоксидку разогреваем и выбиваем катушки с сердечником. С помощью наждака или болгарки срезаем губки сердечника.
Намотаны эти катушки как раз на П-образном трансформаторном железе.

Не нужно соблюдать углы. Нужно сделать место, в которое легко ляжет маленький и большой якорь.

При обработке необходимо учесть, что железо слоеное. Нельзя обрабатывать его так, чтобы камень его задирал. Нужно обрабатывать в таком направлении, чтобы слои лежали друг к другу, чтобы не было задиров. После обработки снимите все фаски и заусенцы, так как придется работать с эмалированным проводом, нежелательно его поцарапать.

Теперь нам надо сделать две катушки для этого сердечника, которые разместим с обеих сторон. Замеряем толщину и ширину сердечника в самых широких местах, по заклепкам. Берем плотный картон, размечаем его по размерам сердечника. Учитываем размер паза в сердечнике между катушками. Проводим неострым краем ножниц по местам сгиба, чтобы удобнее было сгибать картон. Вырезаем заготовку для каркаса катушек. Сгибаем по линиям сгиба. Получается каркас катушки.

Теперь делаем четыре крышки для каждой стороны катушек. Получаем два картонных каркаса для катушек.

Рассчитываем количество витков катушек по формуле для трансформаторов.

13200 делим на сечение сердечника в см 2 . Сечение нашего сердечника:

3,6 см х 2,1 см = 7,56 см 2 .

13200 : 7,56 = 1746 витков на две катушки. Это число не обязательное, отклонение 10% в обе стороны никакой роли не сыграет. Округляем в большую сторону, 1800 : 2 = 900 витков нужно намотать на каждую катушку. У нас есть провод 0,16 мм, он вполне подойдет для наших катушек. Наматывать можно как угодно. По 900 витков можно намотать и вручную. Если ошибетесь на 20-30 витков, то ничего страшного не будет. Лучше намотать больше. Перед намоткой шилом делаем отверстия по краям каркаса для вывода провода катушек.

На конец провода надеваем термоусадочный кембрик. Конец провода вставляем в отверстие, загибаем, и начинаем намотку катушки.

Заполнение получилось малым, поэтому можно мотать и проводом толще. На второй конец припаиваем проводок с кембриком и вставляем в отверстие. Не заматываем катушку, пока не провели испытание.

Обе катушки намотаны. Надеваем их на сердечник таким образом, чтобы провода шли вниз и были с одной стороны. Катушки абсолютно одинаково намотаны, направление витков в одну сторону, концы выведены одинаково. Теперь необходимо один конец с одной катушки и один с другой соединить, а на оставшиеся два конца подать напряжение 220 вольт. Главное не запутаться и соединить правильные провода. Чтобы понять порядок соединения, нужно мысленно разогнуть наш П-образный сердечник в одну линию, чтобы витки в катушках располагались в одном направлении, переходили от одной катушки во вторую. Соединяем два начала катушек. На два конца подаем напряжение.

Сравним дроссель фабричный и самодельный.

Проверяем заводской дроссель металлической пластинкой на вибрацию места витковых замыканий якоря двигателя и отмечаем их маркером. Теперь то же самое делаем на нашем самодельном дросселе. Результаты получились идентичные. Наш новый дроссель работает нормально.

Снимаем наши катушки с сердечника, обмотки фиксируем изолентой. Пайку также изолируем лентой. Одеваем готовые катушки на сердечник, припаиваем к концам проводов питание 220 В. Дроссель готов к эксплуатации.

Межвитковое замыкание якоря

Для проверки якоря воспользуемся специальным прибором, который представляет трансформатор с вырезанным сердечником. Когда мы кладем якорь в этот зазор, его обмотка начинает работать как вторичная обмотка трансформатора. При этом, если на якоре имеется межвитковое замыкание, от местного перенасыщения железом металлическая пластинка, которая будет находиться сверху якоря, будет вибрировать, либо примагничиваться к корпусу якоря.

Включаем прибор. Для наглядности мы специально замкнули две ламели на коллекторе, чтобы показать каким образом производится диагностика. Помещаем пластинку на якорь и сразу видим результат. Наша пластинка примагнитилась и начала вибрировать. Поворачиваем якорь, витки смещаются, и пластинка перестает вибрировать.

Теперь удалим замыкание ламелей для проверки. Повторяем проверку и видим, что обмотка якоря исправна, пластинка не вибрирует ни в каких местах.

Способ №2 проверки якоря на витковое замыкание

Этот способ подходит для тех, кто не занимается профессиональным ремонтом электроинструмента. Для точной диагностики межвиткового замыкания требуется скоба с катушкой.

Мультиметром можно выяснить лишь обрыв катушки якоря. Лучше для этой цели применять аналоговый тестер. Между каждыми двумя ламелями замеряем сопротивление.

Сопротивление должно быть везде одинаковое. Бывают случаи, когда обмотки не сгорели, коллектор нормальный. Тогда замыкание витков определяют только с помощью прибора со скобой от трансформатора. Теперь устанавливаем мультиметр на 200 кОм, один щуп замыкаем на массу, а другим касаемся каждой ламели коллектора, при условии, что нет обрыва катушек.

Если якорь не прозванивается на массу, то он исправный, либо может быть межвитковое замыкание.

Межвитковое замыкание трансформатора

У трансформаторов есть распространенная неисправность – замыкание витков между собой. Мультиметром не всегда можно выявить этот дефект. Необходимо внимательно осмотреть трансформатор. Провод обмоток имеет лаковую изоляцию, при ее пробое между витками обмотки есть сопротивление, которое не равно нулю. Оно и приводит к разогреву обмотки.

При осмотре трансформатора на нем не должно быть гари, обуглившейся бумаги, вздутия заливки, почернений. Если известен тип и марка трансформатора, можно узнать, какое должно быть сопротивление обмоток. Мультиметр переключают в режим сопротивления. Сравнивают измеренное сопротивление со справочными данными. Если отличие составляет больше 50%, то обмотки неисправны. Если данные сопротивления не удалось найти в справочнике, то наверняка известно количество витков, тип и сечение провода, можно вычислить сопротивление по формулам.

Чтобы проверить трансформатор блока питания с выходом низкого напряжения, подключаем к первичной обмотке напряжение 220 В. Если появился дым, запах, то сразу отключаем, обмотка неисправна. Если таких признаков нет, то измеряем напряжение тестером на вторичной обмотке. При заниженном на 20% напряжении есть риск выхода из строя вторичной обмотки.

Если есть второй исправный трансформатор, то путем сравнения сопротивлений выясняют исправность обмоток. Чтобы проверить более подробно, применяют осциллограф и генератор.

Межвитковое замыкание статора

Часто на неисправном двигателе имеется межвитковое замыкание. Сначала проверяют обмотку статора на сопротивление. Это ненадежный метод, так как мультиметр не всегда может точно показать результат замера. Это зависит и от технологии перемотки двигателя, от старости железа.

Клещами тоже можно измерить сопротивление и ток. Иногда проверяют по звуку работающего мотора, при условии, что подшипники исправны, смазаны, редуктор привода исправен. Еще проверяют межвитковое замыкание осциллографом, но они имеют большую стоимость, не у каждого имеется этот прибор.

Внешне осматривают двигатель. Не должно быть следов масла, подтеков, запаха. Измеренный по фазам ток, должен быть одинаковый. Хорошим тестером проверяют обмотки на сопротивление. При разнице в замерах более 10% есть вероятность замыкания витков обмоток.

Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта , буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное.

Методы определения межвитковых замыканий обмоток

Витковые замыкания и замыкания на корпус бывают из-за местного разрушения изоляции, которое может произойти в результате трения витков между собой и о корпус, загрязнения изоляции металлической пылью, которая при работе машины вибрирует и перетирает изоляцию, пробоя изоляции из-за перегрузки машины и увлажнения изоляции.

Рассмотренные дефекты можно выявить несколькими методами.

Сгорание изоляции можно определить внешним осмотром, измерением ее сопротивления и испытанием электрической прочности.

Замыкания обмоток на корпус определяют с помощью мегомметра, контрольной лампы и вольтметра, а также методом падения напряжения. Мегомметром поочередно проверяют сопротивление изоляции каждой фазы относительно корпуса. Если у какой-либо фазы сопротивление равно нулю, то, значит, она имеет замыкание на корпус.

Контрольную лампу или вольтметр включают последовательно проверяемой обмоткой и корпусом и поочередно подают напряжение на каждую фазу и корпус машины. Если лампа горит, а вольтметр показывает напряжение, то данная обмотка имеет замыкание на корпус.

Рассмотренными способами можно выявить наличие замыкания на корпус, но не установить место замыкания. Обычно в машинах малой мощности не ищут место замыкания, а перематывают всю обмотку. В машинах средней и большой мощности экономически целесообразна замена части обмотки. Для обнаружения замкнутой части (места замыкания) обмотки применяют метод падения напряжения.

Витковые замыкания обмоток определяют методами симметрий, вольтметра (трансформации), электромагнита и шарика. Метод симметрии основан на измерении и сравнении полных сопротивлений обмоток. Если в фазах нет повреждений, то у них будут одинаковые полные сопротивления: Z

Если какая-либо фаза имеет витковое замыкание, то уменьшаются ее активное и индуктивное сопротивления, а следовательно, и полное сопротивление. Измерение проводят на переменном токе. С помощью амперметра и вольтметра измеряют ток и напряжение в каждой фазе и определяют ее сопротивление. Можно не определять сопротивление, а сравнивать значения токов в фазах при постоянном напряжении (U — const) или, наоборот, сравнивать в них падения напряжений при пропускании одинакового тока по каждой фазе.

Методом вольтметра (трансформации) определяют витковое замыкание следующим образом: концы двух фаз соединяют вместе. Их начала присоединяют к сети, а вольтметр — к выводам оставшейся третьей фазы. Если в обмотках первой и второй фазы нет витковых замыканий, то создаваемые ими магнитные потоки равны.

А так как они направлены навстречу друг к другу и взаимно уничтожаются, то в третьей обмотке не будет индуцироваться ЭДС и вольтметр покажет нуль. Если в обмотке первой или второй фазы имеются витковые замыкания, то их магнитные потоки не будут равны, так как сила тока в обмотках одинакова, а индуктивность, пропорциональная числу витков, разная. В этом случае появляется результирующий магнитный поток, который будет наводить ЭДС в третьей фазе — вольтметр покажет напряжение.

Для определения наличия витковых замыканий в обмотке третьей фазы необходимо соединить ее с первой или второй фазой.

Методы симметрии и вольтметра служат для обнаружения витковых замыканий без разборки машины, но с помощью их нельзя определить место замыкания.

Метод электромагнита (индукционный метод) основан на наведении (индуцировании) ЭДС в испытуемой обмотке с помощью вспомогательного электромагнита, который ставят на зубцы в расточку статора так, чтобы он прилегал к ним как можно плотнее (рисунок 1).

При прохождении по обмотке электромагнита переменный ток создает переменный магнитный поток, который замыкается через статор машины и сердечник электромагнита. Этот поток наводит ЭДС в витках исследуемой секции. Если секция замкнута, то в ней появится ток, а вокруг проводника с током возникнет свой магнитный поток. На паз с секцией накладывают стальную пластину. Она дребезжит, показывая замкнутую секцию.

Если на паз с замкнутой секцией поставить второй вспомогательный электромагнит, то в его обмотке будет наводиться ЭДС. Если включить в эту обмотку лампу, то она будет гореть при наличии замыкания в обмотке секции. На таком принципе основано устройство портативного дефектоскопа типа ПДО с двумя вспомогательными магнитами и неоновой лампой. Недостаток этого метода — необходимость исследовать каждую секцию (передвигать магнит и пластину по расточке).

Рисунок 1 — Схема определения витковых замыканий методом вспомогательного электромагнита: 1 — электромагнит, 2 и 4 — магнитные потоки электромагнита и замкнутой секции, 3 — стальная пластина

Метод шарика применяют для обнаружения витковых замыканий обмоток статоров машин переменного тока. На обмотку статора подают симметричное трехфазное напряжение, равное 10. 30 % номинального.

В результате этого возникает круговое вращающееся магнитное поле. Если внутрь статора бросить стальной шарик, то он будет вращаться по направлению магнитного поля. Нет коротких замыканий в секциях — шарик будет вращаться равномерно. Если есть витковое замыкание, то в замкнутой секции будет протекать ток короткого замыкания, который создает местный переменный поток. Последний затормаживает шарик, и он будет вращаться неравно мерно (может остановиться).

Межвитковое замыкание якоря, статора, трансформатора. Как определить замыкание между витками. | Электронщик

Электродвигатели часто выходят из строя, и основной причиной для этого является межвитковое замыкание. Оно составляет около 40% всех поломок моторов. От чего возникает замыкание между витками? Для этого есть несколько причин.

Основная причина – излишняя нагрузка на электродвигатель, которая выше установленной нормы. Статорные обмотки нагреваются, разрушают изоляцию, происходит замыкание между витками обмоток. Неправильно эксплуатируя электрическую машину, работник создает чрезмерную нагрузку на электродвигатель.

Нормальную нагрузку можно узнать из паспорта на оборудование, либо на табличке мотора. Лишняя нагрузка может возникнуть из-за поломки механической части электромотора. Подшипники качения могут послужить этой причиной. Они могут заклинить от износа или отсутствия смазки, в результате этого возникнет замыкание витков катушки якоря.

Замыкание витков возникает и в процессе ремонта или изготовления двигателя, в результате брака, если двигатель изготавливали или ремонтировали в неприспособленной мастерской. Хранить и эксплуатировать электромотор необходимо по определенным правилам, иначе внутрь мотора может проникнуть влага, обмотки отсыреют, как следствие возникнет витковое замыкание.

С витковым замыканием электродвигатель работает неполноценно и недолго. Если вовремя не выявить межвитковое замыкание, то скоро придется покупать новый электродвигатель или полностью новую электрическую машину, например, электродрель.

При замыкании витков обмотки двигателя повышается ток возбуждения, обмотка перегревается, разрушает изоляцию, происходит замыкание других витков обмотки. Вследствие повышения тока может послужить причиной выхода из строя регулятора напряжения. Витковое замыкание выясняется сравнением обмоточного сопротивления с нормой по техусловиям. Если оно снизилось, обмотка подлежит перемотке, замене.

Как найти межвитковое замыкание

Замыкание витков легко определить, для этого есть несколько методов. Во время работы электродвигателя обратите внимание на неравномерный нагрев статора. Если одна его часть нагрелась больше, чем корпус двигателя, то необходимо остановить работу и провести точную диагностику мотора.

Существуют приборы для диагностики замыкания витков, можно проверить токовыми клещами. Нужно измерить нагрузку каждой фазы по очереди. При разнице нагрузок на фазах надо задуматься о наличии межвиткового замыкания. Можно перепутать витковое замыкание с перекосом фаз сети питания. Чтобы избежать неправильной диагностики, надо измерить приходящее напряжение питания.

Обмотки проверяют мультиметром путем прозвонки. Каждую обмотку проверяем прибором отдельно, сравниваем результаты. Если замкнуты оказались всего 2-3 витка, то разница будет незаметна, замыкание не выявится. С помощью мегомметра можно прозвонить электромотор, выявив наличие замыкания на корпус. Один контакт прибора соединяем с корпусом мотора, второй к выводам каждой обмотки.

Если нет уверенности в исправности двигателя, то необходимо произвести разборку мотора. При разборе нужно осмотреть обмотки ротора, статора, наверняка будет видно место замыкания.

Наиболее точным методом проверки замыкания между витками обмоток является проверка понижающим трансформатором на трех фазах с шариком подшипника. Подключаем на статор электромотора в разобранном виде три фазы от трансформатора с пониженным напряжением. Кидаем шарик подшипника внутрь статора. Шарик бегает по кругу – это нормально, а если он примагнитился к одному месту, то в этом месте замыкание.

Можно вместо шарика применить пластинку от сердечника трансформатора. Ее также проводим внутри статора. В месте замыкания витков, она будет дребезжать, а где замыкания нет, она просто притянется к железу. При таких проверках нельзя забывать про заземление корпуса двигателя, трансформатор должен быть низковольтным. Опыты с пластинкой и шариком при 380 вольт запрещаются, это опасно для жизни.

Самодельный прибор для определения виткового замыкания

Сделаем дроссель своими руками для проверки межвиткового замыкания в обмотке двигателя. Нам понадобится П-образное трансформаторное железо. Его можно взять, например, от старого вибрационного насоса «Ручеек», «Малыш». Разбираем его нижнюю часть, хорошо нагреваем ее. Там имеются катушки, залитые эпоксидной смолой.

Эпоксидку разогреваем и выбиваем катушки с сердечником. С помощью наждака или болгарки срезаем губки сердечника.

Намотаны эти катушки как раз на П-образном трансформаторном железе.

Не нужно соблюдать углы. Нужно сделать место, в которое легко ляжет маленький и большой якорь.

При обработке необходимо учесть, что железо слоеное. Нельзя обрабатывать его так, чтобы камень его задирал. Нужно обрабатывать в таком направлении, чтобы слои лежали друг к другу, чтобы не было задиров. После обработки снимите все фаски и заусенцы, так как придется работать с эмалированным проводом, нежелательно его поцарапать.

Теперь нам надо сделать две катушки для этого сердечника, которые разместим с обеих сторон. Замеряем толщину и ширину сердечника в самых широких местах, по заклепкам. Берем плотный картон, размечаем его по размерам сердечника. Учитываем размер паза в сердечнике между катушками. Проводим неострым краем ножниц по местам сгиба, чтобы удобнее было сгибать картон. Вырезаем заготовку для каркаса катушек. Сгибаем по линиям сгиба. Получается каркас катушки.

Теперь делаем четыре крышки для каждой стороны катушек. Получаем два картонных каркаса для катушек.

Рассчитываем количество витков катушек по формуле для трансформаторов.

13200 делим на сечение сердечника в см2. Сечение нашего сердечника:

3,6 см х 2,1 см = 7,56 см2.

13200 : 7,56 = 1746 витков на две катушки. Это число не обязательное, отклонение 10% в обе стороны никакой роли не сыграет. Округляем в большую сторону, 1800 : 2 = 900 витков нужно намотать на каждую катушку. У нас есть провод 0,16 мм, он вполне подойдет для наших катушек. Наматывать можно как угодно. По 900 витков можно намотать и вручную. Если ошибетесь на 20-30 витков, то ничего страшного не будет. Лучше намотать больше. Перед намоткой шилом делаем отверстия по краям каркаса для вывода провода катушек.

На конец провода надеваем термоусадочный кембрик. Конец провода вставляем в отверстие, загибаем, и начинаем намотку катушки.

Заполнение получилось малым, поэтому можно мотать и проводом толще. На второй конец припаиваем проводок с кембриком и вставляем в отверстие. Не заматываем катушку, пока не провели испытание.

Обе катушки намотаны. Надеваем их на сердечник таким образом, чтобы провода шли вниз и были с одной стороны. Катушки абсолютно одинаково намотаны, направление витков в одну сторону, концы выведены одинаково. Теперь необходимо один конец с одной катушки и один с другой соединить, а на оставшиеся два конца подать напряжение 220 вольт. Главное не запутаться и соединить правильные провода. Чтобы понять порядок соединения, нужно мысленно разогнуть наш П-образный сердечник в одну линию, чтобы витки в катушках располагались в одном направлении, переходили от одной катушки во вторую. Соединяем два начала катушек. На два конца подаем напряжение.

Сравним дроссель фабричный и самодельный.

Проверяем заводской дроссель металлической пластинкой на вибрацию места витковых замыканий якоря двигателя и отмечаем их маркером. Теперь то же самое делаем на нашем самодельном дросселе. Результаты получились идентичные. Наш новый дроссель работает нормально.

Снимаем наши катушки с сердечника, обмотки фиксируем изолентой. Пайку также изолируем лентой. Одеваем готовые катушки на сердечник, припаиваем к концам проводов питание 220 В. Дроссель готов к эксплуатации.

Межвитковое замыкание якоря

Для проверки якоря воспользуемся специальным прибором, который представляет трансформатор с вырезанным сердечником. Когда мы кладем якорь в этот зазор, его обмотка начинает работать как вторичная обмотка трансформатора. При этом, если на якоре имеется межвитковое замыкание, от местного перенасыщения железом металлическая пластинка, которая будет находиться сверху якоря, будет вибрировать, либо примагничиваться к корпусу якоря.

Включаем прибор. Для наглядности мы специально замкнули две ламели на коллекторе, чтобы показать каким образом производится диагностика. Помещаем пластинку на якорь и сразу видим результат. Наша пластинка примагнитилась и начала вибрировать. Поворачиваем якорь, витки смещаются, и пластинка перестает вибрировать.

Теперь удалим замыкание ламелей для проверки. Повторяем проверку и видим, что обмотка якоря исправна, пластинка не вибрирует ни в каких местах.

Способ №2 проверки якоря на витковое замыкание

Этот способ подходит для тех, кто не занимается профессиональным ремонтом электроинструмента. Для точной диагностики межвиткового замыкания требуется скоба с катушкой.

Мультиметром можно выяснить лишь обрыв катушки якоря. Лучше для этой цели применять аналоговый тестер. Между каждыми двумя ламелями замеряем сопротивление.

Сопротивление должно быть везде одинаковое. Бывают случаи, когда обмотки не сгорели, коллектор нормальный. Тогда замыкание витков определяют только с помощью прибора со скобой от трансформатора. Теперь устанавливаем мультиметр на 200 кОм, один щуп замыкаем на массу, а другим касаемся каждой ламели коллектора, при условии, что нет обрыва катушек.

Если якорь не прозванивается на массу, то он исправный, либо может быть межвитковое замыкание.

Межвитковое замыкание трансформатора

У трансформаторов есть распространенная неисправность – замыкание витков между собой. Мультиметром не всегда можно выявить этот дефект. Необходимо внимательно осмотреть трансформатор. Провод обмоток имеет лаковую изоляцию, при ее пробое между витками обмотки есть сопротивление, которое не равно нулю. Оно и приводит к разогреву обмотки.

При осмотре трансформатора на нем не должно быть гари, обуглившейся бумаги, вздутия заливки, почернений. Если известен тип и марка трансформатора, можно узнать, какое должно быть сопротивление обмоток. Мультиметр переключают в режим сопротивления. Сравнивают измеренное сопротивление со справочными данными. Если отличие составляет больше 50%, то обмотки неисправны. Если данные сопротивления не удалось найти в справочнике, то наверняка известно количество витков, тип и сечение провода, можно вычислить сопротивление по формулам.

Чтобы проверить трансформатор блока питания с выходом низкого напряжения, подключаем к первичной обмотке напряжение 220 В. Если появился дым, запах, то сразу отключаем, обмотка неисправна. Если таких признаков нет, то измеряем напряжение тестером на вторичной обмотке. При заниженном на 20% напряжении есть риск выхода из строя вторичной обмотки.

Если есть второй исправный трансформатор, то путем сравнения сопротивлений выясняют исправность обмоток. Чтобы проверить более подробно, применяют осциллограф и генератор.

Межвитковое замыкание статора

Часто на неисправном двигателе имеется межвитковое замыкание. Сначала проверяют обмотку статора на сопротивление. Это ненадежный метод, так как мультиметр не всегда может точно показать результат замера. Это зависит и от технологии перемотки двигателя, от старости железа.

Клещами тоже можно измерить сопротивление и ток. Иногда проверяют по звуку работающего мотора, при условии, что подшипники исправны, смазаны, редуктор привода исправен. Еще проверяют межвитковое замыкание осциллографом, но они имеют большую стоимость, не у каждого имеется этот прибор.

Внешне осматривают двигатель. Не должно быть следов масла, подтеков, запаха. Измеренный по фазам ток, должен быть одинаковый. Хорошим тестером проверяют обмотки на сопротивление. При разнице в замерах более 10% есть вероятность замыкания витков обмоток.

Загляните на карту сайта Электронщик, буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное. Делитесь информацией в соцсетях, ставьте лайки, если вам понравилось - это поможет развитию канала

Как определить межвитковое замыкание электродвигателя

До 40 процентов случаев проблем с электродвигателем связано с межвитковым замыканием. Как правило, оно возникает в катушке обмотки возбуждения. Основные причины:

  • Перегрузка двигателя из-за неправильной его эксплуатации либо механических повреждений. Вследствие этого происходит перегрев обмоток статора и повреждение или разрушение их изоляционного слоя. В результате уменьшается сопротивление цепи, и контакт витков катушки ведет к замыканию и выходу двигателя из строя.
  • «Сухие» или заклинившие подшипники.
  • Заводской брак обмоток (либо их неудачная перемотка).
  • Попадание влаги внутрь агрегата из-за несоблюдения условий его хранения (например, во влажном месте).

Итак, причины более или менее понятны, теперь мы попытаемся разобраться: как определить межвитковое замыкание электродвигателя?

Способы определения межвиткового замыкания двигателя

Если какая-либо часть статора сильно нагревается, стоит прекратить работу и провести диагностику агрегата. Мы предлагаем следующие варианты:

  • Токовые клещи. Измеряется нагрузка на каждую фазу, и, если на какой-либо из них она значительно увеличена, то это признак межвиткового замыкания. Однако чтобы избежать ошибки из-за, например, перекоса фаз на подстанции, стоит также измерить приходящее напряжение вольтметром.
  • Прозвон обмоток тестером. Прозванивается каждая обмотка в отдельности, затем полученные результаты сопротивления сверяются. Но следует учесть, что этот способ может оказаться неэффективным при замыкании 2-3 витков, т.к. в этом случае расхождение будет небольшим.
  • Измерения мегомметром. Чтобы обнаружить замыкание на корпус, один щуп прикладывается к корпусу двигателя, второй – к выходу обмоток в борно.
  • Проверить межвитковое замыкание электродвигателя также можно визуально. Агрегат разбирается и тщательно осматривается на предмет наличия сгоревшей части обмотки.
  • Проверка с помощью понижающего трехфазного трансформатора и шарика от подшипника или пластинки от трансформаторного железа. Этот способ считается самым надежным. Предупреждение: ни в коем случае не используйте данный алгоритм при напряжении в 380 вольт, это опасно для жизни! Последовательность действий такова: три фазы с понижающего трансформатора подаются на статор предварительно разобранного двигателя. Туда кидается шарик. Если он движется внутри статора по кругу – аппарат в рабочем состоянии. Если через несколько оборотов он «залипает» на одном месте – именно там и находится замыкание. Пластинка прикладывается к железу внутри статора. Если она «примагничивается», причин для беспокойства нет, а ее дребезжание указывает на межвитковое замыкание.

Следует также отметить, что все перечисленные выше способы проверки производятся исключительно с заземленным двигателем.

Таким образом, зная, как проверить обмотку электродвигателя на межвитковое замыкание, вы сможете самостоятельно выявить причину неисправности и принять решение о ее своевременном устранении.


Обнаружение межвитковых замыканий в обмотке трансформатора методом разряда конденсаторов

В статье представлены результаты анализа влияния межвиткового замыкания на формы сигналов напряжения и тока разряда конденсатора через обмотки трансформатора. Исследование проводилось в рамках проекта Facility of Antiproton and Ion Research, цель которого - построить новый международный ускорительный комплекс, использующий сверхпроводящие магниты. Для обеспечения электрического качества цепей сверхпроводящих магнитов в настоящее время в Гданьском технологическом университете (GUT) разрабатывается система измерения и диагностики.Соответствующие измерения и моделирование специальной трансформаторной системы были выполнены для проверки предложенного метода диагностики. Чтобы учесть нелинейность и гистерезис магнитного ярма, была разработана новая математическая модель трансформатора. Был построен специальный испытательный стенд для имитации межвитковых замыканий в обмотках трансформатора.

1 Введение

Центр исследования антипротонов и ионов (FAIR) - это новый международный ускорительный комплекс, построенный в Дармштадте, Германия.Республика Польша входит в группу СПРАВЕДЛИВЫХ стран-партнеров. Программа физических исследований на FAIR будет охватывать широкий круг тем, от фундаментальных проблем до их приложений в физике, биологии и материаловедении [1, 2]. Основным элементом установки FAIR является сверхпроводящий (СК) синхротрон SIS100. Ключевыми компонентами SIS100 являются дипольные магниты SC (DPM) и квадрупольные модули (QDM). Один QDM содержит два SC-квадрупольных магнита и различное количество SC-корректирующих магнитов.Все SC-магниты SIS100 относятся к суперхерзовому типу. Чтобы исследовать качество DPM и QDM с точки зрения электрической целостности, факультет электротехники и управления (GUT) разрабатывает систему измерения и диагностики SC-магнитов SIS100 [3].

Высокие требования к стабильности электрических параметров магнитов SC требуют систематического контроля качества на этапах производства, заводских приемочных испытаний (FAT), приемочных испытаний на месте (SAT) - как в условиях окружающей среды, так и в криогенных условиях, до & после установки в туннеле ускорителя, во время ввода машины в эксплуатацию и периодически во время остановок технического обслуживания [4, 5, 6].

Измерительная система, предложенная GUT, предусматривает всестороннее исследование электрической целостности, и . e .: испытание высоковольтным постоянным током, проверка датчика температуры, проверка отвода напряжения, проверка правильности цепи и проверка межвитковой изоляции. В этой статье основное внимание уделяется подсистеме импульсных испытаний (разряд конденсатора), которая позволяет исследовать вопросы, связанные с качеством межвитковой изоляции. Эта подсистема называется «высоковольтный разряд» и использует метод неразрушающей диагностики, основанный на синхронизированном измерении напряжения и тока во время разряда внешнего конденсатора на катушке магнита SC.Поскольку в SIS100 есть несколько типов магнитов, которые характеризуются индуктивностью от 0,4 до 140 мГн, система должна быть построена таким образом, чтобы емкость и начальное напряжение можно было регулировать в соответствии с требуемым уровнем энергии. Из-за недоступности для испытаний первых магнитов СК исследование эффектов межвиткового замыкания проводилось на специальном тороидальном трансформаторе, для которого была разработана очень точная математическая модель [7, 8, 9]. Модель учитывает нелинейность и гистерезис магнитного ярма.Для имитации межвитковых замыканий в обмотках трансформатора был построен специальный испытательный стенд. В данной статье представлено подробное исследование влияния межвитковых замыканий на формы сигналов напряжения и тока во время разряда конденсатора на обмотке трансформатора.

2 Метод диагностики

Предполагалось, что анализ результатов измерений каждого типа СК магнита будет проводиться в момент доставки на FAIR. Это позволит проверить соответствие справочным значениям.Кроме того, во время этой процедуры будет создана характерная подпись для каждого SC-магнита. Периодические контрольные измерения позволят наблюдать изменения сигнатуры магнита СК и сравнивать их с эталонными значениями. Превышение пороговых значений или значительное изменение сигнатуры SC-магнита будет признаком электрической неисправности. Это позволяет принять решение о ремонте или замене СК магнита.

Метод измерения требует синхронизированной записи форм сигналов напряжения и тока разряда.Первоначально предложенная процедура диагностики касается частоты и коэффициента затухания как тока разряда, так и формы волны напряжения [10].

Исследования по выбору подходящих критериев для анализа измеренных форм сигналов [4, 5, 6, 11] все еще продолжаются. В данной работе предлагается новая диагностическая процедура, основанная на вычислении энергетического показателя осциллограмм напряжения и тока разряда. Для проверки этого метода был собран специальный испытательный стенд с тороидальным трансформатором (рисунок 1).Этот стенд позволяет моделировать межвитковые замыкания в обмотках трансформатора. Измерения на этом стенде проводились для конфигураций системы, различающихся количеством закороченных витков.

Рисунок 1

Стенд для разряда конденсаторов со специальным тороидальным трансформатором

Осциллограммы тока и ( t ) и напряжения и ( t ) во время разряда через обмотку трансформатора показаны на рисунке 2.

Рисунок 2

Формы сигналов тока и ( t ) и напряжения и ( t ) во время импульсных испытаний для различного количества закороченных витков ( N = 0..3)

Основой диагностической процедуры является анализ абсолютной мощности | p ( t ) | форма волны определяется:

п ( т ) знак равно ты ( т ) ⋅ я ( т ) (1)

На рис. 3 представлены осциллограммы | p ( t ) | рассчитано на основе данных i ( t ) и u ( t ), изображенных на рисунке 2.Предлагается использовать энергетический индекс E a , определенный по:

E а знак равно 1 / Т ∫ 0 Т ты ( т ) ⋅ я ( т ) d т (2)

Рисунок 3

Осциллограммы абсолютной мощности и значения индекса энергии

в качестве критерия приемки.Вычисленные E a -индексы, которые соответствуют разному количеству закороченных витков ( N = 0..3), также показаны на рисунке 3.

Изменение в E на -индекс однозначно указывает на электрическую неисправность в виде короткого замыкания обмотки трансформатора. Чтобы увеличить статистику измерений, расчет энергетического индекса повторялся много раз для различных напряжений, для которых батарея конденсаторов была изначально заряжена, и для разного количества закороченных витков.На рисунке 4 показано сравнение энергии ( E ) и индекса энергии ( E a ), рассчитанных для выполненных измерений. Каждая полоса представляет собой среднее значение 10 измерений. Используя энергию в качестве критерия приемлемости, невозможно идентифицировать возникновение короткого замыкания. С другой стороны, E a -индекс позволяет идентифицировать электрическую неисправность.

Рисунок 4

Энергия ( E ) и индекс энергии ( E a ), рассчитанные для разного количества закороченных витков ( N = 0..3) и различные значения напряжения питания

3 Модель трансформатора

Модель эквивалентной схемы рассматриваемого тороидального трансформатора, подключенного к системе «высоковольтный разряд», представлена ​​на рисунке 5. Трансформатор питается от конденсаторной батареи C 0 через сопротивление фидера R f и фидер. индуктивность L f . Трансформатор имеет две связанные обмотки: первичную, обозначенную индексом «P», и вторичную, обозначенную индексом «S».

Рисунок 5

Модель эквивалентной схемы трансформаторной системы (параметры описаны в главе 3)

Первичная обмотка разделена на две части: основная часть моделируется сопротивлением R p 1 и индуктивностью M p 1 и короткозамкнутой частью моделируется сопротивлением R p 2 и индуктивность M p 2 .Электрическое повреждение, которое приводит к короткому замыканию витков первичной обмотки, моделируется как сопротивление R sc и индуктивность L sc . Эффекты вихревых токов и избыточные потери в сердечнике моделируются с помощью дополнительной цепи, определяемой индуктивностью M e и сопротивлением R Fe . Сопротивление R Fe представляет собой как классические, так и аномальные потери на вихревые токи (которые могут быть нелинейными) [8].

Для определения математической модели трансформатора предлагается метод энергии Лагранжа. Обобщенные координаты - петли токов: i P 1 , i P 2 и i Fe предложены на рисунке 5. Предполагается, что электрические токи обозначены : i = dq / dt = . Функция Лагранжа определяется следующим образом:

L ( q п 1 ˙ , q п 2 ˙ , q F е ˙ , q п 1 , q п 2 , q F е ) знак равно 1 2 L 0 q п 1 ˙ 2 + ∫ 0 q п 1 ˙ Ψ п 1 ( q п 1 ˙ , q п 2 ˙ , q F е ˙ ) d q п 1 ˙ + ∫ 0 q п 2 ˙ Ψ п 2 ( q п 1 ˙ , q п 2 ˙ , q F е ˙ ) d q п 2 ˙ + ∫ 0 q F е ˙ Ψ F е ( q п 1 ˙ , q п 2 ˙ , q F е ˙ ) d q F е ˙ - 1 2 q п 1 C 0 + 1 2 M s c ( q п 1 ˙ - q п 2 ˙ ) 2 (3)

Функция рассеяния Рэлея определяется как:

п е ( q п 1 ˙ , q п 2 ˙ , q F е ˙ ) знак равно 1 2 р 0 q п 1 ˙ 2 + 1 2 р п 1 q п 1 ˙ 2 + 1 2 р п 2 q п 2 ˙ 2 + 1 2 р s c ( q п 1 ˙ - q п 2 ˙ ) 2 + 1 2 р F е q F е ˙ 2 (4)

Общий вид системы уравнений Эйлера-Лагранжа имеет вид:

d d т ∂ L ∂ q п 1 ˙ - ∂ L ∂ q п 1 + ∂ п е ∂ q п 1 ˙ знак равно 0 d d т ∂ L ∂ q п 2 ˙ - ∂ L ∂ q п 2 + ∂ п е ∂ q п 2 ˙ знак равно 0 d d т ∂ L ∂ q F е ˙ - ∂ L ∂ q F е + ∂ п е ∂ q F е ˙ знак равно 0 (5)

Объединение уравнений (3) - (5) приводит к матричному уравнению:

L 0 + M s c + ∂ Ψ п 1 ∂ q п 1 ˙ M s c + ∂ Ψ п 1 ∂ q п 2 ˙ ∂ Ψ п 1 ∂ q F е ˙ - M s c + ∂ Ψ п 2 ∂ q п 1 ˙ M s c + ∂ Ψ п 2 ∂ q п 2 ˙ ∂ Ψ п 2 ∂ q F е ˙ ∂ Ψ F е ∂ q п 1 ˙ ∂ Ψ F е ∂ q п 2 ˙ ∂ Ψ F е ∂ q F е ˙ ⋅ q п 1 ¨ q п 2 ¨ q F е ¨ + р 0 + р п 1 + р s c - р s c 0 - р s c р п 2 + р s c 0 0 0 р F е ⋅ q п 1 ˙ q п 2 ˙ q F е ˙ знак равно - q п 1 C 0 0 0 (6)

Для рассматриваемого типа магнитного ярма предполагается, что существует магнитный поток Φ c , общий для всех обмоток.Таким образом, левая часть (6) может быть выражена как (7):

L 0 + M s c + M л п 1 M s c 0 - M s c M s c + M л п 2 0 0 0 M л F е ⋅ q п 1 ¨ q п 2 ¨ q F е ¨ + ∂ Φ c ∂ Θ N п 1 N п 1 N п 1 N п 2 N п 1 N F е N п 2 N п 1 N п 2 N п 2 N п 2 N F е N F е N п 1 N F е N п 2 N F е N F е ⋅ q п 1 ¨ q п 2 ¨ q F е ¨ + р 0 + р п 1 + р s c - р s c 0 - р s c р п 2 + р s c 0 0 0 р F е ⋅ q п 1 ˙ q п 2 ˙ q F е ˙ знак равно - q п 1 C 0 0 0 (7)

, где Θ , определяемое формулой (8), - это общее количество ампер-витков всех катушек, N k - количество витков k -ой катушки и M lk - индуктивность рассеяния. .

Θ знак равно N п 1 q п 1 ˙ + N п 2 q п 2 ˙ + N F е q F е ˙ (8)

Связь между Φ c и Θ использует модель гистерезиса Прейзаха с обратной связью, представленную в [7, 8].

4 Результаты моделирования

Измеренные осциллограммы разряда конденсатора через обмотку трансформатора i ( t ) и u ( t ) и соответствующие | p ( t ) | соответствуют моделированию, выполненному с использованием представленной математической модели тороидального трансформатора, см. рисунок 6 (случай U = 10 В и N = 1).

Рисунок 6

Сравнение форм тока и напряжения разряда конденсатора через обмотку трансформатора, полученных в результате измерений и моделирования для одного закороченного витка и U = 10 В

Осциллограммы абсолютной мощности и индекса энергии, полученные в результате моделирования для различного количества закороченных витков ( N = 0..3) показаны на рисунке 7. Индексы E a были рассчитаны с использованием уравнения (2).

Рисунок 7

Осциллограммы абсолютной мощности и показателя энергии, полученные при моделировании разряда конденсатора

Сводка показателей энергии, рассчитанных на основе измерений и моделирования для различного количества закороченных витков и для U = 10 В, показана в таблице 1.Неопределенность индуктивности рассеяния короткозамкнутого пути ( M p 2 ) в математической модели тем выше, чем больше количество закороченных витков. Поэтому моделирование для N = 3 характеризуется наибольшей ошибкой вычислений.

Таблица 1

Сравнение энергетического индекса, рассчитанного на основе измерений и моделирования

Количество закороченных витков Критерии (энергетический индекс)
Измерение Моделирование Разница
N = 0 0.0521 0,0522 −0,25%
N = 1 0,0427 0,0425 0,26%
N = 2 0,0374 0,0378 -1,18%
N = 3 0,0353 0,0362 −2,61%

5 Заключение

В статье представлен анализ осциллограмм напряжения и тока, измеренных при разряде конденсатора через обмотку трансформатора при имитации межвитковых замыканий.Проведенный анализ, дополненный точным моделированием с использованием модели гистерезиса Прейзаха с обратной связью, позволил выбрать адекватный критерий приемлемости для качества межвитковой изоляции катушек трансформатора / электромагнита. Проведенное исследование составляет основу метода диагностики, который будет реализован в подсистеме импульсных испытаний («HV-Discharge»), которая в настоящее время разрабатывается FECE / GUT в рамках проекта FAIR. На следующем этапе исследований представленный метод диагностики будет проверен и подтвержден путем проведения измерений на прототипе СК-магнита.

Ссылки

[1] Стафиняк А., Флок Э., Хане П., Хесс Г., Каушке М., Клос Ф., Марзуки Ф. и др., Ввод в эксплуатацию прототипа испытательной установки для быстродействующих сверхпроводников. Магниты для FAIR, IEEE Trans. по прикладной сверхпроводимости, 2008, 18, 1625–1628. Поиск в Google Scholar

[2] Хеннинг В.Ф., FAIR Международный ускорительный центр для исследований с ионами и антипротонами, Труды Европейской конференции по ускорителям частиц (5–9 июля 2004 г., Люцерн, Швейцария), 2004 г., стр. 50–53.Искать в Google Scholar

[3] Волошик М., Зилко М., Свендровски Л., Диагностика электрических цепей сверхпроводящих магнитов, Научные труды факультета электротехники и управления Гданьского технологического университета, 2016, 50, 103- 107. Искать в Google Scholar

[4] Иваса Ю., Леупольд М., Веггель Р., Хейл Дж., Уильямс Дж., Диагностика и анализ короткого замыкания в сверхпроводящем магните, IEEE Trans. по магнетике, 1983, 19, 704–706. Искать в Google Scholar

[5] Takeuchi K., Асано К., Хаяси Х., Метод диагностики свойств сверхпроводящего магнита с использованием быстрого токового разряда, IEEE Trans. по прикладной сверхпроводимости, 2001, 11, 2595–2598. Искать в Google Scholar

[6] Стафиняк А., Свангрубер П., Фрайслебен В., Флок Э., Электрическая целостность и ее защита для надежной работы сверхпроводящих машин, Физические процедуры, Труды 25-й Международной конференции по криогенной инженерии и Международной конференции Конференция по криогенным материалам, 2014, 67, 1106–1111.Искать в Google Scholar

[7] Вилк А., Незнански Дж., Мосон И., Нелинейная модель тягового трансформатора со стальным сердечником с учетом магнитного поля, Труды XIX Международной конференции по электрическим машинам, 2010, 1- 7. Поиск в Google Scholar

[8] Вилк А., Михна М., Циховски А., Моделирование влияния остаточной намагниченности на переходные состояния однофазного трансформатора, включая модель Прайзаха с обратной связью, Труды 40-й ежегодной конференции IEEE Общество промышленной электроники, 2014, 875–880.Поиск в Google Scholar

[9] Вилк А., Михна М., Моделирование влияния остаточной намагниченности на переходные состояния в однофазном многообмоточном трансформаторе, Архив электротехники, 2014, 66, 41–54. Искать в Google Scholar

[10] Свисульски Д., Волошик М., Волошин М., Зилко М., Рафиньски Л., Стафиняк А., Тестирование частотных характеристик сверхпроводящих магнитов, Elektronika ir Elektrotechnika, 2015, 103, 39 –4. Искать в Google Scholar

[11] Bernatt J., Исследование изоляции обмоток трансформаторов на постоянном токе, Przegląd Elektrotechniczny, 2015, 1, 41–44. Искать в Google Scholar

Экспериментальный подход к исследованию низкоуровневых межвитковых замыканий обмоток в силовых трансформаторах

  • 1

    Бартли В. (2003) Анализ отказов трансформаторов. В: Международная ассоциация инженерных страховщиков 36-я ежегодная конференция, Стокгольм, Швеция

  • 2

    Ван М., Вандермар А.Дж., Шривастава К.Д. (2002) Обзор оценки состояния эксплуатируемых силовых трансформаторов.IEEE Electr Insul Mag 18 (6): 12–25

    Статья Google ученый

  • 3

    Stigant SA, Franlin AC (1973) Книга по трансформатору J&P: практическая технология силового трансформатора, 10-е изд. Уайли, Нью-Йорк

    Google ученый

  • 4

    Бастард П., Бертран П., Менье М. (1994) Модель трансформатора для исследования повреждений обмоток. IEEE Trans Power Deliv 9 (2): 690–699

    Статья Google ученый

  • 5

    Аггарвал Р.К., Мао П. (1998) Цифровое моделирование переходных процессов в силовых трансформаторах высокого напряжения с особым упором на точное обнаружение неисправностей.В: Материалы международной конференции Института электротехники по моделированию, стр. 390–397

  • 6

    Палмер-Бакл П., Батлер К.Л., Сарма NDR (1999) Характеристики параметров трансформатора при внутренних повреждениях обмотки на основе экспериментальных измерений. В: Протоколы конференции по распределению передач IEEE, Новый Орлеан, Лос-Анджелес, стр. 882–887

  • 7

    Батлер К.Л., Куфориджи А. (2001) Результаты экспериментов при коротких замыканиях на распределительных трансформаторах.В: Материалы конференции по передаче и распределению IEEE 2001 г., Атланта, Джорджия, стр. 299–306

  • 8

    Ван Х., Батлер К.Л. (1999) Моделирование трансформатора с внутренними повреждениями обмотки путем расчета коэффициентов утечки. В: Материалы 31-го Североамериканского симпозиума по энергетике, октябрь, Сан-Луис-Обиспо, Калифорния, США, стр. 176–182

  • 9

    Wang H, Palmer-Buckle P, Butler KL (1998) Модели трансформаторов для обнаружения зарождающихся внутренних неисправности обмоток. В: Материалы 30-го Североамериканского симпозиума по энергетике, октябрь, Кливленд, Огайо, стр. 90–98

  • 10

    Ван Х., Батлер К.Л. (2001) Анализ методом конечных элементов внутренних неисправностей обмоток распределительных трансформаторов.IEEE Trans Power Deliv 16 (3): 422–427

    Статья Google ученый

  • 11

    Ван Х., Батлер К.Л. (2002) Моделирование трансформаторов с внутренними зарождающимися неисправностями. IEEE Trans Power Deliv 17 (2): 500–509

    Статья Google ученый

  • 12

    Батлер-Пурри К.Л., Багрияник М., Мусави М.Дж., Палмер-Бакл П. (2004) Экспериментальное исследование внутренних коротких замыканий, ведущих к начальному поведению и выходу из строя распределительного трансформатора.Proc Power Syst Conf Expo 3: 1407–1416

    Google ученый

  • 13

    Kezunovic M, Guo Y (2000) Моделирование и моделирование неисправностей силового трансформатора и связанных с ним защитных реле. IEEE Trans Power Deliv 15 (1): 44–50

    Статья Google ученый

  • 14

    Абед Нью-Йорк, Мохаммед О.А. (2007) Моделирование и определение характеристик внутренних неисправностей трансформаторов с использованием конечных элементов и дискретных вейвлет-преобразований.IEEE Trans Magn 43 (4): 1425–1428

    Статья Google ученый

  • 15

    Лю З., Мохаммед О.А., Лю С. (2007) Практический метод построения модели однофазных трансформаторов с переменной фазой на основе FE для динамического моделирования. IEEE Trans Magn 43 (4): 1769–1772

    Статья Google ученый

  • 16

    Лю С., Лю З., Мохаммед О.А. (2007) Моделирование однофазных распределительных трансформаторов с коротким замыканием обмоток на основе FE.IEEE Trans Magn 43 (4): 1841–1844

    Статья Google ученый

  • 17

    Диас Г., Арболея П., Гомес-Алейксандре Дж. (2006) Аналитический подход к моделированию внутренних повреждений силовых трансформаторов на основе инкрементных токов, связанных с повреждениями. IEEE Trans Power Deliv 21 (1): 142–149

    Статья Google ученый

  • 18

    Диас Дж., Гомес-Алехандре Дж., Арболея П. (2004) Электромагнитная модель межвитковых коротких замыканий в трансформаторах.COMPEL Int J Comput Math Electr Electron Eng 23 (2): 562–575

    Google ученый

  • 19

    Díaz G, Gómez-Aleixandre J, Arboleya P (2004) Диагностика межвиткового короткого замыкания в силовых трансформаторах с помощью анализа тока нулевой последовательности. Electr Power Syst Res 69 (2–3): 321–329

    Статья Google ученый

  • 20

    Perez-Rojas C, Garcia-Martinez S (2005) Внутренние неисправности обмотки трехфазного пятиконечного трансформатора.В: 2-я Международная конференция по электротехнике и электронной технике (ICEEE) и XI конференция по электротехнике (CIE2005), Мехико, Мексика, стр. 314–317

  • 21

    Bean RL, Chackan N, Moore HR, Wentz EC (1959 ) Трансформаторы для электроэнергетики. McGraw-Hill, New York, стр. 217

    Google ученый

  • 22

    Малик Н.Х., Аль-Араини А.А., Куреши М.И. (1997) Электрическая изоляция в энергосистеме. Марсель Деккер, Нью-Йорк

    Google ученый

  • 23

    IEEE Guide for Protective Relay Applications to Power Transformers, Std.C37.91-2000, Inst Electron Eng

  • % PDF-1.4 % 55 0 obj> эндобдж xref 55 224 0000000016 00000 н. 0000005682 00000 н. 0000005762 00000 н. 0000006012 00000 н. 0000008773 00000 н. 0000008807 00000 н. 0000008852 00000 н. 0000008897 00000 н. 0000008942 00000 н. 0000008987 00000 п. 0000009063 00000 н. 0000050644 00000 п. 0000091906 00000 п. 0000092226 00000 п. 0000092275 00000 п. 0000092551 00000 п. 0000092625 00000 п. 0000131883 00000 н. 0000165828 00000 н. 0000199203 00000 н. 0000233124 00000 п. 0000233412 00000 н. 0000266957 00000 н. 0000300733 00000 п. 0000303424 00000 н. 0000304378 00000 п. 0000305990 00000 н. 0000308618 00000 н. 0000312824 00000 н. 0000318133 00000 н. 0000320952 00000 н. 0000333835 00000 н. 0000338053 00000 н. 0000339947 00000 н. 0000342542 00000 н. 0000346269 00000 н. 0000348803 00000 н. 0000363556 00000 н. 0000364883 00000 н. 0000369105 00000 н. 0000370380 00000 н. 0000373216 00000 н. 0000374432 00000 н. 0000375804 00000 н. 0000379830 00000 н. 0000384673 00000 н. 0000387201 00000 н. 0000396502 00000 н. 0000401258 00000 н. 0000404560 00000 н. 0000408843 00000 н. 0000422453 00000 н. 0000437458 00000 п. 0000438683 00000 п. 0000439788 00000 н. 0000446625 00000 н. 0000451501 00000 н. 0000453573 00000 п. 0000457201 00000 н. 0000458395 00000 н. 0000459461 00000 п. 0000462163 00000 п. 0000464301 00000 н. 0000468622 00000 н. 0000469697 00000 п. 0000471116 00000 н. 0000471874 00000 н. 0000480728 00000 н. 0000485843 00000 н. 0000495755 00000 н. 0000496615 00000 н. 0000501060 00000 н. 0000508387 00000 н. 0000509713 00000 н. 0000513156 00000 н. 0000524194 00000 н. 0000524936 00000 н. 0000541736 00000 н. 0000547634 00000 н. 0000548614 00000 н. 0000552649 00000 н. 0000556359 00000 п. 0000557491 00000 п. 0000560462 00000 н. 0000564243 00000 н. 0000571829 00000 н. 0000573387 00000 н. 0000574998 00000 н. 0000580333 00000 п. 0000583523 00000 н. 0000586486 00000 н. 0000591160 00000 н. 0000595889 00000 н. 0000603530 00000 н. 0000608476 00000 н. 0000618455 00000 п. 0000622860 00000 н. 0000631766 00000 н. 0000633369 00000 п. 0000634167 00000 п. 0000635438 00000 п. 0000636648 00000 н. 0000640025 00000 н. 0000642081 00000 н. 0000642931 00000 н. 0000644311 00000 н. 0000645061 00000 н. 0000647633 00000 н. 0000648348 00000 п. 0000651516 00000 н. 0000652932 00000 н. 0000658569 00000 н. 0000673384 00000 н. 0000684928 00000 н. 0000686075 00000 н. 0000689123 00000 н. 0000695282 00000 п. 0000700140 00000 н. 0000702534 00000 н. 0000709578 00000 н. 0000713521 00000 н. 0000722437 00000 н. 0000727801 00000 н. 0000730655 00000 н. 0000737368 00000 н. 0000738384 00000 п. 0000743676 00000 н. 0000745372 00000 п. 0000746521 00000 н. 0000750487 00000 н. 0000755910 00000 н. 0000761692 00000 н. 0000763663 00000 н. 0000765820 00000 н. 0000770248 00000 н. 0000774050 00000 н. 0000776923 00000 н. 0000779870 00000 п. 0000785096 00000 н. 0000786840 00000 н. 0000798450 00000 н. 0000806330 00000 н. 0000810275 00000 н. 0000813427 00000 н. 0000821045 00000 н. 0000824539 00000 н. 0000828260 00000 н. 0000832968 00000 н. 0000834627 00000 н. 0000837220 00000 н. 0000837964 00000 н. 0000853720 00000 н. 0000863941 00000 н. 0000864683 00000 н. 0000871622 00000 н. 0000879467 00000 н. 0000880236 00000 п. 0000889987 00000 н. 0000894512 00000 н. 0000895088 00000 н. 0000896383 00000 п. 0000

    2 00000 н. 0000912682 00000 н. 0000913382 00000 п. 0000916287 00000 н. 0000917903 00000 н. 0000918632 00000 н. 0000930391 00000 п. 0000939336 00000 н. 0000941995 00000 н. 0000946242 00000 п. 0001687550 00000 п. 0001734681 00000 п. 0001776703 00000 п. 0001782894 00000 п. 0001788375 00000 п. 0001789865 00000 п. 0001801825 00000 п. 0001812012 00000 н. 0001817471 00000 п. 0001818094 00000 п. 0001819798 00000 п. 0001820435 00000 п. 0001822495 00000 п. 0001823371 00000 п. 0001823917 00000 п. 0001824450 00000 п. 0001827794 00000 п. 0001837589 00000 п. 0001838196 00000 п. 0001838729 00000 п. 0001840854 00000 п. 0001844158 00000 п. 0001849378 00000 п. 0001850095 00000 п. 0001851696 00000 п. 0001854228 00000 п. 0001860361 00000 п. 0001861077 00000 п. 0001865292 00000 п. 0001869124 00000 п. 0001879058 00000 н. 0001880376 00000 п. 0001883789 00000 п. 0001887054 00000 п. 0001

    1 00000 п. 0001912656 00000 пн 0001915160 00000 п. 0001917504 00000 н. 0001922351 00000 п. 0001925129 00000 п. 0001932866 00000 п. 0001940893 00000 п. 0001944251 00000 п. 0001946947 00000 н. 0001948951 00000 п. 0001952709 00000 п. 0001953933 00000 п. 0001967559 00000 п. 0001970155 00000 п. 0001975678 00000 п. 0001979569 00000 н. 0001980613 00000 п. 0000004776 00000 н. трейлер ] >> startxref 0 %% EOF 278 0 obj> поток x ڄ S] hU = ߝ ٝ hdS6dIka @ $ * DlCNJqqQ? H; UQb: 6> T` bZ; if4ɶhtFSCssϹr

    Обнаружение межвитковых замыканий при включении трансформатора с помощью вейвлет-преобразования - Национальный политический институт (IPN)

    0001 - Исследовательский портал GEN.

    T1 - Обнаружение межвитковых замыканий при включении трансформатора с помощью вейвлет-преобразования

    AU - Olivares-Galvan, Juan C.

    AU - Escarela-Perez, R.

    AU - González, J. Alberto Ávalos

    AU - Jacobo, Jaime Cerda

    AU - Guillén, Daniel

    AU - Espino Cortés Publishers, Fermín0003 Copyright : © 2016 IEEE. Авторские права: Авторские права 2017 Elsevier B.V., Все права защищены.

    PY - 2017/1/23

    Y1 - 2017/1/23

    N2 - Межвитковые отказы - критическая проблема силовых трансформаторов, которая в конечном итоге может перерасти в катастрофические отказы и, вероятно, привести к общему отказу сети.Кроме того, отказы обмоток трансформатора по-прежнему являются основной причиной отказов трансформатора, а частота отказов сильно различается в разных странах и системах в зависимости от многих факторов. Поэтому в данной работе для диагностики обмотки сухого трансформатора на 120 ВА, 24/125 В были наложены межвитковые КЗ разной степени тяжести. Полученные в ходе экспериментов сигналы обрабатываются с использованием режимов вейвлет-преобразования и корреляции. Этот метод учитывает только высокочастотную информацию, возникающую при подаче напряжения на обмотку с межвитковыми замыканиями.

    AB - Межвитковые неисправности - это критическая проблема силовых трансформаторов, которая в конечном итоге может перерасти в катастрофические неисправности и, вероятно, привести к общему отказу сети. Кроме того, отказы обмоток трансформатора по-прежнему являются основной причиной отказов трансформатора, а частота отказов сильно различается в разных странах и системах в зависимости от многих факторов. Поэтому в данной работе для диагностики обмотки сухого трансформатора на 120 ВА, 24/125 В были наложены межвитковые КЗ разной степени тяжести.Полученные в ходе экспериментов сигналы обрабатываются с использованием режимов вейвлет-преобразования и корреляции. Этот метод учитывает только высокочастотную информацию, возникающую при подаче напряжения на обмотку с межвитковыми замыканиями.

    кВт - межвитковые КЗ

    кВт - включение трансформатора

    кВт - режимы вейвлет-корреляции

    кВт - вейвлет-преобразование

    UR - http://www.scopus.com/inward/record.url?scp=85013775662&partnerID

    У2 - 10.1109 / ROPEC.2016.7830612

    DO - 10.1109 / ROPEC.2016.7830612

    M3 - Contribución a la conferencia

    AN - SCOPUS: 85013775662

    T3 - 2016 IEEE International Autumn Meeting on Power, Electronics and Computing, 2016 IEEE International Autumn Meeting on Power, Electronics and Computing - Международное осеннее совещание IEEE по энергетике, электронике и вычислительной технике 2016 г., ROPEC 2016

    PB - Институт инженеров по электротехнике и электронике, Inc.

    Y2 - 9 ноября 2016 г. - 11 ноября 2016 г.

    ER -

    Адаптер мультиметра для мобильного короткого замыкания -схемные испытания | ГОССЕН МЕТРАВАТТ

    Gossen Metrawatt расширяет уникальный функциональный спектр своего последнего поколения мультиметров METRAHIT IM XTRA, представляя адаптер для испытаний на межвитковое короткое замыкание.

    В сочетании с новым COIL ADAPTER XTRA надежные портативные цифровые мультиметры охватывают все проверки безопасности при поиске и устранении неисправностей и диагностике электрических машин, двигателей и генераторов. В дополнение к дефектам изоляции между обмоткой и корпусом пользователи теперь могут также обнаруживать межвитковые короткие замыкания в обмотке электродвигателя с помощью этого портативного устройства для использования в полевых условиях. При испытании импульсным напряжением 1 кВ METRAHIT IM и подключенный адаптер катушки надежно распознают даже те дефекты, которые возникают только при подаче рабочего напряжения.

    Адаптер катушки предназначен для обмоток с индуктивностью от 10 мкГн до 5 Н. Это соответствует номинальной мощности от 160 ВА до 80 МВА для трехфазных машин с номинальным напряжением 400 В. После подключения к клеммам U, V и W, полуавтоматическая последовательность испытаний запускается поворотным переключателем. Изменение полярности также может компенсировать эффект остаточной намагниченности в роторе. Новый адаптер катушки доступен как дополнительный аксессуар для мультиметра METRAHIT IM XTRA и автомобильной версии IM E DRIVE.Это единственные доступные портативные универсальные мультиметры, которые также позволяют выполнять 4-проводные измерения в миллиомах для точного определения минимальных сопротивлений с разрешением до 1 мкОм.

    Их функциональный диапазон включает испытания сопротивления изоляции до 1000 В, 2-проводные измерения Rlow с испытательным током 200 мА в соответствии с EN 61557-4 / VDE 0413-4, измерения тока и напряжения TRMS до 10 или 100 кГц, высокое - прецизионные измерения температуры с помощью датчиков RTD и TC-K, измерения емкости и измерения показателей поляризации и поглощения.Для обеспечения защиты от высоких токов короткого замыкания в электромобилях мультиметры с батарейным питанием соответствуют требованиям категорий измерений CAT III (1000 В) и CAT IV (600 В). Устройства рассчитаны на удобное управление одной рукой. Их цветной графический TFT-дисплей с диагональю 3,5 дюйма обеспечивает отличную читаемость.


    Дополнительную информацию о продукте можно найти здесь »

    Пресс-релиз можно скачать здесь »


    Электрическое испытательное оборудование | электростанция в розетку

    Денис Денисов - менеджер по развитию бизнеса

    Введение
    Пусконаладочные испытания и периодические проверки обслуживания на месте необходимы для безопасной и бесперебойной работы силовых трансформаторов и подстанций.Комбинация стандартных электрических испытаний и передовых методов диагностики в соответствии с IEC 60060-3, IEC 60076, IEEE Std. C57.12.00, IEEE Std. Стандарты C57.152-2013 и ГОСТ 11677-85 могут выполняться с помощью специальной тестовой системы. Эти тесты также полезны при поиске и устранении неисправностей в случае сбоя. Ухудшение электрической изоляции можно определить с помощью испытаний изоляции под высоким напряжением (измерение сопротивления изоляции, коэффициента рассеяния и емкости, частотной характеристики диэлектрика).Механические повреждения из-за транспортировки или вследствие неисправностей, неисправностей и коротких замыканий обмоток обычно обнаруживаются с помощью анализа частотной характеристики, измерения сопротивления обмотки и испытаний устройства РПН. Подтверждение соотношения, векторной группы, потерь холостого хода и короткого замыкания желательно после ремонта, чтобы гарантировать, что они были выполнены в соответствии с высокими стандартами. Образцы масла обычно берутся для испытаний на разрушение и газового анализа.

    Для выполнения всех этих тестов на месте требуется множество различных устройств, каждое со своими измерительными проводами.Часто такое испытание занимает много времени и является сложным из-за необходимости настройки множества испытательных устройств и необходимости неоднократно подниматься на вершину трансформатора для изменения соединений. Последнее может легко привести к несчастным случаям во время тестирования. В тестовой машине можно легко разместить все вышеперечисленные методы и инструменты и организовать их для обеспечения автоматизированного процесса тестирования. В этой статье обсуждается решение для тестовой машины с программным обеспечением для централизованного управления и отчетности, а также с единым подключением к тестируемому объекту, которое совместно используется приборами.Также предусмотрены автоматизированные схемы тестирования и процессы переключения для обеспечения безопасного выполнения теста.

    По завершении каждого измерения результаты автоматически переносятся в протокол тестирования. Программное обеспечение базы данных позволяет рассчитывать разницу между измеренными значениями, а также сравнивать результаты измерений с паспортной табличкой и предыдущими данными. В основе системы лежит распределительная коробка, которая обеспечивает автоматический (управляемый программным обеспечением) выбор методов и схем испытаний высокого и низкого напряжения.В этой статье описаны методы тестирования и структуры отчетов, чтобы показать, как сократить время тестирования и избежать ошибок, связанных с человеческим фактором.

    Предоставленные методы измерения


    В ядро ​​системы интегрированы четыре прибора:

    Испытательное оборудование устанавливается в стойку, как показано на рисунке 1.


    Кабельные барабаны длиной 30 м расположены в задней части автомобиля. Если этой длины недостаточно, инструменты можно вынуть из ящиков и использовать отдельно со стандартными измерительными проводами.
    При желании могут быть добавлены дополнительные возможности тестирования:

    • Импеданс короткого замыкания

    • „„ Потери мощности на холостом ходу и в условиях короткого замыкания

    • „„ Анализ частотной характеристики

    • „„ Оценка влажности методом DFR

    • „„ Однофазный источник высокого напряжения до 100 кВ переменного тока и 70 кВ постоянного тока для испытаний на устойчивость

    • „„ Комплект для испытания масла на пробой

    Испытание изоляции
    Испытание изоляции является важным компонентом оценки состояния электроустановки.В течение срока службы изоляция подвергается термическим, механическим, электрическим и экологическим нагрузкам. Это приводит к ускорению химических процессов (окислению), изменению структуры материала, снижению механической прочности, а иногда и расслоению. Влага и поверхностные загрязнения особенно вредны для изоляции силовых трансформаторов. Попадание влаги оказывает вредное воздействие и в конечном итоге может привести к поломке. В результате изоляция подвергается ускоренному старению. Происходит некоторое общее ухудшение параметров (равномерно распределенное) и появляются локальные дефекты.Анализ растворенного газа в масле (DGA) - очень мощный инструмент для оценки состояния, но даже результаты DGA не всегда позволяют идентифицировать все дефекты изоляции, равно как и простой визуальный осмотр, который предписывается через регулярные промежутки времени. Таким образом, существует необходимость в профилактических испытаниях трансформаторов, выведенных из эксплуатации.

    Чаще всего измерения параметров изоляции трансформаторов и вводов выполняются с помощью мегомметра и испытательного комплекта для определения коэффициента рассеяния (тангенса угла диэлектрических потерь).Результаты предоставляют определенные значения для состояния изоляции, которые могут указывать на наличие серьезных дефектов и, в некоторых случаях, определять источник дефекта. Для измерения сопротивления изоляции силовых трансформаторов используется постоянное напряжение в несколько киловольт. Измерения емкости и коэффициента рассеяния для изоляции обмоток проводятся при переменном напряжении до 10 кВ с использованием схем, аналогичных тем, которые используются для измерения сопротивления изоляции постоянного тока. Это означает, что переключатель высокого напряжения может использоваться для коммутации измерительных проводов между мегомметром и испытательным комплектом коэффициента рассеяния, как показано на рисунке 2.


    Пользовательский интерфейс, предоставляемый вспомогательным программным обеспечением, управляющим распределительной коробкой, показан на рисунке 3. Пользователь работает с двумя наборами измерительных проводов (для тестирования высокого и низкого напряжения). Когда измерительные провода подключены к тестируемому объекту, как показано на рис. 4, прибор может быть выбран (включен). Затем прибор управляется специальным программным пакетом для выполнения тестов, сбора результатов и управления ими в базе данных, как показано на рисунке 5.

    Проверка соотношения и проверка векторной группы для трехфазных трансформаторов

    Для измерения соотношения витков и проверки векторной группы соединений обмоток используется измеритель соотношения витков трансформатора.Для измерения сопротивления обмотки постоянного тока используется трансформаторный омметр. Оба устройства используют одни и те же многожильные провода, поэтому целесообразно разработать переключатель низкого напряжения, который позволяет переключать измерительные провода между этими двумя приборами, как показано на рисунках 6 и 7. Измерительные провода (один многожильный кабель для стороны ВН). и еще один для стороны НН) длиной 30 м. Каждый имеет четыре зажима Кельвина с отдельными токовыми и потенциальными контактами.

    Такое расположение означает, что измерения производятся по четырехпроводной схеме, которая компенсирует длину проводов.В зависимости от указанных стандартов соотношение, измеренное при вводе в эксплуатацию, не должно отличаться более чем на 0,5% между обмотками или от значения, указанного на паспортной табличке. Передаточное отношение следует измерять во всех положениях РПН устройства РПН (РПН) и / или устройства РПН (DETC) для всех фаз. Одновременно с проверкой коэффициента передачи прибор определяет векторную группу соединения обмоток в трехфазных силовых трансформаторах.

    Измерение сопротивления обмотки

    Измерения сопротивления обмоток на трансформаторах, находящихся в рабочем состоянии, выполняются для выявления дефектов обмоток, сварных соединений и отводов устройств РПН.Эти измерения также можно проводить во время ввода в эксплуатацию, после транспортировки, после длительного хранения или ремонта, чтобы подтвердить качество обслуживания, или даже после неисправности, чтобы исследовать тип и объем повреждений частей трансформатора. Измерения сопротивления обмотки следует проводить для всех положений отводов.

    Одновременное подключение к клеммам ВН и НН позволяет использовать метод двойного намагничивания. Это особенно ценно для больших трансформаторов, у которых сторона низкого напряжения соединена треугольником.Преимущества метода двойного намагничивания показаны на рисунке 8. Сердечник трансформатора намагничивается «эффективным потоком», который в 10 раз превышает поток, развиваемый во время измерения на стороне низкого напряжения. Типичные испытательные токи составляют от 0,1% до 5% номинального тока обмотки. Токи более 10% от номинального значения могут вызвать нагрев, что может снизить точность. Для сравнения можно выполнить температурную коррекцию с использованием формул для меди и алюминия, встроенных в программное обеспечение.


    Для полевых испытаний значения сопротивлений обмоток трехфазного трансформатора, измеренные при одинаковых отводах и температуре, не должны отличаться между фазами более чем на 1%. Абсолютные показания после температурной коррекции должны быть в пределах 5% от значений, указанных производителем. По окончании испытания сопротивления обмотки рекомендуется произвести размагничивание сердечника (или снятие остатков намагниченности). Лучшие трансформаторные омметры предоставляют средства для этого.

    Перед измерением потерь холостого хода или выполнением анализа частотной характеристики трансформатора, выведенного из эксплуатации, сердечник необходимо размагнитить, чтобы исключить намагничивание, которое могло быть вызвано прерыванием тока при ином, чем нулевом переходе. Размагничивание осуществляется путем подачи в одну из обмоток ВН циклического потока постоянного тока с изменяющейся полярностью с амплитудой, уменьшающейся от максимума до нуля, как показано на рисунке 9.

    Измерение потерь мощности

    Потери холостого хода

    Некоторые стандарты, включая CIGRE TB 445 - Руководство по техническому обслуживанию трансформаторов, предписывают проведение испытания без нагрузки при низком напряжении в качестве основного метода измерения тока возбуждения и потерь холостого хода на месте.Измерения потерь холостого хода обычно выполняются во время ввода в эксплуатацию и после ремонта трансформаторов, находящихся в эксплуатации, для выявления межвитковых коротких замыканий, коротких замыканий между сердечниками и замыканий сердечника на землю. Рекомендуется проводить испытание без нагрузки при 380/220 В.

    Испытательное напряжение подается на обмотку низкого напряжения, остальные обмотки остаются открытыми. Предпочтительно возбуждать обмотки линейным напряжением 380 В. Это связано с тем, что напряжение между фазой и землей может быть подвержено гармоникам и не будет иметь идеальную синусоидальную кривую, что может привести к неточности результатов.Допустимо измерять потери холостого хода на частотах, близких к номинальному значению 50 Гц ± 3%. Для устаревших трансформаторов потери холостого хода не указаны в стандартах, поэтому при измерении на частоте за пределами диапазона допуска ± 3% нет необходимости вносить поправки.

    Для трехфазных трансформаторов потери холостого хода измеряются поэтапно. Это позволяет сравнивать потери в фазах, чтобы выявить неисправную фазу, а также позволяет сравнивать результаты с данными, предоставленными производителем.Например, фаза a закорочена, обмотки b и c возбуждены, измеряется ток IBC и мощность потерь PBC (где a, b, c - фазы низкого напряжения, а A, B, C - фазы высокого напряжения). При отсутствии дефектов в трехфазном трансформаторе потери PBC и PaB почти равны с допустимым отклонением ± 5%. Потери PaC обычно на 20-25% выше (в зависимости от конструкции и количества ярм), чем PBC и PaB. Нет необходимости корректировать потери мощности, измеренные при низком напряжении, до номинального напряжения. Вместо этого они сравниваются с потерями, измеренными производителем или при вводе в эксплуатацию в тех же условиях (низкое напряжение).

    Производители трансформаторов обычно измеряют потери как при номинальном, так и при низком (380 В) напряжении. Отличия от значений производителя должны быть менее 10% для однофазных трансформаторов и менее 5% для трехфазных трансформаторов. Перед испытанием сопротивления обмотки следует измерить потери (во избежание нагрева). Следует отметить, что аналогичные трансформаторы (из одинаковой стали и испытательного напряжения) демонстрируют одинаковые значения потерь для каждой фазы, независимо от того, измеряются ли потери при низком или номинальном напряжении.

    Потери при коротком замыкании

    Этот тест используется для определения комплексного сопротивления короткого замыкания (Zk) трансформаторов для выявления возможных деформаций с повреждениями обмоток из-за токов сквозного замыкания.

    Эта информация получена из сравнения результатов испытаний с начальным значением Zk, измеренным производителем. В документации производителя начальное значение дано как среднее для трех фаз, однако использование этого параметра в качестве эталона не рекомендуется, так как деформация в одной из фаз может быть пропущена; он может быть скрыт в пределах среднего для трех фаз.Рекомендуется сравнивать значения фаз для Zk, используя в качестве эталона значения, измеренные при вводе в эксплуатацию. Для проверки сопротивления короткого замыкания однофазного трансформатора можно использовать данные, предоставленные производителем.

    Испытание на короткое замыкание проводится с низким испытательным напряжением (380, 220 В). Схема испытания на короткое замыкание старых трансформаторов заключается в возбуждении обмоток ВН и закорачивании стороны НН, как показано на рисунке 10. Для трехфазных трансформаторов используется трехфазное возбуждение, но ток и напряжение измеряются в отдельных фазах последовательно.Значения напряжения и тока измеряются вместе с частотой. Измеренные значения импеданса короткого замыкания следует скорректировать в соответствии с условиями испытания на сетевую частоту. Оценка состояния производится путем сравнения ДЗк с максимально допустимым по нормам.

    Для трансформаторов и автотрансформаторов, оборудованных устройством РПН, испытание включает измерение тока и напряжения на номинальном отводе и двух крайних отводах. При испытании на максимальном отводе также проверяется регулирующая обмотка.При испытании на минимальном отводе регулирующая обмотка исключена. Это помогает определить неисправную обмотку, если отклонение от опорного превышает пределы. Во время испытаний рекомендуется избегать частого переподключения шорт. Для трехфазных трансформаторов вполне практичной является следующая процедура: HV-LV, MV-LV, HV-MV. Для замыкания фаз используются гибкие медные или алюминиевые провода. Сечение провода должно составлять не менее 30% от сечения провода обмотки.

    Заключение
    Автомобиль для испытаний трансформаторов сочетает в себе стандартные электрические испытания и передовые методы диагностики, позволяющие полностью проверить трансформатор в полевых условиях.Практический опыт показал, что автоматический выбор прибора и переключение между всеми необходимыми испытательными устройствами обеспечивает значительную экономию времени - более 70% - а также сводит к минимуму риск несчастных случаев. Центральный компьютер собирает все результаты измерений, а интегрированная база данных позволяет удаленно получать доступ, составлять отчеты и сравнивать данные с результатами предыдущих испытаний, в конечном итоге создавая тенденцию изменения состояния трансформатора с течением времени. Многочисленные полевые испытания доказали, что точность измерений соответствует точности, достигнутой при использовании отдельных инструментов.

    Чтобы узнать больше о машине для испытаний трансформаторов, загрузите брошюру, щелкнув здесь.

    Моделирование и анализ междисковых и межвитковых неисправностей обмоток трансформатора для онлайн-диагностики - Назарбаев Университет

    TY - GEN

    T1 - Моделирование и анализ междисковых и межвитковых неисправностей обмоток трансформатора для онлайн-диагностики

    AU - Нурманова, Венера

    AU - Ахангар, Роя Ахмади

    AU - Алиахмет, Камилла

    AU - Надери, Мохаммад Салай

    AU - Гарахпетян, Геворк Б.

    AU - Bagheri, Mehdi

    AU - Phung, Toan

    N1 - Информация о финансировании: Эта работа была частично поддержана грантом Назарбаев Университета на предмет развития факультета конкурсных исследований (проект № SOE2018018).

    PY - 2019/6

    Y1 - 2019/6

    N2 - Трансформаторы считаются ключевыми компонентами в сети энергосистемы, поскольку они используются в секторах генерации, передачи и распределения. Следовательно, поставщики электроэнергии очень обеспокоены правильной работой этих ценных активов и, в частности, нормальной работой активных частей трансформатора.Одним из самых надежных методов контроля активной части трансформатора является анализ частотной характеристики (FRA). Учитывая тот факт, что метод FRA был успешно использован в автономном приложении для диагностики трансформаторов; недавно было изучено применение FRA после того, как трансформатор находится в эксплуатации, называемого онлайн-FRA. В этом исследовании изучаются междисковые и межвитковые замыкания обмотки трансформатора, а также влияние проходного изолятора на характеристику частотной характеристики в интерактивной настройке FRA.Создана, смоделирована и численно проанализирована физическая модель обмотки трансформатора. Выявлено, что междисковые и межвитковые замыкания обмоток приводят к антирезонансному сдвигу частоты FRA и изменению амплитуды отклика в оперативном FRA. Эмуляция трансформаторного ввода в виде двух параллельно включенных конденсаторов выявляет существенное влияние этого компонента на низкочастотную полосу спектра FRA. Разрушающее влияние реактивного сопротивления проходного изолятора следует принимать во внимание во время измерений в режиме онлайн-тестирования FRA.

    AB - Трансформаторы считаются ключевыми компонентами в сети энергосистемы, поскольку они используются в секторах генерации, передачи и распределения. Следовательно, поставщики электроэнергии очень обеспокоены правильной работой этих ценных активов и, в частности, нормальной работой активных частей трансформатора. Одним из самых надежных методов контроля активной части трансформатора является анализ частотной характеристики (FRA). Учитывая тот факт, что метод FRA был успешно использован в автономном приложении для диагностики трансформаторов; недавно было изучено применение FRA после того, как трансформатор находится в эксплуатации, называемого онлайн-FRA.В этом исследовании изучаются междисковые и межвитковые замыкания обмотки трансформатора, а также влияние проходного изолятора на характеристику частотной характеристики в интерактивной настройке FRA. Создана, смоделирована и численно проанализирована физическая модель обмотки трансформатора. Выявлено, что междисковые и межвитковые замыкания обмоток приводят к антирезонансному сдвигу частоты FRA и изменению амплитуды отклика в оперативном FRA. Эмуляция трансформаторного ввода в виде двух параллельно включенных конденсаторов выявляет существенное влияние этого компонента на низкочастотную полосу спектра FRA.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *