Измерение сопротивления обмоток — диагностическая процедура, с помощью которой можно выявить незаметные на глаз дефекты, износ и повреждения в трансформаторе. Этот параметр влияет на надежность работы оборудования, его КПД и уровень потерь. Проверка проводится как при вводе трансформатора в эксплуатацию, так и в процессе его обслуживания. Разберем, зачем и как выполняется замер, какие методы используются и какие дефекты можно обнаружить.
Содержание
Что такое обмотки трансформатора
Обмотки трансформатора — это медные или алюминиевые провода, намотанные на сердечник и предназначенные для передачи энергии между первичной и вторичной цепями. Их основная задача — преобразовывать напряжение: повышать его или понижать в зависимости от типа трансформатора.
Каждая обмотка имеет свое внутреннее сопротивление, которое зависит от материала провода, его длины, сечения и температуры. Этот параметр определяет, сколько энергии будет теряться в виде тепла при прохождении тока. Чем выше его значение, тем больше потерь и нагрева.
На практике сопротивление обмоток измеряют постоянным током, поскольку это позволяет получить точные данные о состоянии проводников, соединений и общего износа трансформатора. Ненормальные показатели указывают на плохие контакты, обрывы, межвитковые замыкания или другие дефекты, которые со временем могут привести к серьезным неисправностям.
Для чего проводятся замеры
Сопротивление обмоток трансформатора измеряют, чтобы:
- Оценить качество соединений и паек. Со временем контакты могут окисляться, ослабевать или повреждаться, что приводит к повышенному сопротивлению и перегреву;
- Проверить работу переключателей. Контакты в регуляторах напряжения должны обеспечивать надежное соединение, иначе возрастут потери энергии;
- Выявить обрывы и проверить число параллельных проводников. Несоответствие может привести к неравномерному распределению тока и выходу оборудования из строя;
- Сравнить реальные характеристики с паспортными данными. Сечение проводников и их удельное сопротивление должны соответствовать расчетным значениям, иначе трансформатор будет работать с повышенными потерями.
Кроме того, эта процедура позволяет вычислить потери мощности в трансформаторе.
Когда и с какой периодичностью проводят замеры
Измерения проводят на разных этапах эксплуатации трансформатора:
- При производстве — для проверки соответствия расчетным параметрам и выявления возможных дефектов на стадии сборки;
- Перед вводом в эксплуатацию — чтобы убедиться, что оборудование не получило повреждений при транспортировке и монтаже;
- Во время планового технического обслуживания — регулярные замеры позволяют отслеживать изменения в состоянии обмоток и предотвращать неисправности;
- После ремонта или модернизации — чтобы убедиться, что все соединения выполнены правильно и трансформатор готов к работе;
- При подозрении на неисправность — если трансформатор перегревается, работает нестабильно или его характеристики отклоняются от нормы, замер сопротивления помогает выявить проблему.
Периодичность измерений зависит от типа и класса напряжения трансформатора, условий его эксплуатации и требований нормативных документов. В среднем для силовых трансформаторов замер выполняют во время каждого планового ремонта, который обычно проводится раз в 3–5 лет.
Важно учесть перед проведением измерений
Чтобы получить точные и достоверные результаты при измерении сопротивления обмоток трансформатора, важно соблюдать несколько правил:
- Перед началом измерений обмотку заряжают до насыщения магнитопровода. Это снижает влияние переходных процессов и обеспечивает стабильные показания;
- Сопротивление определяют на основе замера тока и падения напряжения на обмотке, используя закон Ома;
- Если у трансформатора есть переключатель ответвлений (например, РПН), измерения проводят для каждого положения отдельно. Так можно не только определить искомый параметр, но и проверить исправность контактов и механизма переключения.
Также перед измерениями необходимо очистить контактные соединения от загрязнений и окислов.
Методы и особенности проведения измерений
Есть несколько методов, каждый из которых применяется с учетом условий, нужной точности и наличия оборудования.
Метод амперметра-вольтметра
Эта методика проста и универсальна. Подходит для замера сопротивлений любого диапазона при условии использования приборов с подходящим классом точности.
Суть метода состоит в том, что подается постоянный ток на обмотку и измеряется падение напряжения. Далее сопротивление вычисляют по закону Ома:
R= I/U.
При измерении сопротивлений до 10 Ом вольтметр подключается напрямую к выводам обмотки, а искомое значение вычисляют по формуле:
Rх=U/(I-U/Rv),
где U — падение напряжения на обмотке, I — ток в измерительной цепи, Rv — внутреннее сопротивление вольтметра.
Если сопротивление обмотки больше 10 Ом, а у амперметра и соединительных проводов этот параметр превышает 0,5% от измеряемого значения, учитывают дополнительные сопротивления:
Rх=U/I-(Ra+Rпр),
где Ra — сопротивление амперметра, а Rпр — проводов.
Для обеспечения высокой точности измерений нужно использовать приборы с классом точности не ниже 0,2.
Метод непосредственной оценки
Используются омметры типа М-57Д. С их помощью можно измерять сопротивление в широком диапазоне — от 0,1 до 1 000 000 кОм. Однако точность метода низкая, поэтому его применяют только для предварительных замеров или проверки целостности цепей коммутации.
Мостовой метод
Применяется при измерении сопротивлений менее 0,1 мОм и отличается высокой точностью. Для этого используют мосты постоянного тока:
- Двойной (для сверхмалых значений) — исключает влияние сопротивления соединительных проводов. Точность замеров зависит от эталонного показателя, который должен быть одного порядка с измеряемым;
- Одинарный (для значений выше 1 Ом) — дает хорошие результаты, но сопротивление соединительных проводов влияет на итоговое значение.
Для точных измерений используют гальванометры с высокой чувствительностью.
Какие дефекты можно выявить
При проверке сопротивления обмоток трансформатора можно обнаружить различные проблемы, которые негативно сказываются на его работе. Вот наиболее распространенные дефекты:
- обрывы проводников обмоток;
- отличие сечения провода обмотки от сечения проводов обмоток других фаз;
- дефекты контактных соединений (болтовых, паяных, сварных);
- дефекты контактов переключающих устройств (РПН, ПБВ);
- ошибки в схемах соединения обмоток.
Чтобы избежать серьезных последствий, нужно регулярно измерять сопротивление обмоток.
Наша электролаборатория предоставляет услуги по замеру сопротивления обмоток в рамках испытаний силовых трансформаторов до 35 кВ. Работаем с физическими и юридическими лицами, по Москве и Московской области.
Вопросы и ответы
Какой ток можно подавать на обмотку трансформатора?
Переменный. Постоянный ток для работы трансформатора не подходит.
Какой максимальный ток нагрузки каждой из обмоток трансформатора?
Ток нагрузки каждой из обмоток не должен превышать номинальное значение. Допускаются незначительные перегрузки — эти данные можно найти в документации по эксплуатации.
В какой обмотке трансформатора сопротивление больше?
Сопротивление выше у первичной обмотки понижающего трансформатора. Причина — в количестве витков. Чем их больше и чем меньше диаметр провода, тем выше сопротивление обмотки.
Измерение сопротивления обмоток трансформатора и измерение сопротивления изоляции обмоток — это одно и то же?
Нет, это разные измерения. Измерение сопротивления изоляции обмоток — это проверка состояния изоляционного материала между обмотками и корпусом (или между разными обмотками). Оно выполняется мегаомметром при высоком напряжении. Цель — выявить повреждения изоляции, загрязнения или ухудшение ее свойств из-за старения. Оба параметра важны для диагностики состояния трансформатора, но измеряются разными методами и приборами.
