Испытание силовых трансформаторов после ремонта

 

Цель работы: 1) изучить назначение и устройство трансформатора;

2) изучить методику испытания трансформатора.

 

 

Приборы и инструмент: лабораторный стенд НТЦ-15, отвертка, тестер.

 

Краткие теоретические сведения.

 

Трансформатор – это устройство, имеющее две или более индуктивно-связанных обмоток и предназначенных для преобразования посредством электромагнитной индукции одной системы переменного тока в другую (с другим значением номинального напряжения). Область применения трансформаторов очень широка, чем и объясняется их конструктивное разнообразие и большой диапазон мощностей.

Трансформатор состоит из магнитопровода, на котором размещен каркас, с навитыми на него обмотками (две и более). Обмотка на которую подают напряжение питания называется первичной. Остальные обмотки, с которых снимается преобразованное напряжение называются вторичными.

Магнитопровод трансформаторов изготавливается из стальных листов, изолированнных друг от друга лаковой изоляцией или окисдыми пленками. Это позволяет понизить потери мощности от вихревых токов, вызывающих нагрев магнитопровода.

По конфигурации магнитопровода трансформаторы подразделяют на стержневые и броневые. В стержневых трансформаторах обмотки размещены на стержнях магнитопровода и охватывают его. В броневых трансформаторах магнитопровод охватывает обмотки, как бы «бронирует» их. Горизонтальные части магнитопровода, не охваченные обмотками, называют нижним и верхним ярмом.

Трасформаторы большой и средней мощности обычно изготавливают стержневыми, так как они проще по конструкции, имеют лучшие условия охлаждения обмоток, что особенно важно в мощных трансформаторах, имеющих большие габариты.

Броневые магнитопроводы используются в маломощных трансформаторах.

Первичную обмотку располагают как можно ближе к магнитопроводу для повышения его к.п.д., а вторичные обмотки через изоляционную пропитанную бумагу (для исключения вероятности электрического контакта первичной обмотки со вторичными цепями) вплотную к первичной для улучшения магнитной связи между ними.

По способу охлаждения трансформаторы делятся на сухие и масляные. Сухие трансформаторы имеют естественное воздушное охлаждение, которое может быть использовано только для трансформаторов малой мощности. При увеличении мощности увеличивается интенсивность тепловыделения и нагрев обмоток. Чтобы обеспечить допустимую для изоляции температуру нагрева, применяют более интенсивные способы отвода тепла. Для этого магнитопровод с обмотками помещают в специальный бак, заполненный трансформаторным маслом. Масло является одновременно и изолятором и теплоносителем, т.е. изолирующей и охлаждающей средой. Интенсивность охлаждения обеспечивается за счет большей по сравнению с воздухом теплопроводности. Это пример естественного масляного охлаждения. В трансформаторах большой мощности масло принудительно охлаждают. Такие системы называют принудительным масляным охлаждением. Для масляных трансформаторов характерно применение расширителей (они обеспечивают отвод излишков масла в свободную полость, ограничивающую его взаимодействие с влажным атмосферным воздухом), вызванное зависимостью объема масла от температуры т.е. от величины нагрузки трансформатора.

В процессе эксплуатации трансформаторов они требуют периодического обслуживания. Для сухих трансформаторов ввиду простоты их конструкции обслуживание заключается в удалении пыли с клеммных колодок и проверке состояния контактов. Обязательным является проверка сопротивления изоляции обмоток между ними и каждой обмоткой и корпусом, так как изоляция обмоток трансформаторов относительно легко подвергается изменениям под влиянием температуры, влажности, загрязнения и т.д. Происходит старение изоляции, что отрицательно влияет на ее качество, электрическую прочность. По этой причине контроль за ее качеством должен быть периодическим.

Согласно ПУЭ измерение сопротивления изоляции силовых и осветительных электроустановок, работающих при номинальном напряжении 127-660В, производят мегометром с напряжением 1000В. Допустимые нормы сопротивления изоляции трансформаторов указывают в технических условиях или ГОСТах. Для электрических машин напряжением до 1000В сопротивление изоляции обмоток должно составлять не более 0,5 Мом. Сопротивление изоляции обмоток измеряют между отдельными обмотками, а также между каждой обмоткой и корпусом электрической машины.

Трансформаторы прошедшие ремонт должны быть подвергнуты тщательной проверке на сопротивление изоляции и соответствие паспортным данным. Замер сопротивления изоляции проводится при отключенных первичных и вторичных цепях, а проверка рабочих параметров исследуется в опытах холостого хода и при работе под нагрузкой. Отклонения от паспортных значений не должны быть значительными.

 

Порядок проведения работы.

В работе исследуется однофазный силовой трансформатор Т2. При выключенном стенде, с помощью измерительных приборов производится замер сопротивлений обмоток трансформатора и сопротивление изоляции этих обмоток. Эти значения сравниваются с паспортными данными. Затем собирается схема рис. 10.1 и включается трансформатор. На холостом ходу и при номинальной нагрузке определяются напряжения и токи в первичной и вторичной обмотках и сравниваются с паспортными данными. При необходимости строится нагрузочная характеристика трансформатора.

 

.

 

Рис. 10.1 Исследование трансформатора на холостом ходу.

 

 

Рис. 10.2 Исследование трансформатора под нагрузкой (1-я обмотка)

 

Рис. 10.3 Исследование трансформатора под нагрузкой (2-я обмотка)

 

Схему рис.10.1 собрать по монтажной схеме рис.10.4. Проверить правильность монтажа при помощи тестера. Перед подключением стенда к сети вывести регулятор ЛАТРа в положение, соответствующее минимальному выходному напряжению. Запитать стенд и плавно увеличивая напряжение на выходе ЛАТРа установить его величину, соответствующую номинальному. Снять показания приборов.

Рис.10.4 Исследование трансформатора на холостом ходу

Рис. 10.5 Исследование трансформатора под нагрузкой (1-я обмотка)

 

Схему рис.10.2 работы трансформатора под нагрузкой (1-я обмотка) собрать по монтажной схеме рис.10.5. Проверить правильность монтажа при помощи тестера. Перед подключением стенда к сети вывести регулятор ЛАТРа в положение, соответствующее минимальному выходному напряжению. Запитать стенд и плавно увеличивая напряжение на выходе ЛАТРа установить его величину, соответствующую номинальному. Снять показания приборов.

Схему рис.10.3 работы трансформатора под нагрузкой (2-я обмотка) собрать по монтажной схеме рис.10.5. Проверить правильность монтажа при помощи тестера. Перед подключением стенда к сети вывести регулятор ЛАТРа в положение, соответствующее минимальному выходному напряжению. Запитать стенд и плавно увеличивая напряжение на выходе ЛАТРа установить его величину, соответствующую номинальному. Снять показания приборов.

 

Рис. 10.6 Исследование трансформатора под нагрузкой (2-я обмотка)

 

Данные занести в таблицу 10.1

 

 

Таблица 10.1 Результаты измерений

 

Режим работы	Uн, В	I, А	Р, Вт
Х.Х.
Нагрузка 1-я обмотка
Нагрузка 2-я обмотка

 

Сделать заключение об исправности трансформатора после ремонта, на основании соответствия его параметров паспортным данным.

 

Содержание отчета.

 

1. Название и цель проведения лабораторной работы.

2. Схема проведения измерений и ее описание.

3. Результаты измерений.

4. Выводы.

 

Контрольные вопросы.

1. Какие параметры трансформатора подлежат проверке после ремонта?

2. В каких режимах следует проверять трансформатор?

3. Что такое напряжение короткого замыкания?

4. Расскажите методику проверки трансформатора после ремонта.

 

Лабораторная работа № 11