Сопротивление постоянному току трансформатора или двигателя относится к значению сопротивления постоянному току каждой фазной обмотки. Цель измерения сопротивления постоянному току — проверить, есть ли внутри трехфазной обмотки межвитковое замыкание. Потому что если внутри трансформатора происходит межфазное замыкание, значение тока короткого замыкания очень велико, легко сжечь трансформатор или двигатель, явление неисправности также очевидно, и по внешнему виду легко судить; однако, если происходит замыкание между витками обмотки одной из фаз, ток короткого замыкания Если значение мало, газовая защита трансформатора сработает, но трудно увидеть, неисправен ли сам трансформатор по внешнему виду трансформатора.
Измеряя сопротивление постоянному току каждой фазы, легко судить, происходит ли внутри межвитковое замыкание, путем сравнения значений сопротивления трех фаз: значения сопротивления сильно различаются, и вероятность неисправности межвиткового замыкания очень велика; если они в основном схожи, это можно исключить.
Потому что согласно конструкции трансформатора, обмотки почти изолированы изолирующей средой самого изолированного провода. Если есть дефект в изоляционной обработке, и трансформатор имеет большую нагрузку, слабая изоляция, вероятно, вызовет короткое замыкание между витками. Поэтому цель измерения сопротивления постоянному току — судить, закорочен ли трансформатор между витками, что удобно для устранения неисправностей.
Цель измерения сопротивления обмотки постоянному току обмоток трансформатора или обмотки двигателя — проверить качество сварки соединений обмоток и есть ли у обмоток короткие замыкания между обмотками; хороши ли контактные положения переключателей ответвлений напряжения и соответствуют ли фактические положения ответвлений; есть ли обрыв в выводных проводах или нет. Скрученные провода и обмотки имеют разорванные жилы. Когда трансформатор подвергается капитальному ремонту или после изменения положения ответвления, или после короткого замыкания неисправности вывода, необходимо измерить сопротивление обмотки постоянному току обмотки вместе с втулкой.
6 случаев короткого замыкания трансформатора, обнаруженных тестом сопротивления постоянному току
Таким образом, короткое замыкание обмотки трансформатора является распространенной неисправностью, которая приводит к таким проблемам, как нестабильность тока, нагрев трансформатора и повреждение оборудования. Распространенным методом обнаружения коротких замыканий в обмотках трансформатора является использование прибора для измерения сопротивления постоянному току. Ниже приведен практический случай использования прибора для измерения сопротивления постоянному току для обнаружения короткого замыкания в неисправной обмотке трансформатора:
Случай 1: Трансформатор 16000 кВА, 6.3 кВ, трехфазный коэффициент несимметрии обмотки низкого напряжения до обработки составляет 2.82%. Измерено сопротивление постоянному току при раздельном подключении вторичной обмотки по фазам: фаза B на 7.8% больше, чем фазы A и C. При осмотре обнаружено плохое сварное соединение выводного провода обмотки фазы B, один из трех плоских медных проводов оборван, а белая тканевая лента, обмотанная в 7-8 слоев, обуглена. После повторной обработки сопротивление постоянному току пришло в норму, а коэффициент трехфазной несимметрии снизился до 0.005%.
Случай 2: Трансформаторы 31500 кВ, 10 кВ. Коэффициент несимметрии сопротивления постоянному току на заводе составлял 3.6%, перед вводом в эксплуатацию — 2.5%, при предварительном испытании — 2.7%. После внезапного короткого замыкания измеренный коэффициент несимметрии составил 3%. После 5 включений подряд с ударным воздействием измеренный коэффициент несимметрии сопротивления постоянному току составил 42.8%. При осмотре обнаружено:
1) Замыкание между вторыми витками в нижнем выводе одной катушки низкого напряжения фазы A, изоляция и разделители обгорели.
2) Осевое и радиальное смещение короткозамкнутой обмотки составляет около 20 мм.
Случай 3: Трансформатор 120 000 кВА, 220 кВ, находился в эксплуатации 25 лет. В 1991 году обнаружено отклонение сопротивления постоянному току, коэффициент несимметрии достиг 4.2%.
При измерении переходного сопротивления соединителя на выводном конце обмотки низкого напряжения обнаружено, что сопротивление на выводах B и C увеличилось с 10 мкОм до 300 мкОм. Осмотр показал, что гайки и винты на двух соединениях выводных проводов обмотки низкого напряжения фаз B и C расплавились. На гайках и шайбах видны следы обгорания и точки оплавления.
Случай 4: Трансформатор 2000 кВА, 63 кВ. Результаты испытаний сопротивления постоянному току показывают, что на 9-й ступени регулирования отклонение сопротивления постоянному току составляет 9.8%. При осмотре обнаружено недостаточное давление пружины переключателя ответвлений под нагрузкой, ненадежно затянутый винт, а также неполное механическое срабатывание переключателя. Полярностный переключатель имел ненадежный контакт с общей точкой K, на контактах видны следы дугового обгорания. После обработки сопротивление постоянному току уравновесилось.
Случай 5: Трансформатор SFPSL-120000/220, находился в эксплуатации 18 лет, все предыдущие результаты испытаний, включая сопротивление постоянному току, были в норме. После аварии с поверхностным перекрытием на ТТ стороны 110 кВ, трансформатор отключился и загорелся. Анализ результатов испытаний сопротивления постоянному току показал, что коэффициент несимметрии сопротивлений по фазам соответствует требованиям полной спецификации. В результатах испытаний, проведенных в первой половине аварийного периода, хотя трехфазное сопротивление постоянному току на стороне среднего напряжения было сбалансировано, оно отличалось от значений предыдущих лет при той же температуре. По сравнению со средним значением испытаний, сопротивление каждой фазы увеличилось примерно на 8.15% (на сторонах высокого и низкого напряжения не превышало 2%), что указывало на дефект плохого контакта вводной обмотки нейтральной точки на стороне среднего напряжения. Однако после испытаний анализ не проводился, при нормальной работе ток не проходил, и хроматограмма не могла отразить проблему до возникновения аварии.
Случай 6: Трансформатор 120 МВА, 220 кВ внезапно отключился при срабатывании защит от перегрузки и дифференциальной защиты, произошло впрыскивание масла, а анализ масляной хроматографии указал на дуговой разряд, затрагивающий характеристики твердой изоляции. Трехфазное сопротивление постоянному току обмотки высокого напряжения несимметрично, фаза A примерно на 12% больше, чем фазы B и C. После вскрытия бака трансформатора обнаружено, что в катушке высокого напряжения I фазы A произошло межвитковое замыкание в 5-й секции сверху вниз, и она перегорела. Почему сопротивление постоянному току обмотки увеличилось всего на 12% после перегорания при межвитковом замыкании? Это определяется конструкцией обмотки. Обмотка трансформатора имеет структуру "высокий-низкий-высокий", то есть внешний слой — это катушка высокого напряжения I, средний — катушка низкого напряжения, а внутренний — катушка высокого напряжения II. Высокое напряжение I и высокое напряжение II соединены последовательно, образуя обмотку высокого напряжения вместе, а затем последовательно с высоким напряжением II.
Количество витков A1O1 или A2O2 одинаково и составляет примерно 1/4 от количества витков AO1.
Предположим, что сопротивление каждого сегмента имеет следующее соотношение:
RAO1=RAO2=4RA2O2=2RO1O=4RAA1/3
В нормальных условиях:
R(ВН)=RO1O+RAO1/2=RAO1
После перегорания A1O1 в аварии
R (ВН) = RO1O+RAA1/2+RA2O2
То есть после аварии сопротивление обмотки высокого напряжения было примерно на 12.5% больше, чем в нормальных условиях.
Аналогичным образом можно видеть, что если в высоком напряжении I произойдет межвитковое короткое замыкание и провод перегорит, сопротивление обмотки высокого напряжения увеличится примерно на 27%. Для обычных трансформаторов со структурой "высокий-низкий", при перегорании межвиткового короткого замыкания в зоне высокого напряжения, сопротивление обмотки высокого напряжения увеличивается примерно на 80%. Согласно приведенному опыту и расчетам, по изменению сопротивления можно приблизительно определить зону неисправности. Конечно, крайне редки случаи, когда провода не полностью перегорают после межвиткового короткого замыкания, и сопротивление постоянному току катушки не меняется значительно.
По результатам испытаний энергетик подтвердил проблему короткого замыкания в обмотке трансформатора и своевременно устранил её. В итоге трансформатор смог возобновить нормальную работу, обеспечив стабильное электроснабжение энергосистемы.
Методика измерений следующая:
(1) Метод амперметра и вольтметра. Также известен как метод падения напряжения; принцип заключается в пропускании постоянного тока через измеряемое сопротивление, измерении падения напряжения на нём и расчёте значения сопротивления по закону Ома. Поскольку внутреннее сопротивление амперметра и вольтметра влияет на результаты измерений, следует тщательно продумывать способ их подключения к измерительной цепи.
(2) Метод уравновешенного моста. Это метод измерения сопротивления обмотки постоянному току с использованием принципа баланса моста. Обычно применяются уравновешенные мосты двух типов: одинарные и двойные. Измерение сопротивления обмотки трансформатора постоянному току следует проводить после отключения трансформатора от сети и снятия высоковольтного вывода. Для крупных силовых трансформаторов большой мощности постоянная времени заряда τ последовательной цепи очень велика, что приводит к длительному времени ожидания стабилизации показаний амперметра и вольтметра при каждом измерении, поэтому эффективность работы очень низка. Часто используются специальные приборы (например, источник постоянного тока) вместо стандартного источника питания в испытаниях, что позволяет значительно сократить время тестирования.
Стандарт для измерения сопротивления обмотки трансформатора постоянному току следующий: для трансформаторов мощностью выше 1600 кВА разница сопротивлений между фазами обмотки не должна превышать 2% от среднего значения по трём фазам, а для обмоток без вывода нейтральной точки разница между линейными сопротивлениями не должна превышать 1% от среднего значения по трём фазам. Для трансформаторов мощностью 1600 кВА и ниже разница между фазами, как правило, не должна превышать 4% от среднего значения по трём фазам, а разница между линейными сопротивлениями — 2% от среднего значения по трём фазам. По сравнению с предыдущими измеренными значениями изменение не должно превышать 2%.
Другие связанные статьи:
Самая полная подборка векторных групп трансформаторов с диаграммами соединения обмоток
Насколько важно сопротивление обмотки трансформатора постоянному току?
Топ-6 тестеров сопротивления обмотки трансформатора в мире (включая цены)
Как следует по-разному тестировать сопротивление обмотки на ТТ и ТН?
В чём разница между сопротивлением постоянному току и изоляционным сопротивлением, и как их тестировать?
8 советов по повышению точности измерения сопротивления постоянному току
Почему измеренное сопротивление обмотки всегда неточно? Возможно, вы упустили эти 6 ключевых моментов
Kingrun Transformer Instrument Co.,Ltd.
Больше тестеров трансформаторов от Kingrun
