Рисунок 4.1 - Схема для измерения импеданса и потери нагрузки
Цель измерения
Измерение проводится для определения потерь нагрузки трансформатора и импедансного напряжения при номинальной частоте и номинальном токе.
Измерения проводятся отдельно для каждой пары обмоток (например, пары 1-2, 1-3 и 2-3 для трехмоторного трансформатора) и, кроме того, на главном и крайнем отводах.
Аппарат и измерительная цепь
На рисунке 1 выше (схема для измерения импеданса и потери нагрузки) приведены следующие цифры:
- G 1 - генератор питания
- T 1 - повышающий трансформатор
- T 2 - Трансформатор, подлежащий испытанию
- T 3 - Трансформаторы тока
- T 4 - Трансформаторы напряжения
- P 1 - Ваттметры
- P 2 - Амперметры (среднеквадратичное значение)
- P 3 - Вольтметры (среднеквадратичное значение)
- C 1 - Конденсаторный банк
Средства снабжения и измерения здесь не описаны. Обычно ток подается на обмотку hv, а обмотка lv короткозамкнута.
Производительность измерения
Если реактивная мощность, подаваемая генератором G 1, недостаточна при измерении больших трансформаторов, конденсаторная банка C 1 используется для компенсации части индуктивной реактивной мощности, принимаемой трансформатором T 2. Напряжение генератора питания поднимается до тех пор, пока ток достиг необходимого значения (25
,
100% от номинального тока в соответствии со стандартом 4.1).
Чтобы повысить точность показаний, будут выполняться несколько значений тока вблизи требуемого уровня. Если обмотка в паре, которая должна быть измерена, оборудована устройством отключения или устройством РПН. измерения проводятся на основном и крайнем отводах.
Показания должны быть взяты как можно быстрее, так как обмотки имеют тенденцию прогреваться из-за тока, а значения потерь, полученные в измерении, являются слишком высокими.
Трансформатор имеет более двух обмоток, все пары обмоток измеряются отдельно.
Результаты
Коррекции, вызванные измерительными трансформаторами, производятся с измеренными значениями тока, напряжения и мощности. Коррекция значения мощности, вызванная смещением фазы, рассчитывается следующим образом:
Уравнение 4.1
Где:
- P c = исправленная мощность
- P e = мощность, считанная с счетчиков
- δ u = фазовое смещение трансформатора напряжения в минутах
- δ i = фазовое смещение трансформатора тока в минутах
- φ = фазовый угол между током и напряжением в измерении (φ положителен при индуктивной нагрузке)
- K = коррекция
Коррекция K, полученная из уравнения 4.1, показана как набор кривых на рисунке 4.2.
Поправки, вызванные измерительными трансформаторами, производятся отдельно для каждой фазы, поскольку разные фазы могут иметь разные коэффициенты мощности, а фазовые смещения измерительных трансформаторов обычно различны.
Если измерительный ток I m отклоняется от номинального тока I N, мощность P км и напряжение U км при номинальном токе получаются путем применения поправок к значениям P c и U c, относящимся к измерительному току.
Исправления сделаны следующим образом:
Уравнение 4.2
Уравнение 4.3
Коррекция, вызванная смещением фазных измерительных трансформаторов (рис. 2):
Рисунок 4.2 - Фазовое смещение измерительных трансформаторов
Где:
- K - коррекция в процентах,
- δ u - δ i - смещение фазы в минутах
- cosδ - коэффициент мощности измерения.
Знак K такой же, как и для δ u - δ i.
Средние значения рассчитываются из значений, скорректированных на номинальный ток, а средние значения используются в следующем. В соответствии со стандартами измеренная величина потерь должна быть скорректирована до температуры намотки 75 ° C (80 ° C, если циркуляция масла принудительно и направлена).
При проведении измерений трансформатор находится при температуре окружающей среды. и значения потерь корректируются до эталонной температуры 75 ° C в соответствии со стандартами следующим образом.
Потери постоянного тока P Ом при измеряемой температуре θ m рассчитываются с использованием значений сопротивления R 1m и R 2m, полученных при измерении сопротивления (для обмоток 1 и 2 между клеммами):
Уравнение 4.4
Дополнительные потери Pamat измеряемой температуры:
Уравнение 4.5
Здесь P km - измеренная мощность, к которой сделаны поправки, вызванные измерительным трансформатором, и который корректируется с номинальным током согласно уравнению (4.2).
Импеданс короткого замыкания Z км и сопротивление R km при температуре измерения:
Уравнение 4.6
Уравнение 4.7
- U км - измеренное напряжение короткого замыкания, скорректированное согласно уравнению (4.3);
- U N - номинальное напряжение и
- S N - номинальная мощность.
Реактивное сопротивление короткого замыкания X k не зависит от потерь, а X k одинаково при температуре измерения (θ m) и контрольной температуре (75 ° C), следовательно:
Уравнение 4.8
Когда потери корректируются до 75 ° C, предполагается, что потери постоянного тока напрямую зависят от сопротивления и дополнительных потерь обратно пропорционально сопротивлению. Потери, скорректированные до 75 ° C, получают следующим образом:
Уравнение 4, 9
Где:
θs = 235 ° C для меди
θs = 225 ° C для алюминия
Теперь можно определить сопротивление короткого замыкания R kc и импеданс короткого замыкания Z kc при контрольной температуре:
Уравнение 4.10
Уравнение 4.11
Результаты
В отчете указывается для каждой пары обмоток мощность S N и следующие значения, скорректированные до 75 ° C и относящиеся к основному и крайнему отводам.
- Потери постоянного тока P Oc (PDC)
- Дополнительные потери P ac (PA)
- Потери нагрузки P kc (PK)
- Сопротивление короткого замыкания R kc (RK)
- Реагент для короткого замыкания X kc (XK)
- Сопротивление короткого замыкания Z kc (ZK)
Ссылка: Испытание силовых трансформаторов - ABB