Как измерить ток холостого хода трансформатора

Трансформаторные системы являются важной составляющей энергоснабжения на любом уровне. От их исправности и эффективности зависит количество энергопотерь, стоимость и рентабельность энергоснабжения как отдельных точек, так и крупных муниципальных образований. Для того, чтобы снизить убыточность, необходимо регулярно производить расчеты, измерения и снижение холостого хода устройств.

Содержание:

• Режимы работы трансформаторных устройств
• Этапы пусконаладочных испытаний
• Измерения тока холостого хода
• Уменьшение холостого хода трансформатора
• Что нужно учитывать при сборке трансформатора?
• Как снизить потери в обмотках?

Режимы работы трансформаторных устройств

На данный момент насчитывается порядка десяти типов различных трансформаторных устройств. Все их объединяет единый принцип изменения переменного напряжения и конструктивная схожесть. Соответственно, каждый из трансформаторов способен работать в трех основных режимах: холостого хода, короткого замыкания и нагрузки.
Режим холостого хода позволяет производить рад замеров, данные которых необходимы для комплексного анализа эффективности работы устройств. Первые испытания проводятся для определения и проверки соответствия паспортным значениям технических данных трансформатора в целом и каждого из его узлов в частности перед сдачей прибора в эксплуатацию. Пусконаладочные работы выявляют скрытые неисправности и позволяют исправить их до начала интенсивного использования устройства. Какие-то из них проводятся еще на этапе сборки, а какие-то уже после того, как залито масло.

Этапы пусконаладочных испытаний ↑

Первичные тестирования на работоспособность проводятся сразу по нескольким направлениям. К обязательным относятся:

• Замеры данных по потерям холостого хода.
• Замеры омического сопротивления всех имеющихся обмоток.
• Определение коэффициента трансформации.
• Тестирование группы соединения обмоток.
• Проверка изоляции.

В данном случае важную роль играет последовательность произведения всех видов вышеназванных испытаний.

Измерения тока холостого хода ↑

Измерение тока холостого хода трансформатора напряжения производится только специалистами с уровнем квалификации — не меньше 3 группы безопасности и при наличии соответствующих средств защиты. Поэтому информация о том, как измерить ток холостого хода трансформатора является скорее ознакомительной нежели практикоприменимой для людей, не имеющих соответствующего уровня подготовки. Для измерений используется опыт холостого хода.

Основные рекомендации:

• Все замеры необходимо производить при напряжении в 220 — 380 В, подавая его только на одну обмотку и оставляя остальные полностью свободными. Контролируйте напряжение с помощью вольтметра.
• До начала проведения измерений эксплуатируемых трансформаторов обязательно размагнитьте его магнитопровод, так как в нем все еще имеется остаточное намагничивание, возникшее из-за резкого сброса напряжения. Сделать это можно, пропустив постоянный ток с противоположной полярностью по одной обмотке для каждого стержня.
• Источником постоянного тока могут быть аккумуляторы переносного типа или выпрямительные устройства.
• Если вы производите замеры для трехфазного трансформатора, делать это следует с пофазно измеряя ток и потери. Так вы сможете не только обозначить отклонения от заводских параметров, но и выявить неисправную фазу.

Всего используют три способа измерить ток холостого хода трансформатора и его потери, поочередно коротко замыкая одну из фаз и возбуждая оставшиеся две.

Уменьшение холостого хода трансформатора ↑

Во многом ответ на вопрос «как уменьшить ток холостого хода трансформатора», следует искать еще на этапе сборки устройства. Довольно большой процент всех дефектов возникает именно по вине сборщиков, допускающих существенные ошибки и не учитывающих специфику и условия использования трансформаторных приборов и систем в реальных эксплуатационных условиях.

Внимание важно на каждом этапе сборки трансформатора, так как потери холостого хода напрямую влияют на КПД.

На самом деле есть несколько распространенных путей снижения потерь, но далеко не все из них эффективны и рентабельны. Например, можно снизить величину магнитного потока за счет увеличения числа витков в обмотке, но это приведет к перерасходу провода и общему удорожанию. В данном случае об экономии речи идти не может.

Можно применить другой тип электротехнической стали с высокими показателями сопротивления, но это также приведет к общему удорожанию самого устройства.
Если использовать тонкие пластины, изолированные друг от друга, то число потерь от вихревых токов значительно снизится, так же, как и применение сплошных пластин с косыми стыками.

Что нужно учитывать при сборке трансформатора? ↑

Специалисту прежде всего следует знать, что от его аккуратности и профессионализма зависит столько же, сколько и от качества материалов. На что именно стоит обратить внимание при сборке трансформатора?

Современные трансформаторы используют сталь с низким сопротивлением механическому воздействию. А это значит, что даже резкая штамповка пластины может значительно снизить магнитные свойства материала в зоне среза. Изгибы, вмятины и царапины способны легко нарушить ориентацию кристаллической решетки, увеличив удельные потери. Поэтом, чтобы восстановить магнитные характеристики стали до исходных, все пластины в обязательном порядке проходят высокотемпературный отжиг еще до начала сборки магнитопровода.
В дальнейшем специалисту следует быть особенно осторожным во время проведения комплектации магнитопровода,а также расшихтовке. Ведь именно в этот момент вероятность повторного повреждения стали наиболее высока.

Как снизить потери в обмотках? ↑

Большие объемы энергопотерь происходят именно в обмотках и именно от токов нагрузки. Снизить их можно увеличением диаметра обмоточных проводов. Метод этот эффективен, но не рентабелен, увеличив одно, возникнет необходимость увеличить другое, а это неизбежно приведет к росту массы активных материалов и…  потерь холостого хода в трансформаторе.
Есть и другой способ — тщательно следить за симметрией обмоток, так как даже незначительное отклонение способно спровоцировать увеличение рассеяния и потери. Мало того, добавочные потери способны привести к перегреву отдельных элементов, что тоже не желательно.
Сборщику необходимо пристально следить за тем. Чтобы обмотки не смещались относительно друг друга, каналы между ними были равномерны, а расположение на сердечнике — концентрическим.
Таким образом, помимо правильной эксплуатации, регулярных проверок и соблюдения всех рекомендаций, залогом бесперебойной работы трансформатора с минимальными потерями является профессионализм его сборщиков. Уменьшить холостой ход трансформатора довольно сложно в процессе его использования, поэтому к заводским параметрам предъявляются такие высокие требования.