Описание лабораторной установки

Лабораторный стенд содержит три однофазных трансформатора типа НОМ–6 и один однофазный трансформатор типа УТН–1. Все выводы ТН закреплены на горизонтальной панели стенда, причем трансформаторы типа H0M–6 имеет защитные кожухи.

В качестве нагрузки УТН–1 используются: активная реостат; активно-индуктивная магазин нагрузочных сопротивлений типа НТН–2.

Контрольно-измерительные приборы, источник постоянного тока, ключ подачи напряжения на стенд расположены на вертикальной панели. Для плавного изменения подводимого напряжения применяется ЛАТР.

Порядок выполнения работы

1. Проверка состояния изоляции.

Одни из наиболее распространенных методов контроля изоляции Измерение ее сопротивления с помощью мегомметра.

При проверке контролируется состояние изоляции всех обмоток относительно друг друга и корпуса. Согласно ПТЭ сопротивление изоляции вторичных обмоток относительно "земли" измеренное Мегомметром 1000–2500 В, должно быть не ниже 1 МОм.

Сопротивление изоляции первичных обмоток по ПУЭ из нормируется, но при измерении мегомметром I000–2500 В в холодном состоянии оно бывает порядка 10–15 МОм для обмоток, выполненных на напряжение 500 В, и 20–25 МОм для обмоток на напряжение 1–35 кВ.

2. Проверка правильности обозначения зажимов однофазных трансформаторов НОМ–6

2.1. Способ баллистического толчка

При проверке правильности разметки зажимов, обмотку высокого напряжения присоединяют к источнику постоянного тока, а цепь вторичной обмотки включают магнитоэлектрический прибор с нулем на середине шкалы, рис.87.

Рис. 87. Схема проверки правильности зажимов. ТН способом баллистического толчка

При правильном обозначении выводов в момент подачи напряжения на схему (нажатие кнопки) стрелка прибора отклоняется вправо, а при отключении прибора – влево.

2.2. Метод трех вольтметров

Для проверки собирают схему, рис. 88. Схема подключается к сети переменного, тока 220 В. Пределы шкал применяемых вольтметров 30 В.

Если обозначения зажимов у проверяемого трансформатора верны, то показание вольтметра U₀ будет равно разности показаний вольтметров U_э и U_х. При неправильной разметке средний вольтметр, даст сумму показаний крайних вольтметров.

Рис. 88. Схема для проверки зажимов ТН методом трех вольтметров: TV1 – эталонный трансформатор с правильными обозначениями зажимов (проверенный по первому способу), а TV2 – трансформатор, у которого требуется проверить разметку

3. Определение коэффициента трансформации ном-6

До определения коэффициента трансформации собирается схема (рис.89), в которой первый трансформатор имеет известный коэффициент трансформации (он указан на заводском щитке), а у второго его требуется определить.

Рис. 89. Схема для определении коэффициента трансформации ТН.

Первый трансформатор присоединяется к ЛАТРу вторичной обмоткой. Напряжение U₁ (подсчитывается путем умножения U₂ на коэффициент трансформации первого трансформатора) не должно отличаться больше чем на 10 % от номинального напряжения проверяемого трансформатора. Коэффициент трансформации определяют по формуле (7). Отклонение номинального коэффициента не должно превышать 0,5 %:

Необходимо выполнить 3 опыта при различных значениях U₂ и U₁ При проведении опытов следует применять вольтметры с пределами 30 В и закрывать выводы ТН для безопасности.

4. Выявление дефектов стали магнитопровода, и витковых замыканий

Витковые замыкания можно выявить путем измерения сопротивления амперметром и вольтметром на постоянном токе. Полученные данные не должны отличаться от заводских более чем на 2 %. Витковые замыкания и повреждения стали магнитопровода обнаруживаются измерением тока холостого хода при питании трансформатора со стороны вторичного напряжения. У неисправного трансформатора ток намагничивания сильно увеличен.

По снятым характеристика для холостого хода I=f(U) для двух трансформаторов (рис.90) необходимо определить трансформатор с витковыми замыканиями или дефектами стали, характеристика которого лежит выше, чем у неповрежденного.

Используемые приборы: вольтметр (150 В), переносной амперметр (1 A).

При проведении опыта следует помнить об опасных напряжениях первичной обмотки трансформатора и закрывать выводы ТН.

Рис. 90. Схема для снятия характеристики холостого хода трансформатора напряжения

5. Снятие кривых погрешностей по напряжению

При испытании трансформатор напряжения проверяют на соответствие погрешностей (угловой и напряжения) заданному классу точности.

При серийных испытаниях ТН допускается измерять погрешности только при номинальной нагрузке и 1,1U_н, если имеются фактические данные зависимости изменения погрешностей от нагрузки и напряжения (например, приведенные на рис. 38).

Зная изменения погрешностей, можно установить пределы допустимых погрешностей при номинальной нагрузке и 1,1 номинального напряжения, когда трансформатор напряжения будет удовлетворять классу точности, а также и в случае нагрузки 0,25S_2н и 0,9 номинального напряжения.

Необходимо снять кривую погрешности по напряжению проверяемого ТН по схеме, представленной на рис. 91.

Применяется трансформатор напряжения класса точности 0,2 типа УТН–1 с номинальным коэффициентом трансформации:

:

Требуется определить погрешности У1Н–1 для активной и активно-индуктивной нагрузки, изменяемой в пределах от 20 до 80 ВА и обратить внимание на знак погрешности.

Рис. 91. Схема определения погрешностей по напряжению для образцового и проверяемого трансформаторов напряжения

Активной нагрузкой исследуемого ТН (cos=1) является реостат. (R₂). Задавая различные значения активной нагрузки, при соответствующих токе и напряжении вторичной обмотки (U₂ и I₂ ) по формуле (10) определяют нагрузку S₂, а по формуле (9) погрешность; f_U,% и строят графическую зависимость при cos=1 (рис. 11).

Активно-индуктивная нагрузка создается магазином нагрузочных сопротивлений S типа НТН–2 с номинальным напряжением

Магазин сопротивлений данного типа представляет собой набор секций, которые могут включаться параллельно при помощи штепселей, вставляемых в гнезда.

Каждая секция состоит из последовательно соединенных реактивного и активного сопротивлений, которые подобраны таким образом, что cos=0,8.

Магазин имеет две секции по 1,25 ВА и по одной секции на 1,67; 2,5; 10; 20; 40 ВА. Общая нагрузка магазина составляет 81,67 ВА.

Определение погрешностей по напряжению f_{U, %}, для ТН производят по формуле (9) и строят графическую зависимость при cos=0,8.

6. Контроль изоляции в установках трехфазного тока

В сетях с гхухозаземленной нейтралью замыкание фазы на земле является коротким замыканием и отключается релейной защитой. В сетях с изолированной нейтралью или нейтралью, заземленной через дугогасительные катушки, т.е. в сетях с малым током замыкания не, землю, в нормальных условиях напряжения всех трех фаз по отношению к земле равны фазовому напряжению. При металлическом замыкании одной фазы на землю ее напряжение относительно земли становится равным нулю, а напряжение двух других фаз увеличивается до линейного. Междуфазные напряжения при этом не изменяются, и работа электроприёмников не нарушается. Такие сети при однофазном замыкании на землю могут некоторое время оставаться в работе. Поэтому схема контроля изоляции (рис. 92) применяется только в сетях с изолированной нейтралью. Она дает возможность выявить поврежденные фазы.

В схеме контроля изоляции используются три однофазных трансформатора напряжения

Рис. 92. Схема контроля изоляции

Вольтметры, измеряющие фазные напряжения, дают одинаковые показания при нормальном состоянии сети. При появлении в сети замыкания на землю, показанного на рис. 17 пунктиром, показание вольтметра поврежденной фазы уменьшается, а показания двух других фазных вольтметров увеличиваются. Трансформаторы, включенные по такой схеме, могут быть использованы также для измерения линейных напряжений. Замыкание фазы на землю имитируется шунтированием первичной обметки одного из трансформаторов напряжения. В отчете следует привести показания вольтметров в нормальном режиме и при замыкании фазы на землю, изобразить векторные диаграммы напряжений в указанных режимах и на оснований их объяснить причину изменения показаний вольтметров.

7. Исследование работы трансформаторов напряжения при различных схемах соединения

Рис. 93. Схемы соединения трансформаторов напряжения

Собрать схему (рис. 93,а). Измерить линейные и фазные напряжения на выводах первичных и вторичных обмоток проверяемых трансформаторов. Записать результаты измерения и вычертить векторную диаграмму напряжений.

Собрать схему (рис. 93, б). Измерить вольтметром линейные и фазные напряжения на выводах первичных обмоток трансформаторов и напряжения на выводах вторичных обмоток. Записать результаты измерения и вычертить векторную диаграмму напряжений.

Собрать схему (рис.93, в). Измерить напряжения на выводах первичных и вторичных обмоток трансформаторов. Записать результаты измерения и вычертить векторную диаграмму напряжений.