Лабораторная работа по электротехнике на тему Диагностика и мониторинг измерительных трансформаторов тока и напряжения

Контроль режима работы электрических машин и аппаратов, измерение электрических величин, защита и автоматика в распределительных устройствах осуществляется с помощью раз-личных электроизмерительных приборов и аппаратуры.
При больших номинальных токах электроустановок переменного тока измерительные приборы, реле и аппаратура автоматики присоединяется к соответствующему участку электрической цепи с помощью измерительных трансформаторов тока.
Применение измерительных трансформаторов тока позволяет.
Расширить пределы измерения токов, получив ток ограниченной, пропорциональной величины, что позволяет изготовить приборы измерения и обмотки реле со стандартной обмоткой (например на 5 А, или 1 А).
Трансформаторы тока питают токовые обмотки измерительных приборов и реле (амперметров, счётчиков, ваттметров, реле тока, мощности и др.).
Первичные обмотки трансформаторов тока, изолированные соответственно номинальному напряжению установки, включаются последовательно в ту цепь, где необходимо измерять ток.
Вторичные обмотки трансформаторов тока изготавливают на ток 1; 2; 2,5 и 5А. Измерительные приборы и реле подключаются во вторичную цепь последовательно, а их шкала градуируется в соответствии с номинальным током первичной обмотки.
Особенностью трансформаторов тока является то, что они работают в режиме, близком к режиму короткого замыкания, так как сопротивление их вторичных обмоток и присоединённых к ним приборов весьма мало.
Величина тока в первичной обмотке трансформатора тока зависит только от нагрузки, создаваемой потребителями в этой цепи. Изменение тока в первичной обмотке вызывает соответствующее изменение тока в цепи вторичной обмотки, при этом величина тока во вторичной цепи пропорциональна первичному току.
Трансформаторы напряжения используются для включения контрольно-измерительных приборов и реле при больших номинальных напряжениях электроустановок.
Трансформаторы напряжения позволяют:
- расширить пределы измерения обычных измерительных приборов, получив напряжение пропорциональной величины, что позволяет стандартизировать их обмотки;
- отделить измерительные приборы и реле от напряжений выше 380 В и тем самым обеспечить безопасность их обслуживания.
Трансформаторы напряжения питают обмотки напряжения измерительных приборов и реле (вольтметров, частотомеров, счётчиков, ваттметров, реле напряжения, мощности, частоты и др.) в установках напряжением выше 380 В.
Первичные обмотки трансформаторов напряжения строятся на все номинальные напряжения от 380 до 500000 В и включаются в цепь параллельно питающей сети; номинальные напряжения вторичной обмотки составляют 100 В. Измерительные приборы и реле включаются во вторичную цепь трансформаторов напряже¬ния параллельно, а их шкала градуируется в соответствии с номинальным напряжением первичной обмотки.
Трансформаторы напряжения по своему устройству представляют собой обычные трансформаторы небольшой мощности.
Трансформаторы напряжения изготавливают однофазными и трёхфазными с сухой, литой или масляной изоляцией.
Точность измерения при посредстве измерительных трансформаторов зависит от погрешности (ошибки), которую допускают измерительные трансформаторы и присоединяемые к ним при¬боры.
Погрешности измерительных трансформаторов бывают двух видов: погрешность по коэффициенту трансформации, т. е. по напряжению или току (для трансформаторов напряжения или тока), и погрешность угловая.
Первая из них зависит от ряда факторов, которые влияют на величину вторичного напряжения или тока при данных значениях первичных величин. Эта погрешность влияет на измерения всеми видами приборов, присоединённых к вторичной обмотке измерительных трансформаторов.
Вторая (угловая) представляет собой угол сдвига фаз между повёрнутыми один относительно другого на 1800 напряжениями (или токами) на зажимах первичной и вторичной обмоток.
Угловая погрешность влияет только на измерения приборами ваттметрового типа (ваттметр, фазометр, счётчики, реле мощности).Объект испытания
Объектом испытания в измерительных трансформаторах тока и напряжения являются, прежде всего, изоляция трансформаторов, обмотки трансформаторов как первичная, так и вторичная, а также трансформаторное железо сердечника.
Объём испытаний трансформаторов тока:
1) измерение сопротивления изоляции первичной и вторичной (вторичных) обмоток (К, М);
2) измерение tg δ изоляции (К, М);
3) испытание повышенным напряжением изоляции обмоток (М);
4) снятие характеристик намагничивания трансформаторов (К);
5) измерение коэффициента трансформации (К);
6) измерение сопротивления обмоток постоянному току (К);
7) испытание трансформаторного масла (М);
8) проверка полярности обмоток (К).
Объём испытаний трансформаторов напряжения:
1) измерение сопротивления изоляции обмоток первичной и вторичной (вторичных) (К, М);
2) испытание повышенным напряжением трансформаторов напряжения с литой изоляцией (К, М);
3) измерение коэффициента трансформации (К);
4) измерение сопротивления обмоток постоянному току (К);
5) испытание трансформаторного масла (К, М);
6) определение группы соединения трёхфазных трансформа-торов напряжения (К);
7) измерение тока и потерь холостого хода (К).
Определяемые характеристики
Сопротивление изоляции
В процессе эксплуатации измерения проводятся:
♦ на трансформаторах тока 3-35 кВ - при ремонтных рабо-тах в ячейках (присоединениях), где они установлены;
♦ на трансформаторах тока 110 кВ с бумажно-масляной изоляцией (без уравнительных обкладок) - при неудовлетвори-тельных результатах испытаний масла;