Pomiar rezystancji uzwojeń transformatora wykonuje się głównie w celu wykrycia nieprawidłowości w torach prądowych transformatora. Nieprawidłowości te mogą wynikać (…)
np. ze złego stanu przepustów lub uszkodzenia uzwojeń w wyniku awarii.
Pomiar rezystancji uzwojeń transformatora najczęściej wykonujemy omomierzami – dedykowanymi do pomiarów przy dużych wartościach indukcyjności lub specjalnymi wielofunkcyjnymi mostkami pomiarowymi, przeznaczonymi do kompleksowych badań transformatorów.
Stosując różne metody pomiaru rezystancji, warto znać ich działanie, aby móc krytycznie spojrzeć na otrzymane wyniki pomiarów.
Najbardziej popularne metody pomiaru rezystancji to:
- pomiar bezpośredni,
- zerowe (pomiary mostkami),
- pośrednie (metody techniczne).
Metoda bezpośrednia pomiaru rezystancji uzwojeń transformatora
Metoda ta najczęściej wykorzystywana jest we współczesnych omomierzach – polega ona na odczycie wartości mierzonej bezpośrednio ze wskazań miernika. W omomierzach cyfrowych najczęściej stosuje się metodę pomiaru spadku napięcia na badanej rezystancji, wymuszając wcześniej znany i stabilny prąd pomiarowy. Prąd najczęściej wymuszany jest z samego omomierza.
Zasada działania omomierza dwupunktowego przedstawiłem na rysunku poniżej.
Wartość mierzonej rezystancji wynosi:
Pomiar małych wartości rezystancji omomierzem dwupunktowym, ze względu na rezystancje przewodów i styku, mogą być obarczone znacznymi błędami, dlatego do pomiarów rezystancji uzwojeń transformatorów zaleca się pomiar rezystancji metodą czteropunktową.
Schemat działania omomierza czteropunktowego przedstawiłem jest na rysunku poniżej.
Do mierzonej rezystancji podpinamy w sumie cztery przewody, dwa prądowe i dwa napięciowe. Przez przewody prądowe i mierzoną rezystancję uzwojeń transformatora płynie wymuszona stała i stabilna wartość prąd I, natomiast przewody napięciowe mierzą spadek napięcia na mierzonej rezystancji. Nowoczesne woltomierze charakteryzują się bardzo dużą rezystancją wewnętrzną, dlatego tylko znikoma wartość prądu I przepływa przez obwód napięciowy w postaci prądu Iv. Tą metodę można porównać do pomiaru rezystancji metodą techniczną z poprawnie mierzonym napięciem.
Wartość mierzonej rezystancji podobnie jak dla metody dwupunktowej, wynosi:
Schematy układów do pomiarów rezystancji uzwojeń transformatora
Jeżeli wykonujemy pomiar rezystancji uzwojeń transformatora trójfazowego, to należy uwzględnić sposób połączenia uzwojeń.
Uzwojenia transformatora trójfazowego mogą być połączone w:
- trójkąt,
- gwiazdę z wyprowadzonym punktem neutralnym,
- gwiazdę bez wyprowadzonego punktu neutralnego,
- zygzak.
Pomiar rezystancji uzwojeń transformatora połączonego w trójkąt
Uzwojenie transformatora trójfazowego połączonego w trójkąt przedstawiłem na rysunku poniżej:
Gdzie:
A, B, C – końce poszczególnych uzwojeń transformatora,
a, b, c – uzwojenia poszczególnych faz transformatora.
Przykładając omomierz do końców uzwojeń np.: A i B mierzymy wypadkową wartość wynikającą z równoległego połączenia uzwojenia (b) z uzwojeniami (a+c). W związku z czym zachodzi potrzeba przeliczania zmierzonych wartości rezystancji. Można to zrobić wykorzystując poniższe wzory:
Pomiar rezystancji uzwojeń transformatora połączonego w gwiazdę z wyprowadzonym punktem neutralnym
Uzwojenie transformatora trójfazowego połączonego w gwiazdę z wyprowadzonym punktem neutralnym przedstawiłem na rysunku poniżej:
Pomiary dla uzwojeń transformatorowych połączonych w trójkąt lub zygzak z wyprowadzonym punktem neutralnym można zmierzyć bezpośrednio – łącząc omomierz pomiędzy zacisk fazowy (A, B lub C) a zaciskiem neutralnym (zerowym) transformatora (N).
W układzie takim nie ma potrzeby przeliczania zmierzonych wartości rezystancji transformatora.
Pomiar rezystancji uzwojeń transformatora połączonego w gwiazdę bez wyprowadzonego punktu neutralnego
Uzwojenie transformatora trójfazowego połączonego w gwiazdę przedstawiłem na rysunku poniżej:
Jeżeli punkt neutralny transformatora nie jest wyprowadzony, to pomiar rezystancji uzwojeń transformatora wykonujemy pomiędzy zacikami fazowymi. Rezystancję fazową transformatora fazową obliczamy stosując zależności:
Na co trzeba zwracać uwagę podczas pomiarów rezystancji uzwojeń transformatora:
- transformator powinien być rozszynowany
- bezpośrednio przed pomiarami należy uziemić uzwojenia transformatora
- zaciski transformatora w miejscu mierzonym powinny być dokładnie oczyszczone aby rezystancja styku nie miała wpływu na wyniki pomiarów rezystancji
WAŻNE aby w trakcie wykonywania pomiaru nie przerywać obwodu pomiarowego. Transformator posiada znaczną indukcyjność, przerwanie obwodu prądowego może grozić powstanie łuku elektrycznego, przepięciem, zniszczeniem aparatury pomiarowej i stanowi zagrożenie dla naszego życia.
W celu porównania aktualnych pomiarów rezystancji uzwojeń transformatora do pomiarów fabrycznych należy uzyskane wartości przeliczyć do temperatury odniesienia. W tym celu należy odczytać lub określić średnią temperaturę uzwojeń transformatora.
