Transformatorwicklungs-Widerstandstest
Definition des Wicklungswiderstandstests
Der Wicklungswiderstandstest eines Transformatoren überprüft die Integrität der Transformatorwicklungen und -verbindungen durch die Messung des Widerstands.
Verfahren zur Messung des Wicklungswiderstands von Transformatorn
Bei sternförmig verbundenen Wicklungen wird der Widerstand zwischen dem Leitungsterminal und dem Neutralterminal gemessen.
Bei sternförmig verbundenen Autotransformatoren wird der Widerstand der Hochspannungsseite zwischen dem HV-Terminal und dem IV-Terminal, dann zwischen dem IV-Terminal und dem Neutralterminal gemessen.
Bei dreieckverbundenen Wicklungen wird der Wicklungswiderstand zwischen den Paaren von Leitungsterminale gemessen. Da bei Dreieckschaltung der Widerstand einzelner Wicklungen nicht separat gemessen werden kann, wird der Widerstand pro Wicklung nach folgender Formel berechnet:
Widerstand pro Wicklung = 1,5 × Gemessener Wert
Der Widerstand wird bei Umgebungstemperatur gemessen und auf den Widerstand bei 75°C umgerechnet, um ihn mit Konstruktionswerten, früheren Ergebnissen und Diagnosen zu vergleichen.
Wicklungswiderstand bei Standardtemperatur von 75°C
Rt = Wicklungswiderstand bei Temperatur t
t = Wicklungstemperatur
In der Regel sind Transformatorwicklungen in Isolierflüssigkeit getaucht und mit Papierisolierung bedeckt, daher ist es unmöglich, die tatsächliche Wicklungstemperatur an einem deaktivierten Transformator während der Messung des Wicklungswiderstands zu messen. Eine Näherung wurde entwickelt, um die Temperatur der Wicklung unter diesen Bedingungen zu berechnen, wie folgt:
Temperatur der Wicklung = Durchschnittstemperatur der Isolieröl
Die Durchschnittstemperatur des Isolieröls sollte 3 bis 8 Stunden nach Deaktivierung des Transformators und wenn die Differenz zwischen Ober- und Unteröltemperatur weniger als 5°C beträgt, ermittelt werden.
Der Widerstand kann durch eine einfache Voltmeter-Ammeter-Methode, einen Kelvin-Brückenschlag oder ein automatisches Wicklungswiderstandsmesskit (Ohmmeter, vorzugsweise 25 Ampere Kit) gemessen werden.
Hinweis für die Voltmeter-Ammeter-Methode: Der Strom darf 15% des Nennstroms der Wicklung nicht überschreiten. Hohe Werte können Ungenauigkeiten verursachen, indem sie die Wicklung erwärmen und dadurch ihre Temperatur und ihren Widerstand ändern.
Hinweis: Die Messung des Wicklungswiderstands eines Transformators muss bei jedem Anzapfungspunkt durchgeführt werden.
Strom-Spannungsmethode zur Messung des Wicklungswiderstands
Die Transformatorwicklungswiderstände können durch die Strom-Spannungsmethode gemessen werden. Bei dieser Methode zur Messung des Wicklungswiderstands wird der Prüfstrom in die Wicklung eingespeist und der entsprechende Spannungsabfall über die Wicklung gemessen. Durch Anwendung des einfachen Ohmschen Gesetzes, also Rx = V / I, kann man den Widerstandswert leicht bestimmen.
Verfahren der Strom-Spannungsmethode zur Messung des Wicklungswiderstands
Vor der Messung sollte der Transformator 3 bis 4 Stunden abgeschaltet und ohne Anregung sein. Dies ermöglicht es, dass die Wicklungstemperatur der Öltemperatur entspricht.
Die Messung erfolgt mit Gleichstrom.
Um Beobachtungsfehler zu minimieren, soll die Polarisierung der Kernmagnetisierung während aller Widerstandsmessungen konstant gehalten werden.
Die Verbindungskabel des Voltmeters sollen unabhängig von den Stromkabeln sein, um sie vor hohen Spannungen zu schützen, die beim Ein- und Ausschalten des Stromkreises auftreten können.
Die Messwerte sollen erst nachdem Strom und Spannung ihre stationären Werte erreicht haben, aufgenommen werden. In einigen Fällen kann dies je nach Wicklungsimpedanz mehrere Minuten dauern.
Der Prüfstrom darf 15% des Nennstroms der Wicklung nicht überschreiten. Hohe Werte können Ungenauigkeiten verursachen, indem sie die Wicklung erwärmen und dadurch ihren Widerstand ändern.
Für die Angabe des Widerstands muss die entsprechende Temperatur der Wicklung zum Zeitpunkt der Messung zusammen mit dem Widerstandswert angegeben werden. Wie bereits erwähnt, wird die Wicklungstemperatur nach 3 bis 4 Stunden im ausgeschalteten Zustand der Öltemperatur entsprechen. Die Öltemperatur zum Zeitpunkt der Prüfung wird als der Durchschnitt der oberen und unteren Öltemperatur des Transformators genommen.
Für sternförmig verbundene Drehstromwicklungen beträgt der Widerstand pro Phase die Hälfte des gemessenen Widerstands zwischen zwei Leitungsterminale des Transformators.
Für dreieckverbundene Drehstromwicklungen beträgt der Widerstand pro Phase 0,67-mal den gemessenen Widerstand zwischen zwei Leitungsterminale des Transformators.
Diese Strom-Spannungsmethode zur Messung des Wicklungswiderstands des Transformators sollte für jedes Paar von Leitungsterminale der Wicklung an jeder Anzapfung wiederholt werden.
Brückenmethode zur Messung des Wicklungswiderstands
Das Hauptprinzip der Brückenmethode basiert darauf, einen unbekannten Widerstand mit einem bekannten Widerstand zu vergleichen. Wenn die Ströme, die durch die Arme des Brückenschaltkreises fließen, ausbalanciert sind, zeigt die Galvanometeranzeige keine Abweichung, was bedeutet, dass im ausgeglichenen Zustand kein Strom durch das Galvanometer fließt.
Ein sehr kleiner Widerstandswert (im Milliohm-Bereich) kann mit der Kelvin-Brückenmethode präzise gemessen werden, während für höhere Werte die Wheatstone-Brückenmethode zur Widerstandsmessung angewendet wird. Bei der Brückenmethode zur Messung des Wicklungswiderstands werden Fehler minimiert.
Der mit der Kelvin-Brücke gemessene Widerstand
Alle anderen Schritte, die während der Messung des Wicklungswiderstands des Transformators in diesen Methoden zu beachten sind, sind ähnlich wie bei der Strom-Spannungsmethode zur Messung des Wicklungswiderstands des Transformators, mit Ausnahme der Messmethode des Widerstands.
Der mit der Wheatstone-Brücke gemessene Widerstand,
