Измерения силовых трансформаторов представляют собой комплекс обязательных технических мероприятий, направленных на оценку технического состояния трансформаторного оборудования и подтверждение его соответствия нормативным требованиям. Электролаборатория TokKontrol (Москва) выполняет полный спектр работ по измерению параметров силовых трансформаторов напряжением от 0,4 кВ до 35 кВ включительно, включая измерение сопротивления обмоток постоянному току, определение коэффициента трансформации, проверку изоляции обмоток методом измерения коэффициента абсорбции, а также измерение потерь и тока холостого хода.

В данной статье детально рассмотрены: методика измерения силовых трансформаторов согласно требованиям ГОСТ, ПУЭ и отраслевых стандартов; типы и характеристики специализированного испытательного оборудования; порядок проведения каждого вида измерений с формулами и допустимыми отклонениями; требования к оформлению протокола измерения силового трансформатора. Материал адресован инженерам-энергетикам, специалистам электролабораторий, сотрудникам служб релейной защиты и автоматики, а также всем, кто связан с эксплуатацией и обслуживанием трансформаторного оборудования.

Критическое предупреждение по электробезопасности
Все работы по измерению параметров силовых трансформаторов, особенно включённых в действующую электроустановку, должны выполняться исключительно аттестованным персоналом с группой допуска по электробезопасности не ниже IV (до 1000 В) и V (выше 1000 В). Измерения на трансформаторах напряжением выше 1000 В проводятся с обязательным снятием напряжения, наложением заземления и применением средств индивидуальной защиты. Несоблюдение требований безопасности приводит к поражению электрическим током, коротким замыканиям и пожарам.

1. Нормативная база: ГОСТ, ПУЭ и отраслевые стандарты

Измерение параметров силовых трансформаторов регламентируется комплексом нормативных документов, определяющих как методику проведения испытаний, так и критерии оценки результатов. Основополагающими документами являются Правила устройства электроустановок (ПУЭ), государственные стандарты серии ГОСТ на силовые трансформаторы и отраслевые руководящие документы.

1.1. Требования ПУЭ по измерениям трансформаторов

Согласно требованиям ПУЭ (глава 1.8), измерения силового трансформатора входят в обязательный комплекс приёмо-сдаточных и эксплуатационных испытаний. Правила устанавливают периодичность проведения измерений, перечень обязательных параметров и допустимые отклонения результатов от паспортных данных.

Согласно ПУЭ, при измерениях силовых трансформаторов подлежат проверке:

сопротивление изоляции обмоток и её абсорбционные характеристики;
коэффициент трансформации на всех ответвлениях обмоток;
сопротивление обмоток постоянному току;
группа соединения обмоток;
потери и ток холостого хода (для трансформаторов мощностью 1000 кВА и более).

1.2. Стандарты ГОСТ на силовые трансформаторы

Государственные стандарты устанавливают технические требования к силовым трансформаторам и методам их испытаний. Ключевыми стандартами являются:

Нормативный документ	Название	Область применения
ГОСТ 11677-85	Силовые трансформаторы. Общие технические условия	Общие требования к конструкции и параметрам
ГОСТ 3484.1-88	Трансформаторы силовые. Методы испытаний	Методики проведения испытаний
ГОСТ 3484.2-88	Трансформаторы силовые. Измерение сопротивления обмоток постоянному току	Конкретная методика измерения Rобмоток
ГОСТ 3484.3-88	Трансформаторы силовые. Определение коэффициента трансформации	Методика определения Ктр
ГОСТ 3484.4-88	Трансформаторы силовые. Испытания на нагревание	Проверка тепловых характеристик
ГОСТ 9.005-72	Трансформаторы силовые масляные. Нормы нагрузки	Режимы эксплуатации
РД 34.45-51.300-97	Объёмы и нормы испытаний электрооборудования	Практические объёмы испытаний

1.3. Периодичность проведения измерений

Согласно нормативным документам, периодичность измерений силового трансформатора определяется следующим образом:

Вид измерения	Приёмо-сдаточные испытания	Эксплуатационные испытания
Сопротивление изоляции обмоток	Обязательно	Не реже 1 раза в год
Коэффициент абсорбции	Обязательно	Не реже 1 раза в год
Сопротивление обмоток постоянному току	Обязательно	Не реже 1 раза в 3 года
Коэффициент трансформации	Обязательно	Не реже 1 раза в 3 года
Потери холостого хода	Обязательно (для Sн ≥ 1000 кВА)	По требованию заказчика
Ток холостого хода	Обязательно	По требованию заказчика

Важное уточнение
Для трансформаторов, находящихся в эксплуатации более 25 лет, а также для трансформаторов, подвергшихся аварийным режимам (короткие замыкания, перегрузки), периодичность измерений может быть сокращена по решению ответственного за электрохозяйство. Рекомендуется проводить расширенный комплекс измерений не реже 1 раза в 6 лет.

2. Зачем проводятся измерения силовых трансформаторов

Силовой трансформатор является одним из наиболее ответственных элементов электроэнергетической системы. Его надёжная работа определяет качество электроснабжения потребителей и безопасность всей электроустановки. Комплексные измерения силового трансформатора позволяют выявить скрытые дефекты, оценить остаточный ресурс и предотвратить аварийные ситуации.

2.1. Основные цели измерений

Выявление дефектов обмоток

Измерение сопротивления обмоток постоянному току позволяет обнаружить обрывы в обмотках, плохие контактные соединения в ответвлениях, витковые замыкания. Даже незначительное отклонение сопротивления от паспортного значения может указывать на развивающийся дефект.

Оценка состояния изоляции

Измерение сопротивления изоляции обмоток силовых трансформаторов и коэффициента абсорбции даёт объективную картину состояния изоляционной системы: увлажнение, загрязнение, старение. Эти параметры критически важны для оценки риска пробоя изоляции.

Проверка соответствия паспортным данным

Измерение коэффициента трансформации, потерь и тока холостого хода позволяет убедиться, что трансформатор соответствует заявленным характеристикам. Отклонения могут указывать на дефекты магнитопровода, неисправности обмоток или нарушения технологии ремонта.

Подтверждение группы соединения

Проверка группы соединения обмоток необходима для правильного включения трансформатора в параллельную работу и обеспечения корректной работы релейной защиты и измерительных приборов.

Документальное подтверждение состояния

Протокол измерения силового трансформатора является официальным документом, подтверждающим техническое состояние оборудования. Наличие действующего протокола обязательно при проверках надзорных органов, страховых случаях, приёмке объекта в эксплуатацию.

2.2. Последствия отказа от измерений

Эксплуатация силовых трансформаторов без периодического контроля их параметров может привести к:

внезапному отказу трансформатора с прекращением электроснабжения потребителей;
развитию скрытых дефектов до критического состояния;
пожарам и разрушениям при пробое изоляции или витковых замыканиях;
авариям в энергосистеме при неправильной параллельной работе трансформаторов;
штрафным санкциям со стороны контролирующих организаций.

Правовые и экономические последствия
Отсутствие документально подтверждённых измерений силовых трансформаторов является нарушением требований ПУЭ и может повлечь:

отказ в допуске электроустановки к эксплуатации;
штрафные санкции от Ростехнадзора и энергосбытовых организаций;
признание страхового случая недействительным при аварии;
привлечение к административной ответственности ответственных лиц.

3. Виды измерений и их назначение

Комплексное измерение параметров силового трансформатора включает несколько видов работ, каждый из которых имеет свою цель, методику проведения и критерии оценки. Полный объём измерений определяется типом трансформатора, его мощностью, напряжением и условиями эксплуатации.

3.1. Классификация измерений по назначению

Вид измерения	Что оценивается	Типичные дефекты, выявляемые при измерении
Сопротивление изоляции	Общее состояние изоляции обмоток	Увлажнение, загрязнение, старение изоляции
Коэффициент абсорбции	Степень увлажнения изоляции	Абсорбция влаги изоляционным маслом или бумагой
Сопротивление обмоток постоянному току	Целостность обмоток и контактов	Обрывы, витковые замыкания, плохие контакты в ответвлениях
Коэффициент трансформации	Соответствие числа витков обмоток	Замыкание витков, неправильная коммутация ответвлений
Потери холостого хода	Состояние магнитопровода	Дефекты шихтовки, витковые замыкания в обмотках
Ток холостого хода	Качество изготовления обмоток и магнитопровода	Короткозамкнутые витки, дефекты изоляции

3.2. Измерения для трансформаторов разной мощности

Объём измерений силовых трансформаторов зависит от их номинальной мощности. ГОСТ 3484.1-88 и РД 34.45-51.300-97 устанавливают различные требования для трансформаторов малой (до 100 кВА), средней (100–1000 кВА) и большой (свыше 1000 кВА) мощности.

Вид измерения	Sн < 100 кВА	100 кВА ≤ Sн < 1000 кВА	Sн ≥ 1000 кВА
Сопротивление изоляции	Обязательно	Обязательно	Обязательно
Коэффициент абсорбции	Рекомендуется	Обязательно	Обязательно
Сопротивление обмоток	Обязательно	Обязательно	Обязательно
Коэффициент трансформации	Обязательно	Обязательно	Обязательно
Потери холостого хода	Не обязательно	По требованию	Обязательно
Ток холостого хода	Не обязательно	По требованию	Обязательно

Экспертное наблюдение
На практике электролаборатории TokKontrol рекомендуют проводить полный комплекс измерений для всех трансформаторов независимо от их мощности. Это позволяет получить наиболее полную картину состояния оборудования и своевременно выявить развивающиеся дефекты. Стоимость дополнительных измерений многокритически ниже стоимости аварийного ремонта трансформатора.

4. Приборы для измерения параметров силовых трансформаторов

Точные измерения силового трансформатора невозможны без специализированного испытательного оборудования. Современные приборы позволяют автоматизировать процесс измерений, обеспечивают высокую точность и возможность документирования результатов.

4.1. Мегаомметры для измерения сопротивления изоляции

Для измерения сопротивления изоляции обмоток силовых трансформаторов применяются мегаомметры с рабочим напряжением 1000 В, 2500 В и 5000 В. Выбор напряжения измерения определяется классом напряжения трансформатора.

Класс напряжения трансформатора	Напряжение мегаомметра	Нормативное значение Rиз
До 0,66 кВ	1000 В	не менее 1 МОм при 20 °C
6–10 кВ	2500 В	не менее 100 МОм при 20 °C
35 кВ	5000 В	не менее 300 МОм при 20 °C

Типы мегаомметров:

Аналоговые (электронные) — с цифровым отсчётом, памятью результатов, автоматическим расчётом коэффициента абсорбции;
Цифровые — с ЖК-дисплеем, интерфейсом USB для передачи данных на компьютер;
Интеллектуальные — с функцией автоматического тестирования, построения характеристик, формирования протоколов.

4.2. Микроомметры для измерения сопротивления обмоток

Для точного измерения сопротивления обмоток постоянному току силового трансформатора применяются микроомметры с измерительным током не менее 1 А. Это обеспечивает стабильность измерений и минимизирует влияние переходных процессов.

Технические требования к микроомметрам:

Параметр	Требование
Диапазон измерений	0,1 мкОм — 2000 мОм
Погрешность измерения	не более ±0,5 %
Измерительный ток	не менее 1 А (для трансформаторов до 1000 кВА)
Ток короткого замыкания	до 100 А (для мощных трансформаторов)

[Здесь размещается изображение микроомметра (например, МИКО-2.1, МКД-200 или аналогичного прибора)]

Микроомметр МИКО-2.1 для измерения сопротивления обмоток трансформаторов

4.3. Приборы для измерения коэффициента трансформации

Прибор для измерения параметров силовых трансформаторов — универсальные комплексы, позволяющие определять коэффициент трансформации, группу соединения, ток и потери холостого хода. Современные приборы выполняют измерения без подачи высокого напряжения на обмотки, что значительно упрощает процедуру.

Характеристики современных приборов серии ТТМ:

Параметр	Значение
Диапазон измерения Ктр	0,01 — 2000
Погрешность измерения Ктр	не более ±0,1 %
Диапазон измерения тока ХХ	0,01 — 200 А
Диапазон измерения потерь ХХ	0,1 — 10000 Вт
Питание	220 В ± 10 % или встроенный аккумулятор

Преимущество современных приборов
Современные приборы для измерения коэффициента трансформации позволяют выполнять измерения без отключения трансформатора от сети (при наличии напряжения). Это существенно сокращает время простоя оборудования и минимизирует риски при проведении работ.

4.4. Комплексные измерительные системы

Для проведения полного комплекса измерений на силовых трансформаторах применяются приборы измерения силовых трансформаторов в виде универсальных измерительных комплексов, объединяющих функции мегаомметра, микроомметра и измерителя параметров холостого хода.

Структурная схема универсального измерительного комплекса для трансформаторов:

1. Блок измерения сопротивления изоляции (мегаомметр 1000–5000 В)
2. Блок измерения сопротивления обмоток (микроомметр 0,1–2000 мОм)
3. Блок измерения Ктр и параметров ХХ (трансформатор тока, вольтметр, ваттметр)
4. Блок обработки и отображения результатов (процессор, дисплей, память)
5. Интерфейс связи (USB, Bluetooth) для передачи данных на ПК

Структура универсального измерительного комплекса для силовых трансформаторов

5. Измерение сопротивления изоляции обмоток силовых трансформаторов

Измерение сопротивления изоляции обмоток силовых трансформаторов является одним из основных видов контроля состояния изоляционной системы. Это измерение позволяет оценить общее состояние изоляции и выявить грубые дефекты — увлажнение, загрязнение, механические повреждения.

5.1. Физические основы измерения

Сопротивление изоляции — это отношение приложенного постоянного напряжения к току утечки через изоляцию за 60 секунд после начала измерения. Для трансформаторов измеряется сопротивление изоляции между каждой обмоткой и корпусом (заземлённым магнитопроводом), а также между обмотками.

R₆₀ = U_изм / I₆₀
где R₆₀ — сопротивление изоляции через 60 секунд, U_изм — напряжение измерения, I₆₀ — ток утечки через 60 секунд.

5.2. Схема измерения

При измерении изоляции силового трансформатора применяется следующая схема подключения мегаомметра:

Схема измерения сопротивления изоляции обмоток силового трансформатора:

Обмотка ВН (высокое напряжение): зажим «LINE» мегаомметра → вывод обмотки ВН
Обмотка НН (низкое напряжение): зажим «GUARD» мегаомметра → вывод обмотки НН (при измерении между обмотками)
Корпус/земля: зажим «EARTH» мегаомметра → корпус трансформатора (бак)

Измерения проводятся для следующих пар:
1. ВН — корпус (НН заземлена)
2. НН — корпус (ВН заземлена)
3. ВН — НН (корпус заземлён)

Схема измерения сопротивления изоляции обмоток трансформатора

5.3. Методика измерения

Последовательность операций при измерении сопротивления изоляции обмоток силовых трансформаторов:

Отключить трансформатор от сети и разрядить все обмотки накоротко на 2–5 минут.
Соединить все выводы обмотки, сопротивление которой измеряется, между собой.
Заземлить все остальные обмотки и корпус трансформатора.
Подключить мегаомметр: зажим «LINE» — к измеряемой обмотке, «EARTH» — к заземлению.
Вращать ручку мегаомметра с частотой 120–140 об/мин (для электронных приборов — нажать кнопку «ПУСК»).
Через 60 секунд зафиксировать показания прибора.
Разрядить измеряемую обмотку перед переходом к следующему измерению.

Обязательная мера безопасности
Перед каждым измерением и после него необходимо разряжать обмотки трансформатора! Ёмкость обмоток силовых трансформаторов может достигать нескольких микрофарад, что создаёт опасное остаточное напряжение после отключения мегаомметра.

5.4. Нормативные значения и оценка результатов

Согласно ГОСТ 3484.1-88 и ПУЭ, минимальные значения сопротивления изоляции для трансформаторов напряжением до 35 кВ составляют:

Температура обмотки, °C	Rиз для трансформаторов 6–10 кВ, МОм	Rиз для трансформаторов 35 кВ, МОм
10	450	900
20	300	600
30	200	400
40	130	260
50	90	180

Практический совет
При температуре обмоток, отличающейся от указанной в таблице, следует привести измеренное значение к температуре 20 °C с помощью коэффициента приведения. Для масляных трансформаторов при повышении температуры на каждые 10 °C сопротивление изоляции уменьшается примерно в 1,5 раза.

5.5. Причины низкого сопротивления изоляции

Если измерение сопротивления изоляции обмоток силовых трансформаторов даёт значение ниже нормативного, необходимо определить причину дефекта:

Причина	Характерные признаки	Способ устранения
Увлажнение изоляционного масла	Снижение Rиз в 2–10 раз, сильная зависимость от температуры	Дегазация, сушка масла или замена масла
Увлажнение бумажной изоляции	Стабильно низкое Rиз, снижение коэффициента абсорбции	Сушка трансформатора (вакуумная или методом токов)
Загрязнение поверхностей	Локальное снижение Rиз, улучшение после очистки	Очистка вводов, бака, сушка
Старение изоляции	Прогрессивное снижение Rиз в течение нескольких лет	Капитальный ремонт или замена трансформатора

6. Измерение коэффициента абсорбции изоляции силового трансформатора

Измерение коэффициента абсорбции изоляции силового трансформатора позволяет более точно оценить состояние изоляции, чем простое измерение сопротивления. Коэффициент абсорбции показывает, насколько быстро ток утечки снижается во времени — этот эффект связан с поляризацией диэлектрика.

6.1. Физическая сущность абсорбции

При приложении постоянного напряжения к изоляции протекает ток утечки, состоящий из трёх составляющих: ток проводимости (постоянный), ток абсорбции (спадающий, связанный с переориентацией дипольных молекул) и ёмкостный ток (мгновенный, связанный с зарядкой ёмкости изоляции). Коэффициент абсорбции характеризует соотношение между током проводимости и током абсорбции.

K_абс = R₆₀ / R₁₅
где K_абс — коэффициент абсорбции, R₆₀ — сопротивление изоляции через 60 секунд, R₁₅ — сопротивление изоляции через 15 секунд.

6.2. Методика измерения

Для измерения коэффициента абсорбции изоляции силового трансформатора применяется мегаомметр с функцией автоматического расчёта или цифровой мегаомметр с памятью промежуточных значений:

Подготовить трансформатор к измерению (отключить, разрядить, заземлить неиспользуемые обмотки).
Подключить мегаомметр к измеряемой обмотке.
Запустить измерение и зафиксировать значение R₁₅ через 15 секунд.
Продолжить измерение и зафиксировать значение R₆₀ через 60 секунд.
Рассчитать коэффициент абсорбции как отношение R₆₀ / R₁₅.
Повторить измерение для всех обмоток.

[График зависимости сопротивления изоляции от времени]

Ось X: Время, секунды (0 — 120 с)
Ось Y: Сопротивление изоляции, МОм
Кривая 1: Сухая изоляция — резкий рост R, Kабс > 1,3
Кривая 2: Увлажнённая изоляция — пологий рост R, Kабс ≈ 1,0–1,2

Характерные кривые зависимости Rиз(t) для сухой и увлажнённой изоляции

6.3. Нормативные значения и оценка результатов

Согласно ПУЭ и ГОСТ, коэффициент абсорбции изоляции силового трансформатора должен соответствовать следующим требованиям:

Состояние изоляции	Коэффициент абсорбции при 10–30 °C	Заключение
Сухая, чистая изоляция	более 1,3 — 1,5	Изоляция в хорошем состоянии
Удовлетворительная изоляция	1,2 — 1,3	Изоляция пригодна к эксплуатации
Влажная или загрязнённая изоляция	менее 1,2	Требуется сушка или очистка
Сильно увлажнённая изоляция	около 1,0	Эксплуатация недопустима

Важное примечание
При температуре изоляции ниже +10 °C коэффициент абсорбции может снижаться даже для сухой изоляции. В этом случае рекомендуется проводить измерения при температуре не ниже +15 °C или оценивать результаты с учётом температурной поправки.

6.4. Практическое значение коэффициента абсорбции

Коэффициент абсорбции является более чувствительным показателем состояния изоляции, чем абсолютное значение сопротивления. Он позволяет выявить:

начальные стадии увлажнения изоляции, когда сопротивление ещё в норме;
различие в состоянии разных слоёв изоляции;
эффективность проведённой сушки трансформатора.

Экспертная рекомендация
В электролаборатории TokKontrol мы рекомендуем проводить измерение коэффициента абсорбции для всех трансформаторов напряжением 6 кВ и выше, а также для трансформаторов, прошедших капитальный ремонт или длительное хранение. Этот параметр даёт объективную оценку готовности трансформатора к включению в работу.

7. Измерение сопротивления обмоток постоянному току силового трансформатора

Измерение сопротивления обмоток постоянному току силового трансформатора позволяет проверить целостность обмоток, качество контактных соединений в ответвлениях и оценить состояние переключающего устройства. Это один из наиболее информативных видов испытаний трансформатора.

7.1. Цели измерения

Основные задачи измерения сопротивления обмоток силовых трансформаторов:

выявление обрывов в обмотках;
обнаружение витковых замыканий (по снижению сопротивления);
проверка качества паяных соединений и сварных швов;
контроль состояния контактов переключателя ответвлений;
обнаружение дефектов ввода (плохой контакт ввода с обмоткой).

7.2. Методика измерения

Для точного измерения сопротивления обмоток постоянному току применяется метод амперметра-вольтметра или мостовой метод. Современные микроомметры реализуют оба метода автоматически.

Последовательность измерения:

Отключить трансформатор от сети и разрядить обмотки.
Перевести переключатель ответвлений в положение, соответствующее номинальному напряжению.
Подключить измерительные провода микроомметра к выводам обмотки (в случае трёхфазного трансформатора — к соответствующим выводам одной фазы).
Подать измерительный ток и дождаться стабилизации показаний (10–30 секунд).
Зафиксировать измеренное значение сопротивления.
Повторить измерение для всех фаз и всех положений переключателя.

Схема измерения сопротивления обмоток трансформатора микроомметром:

[Микроомметр] — токовые зажимы (I+, I-) → клеммы обмотки трансформатора
[Микроомметр] — потенциальные зажимы (U+, U-) → клеммы обмотки трансформатора

Для трёхфазного трансформатора:
Фаза A: измерение между выводами A0 — A
Фаза B: измерение между выводами B0 — B
Фаза C: измерение между выводами C0 — C

Схема подключения микроомметра для измерения сопротивления обмоток

7.3. Нормативные значения и допуски

Согласно ГОСТ 3484.2-88, отклонение измеренного сопротивления обмотки от паспортного значения не должно превышать:

ΔR = (R_изм — R_пасп) / R_пасп × 100 % ≤ ±2 %
где ΔR — относительное отклонение сопротивления, R_изм — измеренное сопротивление, R_пасп — сопротивление по паспорту.

Для обмоток с ответвлениями дополнительно контролируется симметрия сопротивлений между фазами:

(R_max — R_min) / R_сред × 100 % ≤ 2 %
где R_max, R_min, R_сред — максимальное, минимальное и среднее значение сопротивления фаз.

7.4. Влияние температуры на результаты измерений

Сопротивление обмоток зависит от их температуры. Для корректного сравнения результатов измерений с паспортными данными необходимо привести их к одной температуре:

R₂₀ = R_изм × (T + 20) / (T + θ)
где R₂₀ — сопротивление, приведённое к 20 °C, R_изм — измеренное сопротивление, T — температурный коэффициент меди (235 для медных обмоток, 225 — для алюминиевых), θ — температура обмотки при измерении.

Материал обмотки	Коэффициент T	Формула приведения
Медь	235	R₂₀ = R_изм × (255) / (235 + θ)
Алюминий	225	R₂₀ = R_изм × (245) / (225 + θ)

Практическая рекомендация
Температура обмоток при измерении должна быть не ниже +10 °C. При более низких температурах результаты измерений могут иметь повышенную погрешность. Если трансформатор находился в работе, следует дождаться его охлаждения до температуры окружающего воздуха.

8. Измерение коэффициента трансформации силового трансформатора

Измерение коэффициента трансформации силового трансформатора проводится для проверки соответствия фактического числа витков обмоток проектным значениям и для контроля работы переключателя ответвлений.

8.1. Определение и формула

Коэффициент трансформации (Ктр) — это отношение номинальных напряжений обмоток высшего (ВН) и низшего (НН) напряжений:

К_тр = U_1ном / U_2ном = w₁ / w₂
где U_1ном, U_2ном — номинальные напряжения обмоток ВН и НН, w₁, w₂ — числа витков обмоток.

При измерении холостого хода силового трансформатора коэффициент трансформации определяется как отношение напряжений на зажимах обмоток при холостом ходе:

К_тр = U_1хх / U_2хх
где U_1хх, U_2хх — напряжения на обмотках ВН и НН при холостом ходе.

8.2. Методика измерения

Измерение коэффициента трансформации может проводиться двумя методами:

Метод двух вольтметров:

На обмотку ВН подаётся пониженное напряжение переменного тока (10–100 В) от регулируемого источника.
Измеряется напряжение на обмотке ВН (U1) и на обмотке НН (U2) с помощью вольтметров соответствующего класса точности.
Коэффициент трансформации рассчитывается как отношение U1/U2.

Метод с использованием прибора серии ТТМ:

Выводы обмотки НН подключаются к измерительным зажимам прибора.
Прибор автоматически подаёт измерительное напряжение и рассчитывает коэффициент трансформации.
Измерение повторяется для всех положений переключателя ответвлений.

8.3. Нормативные значения и допуски

Согласно ГОСТ 3484.3-88, отклонение измеренного коэффициента трансформации от паспортного значения не должно превышать:

Тип трансформатора	Допустимое отклонение Ктр
Трансформаторы общего назначения	±0,5 %
Трансформаторы с регулированием под нагрузкой (РПН)
±1,0 %
Трансформаторы с переключением без возбуждения (ПБВ)	±1,0 %

[Таблица коэффициентов трансформации для типовых трансформаторов]

10/0,4 кВ: Ктр = 25
6/0,4 кВ: Ктр = 15
35/10 кВ: Ктр = 3,5
35/6 кВ: Ктр = 5,83

Типовые значения коэффициента трансформации для распространённых трансформаторов

8.4. Особенности измерения на трансформаторах с РПН и ПБВ

Для трансформаторов с регулированием напряжения (РПН или ПБВ) измерение коэффициента трансформации проводится на всех положениях переключателя. При этом допустимое отклонение определяется для крайних положений и должно соответствовать указанному в паспорте диапазону регулирования.

Важное требование
При измерении коэффициента трансформации на трансформаторах с РПН необходимо убедиться, что переключатель находится в фиксированном положении. Неполное включение контактов переключателя может привести к неправильным результатам и создать опасность при включении трансформатора в работу.

9. Измерение потерь холостого хода силовых трансформаторов

Измерение потерь холостого хода силовых трансформаторов является одним из важнейших видов испытаний, позволяющих оценить состояние магнитопровода и выявить дефекты шихтовки, витковые замыкания в обмотках, дефекты изоляции пластин.

9.1. Физическая сущность потерь холостого хода

Потери холостого хода (потери XX) — это мощность, потребляемая трансформатором при номинальном напряжении и частоте на обмотке ВН при разомкнутой обмотке НН. Потери XX складываются из:

Потерь в стали магнитопровода (гистерезисные и вихревые токи) — основная часть потерь XX;
Потерь в обмотках (на активном сопротивлении) — незначительная часть, определяется током XX;
Добавочных потерь в конструктивных элементах бака, крепёжных деталях.

9.2. Методика измерения

Измерение потерь холостого хода силовых трансформаторов проводится методом ваттметра-амперметра при номинальном напряжении на обмотке ВН:

Обмотка НН размыкается и к ней подключается вольтметр для контроля отсутствия напряжения.
На обмотку ВН подаётся номинальное напряжение (или близкое к нему) от источника питания.
Измеряется напряжение на обмотке ВН (U1), ток холостого хода (I0) и мощность потерь XX (P0).
При необходимости напряжение корректируется до номинального значения, и измерение повторяется.

Схема измерения потерь холостого хода:

[Источник напряжения] → [Регулятор напряжения] → [Амперметр] → [Обмотка ВН трансформатора]
[Ваттметр] включён последовательно с амперметром
[Вольтметр] подключён параллельно обмотке ВН
[Вольтметр] подключён к обмотке НН для контроля

Обмотка НН — разомкнута

Схема измерения потерь и тока холостого хода

9.3. Нормативные значения потерь

Измеренные потери холостого хода сравниваются с паспортными значениями. Допустимое отклонение:

ΔP₀ = (P_0изм — P_0пасп) / P_0пасп × 100 % ≤ +10 %
где ΔP₀ — допустимое отклонение потерь XX, P_0изм — измеренные потери, P_0пасп — потери по паспорту.

Мощность трансформатора, кВА	Типичные потери XX, Вт	Ток XX, % от Iном
100	250–400	2,0–3,5
250	400–700	1,5–2,5
400	550–1000	1,0–2,0
630	700–1300	0,9–1,8
1000	900–1800	0,8–1,5
2500	2000–4000	0,6–1,0

9.4. Причины повышенных потерь холостого хода

Причина	Характер дефекта	Способ устранения
Витковое замыкание в обмотке	Локальный нагрев, значительное увеличение потерь	Ремонт или замена обмотки
Дефекты шихтовки магнитопровода	Увеличение вихревых токов	Перешихтовка сердечника
Повреждение изоляции пластин	Увеличение вихревых токов	Восстановление изоляции пластин
Некачественная сборка магнитопровода	Механические напряжения, увеличение гистерезиса	Переборка сердечника
Загрязнение масла	Дополнительные потери в баке	Замена или очистка масла

10. Измерение тока холостого хода силового трансформатора

Измерение тока холостого хода силового трансформатора проводится одновременно с измерением потерь XX. Ток XX является важным параметром, характеризующим качество изготовления обмоток и магнитопровода.

10.1. Определение и нормативные значения

Ток холостого хода (I0) — это ток, протекающий по обмотке ВН при номинальном напряжении и разомкнутой обмотке НН. Ток XX выражается в процентах от номинального тока трансформатора:

I₀% = (I₀ / I_ном) × 100 %
где I₀ — измеренный ток холостого хода, I_ном — номинальный ток трансформатора.

Мощность трансформатора, кВА	Типичный ток XX, % от Iном	Допустимый ток XX, % от Iном
До 100	2,0–4,0	Не более 6,0
100–1000	1,0–2,5	Не более 4,0
1000–6300	0,6–1,5	Не более 2,5
Свыше 6300	0,3–1,0	Не более 1,5

10.2. Методика измерения

При измерении тока холостого хода силового трансформатора применяется та же схема, что и при измерении потерь XX:

На обмотку ВН подаётся номинальное напряжение (с точностью ±2 %).
Через 2–3 минуты (после стабилизации) измеряется ток в цепи обмотки ВН амперметром соответствующего класса точности.
Измеренный ток сравнивается с паспортным значением и нормативными данными.
При необходимости определяется процентное содержание гармоник в токе XX (для трансформаторов с РПН).

Примечание
При проведении измерения холостого хода силового трансформатора необходимо учитывать, что ток XX содержит значительную реактивную составляющую. Для точного измерения потерь XX следует применять ваттметры с коррекцией по коэффициенту мощности.

10.3. Причины повышенного тока холостого хода

Повышенный ток XX может указывать на следующие дефекты:

Витковое замыкание в обмотке — снижает индуктивное сопротивление, увеличивает ток;
Увлажнение изоляции обмоток — увеличивает активную составляющую тока;
Дефекты магнитопровода — нарушение симметрии, механические повреждения;
Неправильное включение обмоток — ошибка монтажа, нарушение схемы соединения.

Требование к измерительным приборам
Для измерения тока XX следует применять амперметры класса точности не хуже 0,5. При использовании трансформаторов тока необходимо учитывать их погрешность в области малых токов.

11. Последовательность проведения измерений на трансформаторе

Комплексные измерения силового трансформатора проводятся в определённой последовательности, обеспечивающей безопасность персонала и достоверность результатов.

11.1. Подготовительные работы

Перед началом измерений выполняются следующие подготовительные операции:

Изучение паспортных данных трансформатора (тип, мощность, напряжения, токи, группа соединения).
Проверка отсутствия напряжения на трансформаторе, отсоединение от сети.
Наложение заземления на все обмотки на время подготовки к измерениям.
Очистка вводов и клемм от загрязнений, проверка надёжности контактов.
Проверка работоспособности измерительных приборов, наличие действующих свидетельств о поверке.
Оформление наряда-допуска на производство работ в электроустановке.

Требования безопасности
Перед каждым видом измерений трансформатор должен быть разряжен! Ёмкость обмоток силового трансформатора может достигать десятков тысяч пикофарад, что создаёт опасное остаточное напряжение. Все измерительные провода должны быть с надёжной изоляцией, рассчитанной на соответствующее напряжение.

11.2. Порядок выполнения измерений

Рекомендуемая последовательность измерений силового трансформатора:

Этап 1. Измерение сопротивления изоляции и коэффициента абсорбции

Измерение проводится мегаомметром на напряжение 2500 В (для трансформаторов 6–10 кВ) или 5000 В (для 35 кВ). Измеряются все пары обмоток. Результаты фиксируются через 15 и 60 секунд для расчёта коэффициента абсорбции.

Этап 2. Измерение сопротивления обмоток постоянному току

Измерение проводится микроомметром на всех фазах и всех положениях переключателя ответвлений. Результаты приводятся к температуре 20 °C и сравниваются с паспортными данными.

Этап 3. Измерение коэффициента трансформации

Измерение проводится на всех положениях переключателя ответвлений с использованием прибора ТТМ или методом двух вольтметров. Определяется группа соединения обмоток.

Этап 4. Измерение потерь и тока холостого хода

Измерение проводится при номинальном напряжении на обмотке ВН. Измеряются ток XX и потери XX. Результаты сравниваются с паспортными данными.

Практическая рекомендация
Измерение потерь и тока холостого хода желательно проводить в последнюю очередь, после завершения остальных измерений. Это связано с тем, что при подаче номинального напряжения на обмотку ВН трансформатор переходит в режим намагничивания, и последующие измерения сопротивления изоляции могут дать искажённые результаты.

12. Протокол измерения силового трансформатора: требования к оформлению

Протокол измерения силового трансформатора является официальным техническим документом, подтверждающим проведение испытаний и их результаты. Протокол оформляется по установленной форме и хранится в технической документации электроустановки.

12.1. Структура протокола

Протокол должен содержать следующие обязательные разделы:

Титульный раздел

Наименование документа («Протокол измерений силового трансформатора»), номер протокола, дата проведения измерений, наименование заказчика и объекта, сведения об электролаборатории (название, свидетельство о регистрации, аттестат аккредитации).

Идентификационные данные трансформатора

Тип трансформатора, заводской номер, год выпуска, номинальная мощность, номинальные напряжения обмоток, номинальные токи, группа соединения, напряжение короткого замыкания, потери холостого хода и короткого замыкания (по паспорту).

Данные об испытательном оборудовании

Перечень применяемых приборов с указанием типа, заводского номера, диапазона измерений и даты последней поверки.

Результаты измерений

Таблицы с результатами измерений: сопротивление изоляции обмоток, коэффициент абсорбции, сопротивление обмоток постоянному току, коэффициент трансформации, потери и ток холостого хода. Для каждого результата указывается допустимое значение и заключение о соответствии.

Заключение и подписи

Общее заключение о соответствии трансформатора требованиям нормативных документов, рекомендации по дальнейшей эксплуатации или ремонту, подписи исполнителей и представителя заказчика, печать электролаборатории.

[Здесь размещается образец заполненного протокола измерения силового трансформатора]

Образец протокола измерения силового трансформатора

12.2. Требования к оформлению результатов

При оформлении протокола измерения силового трансформатора необходимо соблюдать следующие требования:

все поля протокола заполняются полностью, не допускаются пропуски данных;
результаты измерений записываются с указанием единиц измерения и точности;
для каждого результата указывается температура, при которой проводилось измерение;
отклонения от нормы выделяются и сопровождаются комментариями;
протокол подписывается исполнителем с указанием должности и расшифровки подписи;
к протоколу прилагаются копии свидетельств о поверке измерительных приборов.

Срок хранения
Протоколы измерений силовых трансформаторов хранятся в течение всего срока эксплуатации трансформатора. При проведении повторных измерений копия нового протокола направляется в энергосбытовую организацию и Ростехнадзор (по требованию).

13. Типичные дефекты и их диагностика по результатам измерений

Комплексный анализ результатов измерений силового трансформатора позволяет выявить различные виды дефектов и оценить техническое состояние оборудования.

13.1. Диагностика дефектов по результатам измерений

Выявленный дефект	Характерные признаки при измерениях	Рекомендуемые действия
Увлажнение изоляции	Rиз ниже нормы, Kабс < 1,2	Сушка трансформатора, дегазация масла
Витковое замыкание в обмотке	Rобм снижено на 2–5 %, P0 повышены, I0 повышен	Ремонт или замена обмотки
Обрыв в обмотке	Rобм = ∞ или значительно выше нормы	Ремонт обмотки, поиск места обрыва
Плохой контакт в переключателе	Разброс Rобм между положениями РПН > 2 %	Ремонт или замена переключателя
Дефекты магнитопровода	P0 повышены на 10–30 %, I0 повышен	Детальная диагностика, возможен ремонт
Ошибка монтажа обмоток	Ктр не соответствует паспорту, неправильная группа соединения	Проверка схемы, переключение обмоток
Загрязнение вводов	Локальное снижение Rиз между вводом и корпусом	Очистка вводов, замена уплотнений

13.2. Комплексная оценка состояния трансформатора

Для комплексной оценки состояния трансформатора рекомендуется использовать систему балльной оценки:

Параметр	Хорошее состояние	Удовлетворительное	Требует внимания	Критическое
Rиз, МОм/кВ	> 100	50–100	20–50	< 20
Kабс	> 1,4	1,25–1,4	1,1–1,25	< 1,1
ΔRобм, %	< 1	1–2	2–5	> 5
ΔP0, %	< 5	5–10	10–20	> 20
ΔI0, %	< 20	20–40	40–60	> 60

Экспертная рекомендация
В электролаборатории TokKontrol мы рекомендуем проводить комплексную оценку состояния трансформатора с учётом всех измеренных параметров. Даже если отдельные показатели находятся в норме, сочетание нескольких отклонений может указывать на развивающийся дефект. Своевременное выявление проблем позволяет продлить срок службы трансформатора и избежать аварий.

14. Когда обращаться в электролабораторию TokKontrol

Профессиональные измерения силового трансформатора требуют специализированного оборудования, аттестованного персонала и опыта проведения испытаний. Рекомендуем обращаться в электролабораторию TokKontrol в следующих случаях:

приёмка нового трансформатора в эксплуатацию (приёмо-сдаточные измерения);
истечение срока периодических испытаний согласно графику;
трансформатор подвергся аварийному режиму (короткое замыкание, перегрузка);
выявление повышенного нагрева трансформатора при эксплуатации;
появление посторонних шумов, вибраций, характерного запаха;
ухудшение показателей качества электроэнергии на стороне НН;
требование энергосбытовой организации или Ростехнадзора о предоставлении протоколов;
трансформатор длительное время находился в резерве или на консервации;
перед включением трансформатора в параллельную работу с другими трансформаторами.