Измерительные трансформаторы напряжения. Трансформаторы напряженияТрансформаторы напряжения. Их целиТрансформаторы напряжения служат для подведение цепей напряжения к РЗА и включения вольтметров, а также других приборов, реагирующих на значение напряжения (например, катушек напряжения ваттметров, счётчиков, фазометров и т.д.). Измерительные трансформаторы напряжения изготовляют мощностью от пяти до нескольких сотен вольт-ампер. Они рассчитаны для совместной работы со стандартными приборами РЗА на 100, 100 Трансформатор напряжения выполнен в виде двухобмоточного понижающего трансформатора (см. рисунок 1). Для обеспечения безопасности работы обслуживающего персонала вторичную обмотку тщательно изолируют от первичной и заземляют в одной точке. Условное обозначение трансформатора напряжения такое же, как двухобмоточного трансформатора. Так как сопротивления обмоток вольтметров и других измерительных приборов (V, W, KV), подключаемых к трансформатору напряжения, велики, то он практически работает в режиме холостого хода. В этом режиме можно с достаточной степенью точности считать, что
U1 = U2* K,
где К - коэффициент трансформации. U1 – напряжение первичной обмотки; U2 – напряжение вторичной обмотки.
Рис. 1 Схема включения трансформатора напряжения 1 - первичная обмотка; 2- магнитопровод; 3 - вторичная обмотка.
Сегодня трансформаторы с литой изоляцией прочно заняли свои позиции на электротехническом рынке. На первом этапе эпоксидные компаунды начали применяться для производства оборудования напряжением 6–10 кВ, а затем, благодаря ряду инновационных решений, распространились на трансформаторы 35 кВ. Литая изоляция лишена недостатков, присущих масляной изоляции, и обладает рядом достоинств. Например, немаловажное значение имеет то, что компаунд жёстко фиксирует и герметизирует активные части трансформаторов, исключая влияние на них механических, климатических и прочих внешних воздействий. Это значительно повышает надежность трансформаторов напряжения, позволяя применять их в большом диапазоне температур (см. рисунок 2).
Рис. 2 Однофазный литой трансформатор напряжения ЗНОЛ – 35III
На рисунке 3а,б,в представлены трансформаторы напряжения 6-10 кВ
а б в Рис.3 Трансформаторы напряжения 6-10 кВ а – типа НОЛП – 6-10 кВ; б – типа ЗНИОЛ -10-П; в - типа НОЛ-10
Трансформаторы напряжения могут выполняться с одним или двумя высоковольтными вводами первичной обмотки. У заземляемых трансформаторов один ввод первичной обмотки, имеющий неполную изоляцию, во время работы должен быть заземлён. Вводы первичной обмотки не заземляемых трансформаторов напряжения имеют полную изоляцию. Маслонаполненные трансформаторы напряжением 35 кВ и выше (см. рисунок 4.) изготавливались на электротехнических заводах Российской Федерации. Основной недостаток их конструкции это непосредственный контакт трансформаторного масла с воздушной средой, который приводит к его увлажнению и снижению изоляционных параметров измерительного трансформатора. Применение резиновых прокладок для создания герметичности конструкции ТН не обеспечивает её плотности в течении всего периода эксплуатации. Техническое обслуживание этого типа трансформаторов напряжения требует значительных затрат.
Рис. 4 Маслонаполненный трансформатор напряжения 110 кВ а - общий вид трансформатора напряжения; б - электрическая схема. На рисунке 5 представлена фотография установки комплекта масляных герметичных трансформаторов напряжения EOF 123, а на рисунке 6 представлен внешний вид антирезонансного масляного герметичного трансформатора напряжения типа НАМИ-35.
Рис. 5 Установка герметичных трансформаторов напряжения серии EOF 123
ТН типов EOF 123, 145, 245 изготавливаются фирмой PFIFFNER (см. рисунок 5). Индуктивный измерительный трансформатор напряжения с бумажно-масляной изоляцией. Металлические части изготовлены из алюминия или нержавеющей стали, взрывозащищённый корпус. Соответствует как международным, так и национальным стандартам, не требует обслуживания, оснащён следующими системами контроля и мониторинга.
Простая и надёжная система индикации уровня масла.
ТН трёхфазный антирезонансные масляный герметичный НАМИ-35 УХЛ1 (ТУ 3414-026-11703970-05). Трёхфазный антирезонансный масляный герметичный трансформатор напряжения типа НАМИ-35 УХЛ1 предназначен для установки в электрических сетях трехфазного переменного тока частоты 50 Гц с изолированной или с компенсированной нейтралью с целью передачи сигнала измерительной информации приборам измерения, устройствам автоматики, защиты, сигнализации и управления. Трансформатор имеет первичную обмотку и три вторичные обмотки: вторичная основная обмотка № 1 - предназначена для коммерческого учета электроэнергии, имеет отдельную опломбированную коробку, вторичная основная № 2 - для цепей измерения и защиты и вторичная дополнительная обмотка - для контроля изоляции сети. Трансформатор имеет компенсатор давления, обеспечивающий компенсацию температурных изменений объёма масла. На рисунке 6 представлен его внешний вид, а на рисунке 7 изображена электрическая схема трёхфазного антирезонансного масляного герметичного трансформатора напряжения типа НАМИ-35.
Рис. 6 Внешний вид трёхфазного антирезонансного масляного герметичного трансформатора напряжения типа НАМИ-35
Рис. 7 Электрическая схема трёхфазного антирезонансного масляного герметичного трансформатора напряжения типа НАМИ-35.
Явления феррорезонса в сетях с электромагнитными трнсформаторами напряжения характеризуются длительными перенапряжениями и токовыми перегрузками обмоток ТН. В основу антирезонансных ТН типа НАМИ 35 положен принцип увеличения активных потерь в резонансном контуре. Магнитопровод ТН частично выполняется из толстолистовой конструкционной стали. Это обеспечивает значительное увеличение активных потерь (за счёт вихревых токов) при больших индукциях в магнитопроводе, т.е. длительное воздействие тока в обмотке ВН феррорезонансные ТН выдерживают длительное время. Данные типы ТН не только сами не вступают в феррорезонанс с ёмкостью сети, но и выдерживают феррорезонансное повышение напряжения, вызванное намагничивающим током других ТН. Кроме того, трансформаторы напряжения выдерживают без ограничения времени все виды однофазных замыканий в сети на землю, в том числе и через перемежающуюся дугу. Выпускаются две разновидности масляных антирезонансных трансформаторов напряжения. Первая: НАМИ-35 кВ. Вторая: НАМИ (Т)-35 кВ. Вторая с приставкой (Т) предусматривает наличие в одном баке двух трансформаторов - трёхфазного и однофазного. Первичная обмотка однофазного трансформатора включена между нейтралью обмоток трёхфазного трансформатора и землёй. Отличаются они тем, что у НАМИ вторичная обмотка однофазного трансформатора напряжения всегда разомкнута, а у НАМИТ в нормальном режиме она короткозамкнута. Размыкается она только при феррорезонансе в сети. Механизм размыкания вторичной обмотки у НАМИТ довольно сложен – он состоит из реле обнаружения феррорезонанса и реле дешунтирования обмотки. Для питания обмоток реле требуется оперативный ток. В большинстве случаев набор реле отсутствует и вторичная обмотка постоянно замкнута. Короткозамкнутый однофазный трансформатор превращается, по существу, в разновидность балластного сопротивления нейтрали группы однофазных ТН. В этом кроется дополнительный источник повреждаемости ТН типа НАМИТ. Элегазовые измерительные трансформаторы напряжения предназначены для применения на подстанциях открытого типа классов напряжения 35 - 220 кВ с изолированной и заземлённой нейтралью для передачи сигнала измерительной информации измерительным приборам, устройствам защиты, сигнализации, управления и автоматики. Внутренняя полость трансформатора заполняется элегазом, служащим изолирующей и теплоотводящей средой. Заполнение трансформатора напряжения элегазом производится через клапан, установленный на корпусе трансформатора. На корпусе трансформатора установлена предохранительная мембрана, срабатывающая при аварийном повышении внутреннего давления. Поток выхлопных газов направлен вниз, вдоль корпуса. Элегазовые трансформаторы напряжения могут комплектоваться термокомпенсированным сигнализатором плотности элегаза. Конструкции элегазовых измерительных трансформаторов напряжения практически одинаковы. На рисунке 8 представлено фото установки элегазового трансформатора напряжения ЗНОГ-110 кВ.
Рис. 8 Элегазовый трансформатор напряжения ЗНОГ-110 кВ Активная часть трансформатора (ленточный разрезной магнитопровод из электротехнической стали с обмотками) – размещена в алюминиевом заземлённом корпусе, который находится в нижней части на основании трансформатора. На корпусе установлен изолятор, обеспечивающий внешнюю изоляцию аппарата. На верхнем торце изолятора размещён высоковольтный контактный вывод первичной обмотки. На корпусе расположены заземляемый вывод первичной обмотки и выводы вторичных обмоток, а также сигнализатор плотности для контроля давления элегаза, устройство для заполнения элегазом, табличка технических данных. Электрическая схема трансформатора ЗНОГ-110 исхема электрических соединений сигнализатора плотности представлена на рисунке 9.
Рис. 9 Трансформатор ЗНОГ-110 исхема электрических соединений сигнализатора плотности Обмотки трансформатора напряжения расположены на магнитопроводе концентрически, внутри – дополнительная вторичная обмотка Д. Поверх неё намотана основная вторичная обмотка для измерения и защиты И, затем - основная вторичная обмотка, предназначенная для питания цепей учета электроэнергии У. Поверх вторичных обмоток расположена первичная высоковольтная обмотка. Для обеспечения максимальной электрической прочности изоляции, обмотки снабжены экранами. Выводы обмотки У имеют устройство, позволяющее их пломбирование. Сигнализатор плотности имеет специальные контакты, с помощью которых подаются сигналы при снижении давления элегаза. Мембрана, установленная на заземляемом корпусе, защищает трансформатор от повышения давления газа сверх допустимого уровня. Трансформатор комплектуется термокомпенсированным сигнализатором плотности элегаза типа «WIKA». Во всех уплотняемых соединениях применены сдвоенные уплотнения из специального полимерного материала, который, в отличие от резины, нечувствителен к воздействию низких температур и практически не подвержен старению. Повышенная надежность узлов уплотнения выводов вторичных обмоток обеспечивается многоуровневым лабиринтным уплотнением. Многократные испытания в камерах холода и накопленный опыт эксплуатации изделий с аналогичными уплотнениями подтвердили их полную герметичность, в том числе и при экстремально низких температурах окружающего воздуха изготавливаются методом высококачественной сварки на специализированном предприятии с использованием самых современных методов контроля герметичности. Все это обеспечивает низкий уровень утечек изолирующего газа – не более 0,5% от общей массы в год. Высокий класс точности вторичной обмотки для учета - 0,2. Элегазовые трансформаторы напряжения, как правило, изготавливаются с тремя вторичными обмотками: одна – для подключения цепей учета, вторая – для подсоединения цепей измерения, защиты и управления, третья – для цепей защиты от замыкания на землю.Возможность пломбирования выводов вторичной обмотки для учета электроэнергии позволяет предотвратить несанкционированный доступ к цепям учета. Элегаз не поддерживает горения. Предельно допустимая концентрация (ПДК) в воздухе рабочей зоны производственных помещений 5000 мг/м3. Предельно допустимая концентрация в атмосферном воздухе - 0,001 мг/м3. Значительная диэлектрическая прочность элегаза обеспечивает высокую степень изоляции при минимальных размерах и расстояниях, что позволяет уменьшить массу и габариты электротехнического оборудования. Применение элегаза позволяет при прочих равных условиях увеличить токовую нагрузку на 25 % и допустимую температуру медных контактов до 90°С (в воздушной среде 75°С) благодаря химической стойкости, негорючести, пожаробезопасности и большей охлаждающей способности элегаза. При увеличении давления электрическая прочность элегаза возрастает почти пропорционально давлению и может быть выше электрической прочности жидких и некоторых твёрдых диэлектриков. Однако это преимущество становится недостатком элегаза при низких температурах по причине перехода его в жидкое состояние и потере изоляционных свойств, что определяет дополнительные требования к температурному режиму элегазового оборудования в эксплуатации. Температура сжижения элегаза при избыточном давлении (давлении заполнения оборудования) 0,3 МПа составляет – 45 0С, а при 0,5 МПа она повышается до – 30 °С. Таким образом, наибольшее рабочее давление и, следовательно, наибольший уровень электрической прочности элегаза в изоляционной конструкции ограничиваются возможностью сжижения элегаза при низких температурах.
Похожие статьи:poznayka.org Измерительные трансформаторы напряженияМинистерство высшего профессионального образования. Самарский Государственный Технический Университет. Кафедра: «ЭПП» Реферат по предмету ПЭЭ Измерительные трансформаторы напряжения Работу выполнил: студент III -ЭТ-10 Ломакин С. В. Проверил: ДашковВ. М.Самара 2003г. Измерительные трансформаторы напряжения. а)Общие сведения и схемы соединения Трансформатор напряжения предназначен для понижения высокого напряжения до стандартного значения 100 или 100/ Ö 3 В и для отделения цепей измерения и релейной защиты от первичных цепей высокого напряжения. Схема включения однофазного трансформатора напряжения показана на рис. 1; первичная обмотка включена на напряжение сети U1 , а ко вторичной обмотке (напряжение U2 ) присоединены параллельно катушке измерительных приборов и реле. Для безопасности обслуживания один выход вторичной обмотки заземлен. ТН в отличие от трансформатора тока работает в режиме, близкому к ХХ, т.к. сопротивление параллельных катушек приборов и реле большое, а ток,  потребляемый ими, не велик. Рис.1 Схема включения трансформатора напряжения :1- первичная обмотка;2- магнитопровод;3- вторичная обмотка; где U1ном , U2ном – номинальные первичное и вторичное напряжение соответственно. Рассеяние магнитного потока и потери в сердечнике приводят к погрешности измерения  ´100 Так же как и трансформаторах тока , вектор вторичного напряжения сдвинут относительно вектора первичного напряжения не точно на угол 1800 . Это определяет угловую погрешность. В зависимости от номинальной погрешности различают классы точности 0,2; 0,5; 1; 3. Погрешность зависит от конструкции магнитопровода, магнитной проницаемости стали и от cosj вторичной нагрузки. В конструкции трансформаторов напряжения предусматривается компенсация погрешности по напряжению путем некоторого уменьшения числа витков первичной обмотки, а также компенсация угловой погрешности за счет специальных компенсирующих обмоток. Суммарное потребление обмоток измерительных приборов и реле, подключенных ко вторичной обмотке ТН, не должно превышать номинальную мощность ТН, т.к. в противном случае это приведет к увеличению погрешностей. В зависимости от назначения могут применятся ТН с различными схемами соединения обмоток. Для измерения трех междуфазных напряжений можно использовать два однофазных двухобмоточных трансформатора НОМ, НОС, НОЛ, соединенных по схеме открытого треугольника ( рис. 2, а), а также трехфазный двухобмоточный трансформатор НТМК, обмотки которого соединены в звезду (рис.2,б). Для измерения напряжения относительно земли могут применяться 3 однофазных трансформатора, соединенных по схеме Y0 /Y0 , или трехфазный трехобмоточный трансформатор НТМИ (рис.2, в). В последнем случае обмотка, соединенная в звезду, используется для присоединения измерительных приборов, а к обмотке, соединенной в разомкнутый треугольник, присоединяется реле защиты от замыканий на землю. Таким же образом в трехфазную группу соединяются однофазные трехобмоточные трансформаторы типа ЗНОМ и каскадные трансформаторы НКФ. Рис. 2. Схемы соединения обмоток трансформаторов напряжения.  б) Конструкции трансформаторов напряжения По конструкции различают трехфазные и однофазные трансформаторы. Трехфазные трансформаторы напряжения применяются при напряжении до 18 кВ, однофазные – на любые напряжения. По типу изоляции трансформаторы могут быть сухими, масляными и с литой изоляцией. Обмотки сухих трансформаторов выполняются проводом ПЭЛ а изоляцией между обмотками служит элетрокартон. Такие трансформаторы применяются в установках до 1000 В (НОС-0,5- трансформатор напряжения однофазный, сухой, на 0,5 кВ). Трансформаторы напряжения с масляной изоляцией применяются на напряжение 6-1150 кВ закрытых и открытых РУ. В таких трансформаторах обмотки и магнитопровод залиты маслом, которое служит для изоляции и охлаждения. Следует отличать однофазные двухобмоточные трансформаторы НОМ-6, НОМ-10, НОМ-15, НОМ-35 от однофазных трехобмоточных ЗНОМ-15, ЗНОМ-20, ЗНОМ-35. Схема обмоток первых показана на рис.3,а.Такие трансформаторы имеют два ввода ВН и два ввода НН, их можно соединить по схемам открытого треугольника, звезды, треугольника. У трансформаторов второго типа (рис.3,б) один конец обмотки ВН заземлен, единственный ввод ВН расположен на крышке, а вводы НН – на боковой стенке. Обмотка ВН рассчитана на фазное напряжение, основная обмотка НН – на100/Ö3 В, дополнительная обмотка – на 100/3 В. Такие трансформаторы называются заземляемыми и соединяются по схеме, показанной на рис. 2,в.   Рис.3. Трансформаторы напряжения однофазные масляные: а- НОМ-35; б- ЗНОМ-35; 1- ввод ВН; 2- коробка вводов НН; 3- бак. Рис. 4. Установка трансформатора напряжения ЗНОМ-20 в комплектном токопроводе. Трансформаторы типов ЗНОМ-15, ЗНОМ-20, ЗНОМ-24 устанавливаются в комплектных шинопроводах мощных генераторов.Для уменьшения потерь от намагничивания их баки выполняются из немагнитний стали. На рисунке 3 показана установка такого трансформатора в комплектном токопроводе. Трансформатор с помощью ножевого контакта 3, расположенного на вводеВН, присоединяется к пружинящим контактам, закреплённым на токопроводе1, закрытом экраном 2. К патрубку 5 со смотровыми люками 4 болтами 6 прикреплена крышка трансформатора. Таким образом, ввод ВН трансформатора находится в закрытом отростке экрана токопровода. Зажимы обмоток НН выведены на боковую стенку бака и закрываются отдельным кожухом. Трехфазные масляные трансформаторы типа НТМИ имеют пятистержневой магнитопровод и три обмотки, соединенные по схеме, показанной на рисунке 2, в. Такие трансформаторы предназначены для присоединения приборов контроля изоляции. Все шире применяются трансформаторы напряжения с литой изоляцией. Заземляемые трансформаторы напряжения ЗНОЛ-06 имеют пять исполнений по номинальному напряжению: 6, 10,15, 20 и 24 кВ. Магнитопровод в них ленточный, разрезной, С-образный, что позволило увеличить класс точности до 0,2. Такие трансформаторы имеют небольшую массу, могут устанавливаться в любом положении, пожаробезопасны. Трансформаторы ЗНОЛ-06 предназначены для установки в КРУ и комплектных токопроводах вместо масляных трансформаторов НТМИ и ЗНОМ, а трансформаторы серии НОЛ.08 – для замены НОМ-6 и НОМ-10.  На рис. 5. показан однофазный двухобмоточный трансформатор с незаземленными выводами типа НОЛ.08-6 на 6 кВ. Трансформатор представляет собой литой блок, в который залиты обмотки и магнитопровод. Выводы первичной обмотки А,Х, выводы вторичной обмотки расположены Рис. 5. Трансформаторнапряжения на переднем торце трансформатора НОЛ.08-6. и закрыты крышкой. В установках 110 кВ и выше применяются трансформаторы напряжения каскадного типа НКФ. В этих трансформаторах обмотка ВН равномерно распределяется по нескольким магнитопрводам, благодаря чему облегчается ее изоляция. Трансформатор НКФ-110 (рис.6) имеет двухстержневой магнитопровод, на каждом стержне которого расположена обмотка ВН, рассчитанные на Uф /2. Т.к. общая точка обмотки ВН соединена с магнитопроводом, то он по отношению к земле находится под потенциалом Uф /2. Обмотки ВН изолируются от магнитопровода также на Uф /2. Обмотки НН (основная и дополнительная) намотаны на нижнем стержне магнитопровода. Для равномерного распоределения нагрузки по обмоткам ВН служит обмотка связи П. Такой блок, состоящий из магнитопровода и обмоток, помещается в фарфоровую рубашку и заливается маслом. Трансформаторы напряжения (TV) на 220 кВ состоят из двух блоков, установленных один над другим, т.е. имеют два магнитопровода и четыре ступени каскадной обмотки ВН с изоляцией на Uф /4. Трансформаторы напряжения НКФ-330 и НКФ-500 соответственно имеют четыре блока, т.е. 6 и 8 ступеней обмотки ВН. Чем больше каскадов обмотки, тем больше их активное и реактивное сопротивление, возрастают погрешности и поэтому трансформаторы НКФ 330 и НКФ-500 выпускаются только в классах точности 1 и 3. Кроме того, чем выше напряжение тем сложнее конструкция трансформаторов напряжения, поэтому в установках 500 кВ и выше применяются трансформаторные устройства с емкостным отбором мощности, присоединенные к конденсаторам высокочастотной связи С1 с помощью конденсатора отбора мощности С2 (рис.6). Напряжение, снимаемое с С2 (10-15 кВ), подается на трансформатор TV, имеющий две вторичные обмотки, которые соединяются по такой же схеме, как и у трансформаторов НКФ или ЗНОМ. Для увеличения точности работы в цепь его первичной обмотки включен дроссель L, с помощью которого контур отбора напряжения настраивается в резонанс с конденсатором С2. Дроссель L и трансформатор TV встраиваются в общий бак и заливаются маслом. Заградитель ЗВ не пропускает токи высокой частоты в трансформатор напряжения. Фильтр присоединения Z предназначен для подключения высокочастотных постов защиты, Такое устройство получило название емкостного трансформатора напряжения НДЕ. На рис 6,б показана установка НДЕ-500-72. mirznanii.com Устройство и разновидности измерительных трансформаторов напряженияИзмерительные трансформаторы напряжения предназначены для подключения катушек напряжения фазометров, счетчиков, вольтметров, ваттметров, реле защиты и других устройств. Изготавливаются они на первичные напряжения в 0,5;3;6;10;35 кВ и выше при вторичном напряжении в 100 В. Бывают измерительные трансформаторы напряжения однофазными и трехфазными. Наибольшее распространение имеют трансформаторы с масляным заполнением. В электроустановках до 1000 В применяют сухие трансформаторы напряжения. Ниже показан общий вид трехфазного трансформатора напряжения заполненного маслом:
В зависимости от схемы включения измерительных приборов и аппаратов защиты применяют трехфазные или однофазные измерительные трансформаторы напряжения:
Трехфазные трансформаторы бывают обычные трехстержневые, трехстержневые компенсированные и пятистержневые. Обычные трехстержневые и однофазные устройства во всем подобны силовым двухобмоточным трансформаторам и отличаются лишь мощностью, порядка всего лишь нескольких десятков вольт-ампер. У трехфазных трехстержневых компенсированных устройств на каждом стержне сердечника находятся одна первичная и две вторичные обмотки (основная и компенсационная). Первичная обмотка одной фазы соединяется последовательно с компенсационной обмоткой (имеющей малое число витков) другой фазы. Это необходимо для снижения угловой погрешности. Пятистержневые трансформаторы напряжения предназначаются не только для подключения обычных измерительных приборов, но и для включения вольтметров контроля изоляции сети относительно земли. Трехфазные трансформаторы напряжения с трехстержневым магнитопроводом нельзя использовать для измерения напряжений относительно земли с целью контроля изоляции сети высокого напряжения. Это связано с тем, что при однофазном замыкании на землю соответствующая первичная обмотка трансформатора напряжения окажется зашунтированной. При этом в стержнях магнитопровода появляются магнитные потоки нулевой последовательности, совпадающие по фазе. Эти потоки, замыкаясь по случайным путям (кожух, воздух) с большими магнитными сопротивлениями и обуславливают в обмотках большие намагничивающие токи, вызывающие опасный перегрев. Пятистержневой трансформатор типа НТМИ лишен этого недостатка, так как магнитные потоки при режиме однофазного замыкания на землю будут замыкаться через дополнительные стержни с малым магнитным сопротивлением. Трансформаторы напряжения имеют погрешность угловую, а также погрешность по напряжению. Погрешность по напряжению можно определить по формуле:
Угловая погрешность характеризует сдвиг фаз между первичным и вторичным напряжениями. Величины погрешности зависят от конструкции трансформатора напряжения (активного и индуктивного сопротивлений, тока холостого хода и так далее), а также от изменений величины первичного напряжения и величины нагрузки во вторичной цепи. В зависимости от подключенной нагрузки один и тот же трансформатор напряжения может работать с различной величиной погрешности. Существуют следующие классы точности трансформаторов напряжения: 0,5(fт.н. = ±0,5% и σ = 20/), 1(fт.н. = ±1% и σ = 40/), 3(fт.н. = ±3% и σ – не нормируется). Для обеспечения безопасности на случай пробоя изоляции и перехода высшего напряжения на сторону низшего нейтраль или один из выводов вторичной обмотки должны быть надежно заземлены. Технические данные некоторых трансформаторов напряжений приведены в таблице ниже:
elenergi.ru Трансформаторы тока и напряжения
Трансформатор имеет две обмотки: первичную и вторичную. Конструктивно обмотка- это медный или алюминиевый одножильный провод, который очень плотно (виток к витку) намотан на сердечник трансформатора. Отношение количества витков первичной обмотки к вторичной показывает коэффициент трансформации. Если говорить о трансформаторах напряжения, то первичная обмотка рассчитывается на используемое напряжение (в большинстве случаев это сеть 220 вольт, а в нашем случае это киловольты и даже мегавольты). Если количество витков первичной и вторичной обмотки одинаковое, то мы получаем разделительный трансформатор. То есть, на выходе мы будем иметь такое же напряжение, как и на входе, но оно никак не будет связано с входным напряжением. Это используется в случаях, когда требуется сделать электрическую развязку электрооборудования (проще говоря, если вы возьмете оба конца вторичной обмотки трансформатора напряжения, вас, конечно же, тряхнёт, но если вы возьмете любой из проводов и встанете в лужу, то с вами ничего не случится. Если же вы возьмете в руки фазный провод из розетки и встанете в лужу вас просто убьет). Если количество витков вторичной обмотки будет меньше, чем в первичной, мы получим понижающий трансформатор, если же наоборот – повышающий. Первичная обмотка, как правило, одна, но она может иметь несколько вводов (на разные напряжения, например 380, 220 и 127 вольт). А вот вторичных обмоток может быть несколько, как повышающих, так и понижающих. Что касается трансформаторов тока, то здесь обратная ситуация. Первичная обмотка выполнена в виде проводника (толстой, чаще алюминиевой пластины), вокруг которой намотана вторичная обмотка.Вкратце разобрались. Измерительные трансформаторы тока и напряженияДовольно сложно выполнить измерения скажем 750 тысяч вольт или 5000 ампер. В первом случае вольтметр будет иметь очень громоздкую конструкцию, во втором случае в амперметре должен стоять шунт из проволоки диаметром с десятки сантиметров. Для этого применяют измерительные трансформаторы тока и напряжения. Трансформатор напряжения в этом случае имеет первичную обмотку рассчитанную таким образом, чтобы при наличии на ней номинального напряжения, на вторичной обмотке было напряжение (чаще всего) 100 вольт. Ну а дальше дело техники. Имеем вольтметр на 100 вольт. Вся шкала (с учетом трансформатора напряжения) будет равна 750 тысячам вольт (берем пример напряжения, взятый в начале абзаца), следовательно, стало напряжение на 10 тысяч вольт ниже, стрелка упадет. С одной стороны сложно, с другой это приводит к сильной миниатюризации измерительных приборов. То же самое и с трансформаторами тока. Первичная обмотка подбирается (она же ведь выполнена в виде пластины), по силе тока, а вторичная рассчитывается таким образом, чтобы на ее выводах при максимальной силе тока в проводе, сила тока во вторичной обмотке была (чаще всего 5 ампер). Результат аналогичный. Миниатюризация измерительных устройств. Простота получения данных. На этом принципе основано большинство схем установки счетчиков. В данном случае не требуется мощный счетчик, достаточно счетчика, который может пропускать через себя всего лишь 5 ампер. В переводе на понятный язык 1 кВт мощности. Типы измерительных трансформаторов тока и напряженияПо сути, типа два: наружной и внутренней установки. К основным характеристикам можно отнести класс точности. Для трансформаторов напряжения – контрольное напряжение вторичной обмотки, для трансформаторов тока – контрольный ток вторичной обмотки. Вот в принципе и все. Поверка измерительных трансформаторов тока и напряженияВсем приборам для контроля и учета электроэнергии необходимо периодически делать поверку. Трансформаторы тока и напряжения к таким приборам относятся. Основной документ, это паспорт прибора. Для каждого типа трансформатора свой срок очередной поверки, но для трансформаторов тока он не должен превышать пять лет, для трансформаторов напряжения – восемь лет. Трансформаторы тока и напряжения – назначениеКак можно было понять из вышесказанного, трансформаторы тока и напряжения относятся к классу электроприборов по учету и контролю электроэнергии. Трансформатор напряжения относится к контролю напряжения (с помощью него можно контролировать такой важный параметр, как величина напряжения). А трансформатор тока относится к приборам учета. Такие трансформаторы ставят тогда, когда есть большие токи и обычный счетчик электрической энергии не в состоянии работать при таких нагрузках. В заключение, хочется отметить такой момент… Трансформаторы напряжения не любят коротких замыканий, от этого сгорает чаще всего вторичная обмотка, реже первичная. Следовательно, если выводы не используются их просто надо изолировать от случайного прикосновения. А вот с трансформаторами тока обратная ситуация, они фактически работают в режиме короткого замыкания. Если разомкнуть цепь вторичной обмотки трансформатора тока в момент протекания тока, то на концах вторичной обмотки появляется очень высокое напряжение, крайне опасное для жизни. Поэтому если вторичная обмотка трансформаторов тока не используется, необходимо ЗАМКНУТЬ выводы вторичной обмотки, то есть, сделать между ними перемычку, способную выдерживать ток, указанный в паспорте для вторичной обмотки. jelektro.ru Измерительные трансформаторы напряжения | Онлайн журнал электрикаПредназначение и принцип деяния трансформатора напряжения
Для конкретного включения на высочайшее напряжение потребовались бы очень массивные приборы и реле вследствие необходимости их выполнения с высоковольтной изоляцией. Изготовка и применение таковой аппаратуры фактически невыполнимо, в особенности при напряжении 35 кВ и выше. Применение трансформаторов напряжения позволяет использовать для измерения на высочайшем напряжении стандартные измерительные приборы, расширяя их пределы измерения; обмотки реле, включаемых через трансформаторы напряжения, также могут иметь стандартные выполнения. Не считая того, трансформатор напряжения изолирует (отделяет) измерительные приборы и реле от высочайшего напряжения, по этому обеспечивается безопасность их обслуживания. Трансформаторы напряжения обширно используются в электроустановках высочайшего напряжения, от их работы зависит точность электронных измерений и учета электроэнергии, также надежность деяния релейной защиты и противоаварийной автоматики. Измерительный трансформатор напряжения по принципу выполнения ничем не отличается от силового понижающего трансформатора. Он состоит из железного сердечника, набранного из пластинок листовой электротехнической стали, первичной обмотки и одной либо 2-ух вторичных обмоток. На рис. 1,а показана схема трансформатора напряжения с одной вторичной обмоткой. На первичную обмотку подается высочайшее напряжение U1, а на напряжение вторичной обмотки U2 включен измерительный прибор. Начала первичной и вторичной обмоток обозначены знаками А и а, концы — X и х. Такие обозначения обычно наносятся на корпусе трансформатора напряжения рядом с зажимами его обмоток. Отношение первичного номинального напряжения к вторичному номинальному напряжению именуется номинальным коэффициентом трансформации трансформатора напряжения Кн = U1ном / U2ном
Рис. 1. Схема и векторная диаграмма трансформатора напряжения: а — схема, б — векторная диаграмма напряжений, в — векторная диаграмма напряжений При работе трансформа тора напряжения без погрешностей его первичное и вторичное напряжение совпадают по фазе, как показано на рис. 1,6, и отношение их величин равно Kн. При коэффициенте трансформации Kн=1 напряжение U2=U1 (рис. 1,в). Измерительные трансформаторы напряжения с 2-мя вторичными обмотками
Схема трансформатора напряжения с 2-мя вторичными обмотками показана на рис. 2,а. Выводы 2-ой (дополнительной) обмотки, применяемой для сигнализации либо защиты при замыканиях на землю, обозначены ад и хд. На рис. 2,6 приведена схема включения 3-х таких трансформаторов напряжения в трехфазной сети. Первичные и главные вторичные обмотки соединены в звезду. Нейтраль первичной обмотки заземлена. На измерительные приборы и реле от главных вторичных обмоток могут быть поданы три фазы и нуль. Дополнительные вторичные обмотки соединены по схеме разомкнутого треугольника. От их на устройства сигнализации либо защиты подается сумма фазных напряжений всех 3-х фаз. При обычной работе сети, в какой включен трансформатор напряжения, эта векторная сумма равна нулю. Это видно из векторных диаграмм рис. 2,в, где Uа, Vв и Uc — векторы фазных напряжений, приложенных к первичным обмоткам, a Uaд, Уbд и Ucд — векторы напряжений первичной н вторичной дополнительной обмотки. напряжений на вторичных дополнительных обмотках, совпадающие по направлению с векторами на соответственных первичных обмотках (так же, как на рис. 1,в).
Рис. 2. Трансформатор напряжения с 2-мя вторичными обмотками. а — схема; б — включение в трехфазную цепь; в — векторная диаграмма Сумма векторов Uaд, Ubд и Ucд получена методом их совмещения соответственно схеме соединения дополнительных обмоток, при всем этом принималось, что стрелки векторов как первичных, так и вторичных напряжений соответствуют началам обмоток трансформатора. Результирующее напряжение 3U0 меж концом обмотки фазы С и началом обмотки фазы А па диаграмме равно нулю. В реальных критериях обычно на выходе разомкнутого треугольника имеется ничтожно маленькое напряжение небаланса, не превышающее 2 — 3% номинального напряжения. Этот небаланс создается всегда имеющимися малозначительной несимметрией вторичных фазных напряжений и маленьким отклонением формы их кривой от синусоиды. Напряжение, обеспечивающее надежную работу реле, приключаемых к цепи разомкнутого треугольника, появляется только при замыканиях на землю со стороны первичной обмотки трансформатора напряжения. Потому что замыкания на землю связаны с прохождением тока через нейтраль, появляющееся при всем этом напряжение на выходе разомкнутого треугольника согласно способу симметричных составляющих именуют напряжением нулевой последовательности и обозначают 3U0. В этом обозначении цифра 3 показывает, что напряжение в данной цепи является суммарным для 3-х фаз. Обозначение 3U0 применяется также и для выходной цепи разомкнутого треугольника, подаваемой на реле сигнализации либо защиты (рис. 2,6).
Рис. 3. Векторные диаграммы напряжений первичной и вторичной дополнительной обмоток при однофазовом замыкании на землю: а — в сети с заземленной нейтралью, б — в сети с изолированной нейтралью. Наибольшее значение напряжение 3U0 имеет при однофазовом замыкании на землю. При всем этом следует подразумевать, что наибольшая величина напряжения 3U0 в сети с изолированной нейтралью существенно, больше, чем в сети с заземленной нейтралью. Всераспространенные схемы включения измерительных трансформаторов напряжения Простая схема с внедрением 1-го однофазового трансформатора напряжения, показанная на рис. 1,а, применяется в пусковых шкафах движков и на переключательных пт 6 — 10 кВ для включения вольтметра и реле напряжения устройства АВР. На рис.4 приведены схемы включения однофазовых трансформаторов напряжения с одной обмоткой для питания трехфазных вторичных цепей. Группа из 3-х соединенных по схеме звезда — звезда однофазовых трансформаторов, показанная на рис. 4,а, применяется для питания измерительных устройств, счетчиков и вольтметров контроля изоляции в электроустановках 0,5 — 10 кВ с изолированной нейтралью и неразветвленной сетью, где не требуется сигнализация появления однофазовых замыканий на землю. Для обнаружения «земли» по этим вольтметрам они должны демонстрировать величины первичных напряжений меж фазами и землей (см. векторную диаграмму на рис. 3,6). Для этого нуль обмоток ВН заземляется и вольтметры врубаются на вторичные фазные напряжения. Потому что при однофазовых замыканиях на землю трансформаторы напряжения могут продолжительно находиться под линейным напряжением, их номинальное напряжение должно соответствовать первичному междуфазному напряжению. Вследствие этого в обычном режиме при работе под фазным напряжением мощность каждого трансформатора, а как следует, и всей группы снижается в √3 раз.Так как в схеме заземлен нуль вторичных обмоток, предохранители во вторичной цепи установлены во всех 3-х фазах.
Рис. 4. Схемы включения однофазовых измерительных трансформаторов напряжения с одной вторичной обмоткой: а — схема звезда — звезда для электроустановок 0,5 — 10 кВ с изолированной нейтралью, б — схема открытого треугольника для электроустановок 0,38 — 10 кВ, в — то же для электроустановок 6 — 35 кВ, г — включение трансформаторов напряжения 6 -18 кВ по схеме треугольник — звезда для питания устройств АРВ синхронных машин. На рис. 4,6 и в трансформаторы напряжения, созданные для питания измерительных устройств, счетчиков и реле, включаемых на междуфазные напряжения, включены по схеме открытого треугольника. Эта схема обеспечивает симметричные междуфазные напряжения Uab, Ubc, Uca при работе трансформаторов напряжения в любом классе точности. Особенность схемы открытого треугольника это недоиспользование мощности трансформаторов, потому что мощность таковой группы из 2-ух трансформаторов меньше мощности группы из 3-х соединенных в полный треугольник трансформаторов не в 1,5 раза, а в √3 раз. Схема рис.4,б применяется для питания неразветвленных цепей напряжения электроустановок 0,38 -10 кВ, что позволяет устанавливать заземление вторичных цепей конкретно у трансформатора напряжения. Во вторичных цепях схемы, показанной на рис. 4,в, заместо предохранителей установлен двухполюсный автомат, при срабатывании которого блок-контакт замыкает цепь сигнала «обрыв напряжения«. Заземление вторичных обмоток выполнено на щите в фазе B, которая дополнительно заземлена конкретно у трансформатора напряжения через пробивной предохранитель. Рубильник обеспечивает отключение вторичных цепей от трансформатора напряжения с видимым разрывом. Эта схема применяется в электроустановках 6 — 35 кв при питании разветвленных вторичных цепей от 2-ух и поболее трансформаторов напряжения. На рис. 4,г трансформаторы напряжения включены по схеме треугольник — звезда, обеспечивающей вторичное линейное напряжение U = 173 В, что нужно для питания устройств автоматического регулирования возбуждения (АРВ) синхронных генераторов и компенсаторов. С целью увеличения надежности работы АРВ предохранители во вторичных цепях не инсталлируются, что допускается ПУЭ для неразветвленных цепей напряжения.
elektrica.info |
|
|||||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||
|
и 33В. Наиболее распространёнными трансформаторами напряжения по конструкции являются: с литой изоляцией, маслонаполненные, масленые герметичные и с элегазовой изоляцией.
а - общий вид трансформатора напряжения; 1 - вторичные выводы; 2 - расширитель; 3 - указатель уровня масла; 4 - фарфоровая покрышка; 5 - тележка; 6 - коробка с выводами; 7 - болт для подъёма;
б - электрическая схема; 1 и 2 - секции первичной обмотки; 3 и 4 - магнитопроводы; 5 - вторичная обмотка; б и 7 - уравнительные обмотки
Нижняя часть корпуса прорывается при повышении давления без осколков. Нижняя часть корпуса оптимизирована для малого объёма масла.
Расположенный горизонтально сердечник занимает мало места. Низкая рабочая индуктивность, свойства материалов и оптимизированная конструкция сердечника обеспечивают наилучшую защиту от ферро-резонанса.
Простая и безопасная кабельная разводка во вторичной распаячной коробке. Неснимаемая крышка открывается в сторону. Заземляющий вывод первичной обмотки ведёт во вторичную распаячную коробку.
Что такое трансформатор? Много медного или алюминиевого провода, еще больше стали, специальной, электротехнической. Ну а если чуть серьезней, то эта электротехническая сталь, называется сердечником трансформатора, может быть круглой формы (тороидальные трансформаторы), может быть прямоугольной (состоит из двух П-образных половинок), или Ш-образной формы. Другие формы встречаются очень редко. Суть трансформатора сводится к тому, чтобы получить из одного напряжения или тока другое, нужное нам напряжение (или несколько напряжений) и ток.
Измерительный трансформатор напряжения служит для снижения высочайшего напряжения, подаваемого в установках переменного тока на измерительные приборы и реле защиты и автоматики.
Трансформаторы напряжения с 2-мя вторичными обмотками, не считая питания измерительных устройств и реле, предназначаются для работы на устройствах сигнализации замыканий на землю в сети с изолированной нейтралью либо на защиту от замыканий на землю в сети с заземленной нейтралью. 
