Измервателни напреженови трансформатори

Цел и принцип на напрежението на трансформатора

Измервателният преобразувател на напрежение служи за намаляване на най-високото напрежение, приложено в инсталациите за променлив ток до измервателните уреди и защитните и автоматичните релета.

За конкретно включване на най-високото напрежение ще са необходими много масивни устройства и релета, поради необходимостта от тяхното изпълнение с високо напрежение изолация. Изработването и използването на такова оборудване е практически невъзможно, особено при напрежение 35 kV и по-високо.

Използването на напреженови трансформатори дава възможност за използване на стандартни измервателни уреди за измерване при най-високо напрежение, разширяване на техните граници на измерване - намотките на релета, включени чрез напреженови трансформатори, също могат да имат стандартни изпълнения.

В допълнение изолаторите на напрежението на трансформатора (отделят) измервателните уреди и релетата от най-високото напрежение, като по този начин се гарантира безопасността на тяхната поддръжка.

Трансформаторите за напрежение се използват широко в електрическите инсталации с най-високо напрежение, тяхната точност зависи от точността на електронните измервания и измерването на електроенергията, както и надеждността на релейната защита и аварийната автоматика.

Измервателният трансформатор на напрежение по принцип на изпълнение не се различава от трансформатора на мощността. Състои се от желязна сърцевина, набрана от плочи от електротехнически ламаринен лист, първична намотка и една или две вторични намотки.

На фиг. 1, а показва схема на напреженов трансформатор с една вторична намотка. Първичната намотка се захранва с най-високо напрежение U1 и измерващото напрежение се прилага към напрежението на вторичната намотка U2. Началото на първичната и вторичната намотка се обозначава с знаците А и а, краищата са X и x. Такива обозначения обикновено се прилагат към корпуса на трансформатора до клемите на неговите намотки.

Съотношението на първичното номинално напрежение към вторичното номинално напрежение се нарича коефициент на номинален трансформатор на напрежението на трансформатора KH = U1nom / U2nom

Фиг. 1. Диаграма и векторна диаграма на напрежението на трансформатора: a - верига, b - векторна диаграма на напреженията, c - векторна диаграма на напрежението

Когато напрежението трансформатор работи без грешки, неговата първично и вторично напрежение съвпадат във фаза, както е показано на фиг. 1,6 и съотношението на техните величини е KN. С коефициент на трансформация KH = 1, напрежението U2 = U1 (Фигура 1, с).

Измервателни напреженови трансформатори с 2 вторични намотки

трансформатори с 2 вторични намотки, с изключение на измервателни устройства и релета са предназначени за използване на неизправност сигнализация на земята в мрежа с изолирани неутрален или защита срещу земята неизправност в мрежата заземен неутрален.

В схемата на напрежението трансформатор с 2 вторични намотки е показано на фиг. 2, а. Заключенията на втората (допълнителна) намотка, използвани за сигнализация или защита в случай на земни аномалии, се обозначават с ad и xd.

На фиг. 2.6 е показана схема на включване на 3 такива напреженови трансформатора в трифазна мрежа. Първичните и основните вторични намотки са свързани със звезда. Неутралът на първичната намотка е заземен. Три фази и нула могат да се подават към измервателните уреди и релета от основните вторични намотки. Вторичните вторични намотки са свързани в отворен триъгълник. От тях до алармата или защитното устройство се подава сумата от фазовите напрежения на всичките 3 фази.

При нормална работа на мрежата, към която е свързан напреженовият трансформатор, тази векторна сума е нула. Това може да се види от векторни диаграми на фиг. 2, в която Ua, Vc и Uc - вектор фазови напрежения, приложени към първичните намотки, а UAD и ССБ ПОД - първичното напрежение вектори на N допълнителна вторична намотка. напрежения върху вторичните допълнителни намотки, които съвпадат по посока с векторите на съответните първични намотки (същото като на фиг.1, с).

Фиг. 2. Напрежение трансформатор с 2 вторични намотки. а-схема-b-включване на трифазна верига в векторна диаграма

Сума UAD вектори и ССБ ПОД получени чрез комбинирането им, съответно на схемата на свързване на допълнителни намотки в същото предполага, че стрелките векторите на двете първични и вторични напрежения, съответстващи на началото на трансформаторни намотки.

Полученото напрежение 3U0 между края на фазата С на намотката и началото на фазата А на намотката на диаграмата е нула.

В реални условия, обикновено при изхода на отворен триъгълник, има незначително небалансирано напрежение, което не надвишава 2 до 3% от номиналното напрежение. Този дисбаланс винаги се създава от наличната незначителна асиметрия на вторичните фазови напрежения и от малкито отклонение на формата на тяхната крива от синусоида.

Напрежението, осигуряващо надеждна работа на релето, свързано към отворената делта верига, се появява само в случай на земни неизправности от основната страна на трансформатора на напрежение. Тъй повредата на земята, причинени от преминаването на ток през неутрален появява в същото напрежение на изхода на отворен триъгълник съгласно метод, наречен симетрични компоненти нулева последователност напрежение и означават 3U0. В тази нотация, фигура 3 показва, че напрежението в тази схема е сумата от 3 фази. Обозначението 3U0 се прилага и към изходния кръг на отворен триъгълник, подаден към алармата или защитното реле (Фигура 2.6).

Фиг. 3. Векторни диаграми на напрежения на първични и вторични допълнителни намотки с еднофазна земна повреда: a - в мрежа със заземена неутрална мрежа, b - в мрежа с изолирана неутрална мрежа.

Най-високата стойност на напрежението 3U0 има еднофазна земна повреда. Трябва обаче да се разбере, че най-голямата стойност на напрежението 3U0 в мрежа с изолирана неутрална мрежа е значително по-голяма, отколкото в мрежа със заземен неутрал.

Общи схеми за включване на трансформатори за измерване на напрежение

Проста схема с въвеждането на 1-фазен еднофазен трансформатор на напрежение, показан на Фиг. 1, а, се прилага в стартовите шкафове на двигателите и на точките на превключване 6-10 kV за включване на волтметър и реле на напрежението на AVR устройството.

Фигура 4 показва схемите за превключване на еднофазни напреженови трансформатори с една намотка за захранване на трифазни вторични вериги. Група от тризвездни свързани еднофазни звездни трансформатори, показани на фиг. 4, и се използва за измерване на мощността устройства, m и контрол волтметри в електрическа изолация 0.5 - 10 кВ с изолирани неутрален и разклонена мрежа, които не изискват сигнализация появата на еднофазни земни недостатъци.

За да открият "земя" от тези волтметри, те трябва да демонстрират големината на първичните напрежения между фазите и земята (виж диаграмата на вектора на Фигура 3.6). За тази цел нулата на VN намотките е заземен и волтметрите са нарязани на вторични фазови напрежения.

Тъй като при еднофазни заземяващи трансформатори напрежението може да бъде постоянно под напрежението на мрежата, номиналното им напрежение трябва да съответства на първичното фазово-фазово напрежение. Следователно, в нормален режим, когато работи при мощност на всеки трансформатор фазово напрежение, и по-нататък, и цялата група се редуцира √3 raz.Tak в Схема нула заземен вторичната намотка, в средните предпазителите веригата са монтирани във всички 3 фази.

Фиг. 4. Схеми позволяват трансформатори еднофазни с една вторична намотка: а - звезда схема - за електрически звезда 0.5 - 10 кВ с изолирани неутрален, б - отворен триъгълник схема за електрически 0.38 - 10 кВ до - същото за електрически 6-35 кВ, г - включване трансформатори 6 -18 кВ делта - звезда за АРВ електрически синхронни машини устройства.

На фиг. 4.6 и в трансформаторите за напрежение, създадени за захранване на измервателните уреди, броячите и релетата, включени в напрежението между фазите, са включени в схемата на отворения триъгълник. Тази схема осигурява симетрични фазово-фазови напрежения Uab, Ubc, Uca, когато напреженови трансформатори работят във всеки клас на точност.

Feature отворен делта схема е недоизползване на силови трансформатори, тъй като капацитетът на такива групи 2-трансформатор по-малко енергия група на 3 свързан в оригинални триъгълник трансформатори не е фактор от 1,5 и √3 пъти.

Веригата от фиг.4, b се използва за захранване на неразклонени вериги на напрежение на електрическите инсталации 0.38 -10 kV, което позволява да се установи заземяването на вторични вериги специално на напрежението трансформатор.

Във вторичните вериги на схемата, показана на фиг. 4, вместо в предпазителите е инсталиран двуполюсен автоматичен уред, при активирането на който блокиращият контакт затваря веригата на сигнала "напрежение повреда". Вторичните намотки са заземени на щита във фаза В, която допълнително е заземена специално към трансформатора на напрежението през предпазителя на прекъсвача. Превключвателят изключва вторичните схеми от трансформатора на напрежение с видима прекъсване. Тази схема се използва при електрически инсталации от 6 - 35 kV при подаване на разклонени вторични вериги от 2 и повече напреженови трансформатора.

На фиг. 4 г трансформатори напрежение са разположени в триъгълник - звезда, осигурява средно линия напрежение U = 173 V, която е необходима за задвижване на движещите автоматични устройства за управление (ACD) синхронни генератори и кондензаторите. За да се увеличи надеждността на работата ARV, предпазителите във вторичните вериги не са монтирани, което е разрешено от PUE за неразклонени вериги на напрежение.