Измерительные трансформаторы напряжения

Лекция 3: «Измерительные трансформаторы напряжения».

Трансформатор напряжения предназначен для понижения высокого напряжения до стандартного значения 100 или 100/Ö3В и для отделения цепей измерения и релейной защиты от первичных цепей высокого напряжения.

Первичная обмотка ТН включена на напряжение сети, а ко вторичной обмотке подключены катушки измерительных приборов и реле. Для безопасности обслуживания один выход вторичной обмотки ТН, а также ТТ заземлён. ТН в отличие от ТТ работает в режиме близком к холостому ходу, так как сопротивление параллельных катушек приборов и реле большое, а ток, потребляемый ими, невелик.

Номинальный коэффициент трансформации определяется по формуле: : K_U =U_1НОМ / U_2НОМ » W₁ / W₂, где W₂, W₁ – число витков вторичной и первичной обмоток.

Рассеяние магнитного потока и потери в магнитопроводе приводят к погрешности по напряжению:

Вектор вторичного напряжения сдвинут относительно вектора первичного напряжения на угол близкий к 180°. Угол между векторами U₁ и U₂ определяет угловую погрешность ТН.

В зависимости от погрешности ТН различают классы точности 0.2, 0.5, 1, 3. Погрешность зависит от конструкции сердечника, магнитной проницаемости стали и cosj вторичной нагрузки. В конструкции ТН предусматривается компенсация погрешности по напряжению путём небольшого уменьшения числа витков первичной обмотки W₁, а также компенсация угловой погрешности с помощью компенсирующих обмоток.

Рекомендуемые материалы

В зависимости от назначения могут применяться ТН с различными схемами соединения обмоток. Для измерения трёх междуфазных напряжений можно использовать два однофазных двухобмоточных трансформатора НОМ, НОС, НОЛ, соединённых по схеме открытого треугольника (схема а), а также трёхфазный двухобмоточный ТН типа НТМК, обмотки которого соединены в звезду (схема б). Для измерения напряжения относительно земли могут применяться три однофазных ТН, соединённых по схеме Y₀/Y₀, или трёхфазный трёхобмоточный ТН типа НТМИ (схема в). в этом трансформаторе обмотка, соединенная в звезду, используется для подключения приборов, а к обмотке, соединённой в разомкнутый треугольник подключают реле защиты от замыканий фазы на землю. Таким же образом в трёхфазную группу соединяются однофазные трёхобмоточные ТН типа ЗНОМ и каскадные ТН типа НКФ (К – каскадный, Ф – фарфоровый).

12 Основы нормирования технологических процессов - лекция, которая пользуется популярностью у тех, кто читал эту лекцию.

Конструкции трансформаторов напряжения.

По конструкции различают трёхфазные и однофазные трансформаторы напряжения (ТН). Трёхфазные ТН используются при напряжении до 18кВ, однофазные на все ступени напряжения. По типу изоляции ТН могут быть сухими, масляными и с литой изоляцией. ТН с масляной изоляцией применяются на напряжения 6-1150кВ в закрытых и открытых распределительных устройствах. Масло в них служит для изоляции и охлаждения. Для внутренних установок используют следующие типы трансформаторов напряжения: НОМ, НОСК,НОЛ, ЗНОМ, ЗНОЛ, ЗОМ, НТМК, НТМИ.  Здесь Н – трансформатор напряжения, О – однофазный, М – масляный, С – сухой, К – компенсированный, Л – с литой изоляцией, З – с первичной заземлённой обмоткой, Т – трёхфазный, И – с дополнительной обмоткой для контроля изоляции.

ТН типа ЗНОМ – 15, ЗНОМ – 20, ЗНОМ – 24 устанавливаются в комплектных шинопроводах мощных генераторов. Для уменьшения потерь от намагничивания их баки выполняются из немагнитной стали.

Трёхфазные масляные ТН типа НТМИ имеют пятистержневой магнитопровод с тремя обмотками. ТН с литой изоляцией типа ЗНОЛ имеют пять исполнений по напряжению 6, 10, 15, 20, 24кВ. Такие ТН имеют небольшую массу, могут устанавливаться в любом положении, пожаробезопасны.

В установках 110кВ и выше применяют ТН каскадного типа НКФ. В этих трансформаторах обмотка высокого напряжения равномерно распределяется по нескольким магнитопроводам, благодаря чему облегчается её изоляция. Трансформатор НКФ-110 имеет двухстержневой магнитопровод, на каждом стержне которого расположена обмотка ВН, рассчитанная на половину фазного напряжения. Общая точка обмотки ВН соединена с магнитопроводом, поэтому он по отношению к земле находится под потенциалом U_Ф/2. Обмотки НН (основная и дополнительная) размещены на нижнем стержне сердечника. Для равномерного распределения нагрузки по обмоткам ВН служит обмотка связи П. Все эти элементы ТН помещают в фарфоровый корпус и заливается маслом, в результате чего получается модуль НКФ-110. НКФ-220 состоит из двух модулей, НКФ-500 из четырёх.

В установках 500кВ и выше используют ТН с ёмкостным отбором мощности, подключённые к конденсаторам высокочастотной связи С₁ с помощью конденсатора отбора мощности С₂. Напряжение, снимаемое с С₂ (10-15кВ), подаётся на трансформатор ТV, имеющий две вторичные обмотки, которые соединяются по схеме как у ТН НКФ или ЗНОМ. Для уменьшения погрешности в цепь первичной обмотки включён дроссель L, с помощью которого контур отбора напряжения настраивается в резонанс с конденсатором С₂. Заградитель ЗВ не пропускает токи высокой частоты в трансформатор напряжения. Фильтр присоединения Z предназначен для подключения высокочастотной защиты. Такое устройство получило название ёмкостного делителя напряжения НДЕ.