Наша сеть партнеров Banwar
Вимірювальні трансформатори напруги (ТН) є важливими елементами будь-високовольтної мережі. Основне призначення трансформаторів напруги - це зниження високої напруги, необхідного для живлення вимірювальних ланцюгів, ланцюгів релейного захисту, автоматики і обліку (далі вторинних ланцюгів). За допомогою трансформаторів напруги здійснюється вимір напруги в високовольтних мережах, харчування котушок реле мінімальної напруги, обмоток напруги захистів, ватметрів, фазометрів, лічильників, а також контроль стану ізоляції мережі.
Трансформатор напруги знижує високу напругу до стандартного значення 100 або 100 / v3 В. і для відділення ланцюгів вимірювання та релейного захисту від первинних ланцюгів високої напруги. Схема включення однофазного трансформатора напруги показана на рис.1. первинна обмотка включена на напругу мережі U1, а до вторинної обмотці (напруга U2) приєднані паралельно котушки вимірювальних приладів і реле. Трансформатор напруги на відміну від трансформатора струму працює в режимі, близькому до холостого ходу, так як опір паралельних котушок приладів і реле велике, а струм, споживаний ними, невеликий.
Рис.1. З Хема включення трансформатора напруги:
1 - первинна обмотка; 2 - магнітопровід; 3 - вторинна обмотка
Для харчування вторинних ланцюгів трансформатори напруги можуть встановлюватися як на шинах підстанції, так і на кожному приєднанні. Перш ніж приступити до електромонтажу, слід провести огляд ТН і перевірити цілісність ізоляції, справність швів армування і рівень масла у масляних трансформаторів. При установці первинна і вторинна обмотки ТН в цілях безпеки загортаються, оскільки випадкове зіткненні вторинної обмоток з проводами зварювання, освітлення і т.п. може привести до появи на висновках первинної обмотки високої напруги, небезпечного для людського життя. Щоб обслуговування вторинних ланцюгів при експлуатації було безпечним, обов'язково проводиться заземлення вторинної обмотки трансформатора і його корпусу. Таким чином, усувається можливість переходу високої напруги у вторинні кола при пробої ізоляції.
Номінальний коефіцієнт трансформації визначається наступним виразом:
де U1ном і U2ном - номінальні первинне і вторинне напруги відповідно. Розсіювання магнітного потоку і втрати в осерді призводять до похибки вимірювання
Так само як і в трансформаторах струму, вектор вторинної напруги зрушать щодо вектора первинного напруги неточно на кут 180 °. Це визначає кутову похибку.
Залежно від номінальної похибки розрізняють класи точності 0,2; 0,5; 1; 3.
Похибка залежить від конструкції магнітопровода, магнітної проникності сталі і від cosφ2, тобто від вторинної навантаження. У конструкції трансформаторів напруги передбачається компенсація похибки по напрузі шляхом деякого зменшення числа витків первинної обмотки, а також компенсація кутовий похибки за рахунок спеціальних компенсуючих обмоток.
Сумарне споживання обмоток вимірювальних приладів і реле, підключених до вторинної обмотці трансформатора напруги, не повинно перевищувати номінальну потужність трансформатора напруги, так як в іншому випадку це призведе до збільшення похибок.
Підключаючи вимірювальні прилади і пристрої захисту до ТН, слід враховувати той факт, що включення великої кількості електроприладів призводить до підвищення значення струму у вторинній обмотці і збільшення похибки вимірювання. Тому стежте за тим, щоб повна потужність підключених приладів до трансформатора напруги не перевищувала максимально допустимої потужності навантаження ТН, зазначеної в паспорті. У разі якщо потужність навантаження перевищує номінальну потужність трансформатора для необхідного класу точності, необхідно встановити ще один трансформатор напруги і частина приладів приєднати до нього.
Залежно від призначення можуть застосовуватися трансформатори напруги з різними схемами з'єднання обмоток. Для вимірювання трьох міжфазних напруг можна використовувати два однофазних двообмоткових трансформатора НОМ, НОС, НОЛ, з'єднаних за схемою відкритого трикутника (рис. 2., а), а також трифазні двохобмотувальні трансформатори НТМК, обмотки яких з'єднані в зірку (рис. 2., б ). Для вимірювання напруги щодо землі можуть застосовуватися три однофазних трансформатора, з'єднаних за схемою Y0 / Y0, або трифазні двохобмотувальні трансформатори НТМИ або НАМИ (рис.2. Б). В останньому випадку обмотка, з'єднана в зірку, використовується для приєднання вимірювальних приладів, а до обмотки, з'єднаної в розімкнутий трикутник, приєднується реле захисту від замикань на землю. Таким же чином в трифазну групу з'єднуються однофазні трьохобмотувальні трансформатори типу ЗНОМ і каскадні трансформатори НКФ.
Рис.2. Схеми з'єднання обмоток трансформаторів напруги
По конструкції розрізняють трифазні і однофазні трансформатори. Трифазні трансформатори напруги застосовуються при напрузі до 18 кВ, однофазні - на будь-які напруги. За типом ізоляції трансформатори можуть бути сухими, масляними і з литою ізоляцією.
Обмотки сухих трансформаторів виконуються проводом ПЕЛ, а ізоляцією між обмотками служить електрокартон. Такі трансформатори застосовуються в установках до 1000 В (НІС-0,5 - трансформатор напруги однофазний, сухий, на 0,5 кВ).
Трансформатори напруги з масляною ізоляцією застосовуються на напругу 6 - 1150 кВ в закритих і відкритих розподільних пристроях. У цих трансформаторах обмотки і магнітопровід залиті маслом, яке служить для ізоляції та охолодження.
Слід відрізняти однофазні двохобмотувальні трансформатори НОМ-6, НОМ-10, НОМ-15, НОМ-35 від однофазних триобмоткових ЗНОМ-15, ЗНОМ-20, ЗНОМ-35.
Для забезпечення нормальної роботи, вимірювальний трансформатор напруги повинен бути захищений від струмів короткого замикання з боку навантаження, оскільки вони викликають пошкодитися ізоляції обмоток ТН, а також призводять до виникнення короткого замикання в самому трансформаторі. З цією метою у всіх не заземлених проводах встановлюються автоматичні вимикачі. Крім цього у вторинних колах трансформатора напруги передбачається установка рубильника, для створення видимого розриву електричного кола. Захист первинної обмотки від ушкоджень виконується за допомогою запобіжників.