Измерительные трансформаторы напряжения.

Трансформаторы напряжения предназначены для понижения высокого напряжения, подаваемого на их вход, до пропорционального напряжения, уровень которого соответствует номинальному напряжению включаемых на ТН измерительных приборов и устройств релейной защиты и автоматики. Кроме того, ТН отделяет цепи измерения, релейной защиты и автоматики от цепей высокого напряжения.

Первичной обмоткой ТН называется обмотка, к которой прикладывается напряжение, подлежащее преобразованию. Вторичная (основная) обмотка служит в основном для измерения. Вторичная (дополнительная) обмотка используется для защитных и сигнальных устройств.

Трансформаторы напряжения классифицируются по следующим признакам:

  • 1) по числу фаз (однофазные и трехфазные);
  • 2) числу обмоток (двухобмоточные и трехобмоточные);
  • 3) классу точности (по допускаемым погрешностям);
  • 4) способу охлаждения (масляные и сухие);
  • 5) конструктивному исполнению (О — однофазные, Т — трехфазные, 3 — защищенные, В — водозащищенные, А — антирезо- нансные, П — со встроенным предохранителем, Г — герметичные, 3 — заземляемые);
  • 6) виду изоляции (Л — литая, С — воздушно-бумажная, К — залитая битумным компаундом, Ф — фарфоровое покрытие, М — масляная, Г — газовая).

Особенностью ТН является их малая мощность при высоком напряжении первичной обмотки, т.е. это маломощные понижающие трансформаторы, имеющие всегда большой коэффициент трансформации. Кроме того, ТН должны обладать малым падением напряжения в первичной и вторичной обмотках, чтобы иметь меньшие погрешности коэффициента трансформации (погрешность напряжения) и угла сдвига между векторами первичного и вторичного напряжений (угловая погрешность).

Примеры обозначения ТН НОЛП — трансформатор напряжения, однофазный, с литой изоляцией, со встроенным защитным предохранителем; НТМИ — трансформатор напряжения, трехфазный, масляный, с обмоткой для контроля изоляции сети.

К основным параметрам ТН относятся следующие:

  • • номинальные напряжения первичной и вторичной обмоток Ux , U2 , указанные на его щитке;
  • • номинальный коэффициент трансформации А',, = U. /Н ;
  • • класс напряжения ТН — это класс напряжения его обмотки вы- сокого напряжения (3, 6, 10, 15, 20, 24, 27, 35, ПО, 150, 220, 330, 500, 750 кВ); на вторичной обмотке ТН применяются напряжения 100, 100/3, 100/3;
  • • номинальная мощность ТН, представляющая собой значение полной мощности (в вольт-амперах при определенном коэффициенте мощности) вторичной цепи при номинальном вторичном напряжении, при котором ТН удовлетворяет требованиям класса точности. Номинальные мощности ТН указаны на щитке, причем ТН имеет несколько значений мощности, соответствующих различным классам точности; чем выше класс точности данного ТН (т.е. чем меньше его погрешности), тем меньше его номинальная мощность.

Часто вместо номинальной мощности ТН указывается его номинальная нагрузка, под которой подразумевается наибольшая нагрузка, когда погрешности ТН не выходят за допустимые пределы, установленные для ТН рассматриваемого класса.

Номинальные мощности ТН для любого класса точности выбирают из ряда 10, 15, 25, 30, 50, 75, 100, 150, 200, 300, 400, 500, 600, 800, 1000, 1200 ВА. Кроме того, ТН имеет максимальную мощность, т.е. длительную полную мощность при номинальном первичном напряжении, вне классов точности, при которой превышение температуры всех его частей не выходит за пределы, предусмотренные ГОСТ.

Трансформаторы напряжения должны удовлетворять определенным классам точности.

Класс точности — это условное обозначение, приписываемое трансформаторам, погрешности которых при заданных условиях остаются в определенных пределах. Класс точности обозначается числом, которое равно предельно допустимой погрешности напряжения в процентах номинального.

Погрешность напряжения — это погрешность, которую вносит ТН при измерении напряжения вследствие того, что действительный коэффициент трансформации не равен номинальному. Погрешность напряжения возникает в основном из-за потерь в магнитопроводе на его перемагничивание, вихревых токов и нагрева обмоток. Это погрешность значения вторичного напряжения.

Угловая погрешность — это угол между векторами первичного и вторичного напряжений. Угловая погрешность считается положительной, если вектор вторичного напряжения опережает вектор первичного и наоборот.

При значении первичного напряжения, подведенного к ТН для зашиты, равном 0,02 номинального, предельные значения допускаемых погрешностей должны быть увеличены в два раза. При значении первичного напряжения, подведенного к ТН для защиты, равном 0,05, 1,5 или 1,9 номинального, предельные значения допускаемых погрешностей (по согласованию между разработчиком и заказчиком) могут быть увеличены в два раза. В стандартах на ТН конкретных типов должны быть указаны допустимые значения погрешностей при значениях напряжений 0,02; 0,05; 1,5 и 1,9 номинального.

Разработчики ТН обычно указывают номинальную мощность, подразумевая под ней максимальную нагрузку, которую может питать ТН в гарантированном классе точности.

Трансформаторы напряжения применяются в цепях переменного тока при напряжении выше 220 В для присоединения измерительных приборов: вольтметров, ваттметров, частотомеров, счетчиков и различных реле управления и защиты. По мере увеличения числа приборов, присоединенных к вторичной обмотке ТН, сопротивление вторичной цепи уменьшается (поскольку приборы включены параллельно), однако нагрузка ТН увеличивается.

При определении вторичной нагрузки сопротивление проводов от ТН до приборов, установленных на соответствующих панелях щита управления, не учитывают, так как это сопротивление мало в сравнении с сопротивлением приборов. С другой стороны, сопротивление проводов создает дополнительную потерю напряжения; при этом напряжение у зажимов измерительных приборов уменьшается, а погрешность измерения увеличивается. Согласно ПУЭ потеря напряжения в проводах к счетчикам не должна превышать 0,5%, а в проводах к щитовым измерительным приборам — 3% [12]. Обычно эти потери напряжения меньше. При определении потерь напряжения в проводах учитывают только их активное сопротивление. Из условия механической прочности сечение проводов не должно быть меньше 1,5 мм2 для медных проводов и 2,5 мм2 для алюминиевых.

Измерительные ТН, предназначенные для присоединения счетчиков коммерческого учета электроэнергии, должны иметь класс точности 0,5 или 0,5S. Для присоединения щитовых измерительных приборов и счетчиков технического учета электроэнергии используют ТН класса точности 1,0. Требования, предъявляемые к ТН для релейной защиты, зависят от вида зашиты, но, как правило, применяют ТН классов точности 1,0 или 3,0.

Для повышения надежности работы системы электроснабжения в цепь первичной обмотки ТН (для ТН, как правило, до 35 кВ включительно) включают плавкий предохранитель и токоограничивающее сопротивление для того, чтобы в случае неисправности ТН он не оказался причиной аварии. Предохранители, установленные во вторичной цепи, служат для защиты ТН от возможных коротких замыканий в этой цепи.

Выбор типов ТН осуществляют в соответствии с измерительными приборами и реле, подлежащими присоединению к ним. Далее рассчитывают ожидаемую нагрузку ТН и проверяют погрешности.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >