Как выбрать трансформатор напряжения измерительный


Выбор трансформаторов напряжения | Выбор коммутационных аппаратов и токоведущих частей распределительных устройств

Страница 5 из 12

3.2 Выбор трансформаторов напряжения

Трансформатор напряжения предназначен для преобразования напряжения до величины удобной для измерения, а также для отделения цепей измерения и релейной защиты от первичных цепей высокого напряжения.
Трансформаторы напряжения выбираются:
а) по напряжению установки
;                                   (3.9)
б) по конструкции и схеме соединения обмоток;
в) по классу точности;
г) по вторичной нагрузке
,                                (3.10)
где  - номинальная мощность трансформатора напряжения в выбранном классе точности;
 - суммарная нагрузка измерительных приборов присоединенных к трансформатору напряжения.
Для подсчета мощности потребляемой приборами составляется таблица 3.6, в которую вносятся все приборы, подключенные к вторичной обмотке трансформатора напряжения.
Таблица 3.6 - Вторичная нагрузка трансформаторов напряжения

Приборы

Тип

, ВА

Число обмо-ток

Число прибо-ров

Общая потребляемая мощность

 

 

, Вт

, ВА

Вольтметр

Э-350

3,0

1

1

0

1

3,0

-

Ваттметр

Э-365

1,5

2

1

0

2

6,0

-

Счетчик активной энергии

И-681

2,0

2

0,38

0,925

1

4,0

9,7

Частотомер

Э-353

3,0

1

1

0

2

6,0

-

Итого

19,0

9,7

Для упрощения расчетов нагрузку приборов можно не разделять по фазам, тогда

.                                 (3.11)
Сечение соединительных проводов во вторичной цепи трансформаторов напряжения выбирают по допустимой потере напряжения. Согласно ПУЭ сечение и длина проводов и кабелей должны выбираться в цепях напряжения расчетных счетчиков такими, чтобы потери напряжения в этих цепях составляли не более 0,25% номинального напряжения при питании от трансформаторов напряжения класса точности 0,5 и не более 0,5% при питании от трансформаторов напряжения класса точности 1,0. Для обеспечения этого требования допускается применение отдельных кабелей от трансформаторов напряжения до счетчиков.
До щитовых измерительных приборов потери напряжения должны составлять не более 1,5% при номинальной нагрузке [1].
Для цепей напряжения минимальное сечение соединительных проводов по условию механической прочности составляет 2,5 мм2 для алюминиевых жил и 1,5 мм2 для медных жил.

3.3 Примеры выбора и проверки измерительных трансформаторов

Пример 3.1 Выбрать трансформаторы тока и напряжения для присоединения контрольно-измерительных приборов в цепи генератора типа ТВВ-500-2Е. Значение тока КЗ в месте установки .
Перечень измерительных приборов устанавливаемых в цепи генератора выбираем по таблице 3.4. Вторичная нагрузка трансформатора тока приведена в таблице 3.7.

Так как в цепи генератора устанавливается комплектный токопровод типа ТЭКН-Е-20-20000-560, то принимаем к установке встроенные трансформаторы тока типа ТШВ-24-24000/5 с параметрами .
 
Таблица 3.7 - Вторичная нагрузка трансформатора тока

Наименование прибора

Тип прибора

Потребляемая мощность, ВА

фаза А

фаза В

фаза С

Амперметр

Э-350

0,5

0,5

0,5

Ваттметр

Д-335

0,5

-

0,5

Варметр

Д-335

0,5

-

0,5

Счетчик активной энергии

И-670

2,5

-

2,5

Датчик активной мощности

Е-849

1,0

-

1,0

Датчик реактивной мощности

Е-830

1,0

-

1,0

Регистрирующий ваттметр

Н-395

10,0

-

10,0

Регистрирующий амперметр

Н-394

-

10,0

-

Итого

16,0

10,5

16,0

Из таблицы 3.7 видно, что наиболее загруженными являются фазы А и С.
Определим сопротивление приборов по формуле (3.7):
.
Принимаем сопротивление контактов , так как количество приборов более трех.
Определим из формулы (3.6) допустимое сопротивление проводов
.
В качестве соединительных проводов принимаем кабель с медными жилами, ориентировочную длину которого, в соответствии с таблицей 3.2, принимаем 30 м.
Трансформаторы тока соединены в полную звезду, поэтому .
Определим по формуле (3.8) сечение жил кабеля
.
По условиям механической прочности принимаем, в соответствии с таблицей 3.3, контрольный кабель КРНГ с жилами сечением 2,5 мм 2.
Нагрузка вторичной обмотки трансформатора тока с учетом контрольного кабеля составляет
;
.
Сравнение расчетных и каталожных данных трансформатора тока приведены в таблице 3.8.
Шинные трансформаторы тока на электродинамическую устойчивость не проверяются, так как их устойчивость определяется устойчивостью шинной конструкции.
В цепи комплектного токопровода установлены трансформаторы напряжения типа ЗНОМ-20 и ЗНОЛ.06-24. Проверим трансформатор ЗНОМ-20 по вторичной нагрузке. Нагрузка, подключаемая к данному трансформатору напряжения, приведена в таблице 3.9.

Таблица 3.8 - Расчетные и каталожные данные трансформатора тока

Расчетные параметры

Каталожные данные

Условия выбора

Вторичная нагрузка трансформатора напряжения равна
.
Трансформатор напряжения ЗНОМ-20 имеет номинальную мощность 75 ВА в классе точности 0,5.
,
таким образом, трансформатор напряжения будет работать в выбранном классе точности.
Для соединения трансформатора напряжения с приборами принимаем контрольный кабель с медными жилами КРВГ сечением жил 1,5 мм2 по условию механической прочности.

Таблица 3.9 - Вторичная нагрузка трансформатора напряжения


Наименование прибора

Тип при-бора

, ВА

Число обмо-ток

Число прибо-ров

Общая потребляемая мощность

, Вт

, ВА

Вольтметр

Э-350

3

1

1

0

2

6

-

Ваттметр

Д-335

1,5

2

 

 

2

6

-

Варметр

Д-335

1,5

2

 

0

2

6

-

Счетчик активной энергии

И-670

1,5 Вт

2

0,38

0,925

1

3

7,3

Датчик активной мощности

Е-849

10,0

1

1

0

1

10

-

Датчик реактивной мощности

Е-830

10,0

1

1

0

1

10

-

Регистрирую-щий ваттметр

Н-395

10,0

2

1

0

1

20

-

Регистрирую-щий вольтметр

Н-394

10,0

1

1

0

1

10

-

Частотомер

Э-362

1,0

1

1

0

1

1

-

Синхроноскоп

Э-327

10,0

2

1

0

1

20

-

ИТОГО

 

 

 

 

 

 

92

7,3

leg.co.ua

Подбор трансформатора тока - ГОСТ, ПУЭ, таблицы, формулы

Задача данной статьи дать начальные знания о том, как выбрать трансформатор тока для цепей учета или релейной защиты, а также родить вопросы, самостоятельное решение которых увеличит ваш инженерный навык.

В ходе подбора ТТ я буду ссылаться на два документа. ГОСТ-7746-2015 поможет в выборе стандартных значений токов, мощностей, напряжений, которые можно принимать для выбора ТТ. Данный ГОСТ действует на все электромеханические трансформаторы тока напряжением от 0,66кВ до 750кВ. Не распространяется стандарт на ТТ нулевой последовательности, лабораторные, суммирующие, блокирующие и насыщающие.

Кроме ГОСТа пригодится и ПУЭ, где обозначены требования к трансформаторам тока в цепях учета, даны рекомендации по выбору.

Выбор номинальных параметров трансформаторов тока

До определения номинальных параметров и их проверки на различные условия, необходимо выбрать тип ТТ, его схему и вариант исполнения. Общими, в любом случае, будут номинальные параметры. Разниться будут некоторые критерии выбора, о которых ниже.

1. Номинальное рабочее напряжение ТТ. Данная величина должна быть больше или равна номинальному напряжению электроустановки, где требуется установить трансформатор тока. Выбирается из стандартного ряда, кВ: 0,66, 3, 6, 10, 15, 20, 24, 27, 35, 110, 150, 220, 330, 750.

2. Далее, перед нами встает вопрос выбора первичного тока ТТ. Величина данного тока должна быть больше значения номинального тока электрооборудования, где монтируется ТТ, но с учетом перегрузочной способности.

Приведем пример из книги. Допустим у статора ТГ ток рабочий 5600А. Но мы не можем взять ТТ на 6000А, так как турбогенератор может работать с перегрузкой в 10%. Значит ток на генераторе будет 5600+560=6160. А это значение мы не замерим через ТТ на 6000А.

Выходит необходимо будет взять следующее значение из ряда токов по ГОСТу. Приведу этот ряд: 1, 5, 10, 15, 20, 30, 40, 50, 75, 80, 100, 150, 200, 300, 400, 500, 600, 750, 800, 1000, 1200, 1500, 1600, 2000, 3000, 4000, 5000, 6000, 8000, 10000, 12000, 14000, 16000, 18000, 20000, 25000, 28000, 30000, 32000, 35000, 40000. После 6000 идет 8000. Однако, некоторое электрооборудование не допускает работу с перегрузкой. И для него величина тока будет равна номинальному току.

Но на этом выбор первичного тока не заканчивается, так как дальше идет проверка на термическую и электродинамическую стойкость при коротких замыканиях.

2.1 Проверка первичного тока на термическую стойкость производится по формуле:

Данная проверка показывает, что ТТ выдержит определенную величину тока КЗ (IТ) на протяжении определенного промежутка времени (tt), и при этом температура ТТ не превысит допустимых норм. Или говоря короче, тепловое воздействие тока короткого замыкания.

iуд - ударный ток короткого замыкания

kу - ударный коэффициент, равный отношению ударного тока КЗ iуд к амплитуде периодической составляющей. При к.з. в установках выше 1кВ ударный коэффициент равен 1,8; при к.з. в ЭУ до 1кВ и некоторых других случаях - 1,3.

2.2 Проверка первичного тока на электродинамическую стойкость:

В данной проверке мы исследуем процесс, когда от большого тока короткого замыкания происходит динамический удар, который может вывести из строя ТТ.

Для большей наглядности сведем данные для проверки первичного тока ТТ в небольшую табличку.

3. Третьим пунктом у нас будет проверка трансформатора тока по мощности вторичной нагрузки. Здесь важно, чтобы выполнялось условие Sном>=Sнагр. То есть номинальная вторичная мощность ТТ должна быть больше расчетной вторичной нагрузки.

Вторичная нагрузка представляет собой сумму сопротивлений включенных последовательно приборов, реле, проводов и контактов умноженную на квадрат тока вторичной обмотки ТТ (5, 2 или 1А, в зависимости от типа).

Величину данного сопротивления можно определить теоретически, или же, если установка действующая, замерить сопротивление методом вольтметра-амперметра, или имеющимся омметром.

Сопротивление приборов (амперметров, вольтметров), реле (РТ-40 или современных), счетчиков можно выцепить из паспортов, которые поставляются с новым оборудованием, или же в интернете на сайте завода. Если в паспорте указано не сопротивление, а мощность, то на помощь придет известный факт - полное сопротивление реле равно потребляемой мощности деленной на квадрат тока, при котором задана мощность.

Схемы включения ТТ и формулы определения сопротивления по вторичке при различных видах КЗ

Не всегда приборы подключены последовательно и это может вызвать трудности при определении величины вторичной нагрузки. Ниже на рисунке приведены варианты подключения нескольких трансформаторов тока и значение Zнагр при разных видах коротких замыканий (1ф, 2ф, 3ф - однофазное, двухфазное, трехфазное).

В таблице выше:

zр - сопротивление реле

rпер - переходное сопротивление контактов

rпр - сопротивление проводов определяется как длина отнесенная на произведение удельной проводимости и сечения провода. Удельная проводимость меди - 57, алюминия - 34,5.

Кроме вышеописанных существуют дополнительные требования для ТТ РЗА и цепей учета - проверка на соблюдение ПУЭ и ГОСТа.

Выбор ТТ для релейной защиты

Трансформаторы тока для цепей релейной защиты исполняются с классами точности 5Р и 10Р. Должно выполняться требование, что погрешность ТТ (токовая или полная) не должна превышать 10%. Для отдельных видов защит эти десять процентов должны обеспечиваться вплоть до максимальных токов короткого замыкания. В отдельных случаях погрешность может быть больше 10% и специальными мероприятиями необходимо обеспечить правильное срабатывание защит. Подробнее в ПУЭ вашего региона и справочниках. Эта тема имеет множество нюансов и уточнений. Требования ГОСТа приведены в таблице:

Хоть это и не самые высокие классы точности для нормальных режимов, но они и не должны быть такими, потому что РЗА работает в аварийных ситуациях, и задача релейки определить эту аварию (снижение напряжения, увеличение или уменьшение тока, частоты) и предотвратить - а для этого необходимо уметь измерить значение вне рабочего диапазона.

Выбор трансформаторов тока для цепей учета

К цепям учета подключаются трансформаторы тока класса не выше 0,5(S). Это обеспечивает бОльшую точность измерений. Однако, при возмущениях и авариях осциллограммы с цепей счетчиков могут показывать некорректные графики токов, напряжений (честное слово). Но это не страшно, так как эти аварии длятся недолго. Опаснее, если не соблюсти класс точности в цепях коммерческого учета, тогда за год набежит такая финансовая погрешность, что “мама не горюй”.

ТТ для учета могут иметь завышенные коэффициенты трансформации, но есть уточнение: при максимальной загрузке присоединения, вторичный ток трансформатора тока должен быть не менее 40% от максимального тока счетчика, а при минимальной - не менее 5%. Это требование п.1.5.17 ПУЭ7 допускается при завышенном коэффициенте трансформации. И уже на этом этапе можно запутаться, посчитав это требование как обязательное при проверке.

По требованиям же ГОСТ значение вторичной нагрузки для классов точности до единицы включительно должно находиться в диапазоне 25-100% от номинального значения.

Диапазоны по первичному и вторичному токам для разных классов точности должны соответствовать данным таблицы ниже:

Исходя из вышеописанного можно составить таблицу для выбора коэффициента ТТ по мощности. Однако, если с вторичкой требования почти везде 25-100, то по первичке проверка может быть от 1% первичного тока до пяти, плюс проверка погрешностей. Поэтому тут одной таблицей сыт не будешь.

Таблица предварительного выбора трансформатора тока по мощности и току

Пройдемся по столбцам: первый столбец это возможная полная мощность нагрузки в кВА (от 5 до 1000). Затем идут три столбца значений токов, соответствующих этим мощностям для трех классов напряжений - 0,4; 6,3; 10,5. И последние три столбца - это разброс возможных коэффициентов трансформаторов тока. Данные коэффициенты проверены по следующим условиям:

  • при 100%-ой нагрузке вторичный ток меньше 5А (ток счетчика) и больше 40% от 5А
  • при 25%-ой нагрузке вторичный ток больше 5% от 5А

Я рекомендую, если Вы расчетчик или студент, сделать свою табличку. А если Вы попали сюда случайно, то за Вас эти расчеты должны делать такие как мы - инженеры, электрики =)

К сведению тех, кто варится в теме. В последнее время заводы-изготовители предлагают следующую услугу: вы рассчитываете необходимые вам параметра тт, а они по этим параметрам создают модель и производят. Это выгодно, когда при выборе приходится варьировать коэффициент трансформации, длину проводов, что приводит и к удорожанию схемы и увеличению погрешностей. Некоторые изготовители даже пишут, что не сильно и дороже выходит, чем просто серийное производство, но выигрыш очевиден. Интересно, может кто сталкивался с подобным на практике.

Вот так выглядят основные моменты выбора трансформаторов тока. После выбора и монтажа, перед включением, наступает самый ответственный момент, а именно пусковые испытания и измерения.

Сохраните в закладки или поделитесь с друзьями



Последние статьи


Самое популярное

pomegerim.ru

ВЫБОР ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ НАПРЯЖЕНИЯ — КиберПедия

 

Измерительные трансформаторы напряжения (ИТН) выбирают по номинальному напряжению первичной обмотки , классу точности, номинальной мощности вторичной обмотки и схеме соединения.

Трансформаторы, предназначенные для присоединения счетчиков, должны отвечать классу 0,5. Для присоединения щитовых измерительных приборов используют трансформаторы классов 1 и 3.

В цепи генераторов (в комплектном токопроводе) устанавливают обычно две группы ИТН, каждая из которых состоит из трех однофазных трансформаторов. При этом одна группа присоединяется по схеме

, а другая по схеме . В остальных цепях предусматривается одна группа по схеме . Включение дополнительных вторичных обмоток в разомкнутый треугольник необходимо для измерения напряжения нулевой последовательности. К вторичным обмоткам, соединенным в звезду, присоединяются измерительные приборы, датчики мощности, приборы контроля изоляции в цепи. Все катушки приборов следует распределять равномерно между фазами вторичных обмоток трансформатора напряжения. Для подсчета нагрузки трансформатора напряжения рекомендуется следующая форма записи (табл.4.14).

 

Таблица 4.14

Измерительные приборы ИТН

 

Наименование прибора Тип Мощность одной катушки Число катушек Общая потребляемая мощность прибора
, Вт , Вар
Вольтметр Э335 2,0 ВА -
Ваттметр Д335 1,5 ВА -
Счетчик активной энергии И680 2,0 Вт 0,38 0,925 9,7
Счетчик реактивной энергии И676 2,0 Вт 0,38 0,925 14,5
Итого          

 

Здесь , . Суммарная вторичная нагрузка группы однофазных трансформаторов

 

, (65)

 

Условия выбора ИТН приведены в табл.4.15.

 

Таблица 4.15

Выбор ИТН

 

 

Каталожные данные измерительных трансформаторов приведены в табл.4.16 - 4.19.

При соединении группы однофазных трансформаторов в звезду под мощностью следует понимать мощность всех трех фаз (утроенное значение номинальной вторичной мощности, приведенной в справочных материалах).

Сечение проводов в цепях ИТН определяется по допустимой потере напряжения, которая для счетчиков не должна превышать 0,5% , а для щитовых измерительных приборов - 1,5% при нормальной нагрузке.



 

Таблица 4.16

Измерительные трансформаторы напряжения

 

Тип Класс напряжения, кВ Номинальные напряжения обмоток Номинальная мощность, ВА, в классе точности Схема соединений  
первичной, кВ вторичной, В допол. вторичной, В 0,2 0,5        
НОМ - 10 6,3; 6,6; 10; 11 - - 1/1-0
НОМ – 15 13,8; 15 15,75; 18 - - 1/1-0
НОМ - 35 - - 1/1-0
НОЛ.08-10 10; 11 - 1/1-0

 

 

Продолжение таблицы 4.16

 

Тип Класс напряжения, кВ Номинальные напряжения обмоток Номинальная мощность, ВА, в классе точности Схема соединений  
первичной, кВ вторичной, В допол. вторичной, В 0,2 0,5        
ЗНОМ - 15 6/ ; 10,5/ ; 13,8/ ; 15,75/ 100/ 100/3 - 1/1/1-0-0
ЗНОМ - 20 18/ ; 20/ 100/ 100/3 - 1/1/1-0-0
ЗНОМ - 24 24/ 100/ 100/3 - 1/1/1-0-0
ЗНОМ - 35 35/ 100/ 100/3 - 1/1/1-0-0
ЗНОМ - 110 110/ 100/ - 1/1/1-0-0
ЗНОЛ.06 - 6 6/ ; 6,3/ ; 6,6/ ; 6,9/ 100/ 100/3 (100) 1/1/1-0-0
ЗНОЛ.06-10 10/ ; 11/ 100/ 100/3 (100) 1/1/1-0-0
ЗНОЛ.06-15 13,8/ ; 15,75/ 100/ 100/3 (100) 1/1/1-0-0
ЗНОЛ.06-20 18/ ; 20/ 100/ 100/3 (100) 1/1/1-0-0
ЗНОЛ.06-24 24/ 100/ 100/3 (100) 1/1/1-0-0
НТМК-6 3; 6 - - Y/Y0-0
НТМК-10 - - Y/Y0-0
НТМИ-6 3; 6 100/3 - Y0/Y0/ٮ-0
НАМИ-10 6; 10        
НТМИ-10 100/3 - Y0/Y0/ٮ-0
НТМИ-18 13,8; 15,75; 18 100/3 - Y0/Y0/ٮ-0
НАМИ-35 35/          
НАМИ-110 110/ 100/ 1/1/1/1-0-0
НКФ-110 110/ 100/ 100/ (100) - 1/1/1-0-0
НКФ-220 220/ 100/ - 1/1/1-0-0
НАМИ-220 220/ 100/ 1/1/1/1-0-0
НКФ-330 330/ 100/ - 1/1/1-0-0
НАМИ-330 330/ 100/ 1/1/1/1-0-0
НКФ-500 500/ 100/ 1/1/1/1-0-0

Продолжение таблицы 4.16



 

 

Таблица 4.17

cyberpedia.su

Условия выбора измерительных трансформаторов напряжения

    Трансформаторы напряжения выбираются:
  • по напряжению установки Uном ≥ Uсет. ном;
  • конструкции и схеме соединения обмоток;
  • классу точности;
  • вторичной нагрузке Sном ≥ S2∑,
    где Sном — номинальная мощность в выбранном классе точности, при этом следует иметь в ввиду, что для однофазных трансформаторов, соединенных в звезду, следует взять суммарную мощность всех трех фаз, а для соединенных по схеме открытого треугольника — удвоенную мощность одного трансформатора; S2∑ — нагрузка всех измерительных приборов и реле, присоединенных к трансформатору напряжения, В-А.

Для упрощения расчетов нагрузку приборов можно не разделять по фазам, тогда

;

Если вторичная нагрузка превышает номинальную мощность в выбранном классе точности, то устанавливают второй трансформатор напряжения и часть приборов присоединяют к нему.

Сечение проводов в цепях трансформаторов напряжения определяется по допустимой потере напряжения. Согласно ПУЭ потеря напряжения от трансформаторов напряжения до расчетных счетчиков должна быть не более 0,5%, а до щитовых измерительных приборов — не более 1,5% при нормальной нагрузке.

Для упрощения расчетов при учебном проектировании можно принимать сечение проводов по условию механической прочности 1,5 мм² для медных и 2,5 мм² для алюминиевых жил.

Источник: Л. Д. Рожкова, Л. К. Карнеева, Т. В. Чиркова. Электрооборудование электрических станций и подстанций

electrichelp.ru

Измерительные трансформаторы напряжения. Устройство и работа

Измерительные трансформаторы напряжения предназначены для возможности измерения высокого напряжения электроустановок переменного тока путем снижения этого напряжения для подачи на защитные реле, приборы измерения и системы автоматики.

При отсутствии измерительных трансформаторов понадобилось бы применять приборы и реле с большими габаритными размерами, так как необходима надежная изоляция от высокого напряжения, которая увеличивает размеры устройств. Изготовить такое оборудование практически невозможно, так как напряжения линий могут достигать величины 110 киловольт.

Измерительные трансформаторы для замера напряжения дают возможность применять стандартные обычные приборы для измерений электрических параметров, при этом увеличивая их диапазон измерения. Защитные реле, подключаемые через эти трансформаторы, могут применяться обычного исполнения.

Гальваническая развязка, которую обеспечивают трансформаторы путем отделения измерительной цепи от высокого напряжения, позволяет создать необходимый уровень безопасности обслуживающего персонала.

Такие трансформаторы нашли свою популярность в устройствах высокого напряжения. От их качественного функционирования зависит степень точности учета расхода электрической энергии и электрических измерений, а также автоматических аварийных систем и защитных реле.

Устройство и работа

Измерительные трансформаторы устроены аналогично понижающим силовым трансформаторам, и состоят из металлического сердечника, выполненного из электротехнической листовой стали, первичной и вторичной обмоток. Трансформаторы могут оснащаться несколькими вторичными обмотками, в зависимости от конструкции и предъявляемых требований к трансформатору.

К первичной обмотке подключается высокое напряжение, а с вторичной обмотки снимается напряжение измерительными устройствами. Коэффициент трансформации такого устройства равен отношению первичного высокого напряжения к номинальному значению вторичного напряжения.

Если бы трансформатор функционировал абсолютно без потерь и с абсолютной точностью, то оба напряжения на обеих обмотках совпадали бы по фазе, и коэффициент трансформации был бы равен единице. Однако на практике коэффициент трансформации всегда меньше единицы, так как всегда имеются некоторые потери энергии при работе трансформатора.

Погрешность измерительного трансформатора зависит от:
  • Величины вторичной нагрузки.
  • Магнитной проницаемости сердечника.
  • Устройства магнитопровода.

Существуют методы снижения погрешности по напряжению путем снижения числа витков первичной обмотки, добавления различных компенсирующих обмоток.

Число витков первичной обмотки намного больше, чем вторичной. Измеряемое напряжение подается на первичную обмотку, к вторичной обмотке подключают различные измерительные приборы: вольтметры, ваттметры, фазометры и т.д.

Трансформаторы напряжения эксплуатируются в режимах, подобных холостому ходу. Это объясняется тем, что подключенный к вторичной обмотке прибор, например, вольтметр, обладает большим сопротивлением, и ток, протекающий по этой обмотке, очень незначителен.

Особенности подключения

Трансформаторы могут устанавливаться как на шинах подстанции, так и на каждом отдельном объекте. Перед электрическим монтажом необходимо осмотреть трансформатор на предмет необходимого уровня масла для масляных моделей, исправности армированных швов, целостности изоляции.

При проведении монтажа обе обмотки трансформатора должны быть завернуты в изоляцию, так как случайное касание выводов вторичной обмотки с проводами, находящимися под напряжением, может привести к возникновению на первичной обмотке опасного для жизни напряжения.

Для безопасности вторичную обмотку перед подключением заземляют. Это предотвращает возможность попадания высокого напряжения в цепи низкого напряжения при возможном пробивании изоляции.

Необходимо учитывать, что если к вторичной цепи подключить слишком много измерительных и других приборов, то величина тока вторичной цепи значительно увеличится, так же как и погрешность измерения. Вследствие этого необходимо следить, чтобы общая мощность присоединенных приборов не превзошла наибольший допустимый предел мощности, определенный инструкцией или паспортом трансформатора.

При превышении общей мощности допустимой величины целесообразно подключить дополнительный трансформатор, и переключить на него несколько приборов от первого трансформатора.

Трансформаторы должны иметь защиту от короткого замыкания, в противном случае при коротком замыкании обмотки перегреются, и изоляция будет повреждена. Для этого в цепях всех незаземленных проводников подключают электрические автоматы, а также рубильники (для образования видимого разрыва цепи при ее отключении). Первичную обмотку трансформатора чаще всего защищают путем установки предохранителей.

Разновидности

Измерительные трансформаторы классифицируются по нескольким признакам и параметрам. Рассмотрим основные из таких признаков и параметров.

По числу фаз:
  • Однофазные.
  • Трехфазные.
По количеству обмоток:
  • Трехобмоточные.
  • Двухобмоточные.
По методу охлаждения:
  • С воздушным охлаждением (сухие).
  • С масляным охлаждением.
По месту монтажа:
  • Внутренние (для монтажа внутри помещений).
  • Внешние (для установки снаружи помещений).
  • Для распределительных устройств.
По классам точности: 0,2; 0,5; 1; 3.
Измерительные трансформаторы с несколькими обмотками

К таким трансформаторам есть возможность подключения сигнализирующих устройств, которые подают сигнал о замыкании цепи с изолированной нейтралью, а также защитных устройств, защищающих от замыканий в цепи с заземленной нейтралью.

На рисунке «а» изображена схема с 2-мя вторичными обмотками. На рисунке «б» показана схема 3-х трехфазных трансформаторов. В них первичные и основные вторичные обмотки соединены по схеме звезды, а нейтральный проводник соединен с землей. На приборы измерения могут подключаться три фазы и ноль от основных вторичных обмоток. Вспомогательные вторичные обмотки соединены «треугольником». От этих обмоток поступает сумма напряжений фаз на дополнительные устройства: сигнальные, защитные и другие.

Основные схемы подключения

Наиболее простая схема с применением однофазного трансформатора изображена на рисунке 4 «а». Она используется в панелях запуска электродвигателей, на пунктах переключения напряжением до 10 киловольт, для подключения реле напряжения и вольтметра.

Схема по рисунку 4 «б» используется для неразветвленных цепей в электроустановках от 0,4 до 10 киловольт. Это дает возможность установить заземление вторичных цепей возле трансформаторов.

Во вторичной цепи, изображенной на рисунке 4 «в», подключен двухполюсный автомат вместо предохранителей. При срабатывании автомата его контакт замкнет сигнальную цепь «обрыв цепи». Вторичные обмотки заземлены в фазе В на щите. Рубильником можно выключить вторичную цепь, и обеспечить при этом видимый разрыв. Такая схема используется в электроустановках от 6 до 35 киловольт при разветвленных вторичных цепях.

На рисунке 4 «г» измерительные трансформаторы подключены схемой «треугольник-звезда». Это позволяет создать вторичное напряжение, необходимое для приборов автоматической регулировки возбуждения компенсаторов. Для надежности функционирования этих приборов предохранители во вторичных цепях не подключают.

Похожие темы:

electrosam.ru

Моделирование в электроэнергетике - Измерительные трансформаторы напряжения (электромагнитные). Погрешности измерительных трансформаторов напряжения.

Измерительные трансформаторы напряжения (электромагнитные). Погрешности измерительных трансформаторов напряжения.

 

Измерительный трансформатор напряжения (measuring voltage transformer) – это трансформатор, который предназначен для преобразования значения первичного напряжения во вторичное напряжение, которое используется для осуществления измерений в измерительных приборах, устройствах релейной защиты и автоматики.

Первичная обмотка измерительного трансформатора напряжения, имеющая очень большое число витков (несколько тысяч) тонкого провода, включается непосредственно в сеть высокого напряжения, а вторичная обмотка, имеющая меньшее количество витков (несколько сотен), подключаются параллельно к устройствам релейной защиты и автоматики, а также к измерительным приборам. Следует отметить, что вторичная обмотка трансформатора напряжения работает в режиме близком к холостому ходу.

В качестве нормированной величины номинального напряжения в первичной цепи принимаются следующие значения:

6 кВ; 10 кВ; 15 кВ; 20 кВ; 24 кВ; 27 кВ; 35 кВ;

110 кВ; 150 кВ; 220 кВ; 330 кВ; 500 кВ; 750 кВ; 1150 кВ;

В качестве нормированной величины номинального напряжения во вторичной цепи принимаются следующие значения:

100 В и 100/√3 В.

 

Трансформатор напряжения выполняют с двумя и более группами вторичных обмоток. Любая обмотка измерительного трансформатора напряжения характеризуется следующим набором параметром:

xx1 yy2

xx1 - номинальная вторичная нагрузка, которая обычно выражается в вольтамперах (VA).  Нормированные величины вторичной нагрузки являются следующие значения: 10; 15; 25; 30; 50; 75; 100; 150; 200; 300; 400; 500; 600; 800; 1000; 1200 (В А). Данная номинальная нагрузка указывает максимальную нагрузку, которую может питать трансформатор напряжения в гарантированном классе точности.

yy2 – класс точности трансформатора тока, который характеризует величину максимальной полной погрешности (в процентах) при полной загрузки вторичной обмотки.

Нормированные классы точности обмоток измерительных трансформаторов напряжения используемых в целях релейной защиты и автоматики: 3Р и 6Р, что означает возможность возникновения 3% и 6% погрешности при полной загрузки вторичной обмотки.

Нормированные классы точности обмоток измерительных трансформаторов напряжения используемых для измерительных целей: 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 3,0. Данные обмотки измерительных трансформаторов напряжения обеспечивают высокую точность измерений во всем диапазоне измерений первичного напряжения.

Правильный выбор измерительного трансформатора напряжения во многом определяет точность учета потребляемой электроэнергии, предполагает соответствие их параметров и технических характеристик условиям эксплуатации. Так, например, маркировка обмоток измерительных трансформаторов напряжения "200VA 6Р" обозначает, что полная погрешность измерения составит 6% при условии, что загрузка по вторичным цепям соответствует номинальной мощности 200 ВА.

По конструкции различают трехфазные и однофазные трансформаторы. Трехфазные трансформаторы напряжения применяются при напряжении до 18 кВ, однофазные — на любые классы напряжения. Начало и конец первичных и вторичных обмоток ТН Н (н) и К (k) обозначаются изготовителями так же, как и у силовых трансформаторов: у первичной обмотки буквами А и Xу вторичной соответственно а и х. При включении однофазных трансформаторов напряжения на фазные напряжения начала первичных обмоток присоединяются к фазам, а концы собираются в нулевую точку.

Рис.1. Схема соединения трех однофазных трансформаторов напряжения с двумя вторичными обмотками

Вторичные обмотки трансформаторов напряжения подлежат обязательному заземлению независимо от схемы их соединений. Это заземление является защитным — обеспечивающим безопасность персонала при попадании высокого напряжения во вторичные цепи. Обычно заземляется нулевая точка звезды или один из фазных проводов.

Первичные обмотки трансформаторов напряжения до 35 кВ подключаются к сети через предохранители высокого напряжения и ограничивающие сопротивления. Назначением этих предохранителей является быстрое отключение от сети поврежденного трансформатора напряжения. Для защиты обмоток трансформатора напряжения от длительного прохождения тока к. з. при повреждениях во вторичных цепях устанавливаются предохранители низкого напряжения или автоматы.

Рассмотрим схему замещения приведенного трансформатора напряжения (см. рис. 2). По принципу действия и конструктивному выполнению трансформатор напряжения аналогичен обычному силовому трансформатору. Под воздействием напряжения сети по первичной обмотке проходит ток, который создает в сердечнике переменный магнитный поток Ф. Магнитный поток, проходя через витки первичной и вторичной обмотки, индуктирует в ней э.д.с. В режиме холостого хода трансформатора напряжения (разомкнутая вторичная обмотка) наводимая ЭДС во вторичной обмотке соответствует напряжению на ее зажимах U2XX.

Рис.2.  Схема замещения трансформатора напряжения

В случае если к вторичной обмотке трансформатора напряжения подключена нагрузка в виде устройств релейной защиты или и измерительных приборов, то напряжение на ее зажимах будет меньше э.д.с. на величину падения напряжения в сопротивлении вторичной обмотки.

В общем случае напряжение на первичной и вторичной обмотке связаны между собой следующим соотношением:

Падение напряжения определяется следующим образом:

Падение напряжения в обмотках трансформатора напряжения  обусловливает появление погрешности, искажающей значение и фазу у напряжения вторичной обмотки по сравнению с расчетным напряжением.

Построение векторной диаграммы токов и напряжения трансформатора начинаем с построения результирующего магнитного потока Ф, который наводит в первичной и вторичной обмотке ЭДС  и . Результирующий магнитный поток Ф отстает от намагничивающего тока на угол γ, что объясняется потерями в стали от вихревых токов и перемагничивания сердечника.  Под действием ЭДС во вторичной цепи протекает ток , который отстает от вектора  на угол α, определяемый соотношением активной и реактивной составляющих сопротивлений  и .

Приведённый первичный ток определяется из геометрической суммы двух векторов: тока и тока . Далее на векторной диаграмме построим вектор напряжения вторичной обмотки , как геометрическую разность вектора ЭДС и вектора . Аналогично построим на векторной диаграмме вектор приведённого первичного напряжения , как геометрическую сумму векторов ЭДС  и вектора .

Рис.3. Векторная диаграмма токов и напряжения трансформатора напряжения

Векторная диаграмма показывает, что вторичное напряжение отличается от приведённого первичного напряжения как по величине (абсолютному значению) , так и по фазе . Это отличие обусловлено наличием тока намагничивания и током во вторичной обмотке. Рост погрешности ведет к неправильным измерениям в устройствах релейной защиты и автоматики, что может стать причиной излишнего срабатывания, либо причиной отказа в срабатывании устройства релейной защиты и автоматики.

Пределы погрешности трансформаторов напряжения в зависимости от класса точности представлены в таблице.

Табл.1. Пределы погрешностей трансформатора напряжения

Класс точности Первичное напряжение, % номинального значения Предел допускаемой погрешности Значение нагрузки, % номинального значения
напряжения, % угловой
  80 - 120 ±0,1 ±5' ±0,15 срад 25 ÷ 100
0,2 ±0,2 ±10' ±0,3 срад
0,5 ±0,5 ±20' ±0,6 срад
1,0 ±1,0 ±40' ±1,2 срад
3,0 ±3,0 Не нормируют
20 ÷ 120 ±3,0 ±120' ±3,5 срад 25 ÷ 100
±6,0 ±240' ±7,0 срад

Примечание:

Класс точности 0,2 – точные лабораторные приборы для измерения;

Класс точности 0,5 – приборы учета электроэнергии;

Класс точности 3Р и 6Р – для целей релейной защиты и автоматики.

        Основные виды погрешностей в измерительных трансформаторах напряжения

К трансформаторам напряжения предъявляются высокие требования по точности, однако любой трансформатор напряжения имеет погрешность измерения. Погрешность трансформатора напряжения — это разница между величиной вторичного и первичного напряжения приведённого ко вторичной цепи.

В измерительных трансформаторах напряжения различа­ют два вида погрешностей:

• относительная погрешность напряжения - характеризует отклонение действительного коэффициента трансформации от номинального. Если пренебречь углом δ (так как он мал), то разницу в величинах напряжений можно определять как арифметическую разность между приведенным к первичной цепи действительным вторичным напряжением и действительным первичным напряжением, которая выражена в процентах от действительного первичного напряжения 

• угловая погрешность - характеризует угол сдвига вторичного напряжения относительно первичного. Данная вид погрешности влияет на результаты измерений, выполненных с помощью ваттметров, счетчиков, фазометров и прочих приборов, показания которых зависят не только от силы тока и напряжения, но и от угла сдвига фаз между ними. Угловая погрешность считается положительной, если вектор вторичного напряжения опережает вектор первичного напряжения.

Следует отметить, что один и тот же трансформатор напряжения в зависимости от нагрузки, подключенной к его вторичной обмотке, может работать с различным классом точности и переходить из одного класса в другой при изменении нагрузки относительно его номинальной мощности. Поэтому в каталогах и паспортах на трансформаторы напряжения указываются два значения мощности: номинальная мощность в вольт-амперах, с которой трансформатор напряжения может работать в гарантированном классе точности, и предельная мощность, с которой трансформатор напряжения может работать с допустимым нагревом обмоток.

Так же следует обратить внимание, что кроме рассмотренных выше основных погрешностей, возникающих при трансформации первичного напряжения на вторичную сторону, на работу релейной защиты и точность измерений влияют также дополнительные погрешности от падения напряжения в цепях напряжения от трансформатора напряжения до места установки панелей защиты или измерений. Поэтому согласно требованиям ПУЭ сечение жил кабелей должно выбираться так, чтобы падение напряжения в указанных цепях не превышало: 3% для релейной защиты, 1,5% для щитовых измерительных приборов и 0,5% и для счетчиков.

 Способы уменьшения погрешности трансформатора напряжения

Для уменьшения погрешности магнитопровод трансформатора напряжения выполняют из высококачественной стали достаточно большого поперечного сечения (чтобы в рабочем режиме он не был насыщен), таким образом уменьшается индукция в магнитопроводе и снижается магнитное сопротивление.

Другим мероприятием по уменьшению погрешности является уменьшение плотности тока и сопротивления обмоток трансформатора напряжения.

 

Для того, чтобы добавить Ваш комментарий к статье, пожалуйста, зарегистрируйтесь на сайте.

simenergy.ru

устройство, классификация, принцип работы, видео

Трансформатор напряжения – это один из видов трансформаторов, который еще называют измерительным, предназначеннный для отделения первичных цепей высокого и сверх высокого напряжений и цепей измерений, РЗ и А. Также их используют для понижения высоких напряжений (110, 10 и 6 кВ) до стандартных нормируемых величин напряжений вторичных обмоток – 100 либо 100/√3.

Помимо этого, применение трансформаторов напряжение в электроустановках позволяет изолировать маломощные низковольтные измерительные приборы и устройства, что удешевляет стоимость и позволяет использовать более простое оборудование, а также обеспечивает безопасность обслуживания электроустановок.

Трансформаторы напряжения нашли широкое применение в силовых электроустановках высокого напряжения

От точности их работы зависит правильность коммерческого учета электроэнергии, селективность действия устройств РЗ и противоаварийной автоматики, также они служат для синхронизации и питания автоматики релейной защиты ЛЭП от коротких замыканий, и др.

  1. силовых трансформаторов. Он состоит из обмоток: первичной и одной либо нескольких вторичных и стального сердечника, набранного листами электротехнической стали. Первичная обмотка имеет большее количество витков, в сравнении со вторичной. На первичную — подается напряжение, которое требуется измерить, а ко вторичным — подключаются ваттметр и пр. измерительные аппараты. Поскольку ваттметр имеет значительное сопротивление, то по вторичной принято считать, что протекает малый ток. Поэтому полагают, что измерительный трансформатор напряжения функционирует в режимах близких к холостому ходу. Такие трансформаторы оснащают разъемами для подключения: первичная обмотка присоединяется к цепям силового напряжения, а ко вторичной могут подключены — реле, обмотки вольтметра или ваттметра и пр. приборы. Принцип действия у них аналогичен силовому трансформатору: трансформирование напряжения в измерительном трансформаторе производится переменным магнитным полем. Интересное видео о работе и принципе устройста трансформаторов тока смотрите ниже: Потери намагничивания обуславливают некоторую погрешность в классах точности. Погрешность определяется: конструкцией магнитопровода; проницаемостью стали; коэффициентом мощности, т.е. зависит от вторичной нагрузки. Конструкцией предусматривается компенсация погрешности по напряжению благодаря уменьшению количества витков первичной обмотки, устранению угловой погрешности с помощью компенсирующих обмоток. Простейшая схема включения трансформатора напряжения Классификация трансформаторов напряжения Трансформаторы напряжения принято разделять по следующим признакам: По количеству фаз: однофазные; трехфазные. По числу обмоток: 2-х-обмоточные; 3-х-обмоточные. По способу действия системы охлаждения: электрические устройства с масляным охлаждением; электрические устройства с воздушной системой охлаждения ( с литой изоляцией либо сухие). По способу установки и размещения: для наружной установки; для внутренней; для комплектных РУ. По классу точности: по нормируемым величинам погрешностей. Виды трансформаторов напряжения Рассмотрим несколько трансфомраторов напряжения разных производителей: Трансформатор напряжения ЗНОЛ-НТЗ-35-IV-11 Производиель — Невский трансформаторный завод «Волхов». Назначение и область применение ЗНОЛ-НТЗ Трансформаторы предназначены для наружной установки в открытых распределительных устройствах (ОРУ). Трансформаторы обеспечивают передачу сигнала измерительной информации измерительным приборам и устройствам защиты и управления, предназначены для использования в цепях коммерческого учета электроэнергии в электрических установках переменного тока на класс напряжения 35 кВ. Трансформаторы выполнены в виде опорной конструкции. Корпус трансформаторов выполнен из компаунда на основе гидрофобной циклоалифатической смолы «Huntsman», который одновременно является основной изоляцией и обеспечивает защиту обмоток от механических и климатических воздействий.Рабочее положение трансформаторов в пространстве — вертикальное, высоковольтными выводами вверх. Рисунок — Габаритные размеры трансформатора Рисунок — схемы подключения обмоток трансформаторов Характеристики: Класс напряжения по ГОСТ 1516.3, кВ — 27 35 27 Наибольшее рабочее напряжение, кВ — 30 40,5 40,5 Номинальное напряжение первичной обмотки, кВ — 15,6 20,2 27,5 Номинальное напряжение основной вторичной обмотки, В — 57,7 100 Номинальное напряжение дополнительной вторичной обмотки, В — 100/3, 100 127 Номинальные классы точности основной вторичной обмотки — 0,2; 0,5; 1; 3 Ещё одно интересное видео о работе трансформаторов тока: Трехфазная антирезонансная группа трансформаторов напряжения 3хЗНОЛПМ(И) Производитель «Свердловский завод трансформаторов тока» Назначение 3хЗНОЛПМ(И) Трансформаторы предназначены для установки в комплектные устройства (КРУ), токопроводы и служат для питания цепей измерения, защиты, автоматики, сигнализации и управления в электрических установках переменного тока частоты 50 или 60 Гц в сетях с изолированной нейтралью. Трансформаторы изготавливаются в климатическом исполнении «УХЛ» категории размещения 2 по ГОСТ 15150. Рабочее положение — любое. Расположение первичного вывода возможно как с лицевой так и с тыльной стороны трансформатора. Трехфазная группа может комплектоваться в 4-ех вариантах: из трех трансформаторов ЗНОЛПМ — 3хЗНОЛПМ-6 и 3хЗНОЛПМ-10; из трех трансформаторов ЗНОЛПМИ — 3хЗНОЛПМИ-6 и 3хЗНОЛПМИ-10; из одного трансформатора ЗНОЛПМ (устанавливается по середине) и двух трансформаторов ЗНОЛПМИ (устанавливаются по краям) — 3хЗНОЛПМ(1)-6 и 3хЗНОЛПМ(1)-10; из двух трансформаторов ЗНОЛПМ (устанавливаются по краям) и одного трансформатора ЗНОЛПМИ (устанавливается по середине) — 3хЗНОЛПМ(2)-6 и 3хЗНОЛПМ(2)-10. Для повышения устойчивости к феррорезонансу и воздействию перемежающейся дуги в дополниетльные обмотки, соединенные в разомкнутый треугольник, используемые для контроля изоляции сети, рекомендуется включать резистор сопротивлением 25 Ом, рассчитанный на длительное протекание тока 4А. Внимание! При заказе трансформаторов напряжения для АИСКУЭ обязательно заполнение опросного листа. Гарантийный срок эксплуатации — 5 (пять) лет со дня ввода трансформатора в эксплуатацию, но не более 5,5 лет с момента отгрузки с завода-изготовителя. Срок службы — 30 лет. НАМИТ-10-2 Производитель ОАО «Самарский Трансформатор» Назначение и область применения Трансформатор напряжения НАМИТ-10-2 УХЛ2 трехфазный масляный антирезонансный является масштабным преобразователем и предназначен для выработки сигнала измерительной информации для измерительных приборов в цепях учёта, защиты и сигнализации в сетях 6 и 10 кВ переменного тока промышленной частоты с изолированной нейтралью или заземлённой через дугогасящий реактор. Трансформатор устанавливается в шкафах КРУ(Н) и в закрытых РУ промышленных предприятий Технические параметры трансформатора напряжения НАМИТ-10-2 Номинальное напряжение первичной обмотки, кВ — 6 или 10 Наибольшее рабочее напряжение, кВ — 7,2 или 12 Номинальное напряжение основной вторичной обмотки (между фазами), В — 100 (110) Ннапряжение дополнительной вторичной обмотки (аД — хД), не более, В — 3 Класс точности основной вторичной обмотки — 0,2/0,5 Рисунок — Габаритные размеры и схема подключения
  2. Классификация трансформаторов напряжения
  3. Виды трансформаторов напряжения
  4. Трансформатор напряжения ЗНОЛ-НТЗ-35-IV-11
  5. Назначение и область применение ЗНОЛ-НТЗ
  6. Трехфазная антирезонансная группа трансформаторов напряжения 3хЗНОЛПМ(И)
  7. Назначение 3хЗНОЛПМ(И)
  8. НАМИТ-10-2
  9. Назначение и область применения
  10. Технические параметры трансформатора напряжения НАМИТ-10-2

силовых трансформаторов. Он состоит из обмоток: первичной и одной либо нескольких вторичных и стального сердечника, набранного листами электротехнической стали. Первичная обмотка имеет большее количество витков, в сравнении со вторичной. На первичную — подается напряжение, которое требуется измерить, а ко вторичным — подключаются ваттметр и пр. измерительные аппараты. Поскольку ваттметр имеет значительное сопротивление, то по вторичной принято считать, что протекает малый ток. Поэтому полагают, что измерительный трансформатор напряжения функционирует в режимах близких к холостому ходу.

Такие трансформаторы оснащают разъемами для подключения: первичная обмотка присоединяется к цепям силового напряжения, а ко вторичной могут подключены — реле, обмотки вольтметра или ваттметра и пр. приборы. Принцип действия у них аналогичен силовому трансформатору: трансформирование напряжения в измерительном трансформаторе производится переменным магнитным полем.

Интересное видео о работе и принципе устройста трансформаторов тока смотрите ниже:

Потери намагничивания обуславливают некоторую погрешность в классах точности.

Погрешность определяется:

Конструкцией предусматривается компенсация погрешности по напряжению благодаря уменьшению количества витков первичной обмотки, устранению угловой погрешности с помощью компенсирующих обмоток. Простейшая схема включения трансформатора напряжения

Классификация трансформаторов напряжения

Трансформаторы напряжения принято разделять по следующим признакам:

  1. По количеству фаз:
    • однофазные;
    • трехфазные.
  2. По числу обмоток:
    • 2-х-обмоточные;
    • 3-х-обмоточные.
  3. По способу действия системы охлаждения:
    • электрические устройства с масляным охлаждением;
    • электрические устройства с воздушной системой охлаждения ( с литой изоляцией либо сухие).
  4. По способу установки и размещения:
    • для наружной установки;
    • для внутренней;
    • для комплектных РУ.
  5. По классу точности: по нормируемым величинам погрешностей.

Виды трансформаторов напряжения

Рассмотрим несколько трансфомраторов напряжения разных производителей:

Трансформатор напряжения ЗНОЛ-НТЗ-35-IV-11

Производиель — Невский трансформаторный завод «Волхов».

Назначение и область применение ЗНОЛ-НТЗ

Трансформаторы предназначены для наружной установки в открытых распределительных устройствах (ОРУ). Трансформаторы обеспечивают передачу сигнала измерительной информации измерительным приборам и устройствам защиты и управления, предназначены для использования в цепях коммерческого учета электроэнергии в электрических установках переменного тока на класс напряжения 35 кВ. Трансформаторы выполнены в виде опорной конструкции.

Корпус трансформаторов выполнен из компаунда на основе гидрофобной циклоалифатической смолы «Huntsman», который одновременно является основной изоляцией и обеспечивает защиту обмоток от механических и климатических воздействий.Рабочее положение трансформаторов в пространстве — вертикальное, высоковольтными выводами вверх.

Рисунок — Габаритные размеры трансформатора

Рисунок — схемы подключения обмоток трансформаторов

Характеристики:

  1. Класс напряжения по ГОСТ 1516.3, кВ — 27 35 27
  2. Наибольшее рабочее напряжение, кВ — 30 40,5 40,5
  3. Номинальное напряжение первичной обмотки, кВ — 15,6 20,2 27,5
  4. Номинальное напряжение основной вторичной обмотки, В — 57,7 100
  5. Номинальное напряжение дополнительной вторичной обмотки, В — 100/3, 100 127
  6. Номинальные классы точности основной вторичной обмотки — 0,2; 0,5; 1; 3

Ещё одно интересное видео о работе трансформаторов тока:


Трехфазная антирезонансная группа трансформаторов напряжения 3хЗНОЛПМ(И)

Производитель «Свердловский завод трансформаторов тока»

Назначение 3хЗНОЛПМ(И)

Трансформаторы предназначены для установки в комплектные устройства (КРУ), токопроводы и служат для питания цепей измерения, защиты, автоматики, сигнализации и управления в электрических установках переменного тока частоты 50 или 60 Гц в сетях с изолированной нейтралью.

Трансформаторы изготавливаются в климатическом исполнении «УХЛ» категории размещения 2 по ГОСТ 15150.

Рабочее положение — любое.

Расположение первичного вывода возможно как с лицевой так и с тыльной стороны трансформатора.

Трехфазная группа может комплектоваться в 4-ех вариантах:

  • из трех трансформаторов ЗНОЛПМ — 3хЗНОЛПМ-6 и 3хЗНОЛПМ-10;
  • из трех трансформаторов ЗНОЛПМИ — 3хЗНОЛПМИ-6 и 3хЗНОЛПМИ-10;
  • из одного трансформатора ЗНОЛПМ (устанавливается по середине) и двух трансформаторов ЗНОЛПМИ (устанавливаются по краям) — 3хЗНОЛПМ(1)-6 и 3хЗНОЛПМ(1)-10;
  • из двух трансформаторов ЗНОЛПМ (устанавливаются по краям) и одного трансформатора ЗНОЛПМИ (устанавливается по середине) — 3хЗНОЛПМ(2)-6 и 3хЗНОЛПМ(2)-10.

Для повышения устойчивости к феррорезонансу и воздействию перемежающейся дуги в дополниетльные обмотки, соединенные в разомкнутый треугольник, используемые для контроля изоляции сети, рекомендуется включать резистор сопротивлением 25 Ом, рассчитанный на длительное протекание тока 4А.

Внимание! При заказе трансформаторов напряжения для АИСКУЭ обязательно заполнение опросного листа.

Гарантийный срок эксплуатации — 5 (пять) лет со дня ввода трансформатора в эксплуатацию, но не более 5,5 лет с момента отгрузки с завода-изготовителя.

Срок службы — 30 лет.


НАМИТ-10-2

Производитель ОАО «Самарский Трансформатор»

Назначение и область применения

Трансформатор напряжения НАМИТ-10-2 УХЛ2 трехфазный масляный антирезонансный является масштабным преобразователем и предназначен для выработки сигнала измерительной информации для измерительных приборов в цепях учёта, защиты и сигнализации в сетях 6 и 10 кВ переменного тока промышленной частоты с изолированной нейтралью или заземлённой через дугогасящий реактор. Трансформатор устанавливается в шкафах КРУ(Н) и в закрытых РУ промышленных предприятий

Технические параметры трансформатора напряжения НАМИТ-10-2
  1. Номинальное напряжение первичной обмотки, кВ — 6 или 10
  2. Наибольшее рабочее напряжение, кВ — 7,2 или 12
  3. Номинальное напряжение основной вторичной обмотки (между фазами), В — 100 (110)
  4. Ннапряжение дополнительной вторичной обмотки (аД — хД), не более, В — 3
  5. Класс точности основной вторичной обмотки — 0,2/0,5

Рисунок — Габаритные размеры и схема подключения

pue8.ru

Трансформатор напряжения — Википедия

Антирезонансный трансформатор напряжения

Трансформа́тор напряже́ния — одна из разновидностей трансформатора, предназначенная не для преобразования электрической мощности для питания различных устройств, а для гальванической развязки цепей высокого напряжения (6 кВ и выше) от низкого (обычно 100 В) напряжения вторичных обмоток.

Используется в измерительных цепях, преобразуя высокое напряжение линий электропередач генераторов в удобное для измерения низковольтное напряжение.

Кроме того, применение трансформатора напряжения позволяет изолировать низковольтные измерительные цепи защиты, измерения и управления от высокого напряжения, что, в свою очередь, позволяет использовать более дешёвое оборудование в низковольтных сетях и удешевляет их изоляцию.

Так как трансформатор напряжения не предназначен для передачи через него мощности, основной режим работы трансформатора напряжения — режим холостого хода.

Измерительный трансформатор напряжения по принципу выполнения мало отличается от силового понижающего трансформатора. Он состоит из стального сердечника, набранного из пластин листовой электротехнической стали, первичной обмотки и одной или двух вторичных обмоток. В результате изготовления должен быть достигнут необходимый класс точности: по амплитуде и углу. Трехфазные трансформаторы напряжения с выведенными нулевыми выводами выполняются на пятистержневом магнитопроводе, чтобы при коротком замыкании на стороне высокого напряжения суммарный магнитный поток замыкался по стали сердечника (при замыкании по воздуху возникает большой ток, приводящий к перегреву трансформатора). Трёхфазные трансформаторы с трёхстрежневым магнитопроводом исходя из вышеуказанных причин не имеют внешних нулевых выводов и не применяются для регистрации «замыканий на землю». Чем меньше нагружена вторичная обмотка трансформатора напряжения (то есть чем ближе режим к режиму холостого хода либо, другими словами, чем больше сопротивление цепи вторичной обмотки), тем фактический коэффициент трансформации Кт ближе к номинальному значению. Это особенно важно при подключении ко вторичной цепи измерительных приборов, так как коэффициент трансформации влияет на точность измерений. В зависимости от нагрузки один и тот же трансформатор напряжения может работать в разных классах точности: 0,5; 1; 3.

  • Заземляемый трансформатор напряжения — однофазный трансформатор напряжения, один конец первичной обмотки которого должен быть наглухо заземлён, или трёхфазный трансформатор напряжения, нейтраль первичной обмотки которого должна быть наглухо заземлена (трансформатор с ослабленной изоляцией одного из выводов — однофазный ТН типа ЗНОМ или трёхфазные ТН типа НТМИ и НАМИ).
  • Незаземляемый трансформатор напряжения — трансформатор напряжения, у которого все части первичной обмотки, включая зажимы, изолированы от земли до уровня, соответствующего классу напряжения.
  • Каскадный трансформатор напряжения — трансформатор напряжения, первичная обмотка которого разделена на несколько последовательно соединённых секций, передача мощности от которых к вторичным обмоткам осуществляется при помощи связующих и выравнивающих обмоток.
  • Ёмкостный трансформатор напряжения — трансформатор напряжения, содержащий ёмкостный делитель.
  • Двухобмоточный трансформатор — трансформатор напряжения, имеющий одну вторичную обмотку напряжения.
  • Трёхобмоточный трансформатор напряжения — трансформатор напряжения, имеющий две вторичные обмотки: основную и дополнительную.

При наличии нескольких вторичных обмоток в трехфазной системе основные соединяются «в звезду», образуя выходы фазных напряжений a, b, c и общую нулевую точку о, которая обязательно должна заземляться для предотвращения последствий пробоя изоляции со стороны первичной обмотки (на практике чаще всего заземляется фаза «b» обмотки НН трансформатора напряжения). Дополнительные обмотки обычно соединяются по схеме «разомкнутый треугольник» с целью контроля напряжения нулевой последовательности. В нормальном режиме это напряжение находится в пределах 1-3 В за счет погрешности обмоток, резко возрастая при аварийных ситуациях в цепях высокого напряжения, что дает возможность простого подключения быстродействующих устройств релейной защиты и автоматики (для цепей с изолированной нейтралью — обычно на сигнал). Для регистрации земли в сети необходимо заземление нулевого вывода обмотки ВН трансформатора напряжения (для прохождения гармоник нулевой последовательности).

Особенности работы трансформаторов напряжения регламентируются главой 1.5 Правил устройства электроустановок. Так, нагрузка вторичных обмоток измерительных трансформаторов, к которым присоединяются счетчики, не должна превышать номинальных значений. Сечение и длина проводов и кабелей в цепях напряжения расчетных счетчиков должны выбираться такими, чтобы потери напряжения в этих цепях составляли не более 0,25 % номинального напряжения при питании от трансформаторов напряжения класса точности 0,5 и не более 0,5 % при питании от трансформаторов напряжения класса точности 1,0. Для обеспечения этого требования допускается применение отдельных кабелей от трансформаторов напряжения до счетчиков. Потери напряжения от трансформаторов напряжения до счетчиков технического учета должны составлять не более 1,5 % номинального напряжения.

Особенности работы ТН в сетях с изолированной и заземлённой нейтралями[править | править код]

В сетях с заземлённой нейтралью при замыкании на землю напряжение повреждённой фазы около места замыкания уменьшается до нуля, вектор 3U0{\displaystyle 3U_{0}} получается сложением векторов фазных напряжений (сложение фазных векторов, расположенных 120° относительно друг от друга), и следовательно напряжение 3U0{\displaystyle 3U_{0}} возрастает до фазного напряжения.

В сетях с изолированной нейтралью при замыкании на землю все фазные напряжения (относительно нулевой точки) остаются без изменения, но относительно земли фазные напряжения увеличиваются до линейного, при этом трансформируясь во вторичную обмотку (при обязательном заземлении нулевой точки первичной обмотки ТН) они геометрически суммируются. При этом вектора этих напряжений расположены друг относительно друга на 60°, то 3U0=3Ub=3Uc{\displaystyle 3U_{0}={\sqrt {3}}U_{b}={\sqrt {3}}U_{c}}, где Ub{\displaystyle U_{b}},Uc{\displaystyle U_{c}} — напряжения неповреждённых фаз относительно земли. Поскольку напряжения неповреждённых фаз относительно земли увеличились до 3{\displaystyle {\sqrt {3}}}, то 3U0=3Uf{\displaystyle 3U_{0}=3U_{f}}, то есть 3U0{\displaystyle 3U_{0}} возрастает до утроенного значения фазного напряжения относительно нуля.

Исходя из вышеуказанных особенностей у ТН для работы в сетях с заземлённой нейтралью дополнительная обмотка выполняется на 100 В, а для сетей с изолированной нейтралью 100/3 В.

Трансформаторы напряжения в сетях с изолированной нейтралью могут входить в феррорезонанс с паразитными ёмкостями распределительных сетей (особенно это нежелательное явление характерно для кабельных сетей), что может приводить к их отказу. Для предотвращения порчи трансформаторов напряжения в результате феррорезонанса разработаны антирезонансные трансформаторы напряжения типа НАМИ.

Параметры трансформатора напряжения[править | править код]

На шильдике трансформатора напряжения указываются следующие параметры:

  • Напряжение первичной обмотки.
  • Напряжение основной вторичной обмотки: для однофазных ТН равно 100 В, для трёхфазных фазное напряжение вторичной обмотки 100/3{\displaystyle {\sqrt {3}}} В.
  • Напряжение дополнительной вторичной обмотки: для сетей с заземлённой нейтралью 100 В, для сетей с изолированной нейтралью 100/3 В.
  • Номинальная мощность трансформатора, в ВА, в соответствии с классом точности.
  • Максимальная мощность трансформатора, в ВА.
  • Напряжение короткого замыкания, в процентах.

Отечественные трансформаторы напряжения имеют следующее буквенные обозначения:

  • Н — трансформатор напряжения;
  • Т — трёхфазный;
  • О — однофазный;
  • С — сухой;
  • М — масляный;
  • К — каскадный либо с коррекцией;
  • А — антирезонансный;
  • Ф — в фарфоровом корпусе;
  • И — контроль Изоляции;
  • Л — в литом корпусе из эпоксида;
  • ДЕ — с ёмкостным делителем напряжения;
  • З — с заземляемой первичной обмоткой.
  • В. Н. Вавин Трансформаторы напряжения и их вторичные цепи М., «Энергия», 1977
  • ГОСТ 18685-73. Трансформаторы тока и напряжения. Термины и определения
  • Правила устройства электроустановок. Издание седьмое.

Трансформатор

ru.wikipedia.org

схемы соединения и принцип работы

Трансформатор напряжения – предназначен для понижения первичного напряжения до значений удобных для измерительных приборов и реле, а также для отделения цепей измерений и защиты от первичных цепей высокого напряжения. Используется в цепях переменного тока частотой 50 или 60 Гц с номинальными напряжениями от 0,22 до 750 кВ.

Высоковольтный ТН(слева) и низковольтный ТН(справа)

Принцип работы

Он состоит из стального сердечника, набранного из пластин листовой электротехнической стали, первичной обмотки и 1-ой или 2-х вторичных обмоток(конструкцию конкретного устройства можно посмотреть в паспорте или каталоге от производителя).

В результате изготовления должен быть достигнут необходимый класс точности по:

  • амплитуде,
  • углу.

Измерительный трансформатор напряжения по принципу работы не отличается от силового понижающего трансформатора или от трансформатора тока.

Ещё раз опишем работу трансформатора тока. По первичной обмотке проходит переменный ток, этот ток образует магнитный поток, который пронизывает магнитопровод и обмотки ВН и НН. Если ко вторичной обмотке подключить нагрузку, то по ней начнёт течь ток, который возникает из-за действия ЭДС(электродвижущая сила). ЭДС наводится из-за действия магнитного потока. Подбирая разное количество витков первичной и вторичной обмоток можно получить нужное напряжение на выходе.

Принцип работы трансформатора

Такие устройства работаю только на переменном напряжение. Если на ТН подавать постоянное напряжение, т.к. ЭДС не будет создаваться постоянным магнитным потоком.

Расшифровка ТН

Расшифровка маркировки:

Коэффициент трансформации

Коэффициент трансформации – показывает во сколько раз увеличивается или уменьшается первичное значение напряжение.

Формула по вычислению коэффициента трансформации

Вторичное напряжение

Напряжения на вторичной обмотки:

  • 100 В,
  • 100/√3 В,
  • 100/3.

Классы точности

Классы точности:

  • 0,1;
  • 0,2;
  • 0,5 – применяется для измерений;
  • 1,0;
  • 3,0;
  • 3Р или 6Р – предназначены для защиты, управление, автоматика или сигнализация.

Номинальные мощности трансформаторов для любого класса точности следует выбирать из ряда(В·А): 10; 15; 25; 30; 50; 75; 100; 150; 200; 300; 400; 500; 600; 800; 1000; 1200.

Виды и классификации

Основные классификации трансформаторов:

  1. По числу фаз.
  2. По наличию или отсутствию заземления вывода,
  3. По принципу действия.
  4. По числу ступеней трансформации.
  5. По наличию компенсационной обмотки или обмотки для контроля изоляции сети.
  6. По виду изоляции:
  7. По особенностям конструктивного исполнения.
Старый 3-х фазный масляный ТН

Место установки:

  • наружная,
  • внутренняя,
  • встроенный в силовой трансформатор,
  • установка отдельным элементом.

Основные признаки трансформаторов и их обозначения приведены в таблице:

Трёхобмоточный трансформатор следует изготовлять с двумя вторичными обмотками:

  • основной,
  • дополнительной.

Условия выбора ТН

Устройство выбирается по следующим критериям:

  1. Номинальное напряжение ТН = Напряжение уставки.
  2. Схема соединение обмоток должна совпадать со схемой приборов.
  3. По классу точности.
  4. Вторичной нагрузке ТН ⩽ нагрузке приборов.

Более подробно можете прочитать в учебнике(со страницы 301): Смотреть

Режим работы

ТН работает в режиме близко к холостому ходу, так как нагрузка на выходную катушку минимальная.

Цена трансформаторов напряжения

Цены сильно зависят от конструкции и класса напряжения:

  • 0,66 кВ(660В) – от 1 000 до 15 000 руб,
  • 10 кВ,
  • 35 кВ,
  • 110 кВ и выше цены нужно уточнять у производителей.

Схемы подключения

Схемы соединений однофазных ТН:

Схемы соединений трёхфазных ТН:

Схемы и группы соединений обмоток трёхфазных трёхобмоточных трансформаторов с основной и дополнительной вторичными обмотками

Испытания на устойчивость к токам короткого замыкания

К первичным обмоткам трансформаторов подводят напряжение, равное 0,9-1,05 номинального, при разомкнутых вторичных обмотках. Затем одну из вторичных обмоток с помощью специального устройства закорачивают и выдерживают режим в течение 1 с. При этом напряжение на выводах первичной обмотки должно сохраняться в указанных пределах.

Видео

Видео про трансформатор напряжения ЗНОЛ.06-10.

ofaze.ru

Выбор измерительных трансформаторов тока и напряжения — Мегаобучалка

 

Измерительные трансформаторы предназначены для уменьшения первичных токов и напряжений до значений, наиболее удобных для подключения измерительных приборов, реле защиты, устройств автоматики. Применение измерительных трансформаторов обеспечивает безопасность работающих, так как цепи высшего и низшего напряжения разделены, а также позволяют унифицировать конструкцию приборов и реле.

· Выбор трансформаторов напряжения:

Трансформаторы напряжения выбираются по следующим условиям:

по напряжению установки

;

по конструкции и схеме соединения обмоток.

по классу точности;

по мощности вторичной нагрузки:

;

где - номинальная мощность в выбранном классе точности

- нагрузка всех измерительных приборов и реле, присоединенных к трансформатору напряжения, определяется по формуле:

(6.1)

где Рприб и Qприб – активная и реактивная нагрузка приборов.

· Выбор трансформаторов тока.

Трансформаторы тока выбирают по следующим условиям:

по напряжению установки

;

по току в первичной цепи:

; ;

Номинальный ток должен быть как можно ближе к рабочему току установки, так как недогрузка первичной обмотки приводит к увеличению погрешностей;

по конструкции и классу точности;

по термической стойкости:

где - тепловой импульс по расчету;

- ток термической стойкости по справочнику;

- время термической стойкости по справочнику;

по вторичной нагрузке:

где - вторичная нагрузка трансформатора тока;

- номинальная допустимая нагрузка трансформатора тока в выбранном классе точности.

Сопротивление вторичной цепи определяется следующим образом:

Индуктивное сопротивление токовых цепей невелико, поэтому можно принять . Вторичная нагрузка состоит из сопротивления приборов rприб , соединительных проводов rпр и переходного сопротивления контактов rк :

r2 = rприб + rпр + rк

Сопротивление контактов принимается 0,05 Ом при двух-трех приборах и 0,1 Ом при большем числе приборов.

Сопротивления приборов определяется по выражению:



где Sприб – мощность, потребляемая приборами;

I2 – вторичный номинальный ток прибора (I2=5 А).

Сопротивления соединительных проводов зависит от их длины и сечения. Чтобы трансформатор тока работал в выбранном классе точности, необходимо выдержать условие:

rприб + rпр + rк

откуда

rпр = Z2ном – rприб – rк

Зная rпр , можно определить сечение соединительных проводов:

где – удельное сопротивления провода

lрасч – длина соединительных проводов от трансформатора тока до приборов (в один конец ).

· Выбор трансформаторов тока на стороне ВН 110 кВ:

Максимальный рабочий ток 524 А; ударный ток 8,51 кА; тепловой импульс 2,93кА2с.

Принимаем ТТ: ТФНД-110 М (Номинальные параметры: kэд = 100; kт = 34,6; tт = 3; I1.ном = 400¸800 А; I2.ном = 5 А; класс точности 0,5; Z2.ном = 1,2 Ом).

ТТ устанавливаются в цепи силовых трансформаторов и в цепи выключателей.

Проверка по динамической стойкости:

≥8,51 кА

Проверка по термической стойкости:

≥2,93кА2с.

Для проверки трансформатора тока по вторичной нагрузке, определяем нагрузку по фазам для наиболее загруженного трансформатора тока (табл. 9.3).

Общее сопротивление

Таблица 9.3

Прибор Тип Нагрузка, В×А, фазы
А В С
Ваттметр Д-335 0,5 - 0,5
Варметр Д-335 0,5 - 0,5
Счетчик активной энергии И-680 2,5 - 2,5
Ваттметр Д-305 0,5 - 0,5
Итого   4,0 - 4,0

Вторичная номинальная нагрузка трансформатора тока в классе точности 0,5 составляет 1,2 Ом. Сопротивление контактов принимаем 0,1 Ом, тогда сопротивление проводов

rпр = r2.ном - rприб. - rк = 1,2 - 0,16 - 0,1 = 0,94 Ом.

Принимая длину соединительных проводов с алюминиевыми жилами 40 м, определяем сечение

Принимаем контрольный кабель АКВРГ с жилами сечением 4 мм2.

· Выбор трансформаторов напряжения на стороне ВН 110 кВ:

ТН: НКФ-110-57 . Sном=400 ВА.

На стороне ВН устанавливается один вольтметр с переключением для измерения фазного напряжения и три вольтметра для измерения междуфазного напряжения.

Принимаем к установке вольтметры марки э-379, Sном=2ВА.

Сечение соединительных проводов выбираем из условия механической прочности минимального сечения: 2,5 мм2.

· Выбор трансформаторов тока на стороне СН 35 кВ:

Максимальный рабочий ток 970 А; ударный ток 15,34 кА; тепловой импульс 8,6 кА2с.

Принимаем ТТ: ТФНД-35 М (Номинальные параметры: kэд = 50; kт = 32,5; tт = 4; I1.ном = 1000 А; I2.ном = 5 А; класс точности 0,5; Z2.ном = 1,2 Ом).

ТТ устанавливаются в в цепи силовых трансформаторов и в цепи выключателей.

Проверка по динамической стойкости:

≥15,34 кА

Проверка по термической стойкости:

≥228 кА2с.

Для проверки трансформатора тока по вторичной нагрузке, определяем нагрузку по фазам для наиболее загруженного трансформатора тока (табл.9.4).

Общее сопротивление

 

Таблица 9.4

Прибор Тип Нагрузка, В×А, фазы
А В С
Ваттметр Д-335 0,5 - 0,5
Амперметр Э-377 0,1 0,1 0,1
Счетчик активной энергии И-675 2,5 - 2,5
Счетчик реактивной энергии И-673М 2,5 - 2,5
Итого   5,6 - 5,6

Вторичная номинальная нагрузка трансформатора тока в классе точности 0,5 составляет 1,2 Ом. Сопротивление контактов принимаем 0,1 Ом, тогда сопротивление проводов

rпр = r2.ном - rприб. - rк = 1,2 - 0,22 - 0,1 = 0,88 Ом.

Принимая длину соединительных проводов с алюминиевыми жилами 40 м, определяем сечение

Принимаем контрольный кабель АКВРГ с жилами сечением 2,5 мм2.

(минимально допустимое сечение).

· Выбор трансформаторов напряжения на стороне СН 35 кВ:

ТН: ЗНОМ-35-65 . Sном=65 ВА.

На стороне ВН устанавливается один вольтметр с переключением для измерения фазного напряжения и три вольтметра для измерения междуфазного напряжения, ТАКЖЕ ПОДКЛЮЧАЮТСЯ КАТУШКИ НАПРЯЖЕНИЯ ВАТТМЕТРОВ, СЧЕТЧИКОВ АКТИВНОЙ И РЕАКТИВНОЙ ЭНЕРГИИ. пЕРЕЧЕНЬ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ ПРИВОДИТСЯ В тАБЛ. 9.5.

Таблица 9.5

Прибор Тип Потребляемая мощность одной катушки, В×А Число катушек Число приборов Общая потребляемая мощность
Р, Вт Q, В×А
Вольтметр Э-335 2,0 8,0 -
Ваттметр Д-335 1,5 3,0 -
Варметр Д-335 1,5 3,0 -
Счетчик активной энергии И-680 2 Вт 4,0 9,7
Счетчик реактивной энерии И-673 2,0 4,0 9,7
Итого         22,0 19,4

Вторичная нагрузка

Мощность трансформатора напряжения 65 ВА, т.е. он пригоден к установке.

Сечение соединительных проводов выбираем из условия механической прочности минимального сечения: 2,5 мм2.

· Выбор трансформаторов тока на стороне НН 10 кВ:

Максимальный рабочий ток 2880 А; ударный ток 42,8 кА; тепловой импульс 228 кА2с.

Принимаем ТТ: ТШЛ-10К (Номинальные параметры: iэд = 81кА; Iт = 35,4; tт = 3; I1.ном = 3000 А; I2.ном = 5 А; класс точности 0,5; Z2.ном = 0,8 Ом).

ТТ устанавливаются в в цепи силовых трансформаторов и в цепи выключателей.

Проверка по динамической стойкости:

≥42,2 кА

Проверка по термической стойкости:

≥228 кА2с.

Устанавливаем в цепь ТТ амперметр типа Э-377, S=0,1 ВА.

Для проверки трансформатора тока по вторичной нагрузке, определяем нагрузку по фазам для наиболее загруженного трансформатора тока (табл. 9.6).

Общее сопротивление

Таблица 9.6

Прибор Тип Нагрузка, В×А, фазы
А В С
Ваттметр Д-335 0,5 - 0,5
Амперметр Э-377 0,1 0,1 0,1
Счетчик активной энергии И-675 2,5 - 2,5
Счетчик реактивной энергии И-673М 2,5 - 2,5
Итого   5,6 - 5,6

Вторичная номинальная нагрузка трансформатора тока в классе точности 0,5 составляет 0,8 Ом. Сопротивление контактов принимаем 0,1 Ом, тогда сопротивление проводов

rпр = r2.ном - rприб. - rк = 0,8 - 0,22 - 0,1 = 0,48 Ом.

Принимая длину соединительных проводов с алюминиевыми жилами 40 м, определяем сечение

Принимаем контрольный кабель АКВРГ с жилами сечением 2,5 мм2.

(минимально допустимое сечение).

Выбор трансформаторов напряжения на стороне НН 10 кВ:

ТН: НОМ-10-75 . Sном=75 ВА.

На стороне ВН устанавливается один вольтметр с переключением для измерения фазного напряжения и три вольтметра для измерения междуфазного напряжения, ТАКЖЕ ПОДКЛЮЧАЮТСЯ КАТУШКИ НАПРЯЖЕНИЯ ВАТТМЕТРОВ, СЧЕТЧИКОВ АКТИВНОЙ И РЕАКТИВНОЙ ЭНЕРГИИ. пЕРЕЧЕНЬ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ ПРИВОДИТСЯ В тАБЛ.9.7.

 

Таблица 9.7

Прибор Тип Потребляемая мощность одной катушки, В×А Число катушек Число приборов Общая потребляемая мощность
Р, Вт Q, В×А
Вольтметр Э-335 2,0 8,0 -
Ваттметр Д-335 1,5 3,0 -
Варметр Д-335 1,5 3,0 -
Счетчик активной энергии И-680 2 Вт 4,0 9,7
Счетчик реактивной энерии И-673 2,0 4,0 9,7
Итого         22,0 19,4

Вторичная нагрузка

Мощность трансформатора напряжения 75 ВА, т.е. он пригоден к установке.

Сечение соединительных проводов выбираем из условия механической прочности минимального сечения: 2,5 мм2.

На линиях высокого напряжения устанавливаются приборы, фиксирующие параметры, необходимые для определения места повреждения.

Трансформатор тока предназначен для уменьшения первичного тока до значений, наиболее удобных для измерительных приборов и реле, а также для отделения цепей измерения и защиты от первичных цепей высокого напряжения.

Наибольшее количество измерительных приборов необходимо в цепи мощных генераторов, где осуществляется контроль за нагрузкой во всех фазах, за активной и реактивной мощностью, ведется учет выработанной электроэнергии, а так же контролируется ток в цепи ротора и в цепи возбудителя.

Трансформаторы тока выбираются:

- по напряжению установки:

; (9.29)

- по току:

(9.30)

 

Номинальный ток должен быть как можно ближе к рабочему току установки, так как недогрузка первичной обмотки приводит к увеличению погрешностей.

- по конструкции и классу точности;

- по электродинамической стойкости;

- по термической стойкости:

(9.31)

 

Трансформатор напряжения предназначен для понижения высокого напряжения до стандартной величины 100 или 100/ В и для отделения цепей измерения и релейной защиты от первичных цепей высокого напряжения.

Трансформаторы напряжения выбираются:

- по напряжению установки:

; (9.32)

 

- по конструкции и схеме соединения обмоток;

- по классу точности;

- по вторичной нагрузке:

(9.33)

 

ЛИТЕРАТУРА

1. Нормы технологического проектирования электрических станций
и тепловых сетей. — М.: Минэнерго СССР, 1980.

2. Нормы технологического проектирования гидроэлектростанций.
— М.: Минэнерго СССР, 1977.

3. Нормы технологического проектирования атомных электростанций.
— М.: Минэнерго СССР, 1980.

4. Электротехнический справочник: В 3-х томах / Под общей редакции
В. Г. Герасимова и др. — М.: Энергоиздат, 1982.

5. Нормы технологического проектирования подстанций с высшим
напряжением 35 – 750 кВ. — М.: Минэнерго СССР, 1979.

6. Электрическая часть электростанций / Под редакцией С. В. Усова
— Л.: Энергоатомиздат, 1987.

7. Электрическая часть станций и подстанций / Под редакцией
А. А. Васильева. — М.: Энергоатомиздат, 1990, 575 с.

8. Околович. М.Н. Проектирование электрических станций:
Учебник для вузов. — М.: Энергоиздат, 1982, 100 с.

9. ГОСТ 14209-85. Трансформаторы силовые масляные общего назначения.
— М.: Госком СССР по стандартам, 1987, 30 с.

10. Баптиданов Л.Н. и Тарасов В.И. Электрооборудование электрических
станций и подстанций. В двух томах. М, Л. Госэнергоиздат, 1960.

11. Рожкова Л.Д., Козулин В.С. Электрооборудование станций и подстанций.
— М.: Энергия, 1975, 700с.

12. Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Электрическая часть электростанций и подстанций. Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования. 4-е издание. М.: Энергоатомиздат, 1989, 607 с.

Правила устройства электроустановок. М.: Энергоатомиздат, 1985, 640с.

megaobuchalka.ru

Измерительные трансформаторы тока: особенности применения

Измерительный трансформатор тока — это специальный прибор узкого направления, который предназначен для измерения переменного тока и его контроля. Чаще всего применяется в системах релейной защиты (автоматики) и измерительных приборов. Его использование необходимо тогда, когда непосредственное присоединение прибора для измерения, к электрической сети с переменным напряжением невозможно или небезопасно для персонала обслуживающего его. А также для организации гальванической развязки первичных силовых цепей от измерительных. Расчёт и выбор измерительного трансформатора тока выполняется таким образом, чтобы изменения формы сигнала были сведены к нулю, а влияние на силовую контролируемую цепь было минимальным.

Назначение измерительных трансформаторов

Главная функция этого измерительного прибора — это отображение изменений тока, максимально пропорционально. Трансформаторы тока гарантируют полную безопасность измерений, отделяя измерительные цепи от первичных с опасным высоким напряжением, которое чаще всего составляют тысячи вольт. Требования, предъявляемые к их классу точности очень велики, так как от этого зависит работа дорогостоящего мощного оборудования.

Принцип действия и конструкция

Трансформаторы измерительные выпускают с двумя и больше группами вторичных обмоток. Первая применяется для включения устройств релейной защиты и сигнализации. А другая, с большим классом точности, для подключения устройств точного измерения и учёта. Они помещены на специально изготовленный ферромагнитный сердечник, который набран из листов специальной электротехнической стали довольно тонкой толщины. Первичную обмотку непосредственно включают последовательно в измеряемую сеть, а ко вторичной обмотке подключают катушки различных измерительных приборов, чаще всего амперметров и счетчиков электроэнергии.

В трансформаторах тока, как и в большем количестве других таких электромагнитных устройств, величина первичного тока больше, чем вторичного. Первичная обмотка исполняется из провода разного сечения или же шины, в зависимости от номинального значения тока. В трансформаторах тока 500 А и выше, первичная обмотка чаще всего выполнена из 1-го единственного витка. Он может быть в виде прямой шины из меди или алюминия, которая проходит через специальное окно сердечника. Корректность измерений любого измерительного трансформатора характеризуется погрешностью значения коэффициента трансформации. Для того чтобы не перепутать концы, на них обязательно наносится маркировка.
Аварийная небезопасная работа, связана с обрывом вторичной цепи ТТ при включенной в цепь первичной, это приводит к очень сильному намагничиванию сердечника и даже при обрывe вторичной обмотки. Поэтому при включении без нагрузки вторичные обмотки соединяются накоротко.
По классу точности все измерительные ТТ разделены на несколько уровней. Особенно точные, называются лабораторные и имеют классы точности не больше 0,01–0,05;

Схемы соединений

Схемы соединений, представленные ниже, дают возможность персоналу контролировать токи в каждой из фаз.

В целях безопасности персонала, низковольтного измерительного оборудования и приборов один вывод вторичной обмотки, а также корпус заземляют.

Классификация и выбор

По конструкции и исполнению трансформаторы тока используемые в измерительных цепях делятся на:

  • Встроенные. Первичная обмотка у них служит элементом для другого устройства. Они устанавливаются на вводах и имеют только вторичную обмотку. Функцию первичной обмотки выполняет другой токоведущий элемент линейного ввода. Конструктивно это магнитопровод кольцевого типа, а его обмотки имеют отпайки, соответствующие разным коэффициентам трансформации;
  • Опорные. Предназначенные для монтажа и установки на опорной ровной плоскости;
  • Проходной. По своей структуре это тот же встроенный, только вот находиться он может снаружи другого электрического устройства;
  • Шинный. Первичной обмоткой служит одна или несколько шин включенных в одну фазу. Их изоляция рассчитывается с запасом, что бы он мог выдержать даже многократное увеличение напряжения;
  • Втулочный. Это одновременно и проходной, и шинный трансформатор тока;
  • Разъемный. Его магнитопровод состоит из разборных элементов;
  • Переносной. Это устройство электрики называют токоизмерительные клещи. Они являются переносным и удобным измерительным трансформатором тока, у которого магнитная система размыкается и замыкается уже вокруг того провода в котором и нужно измерять значение тока.

При выборе трансформатора тока стоит знать главное, что при протекании по первичной обмотке номинального тока в его вторичной обмотке, которая замкнута на измерительный прибор, будет обязательно 5 А. То есть если нужно проводить измерение токовых цепей где его расчётная рабочая величина будет примерно равна 200 А. Значит, при установке измерительного трансформатора 200/5, прибор будет постоянно показывать верхние приделы измерения, это неудобно. Нужно чтобы рабочие пределы были примерно в середине шкалы, поэтому в этом конкретном случае нужно выбирать трансформатор тока 400/5. Это значит что при 200 А номинального тока оборудования на вторичной обмотке будет 2,5 А и прибор будет показывать эту величину с запасом в сторону увеличения или уменьшения. То есть и при изменениях в контролируемой цепи будет видно насколько данное электрооборудование вышло из нормального режима работы.

Вот основные величины, на которые стоит обратить внимание при выборе измерительных трансформаторов тока:

  1. Номинальное и максимальное напряжение в первичной обмотке;
  2. Номинальное значение первичного тока;
  3. Частота переменного тока;
  4. Класс точности, для цепей измерения и защиты он разный.

Техническое обслуживание

Эксплуатация измерительных трансформаторов не является очень сложным и трудоёмким процессом. Действия персонала заключаются, в основном, в надзоре за исправностью его вторичных цепей, наличием защитных заземлений и показаниями приборов контроля, а также счётчиков. Осмотр чаще всего производится визуальный, из-за опасности поражения человека высоким напряжением, вход за ограждения, где установлены трансформаторы строго запрещён. Однако, это касается в большей степени систем с напряжением выше 1000 Вольт. Для низковольтных цепей визуальный осмотр на наличие нагрева соединений, а также коррозии контактных зажимов является неотъемлемой работой электротехнического персонала. Самый часто применяемый прибор для измерения тока в цепях 0,4 кВ это токоизмерительные клещи. Так как при расчёте и разработке пусковой аппаратуры очень редко используются стационарные трансформаторы для измерения.

В любом случае нужно обращать внимание и принимать меры к устранению обнаруженных дефектов таких как:

  1. Обнаружение трещин в изоляторах и фарфоровых диэлектрических элементах;
  2. Плохое состояние армированных швов;
  3. Потрескивания и разряды внутри устройства;
  4. Отсутствие заземления корпуса или вторичной обмотки.

Проводя обслуживание измерительных трансформаторов, на щитах где установлены приборы, нужно смотреть не только за показаниями приборов, а ещё и за контактными соединениями проводов, которые подключаются к ним. Кстати, их сечение не должно быть меньше 2,5 мм² для медных проводов, и 4 мм² для алюминиевых.

Проверка измерительных трансформаторов

Испытание измерительных трансформаторов сводится к измерению сопротивления изоляции и коэффициента трансформации, который определяется по следующей схеме.

При этом в первичную обмотку от специального нагрузочного трансформатора или автотрансформатора подаётся ток не меньше 20% от номинального. Как известно, коэффициент трансформации будет равен соотношению тока в первичной обмотке к току во вторичной. После чего это значение сравнивается с номиналом. Если трансформатор имеет несколько вторичных обмоток, то необходимо проверит каждую. И также нельзя забывать о наличии правильной маркировки.

Выбор нужно трансформатора тока, а также их испытательные характеристики определяют в лабораторных условиях специальный высококвалифицированный электротехнический персонал, где и выдаётся соответствующий документ по его результатам.

amperof.ru


Смотрите также