Запитання для самоконтролю

1. Складіть і опишіть конструктивну схему трифазного силового трансформатора.

2. Перелічіть схеми з'єднань первинних і вторинних обмоток трифазного силового трансформатора.

3. Опишіть принцип дії трифазного силового трансформатора.

4. Перелічіть фізичні явища, які спостерігаються в елементах конструкції трифазного силового трансформатора при його роботі.

5. Складіть енергетичну діаграму трифазного силового трансформатора з розшифровкою літерних позначень.

6. Перелічіть номінальні параметри трифазного силового трансформатора.

7. Приведіть зображення трифазного силового трансформатора на принциповій електричній схемі.

8.3. Вимірювальний трансформатор напруги

Вимірювальний трансформатор напруги призначений для розширення меж вимірювання вольтметрів, ватметрів та інших вимірювальних приладів, а також для включення у високовольтних мережах пристроїв захисту та автоматики. Побудова цього трансформатора не відрізняється від побудови силового трансформатора. Вимірювальні трансформатори напруги виконуються як в однофазному, так і в трифазному виконанні. Принцип дії вимірювального трансформатора напруги аналогічний силовому трансформатору. Напруга на затисках вторинної обмотки, як правило, становить 100 В.

Коефіцієнт трансформації вимірювального трансформатора напруги дорівнює:

, (8.9)

де U_1н – номінальна напруга первинної обмотки, В;

U_2н – номінальна напруга вторинної обмотки, В.

Показання вимірювальних приладів, включених у вторинне коло трансформатора, необхідно множити на коефіцієнт трансформації. При підключенні цих приладів треба враховувати, що їх сумарна потужність не повинна перевищувати номінальної потужності трансформатора. У протилежному випадку виникають похибки вимірів за рахунок збільшення спадання напруги у вторинній обмотці трансформатора і зміни фази напруги, тому вимірювальні трансформатори напруги мають похибку за напругою і кутову похибку. Номінальні потужності вимірювальних трансформаторів напруги – від 200 ВА до 2000 ВА.

Для безпечного обслуговування вторинна обмотка і корпус вимірювального трансформатора напруги заземлюються, щоб охоронити персонал при пробої ізоляції первинної обмотки (обмотки високої напруги).

В имірювальні трансформатори напруги підключаються до високовольтної мережі через запобіжники.

Принципова електрична схема включення вольтметра у високовольтну мережу за допомогою вимірювального трансформатора напруги показана на рис.8.4.

Запитання для самоконтролю

1. Для чого призначений вимірювальний трансформатор напруги?

2. Як визначити коефіцієнт трансформації вимірювального трансформатора напруги?

3. Складіть і опишіть принципову електричну схему включення вольтметра у високовольтну мережу за допомогою вимірювального трансформатора напруги.

4. Як враховується коефіцієнт трансформації вимірювального трансформатора напруги при вимірюваннях?

8.4. Вимірювальний трансформатор струму

Вимірювальний трансформатор струму призначений для розширення меж вимірювання амперметрів, ватметрів та інших вимірювальних приладів, а також для включення у високовольтних мережах пристроїв захисту та автоматики. Трансформатор складається з магнітопроводу, первинної і вторинної обмоток. Кількість витків первинної обмотки набагато менше, ніж кількість витків вторинної обмотки. Первинна обмотка виконується на струми від 5 А до 15 кА, а вторинна обмотка – на струм 5 А, тобто у вторинній обмотці завжди протікає струм силою 5 А. Первинна обмотка трансформатора включається послідовно в коло, у якому протікає вимірюваний струм, а вторинна обмотка замикається через вимірювальні прилади. Отже, трансформатор працює фактично в режимі короткого замикання, тому що струмові обмотки вимірювальних приладів мають незначні опори.

Коефіцієнт трансформації вимірювального трансформатора струму дорівнює:

, (8.10)

де I_1н – номінальний струм первинної обмотки, А;

I_2н – номінальний струм вторинної обмотки, А.

Показання вимірювальних приладів, включених у вторинне коло трансформатора, необхідно множити на коефіцієнт трансформації.

Магнітопровід трансформатора розрахований на незначний магнітний потік, тому велике збільшення потоку приведе до перегріву магнітопроводу і виходу його з ладу. При холостому ході трансформатора (тобто при розмиканні вторинної обмотки) магнітопровід буде неприпустимо перегріватися. Крім того, збільшений (у порівнянні з номінальним) магнітний потік буде наводити у вторинній обмотці трансформатора е.р.с., яка дорівнює 500 В – 1000 В. Отже, режим холостого ходу є для вимірювального трансформатора струму аварійним. Тому вторинна обмотка повинна бути замкнена накоротко при протіканні електричного струму в первинній обмотці. Для захисту персоналу корпус і вторинна обмотка трансформатора заземлюються.

П ринципова електрична схема включення амперметра у високовольтну мережу за допомогою вимірювального трансформатора струму показана на рис.8.5. Позначення на принциповій електричній схемі: затиски первинної обмотки Л₁ – Л₂, затиски вторинної обмотки: В₁ – В₂.

Приклад 8.4

Лічильник враховує споживання електроенергії цехом переробки молока, він включений через вимірювальні трансформатори напруги і струму. Коефіцієнт трансформації трансформатора напруги дорівнює 20, а трансформатора струму дорівнює 5. Показання лічильника за місяць склали 500 кВтгод.

Визначити кількість електроенергії, яку спожив цех за місяць.

Рішення.

1. Визначаємо кількість електроенергії, яку спожив цех за місяць:

W = Wk_т.нk_т.с = 500205 = 50000 кВтгод.