Измерительные трансформаторы напряжения

Цель работы: Изучить принцип действия и конструкцию трансформаторов напряжения, применяемых в закрытых, открытых и комплектных распределительных устройствах электроустановок.

Назначение и принцип действия трансформаторов напряжения

Измерительным трансформатором напряжения называют трансформатор, предназначенный для преобразования напряжения до значения, удобного для измерения, и выполненный так, что вторичное напряжение трансформатора, увеличенное в коэффициент трансформации раз, соответствует с требуемой точностью первичному напряжению как по модулю, так и по фазе.

Применение трансформаторов напряжения (TН) позволяет использовать для измерения на высоком напряжении стандартные измерительные приборы, расширяя пределы измерения, и обмотки реле стандартного исполнения. Кроме того, трансформатор напряжения изолирует измерительные приборы и реле от высокого напряжения, благодаря чему обеспечивается безопасность их обслуживания.

Трансформаторы напряжения широко применяется в установках высокого напряжения. От их работы зависит точность электрических изменений и учета электроэнергии, а также надежность действия релейной защиты и противоаварийной автоматики.

Трансформатор напряжения по принципу исполнения ничем не отличается от силового понижающего трансформатора. Он состоит из магнитопровода, набранного из пластин листовой электротехнической стали, первичной обмотки и одной или двух вторичных обмоток. На рисунке 3.1 показана схема трансформатора напряжения с одной вторичной обмоткой. На первичную обмотку подается высокое напряжение , а напряжение вторичной обмотки подводится к измерительным приборам. Начало первичной и вторичной обмоток обозначены буквами А и а, а концы – Х и х. Такие обозначения обычно наносятся на корпус трансформатора напряжения рядом с выводами обмоток.

Отношение первичного номинального напряжения к вторичному номинальному напряжению называется номинальным коэффициентом трансформации трансформатора напряжения:

. (3.1)

Рисунок 3.1 - Схема включения трансформатора напряжения.

При работе трансформатора напряжения без погрешностей его первичное и вторичное напряжения совпадают по фазе, рисунок 3.1.

Классификация трансформаторов напряжения

Трансформаторы напряжения различаются: по числу фаз – однофазные и трехфазные; по числу обмоток – двухобмоточные и трехобмоточные; по классу точности; по способу охлаждения – трансформаторы с масляным охлаждением (масляные), с естественным воздушным охлаждением (сухие) и с литой изоляцией; по роду установки – для внутренней установки, для наружной установки и для комплектных распределительных устройств (КРУ).

Однофазные трансформаторы напряжения могут иметь либо один, либо два вывода первичной обмотки, изоляция которых соответствует полному рабочему напряжению. Однофазные трансформаторы напряжения до 110 кВ изготавливаются по обычной схеме, а при напряжении 110 кВ и выше - по каскадной схеме.

Трехфазные двухобмоточные трансформаторы напряжения имеют обычные трехстержневые магнитопроводы, первичная и вторичная обмотки расположены на трех стержнях, а трехобмоточные трансформаторы напряжения выполняются двух модификаций. Трехфазный трехобмоточный трансформатор напряжения первой модификации (старая версия) имеет пятистержневой сердечник, первичная и две вторичные обмотки расположены на средних стержнях, а крайние стержни остаются свободными. Трехфазный трехобмоточный трансформатор напряжения второй модификации (новая версия) представляет собой группу из трех однофазных трансформаторов напряжения, выполненных на сердечниках броневого типа и соединенных по соответствующей схеме.

В однофазных трансформаторах напряжения на 6 и 10 кВ применяется преимущественно литая изоляция. Трансформаторы с литой изоляцией полностью или частично залиты изоляционной массой – эпоксидной смолой. Такие трансформаторы, предназначенные для внутренней установки, выгодно отличаются от масляных: имеют меньшую массу и габаритные размеры и почти не требуют ухода в эксплуатации.

Масло в масляных трансформаторах напряжения служит, главным образом, для изоляции обмоток от заземленных частей и предохранения обмоток от увлажнения. Ввиду относительно малых потерь в трансформаторах напряжения масляное охлаждение для них, в отличие от силовых трансформаторов, имеет второстепенное значение.