Измерительные трансформаторы напряжения Назначение и принцип действия трансформатора напряжения

И змерительный трансформатор напряжения служит для понижения высокого напряжения, подаваемого в установках переменного тока на измерительные приборы и реле защиты и автоматики.

Для непосредственного включения на высокое напряжение потребовались бы очень громоздкие приборы и реле вследствие необходимости их выполнения с высоковольтной изоляцией. Изготовление и применение такой аппаратуры практически неосуществимо, особенно при напряжении 35 кВ и выше.

Трансформатор напряжения имеет следующие основные назначения

• Применение трансформаторов напряжения позволяет использовать для измерения на высоком напряжении стандартные измерительные приборы, расширяя их пределы измерения; обмотки реле, включаемых через трансформаторы напряжения, также могут иметь стандартные исполнения.

• трансформатор напряжения изолирует (отделяет) измерительные приборы и реле от высокого напряжения, благодаря чему обеспечивается безопасность их обслуживания.

Трансформаторы напряжения широко применяются в электроустановках высокого напряжения, от их работы зависит точность электрических измерений и учета электроэнергии, а также надежность действия релейной защиты и противоаварийной автоматики.

Устройство измерительного трансформатора напряжения

Устройство измерительного трансформатора напряжения подобно устройству силового трансформатора небольшой мощности. Первичную обмотку измерительного трансформатора напряжения с большим числом витков включают в сеть, напряжение в которой измеряют или контролируют.

Вторичная обмотка с меньшим числом витков замыкается на прибор с большим сопротивлением. Таким прибором может быть вольтметр, параллельная обмотка ваттметра, счетчика или какого-либо иного измерительного прибора, или реле. По отношению к измерительному прибору вторичное напряжение должно совпадать по фазе с первичным, что достигается соответствующим соединением вторичной обмотки измерительного трансформатора напряжения с прибором. Это необходимо при измерении мощности и энергии.

Сопротивление вольтметров, параллельных обмоток ваттметров, счетчиков и других измерительных приборов, и реле сравнительно велико (составляет тысячи ом). Поэтому ток в цепи вторичной обмотки измерительного трансформатора напряжения весьма мал и режим работы его близок к режиму холостого хода силового трансформатора.

Так как при малых токах в обмотках трансформатора падения напряжения в сопротивлениях этих обмоток также малы, напряжения на зажимах первичной и вторичной обмоток практически равны э. д. с, а отношение этих напряжений равно коэффициенту трансформации.

Классификация трансформаторов напряжения

Измерительные трансформаторы напряжения подразделяются по числу фаз на однофазные и трехфазные;

По числу обмоток измерительные трансформаторы напряжения делятся на двухобмоточные и трехобмоточные;

По способу охлаждения — на масляные и сухие;

По роду установки — для наружной и внутренней установки.

Однофазные измерительные трансформаторы напряжения на 6—10 кВ для внутренней установки выпускают в основном с литой изоляцией. Обмотки или вся активная часть у таких измерительных трансформаторов напряжения залиты эпоксидной смолой. Они более надежны в работе, практически не требуют ухода, имеют меньшую массу и габариты.

Измерительные трансформаторы напряжения на 6—10 кВ и выше для наружной установки изготовляют с масляным заполнением. Их активную часть помешают в металлический бак или фарфоровый корпус, заполненный трансформаторным маслом.

Измерительные трансформаторы напряжения отличаются малой мощностью и большим коэффициентом трансформации; их изготовляют только как понижающие с классами точности 0,2; 0,5; 1 и 3, указывающими предельно допустимую погрешность в процентах, которую вносит трансформатор в номинальное значение коэффициента трансформации.

Рис.0. Схема включения и векторная диаграмма измерительного   трансформатора   на пряжения: 1 — первичная обмотка; 2 —вторичная обмотка

На рис. 1,а показана схема трансформатора напряжения с одной вторичной обмоткой. На первичную обмотку подается высокое напряжение U1, а на напряжение вторичной обмотки U2 включен измерительный прибор. Начала первичной и вторичной обмоток обозначены буквами А и а, концы — X и х. Такие обозначения обычно наносятся на корпусе трансформатора напряжения рядом с зажимами его обмоток.

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

Кн = U1ном / U2ном

Рис. 1. Схема и векторная диаграмма трансформатора напряжения: а - схема, б — векторная диаграмма напряжений, в — векторная диаграмма напряжений

При работе трансформа тора напряжения без погрешностей его первичное и вторичное напряжение совпадают по фазе, как показано на рис. 1,6, и отношение их величин равно Kн. При коэффициенте трансформации Kн=1 напряжение U2=U1 (рис. 1,в).

Рис. 2. Трансформатор напряжения с двумя вторичными обмотками. а — схема; б — включение в трехфазную цепь; в — векторная диаграмма

Рис. 4. Схемы включения однофазных измерительных трансформаторов напряжения с одной вторичной обмоткой: а - схема звезда - звезда для электроустановок 0,5 - 10 кВ с изолированной нейтралью, б — схема открытого треугольника для электроустановок 0,38 - 10 кВ, в - то же для электроустановок 6 - 35 кВ, г - включение трансформаторов напряжения 6 -18 кВ по схеме треугольник - звезда для питания устройств АРВ синхронных машин.