Контрольные вопросы

1. Каково назначение трансформаторов тока?

2. По каким признакам классифицируются трансформаторы тока?

3. Какими явлениями вызваны погрешности трансформатора тока?

4. В каких электрических аппаратах и машинах применяются встроенные трансформаторы тока?

5. Какие меры безопасности следует соблюдать при эксплуатации трансформаторов тока?

6. Условия выбора трансформаторов тока.

Лабораторная работа № 11 Исследование трансформаторов напряжения

Цель работы: ознакомиться с устройством, работой, основными параметрами, методикой испытания трансформаторов напряжения: изу­чить схемы соединения обмоток, схему контроля изоляции в установ­ках высокого напряжения.

Общие сведения

Измерительный трансформатор напряжения (TH) служит для преобразований высокого напряжения до значения, удобного для измерения, а также обеспечивает электрическуо развязку цепей первичного высокого и вторичного напряжений.

Во вторичную цепь ТН включает параллельные катушки контрольно-измерительных приборов, устройств автоматики, синхронизации, релейной защиты и др.

Наличие стандартного вторичного напряжения U_2н позволяет унифицировать конструкции приборов, обмоток реле, что упрощает их производство и снижает стоимость.

Разделение цепей обеспечивает безопасное обслуживание измерительных приборов, реле и других устройств [1, 5]

ТН характеризуются номинальным напряжением первичной обмотки U_н1. Они изготавливаются на всю шкалу стандартных напряжений распределительных сетей: 0,38; 0,5; 3; 6; 10; 20; 35; 110; 150; 220; 330; 500; 750; 1150 кВ.

На вторичной стороне согласно ГОСТу применяются напряжения (U_1н): 100; ; 100/3 В, а в отдельных случаях 127 В.

Характерная величина для ТН – номинальный коэффициент трансформации

где U_1н , U_2н – номинальное первичное и вторичное напряжения.

Другая характерная величина – отношение чисел витков первичной и вторичной обмоток

несколько отличается от К_н Чтобы компенсировать потерю напряжения в ТН (при индуктивной нагрузке) и повысить точность измерения, отношение чисел витков выбивают несколько меньше номинального коэффициента трансформации.

Напряжение у вторичных зажимов трансформатора, увеличенное в Кн раз ( ) несколько отличается от первичного напряжения как по величине, так и по фазе вследствие потерь мощности в трансформаторе. Разность этих напряжений, отнесенная к первичному напряжению, представляет погрешность по напряжению

.

Погрешность по напряжению считается положительной, если и отрицательной, если

Угловой погрешностью  называется выраженный в минутах угол между велюром первичного напряжения и повернутым на 180° вектором вторичного напряжения. Угловую погрешность считают положительной, если вторичное напряжение отстает от первичного.

Погрешности напряжения и угла в зависимости от вторичной нагрузки однофазного трансформатора напряжения типа НОМ–6 приведены на рис.86.

Рис.86. Погрешности ТН НОМ–6

Вторичная нагрузка ТН определяется мощностью, потребляемой подключенными к нему параллельными катушками измерительных приборов и реле:

или ,

где – сумма активных мощностей, потребляемых параллельными катушками приборов, то же реактивных мощностей, вар;. Z₂. – полное сопротивление цепи, присоединенной ко вторичным зажимам. Ом.

Номинальная мощность ТН указывается на его щитке.

Номинальная мощность трансформатора напряжения зависит от класса точности которому он должен удовлетворять. ТН разделены на классы точности в соответствии с величиной .погрешности при определенных условиях работы, а именно: при частоте 50 Гц, первичном напряжении от 0,9 до 1,1 номинального, нагрузке в пределах от 0,25 до 1,0, номинальной и коэффициенте мощности 0,8.

Таблица 10

Допустимые погрешности для различных классов точности

Класс точности	Максимальная погрешность
	напряжения, %	угловая, мин
0,2 0,5 1 3	±0,2 ±0,5 ±1 ±3	±10 ±20 ±40 не нормируется

Погрешности ТН зависят от конструкции магнитопровода, магнитных свойств стали, конструкции обмоток, сечения проводов, а также от нагрузки, определяемой потреблением присоединенных приборов, и первичного напряжения. Чтобы уменьшить погрешности ТН, выбирает меньшую плотность тока в обмотках и меньшую магнитную индукцию в магнитопроводе по сравнению с соответствующими величинами для силовых трансформаторов. Использование для изготовления" сердечников ТН высококачественных сталей позволяет снизить его погрешности. Подгонкой числа витков первичной обмотки добиваются максимального снижения погрешностей трансформаторов пря номинальном первичном напряжении. Отклонение напряжения вниз от номинального слабо влияет на изменение погрешности. При повышении напряжения выше номинального погрешность может сильно возрасти.

Применяются следующие типы ТН:

НОС–0,5; ОСБ–0,2; НОСК–6; НТС–0,5; НОМ–6; HОM–I0; НОМ–15 HОM–35; ЗHОM–I5; ЗНОМ–20; ЗНОМ–36–54; НТМК–6–48; НТМК–10; НТМИ–6; НТМИ–10; НТМИ–18; НТМИ–20; НОК–6; НОК–10; НОК–35; НКФ–110; НКФ–220 и другие.

Трансформаторы напряжения, применяемые в КРУ 6–10 кВ [8], приведены в табл.11.

Таблица 11

Трансформаторы напряжения в КРУ

Тип ТН	НОЛ–08, ЗДОЛ–06	НТМИ–6–66
Тип КРУ	KM–I, КМ–IФ, KВ–3, К–104, К–ХХУI. КЭ–6, К–47, КР–10/31,5, КЭ–10, К–49	K–I04 К–ХХУI

В 1988 году изготовлены первые партии ТН типа НАМИ–10 (А – антирезонансный). Трансформатор состоит из двух трехобмоточных трансформаторов, размещаемых в одном блоке: первичные обмотки одного включаются на линейное напряжение АВ и BC , а другого – на фазное напряжение. Первичное напряжение 6 или 10 кВ и основных вторичных обмоток 110 В. В классе точности 0,2 мощность основных вторичных обмоток по 75 ВА на выводах AB и BC. Номинальная мощность дополнительных вторичных обмоток 30 ВА.

Новое поколение литых ТН типов НОЭЛ–6 и НОЭЛ–10 применяется в замен НОЛ–08, а типов ЗНОЭЛ–6 и ЗНОЭЛ–10 взамен ЗНОЛ–06. Новые ТН имеют незначительные отличия по габаритам, но рассчитаны на большую максимальную мощность и номинальные мощности при различных классах точности.

Обозначение типов трансформаторов рассматривается следующим образом.

1. Буквенная часть; Н – напряжение; О – однофазный; С – сухой (если в сухом трансформаторе применена литая изоляция, то в буквенном обозначении вместо С ставят букву Л); М – масляный; Т – трехфазный; 3 –заземленный ввод высокого напряжения; Б – броневой; К – каскадный (если буква стоит на втором месте); К – компенсированный (если буква стоит на третьем или четвертом месте); Ф – фарфоровый корпус.

2. Цифровая часть означает класс напряжения трансформатора.