Вимірювальні трансформатори напруги

Міністерство вищої професійного образования.

Самарський Державний Технічний Университет.

Кафедра: «ЭПП».

Реферат на уроках ПЭЭ.

Вимірювальні трансформатори напряжения.

Роботу виконав: студент III-ЭТ-10.

Ломакин З. В.

Проверил:

ДашковВ. М.

Самара 2003 г.

Вимірювальні трансформатори напряжения.

а)Общие відома і схеми соединения.

Трансформатор напруги призначений для зниження високого напруги до стандартного значення 100 чи 100/(3 У й у відділення ланцюгів вимірювання, і релейного захисту від первинних ланцюгів високої напруги. Схема включення однофазного трансформатора напруги показано на рис. 1; первинна обмотка включена на напруга мережі U1, а повторній обмотці (напруга U2) приєднано паралельно котушці вимірювальних приладів і реле. Для безпеки обслуговування одного виходу вторинної обмотки заземлен. ТН на відміну трансформатора струму працює у режимі, близькому до ХХ, т.к. опір паралельних котушок приладів та реле велике, а струм, споживаний ними, не велик.

Рис. 1 Схема включення трансформатора напруги :

первинна обмотка;

магнитопровод;

вторинна обмотка;

Номінальний коефіцієнт трансформації визначається наступним выражением:

[pic] де U1ном, U2ном — номінальні первинне і вторинне напруга соответственно.

Розсіювання магнітного потоку і в сердечнику призводять до похибки измерения.

[pic](100.

Як і трансформаторах струму, вектор вторинного напруги зрушать щодо вектора первинного напруги не так на кут 1800. Це визначає кутову погрешность.

Залежно номінальної похибки розрізняють класи точності 0,2; 0,5; 1; 3.

Похибка залежить від конструкції магнитопровода, магнітної проникності сталі та від co (вторинної навантаження. У конструкції трансформаторів напруги передбачено відшкодування похибки по напрузі шляхом деякого зменшення кількості витків первинної обмотки, а також компенсація кутовий похибки з допомогою спеціальних компенсуючих обмоток.

Сумарна споживання обмоток вимірювальних приладів та реле, підключених повторній обмотці ТН, на повинен перевищувати номінальну потужність ТН, т.к. інакше це сприятиме збільшення погрешностей.

Залежно від призначення можуть застосовується ТН з різними схемами сполуки обмоток. Для виміру трьох междуфазных напруг можна використовувати два однофазних двухобмоточных трансформатора НОМ, МІЗИНЧИК, НОЛ, з'єднаних за схемою відкритого трикутника (рис. 2, а), і навіть трифазний двухобмоточный трансформатор НТМК, обмотки якого з'єднані в зірку (рис. 2,б). Для виміру напруги щодо землі можуть застосовуватися 3 однофазних трансформатора, з'єднаних за схемою Y0/Y0, чи трифазний трехобмоточный трансформатор НТМИ (мал.2, в). У разі обмотка, сполучена в зірку, використовується приєднання вимірювальних приладів, а до обмотці, з'єднаної в розімкнений трикутник, приєднується реле захисту від замикань на грішну землю. Так само в трифазну групу з'єднуються однофазные трехобмоточные трансформатори типу ЗНОМ і каскадні трансформатори НКФ.

Рис. 2. Схеми сполуки обмоток трансформаторів напряжения.

б) Конструкції трансформаторів напряжения.

По конструкції розрізняють трифазні і однофазные трансформатори. Трифазні трансформатори напруги застосовуються при напрузі до 18 кВ, однофазные — на будь-які напруги. На кшталт ізоляції трансформатори можуть бути сухими, олійними і з литої изоляцией.

Обмотки сухих трансформаторів виконуються дротом ПЭЛ, а ізоляцією між обмотками служить элетрокартон. Такі трансформатори застосовують у установках до 1000 У (НОС-0,5- трансформатор напруги однофазний, сухий, на 0,5 кВ).

Трансформатори напруженості із олійною ізоляцією застосовуються на напруга 6−1150 кВ закритих і великих відкритих РУ. У цих трансформаторах обмотки і магнитопровод залиті олією, яке слугує для ізоляції і охолодження. Слід відрізняти однофазные двухобмоточные трансформатори НОМ- 6, НОМ-10, НОМ-15, НОМ-35 від однофазних трехобмоточных ЗНОМ-15, ЗНОМ-20, ЗНОМ-35. Схема обмоток перших показано на рис. 3,а.Такие трансформатори мають два введення ВН і двоє введення НЕ, їх можна з'єднати за схемами відкритого трикутника, зірки, трикутника. У трансформаторів другого типу (рис. 3,б) один кінець обмотки ВН заземлен, єдиний введення ВН розташований на кришці, а введення НЕ — на бічний стінці. Обмотка ВН розрахована на фазное напруга, основна обмотка НЕ — на100/(3 У, додаткова обмотка — на 100/3 У. Такі трансформатори називаються заземляемыми і з'єднуються по схемою, показаної на рис. 2, в.

Рис. 3. Трансформатори напруги однофазные масляні: аНОМ-35; бЗНОМ-35; 1- введення ВН; 2- коробка уведень НЕ; 3- бак. Рис. 4. Установка трансформатора напруги ЗНОМ-20 в комплектном токопроводе. Трансформатори типів ЗНОМ-15, ЗНОМ-20, ЗНОМ-24 встановлюються в комплектних шинопроводах потужних генераторов. Для зменшення збитків намагничивания їх баки роблять з немагнитний стали.

На малюнку 3 показано установка такого трансформатора в комплектном токопроводе. Трансформатор з допомогою ножового контакту 3, розташованого на вводеВН, приєднується до пружним контактам, закріпленим на токопроводе1, закритому екраном 2. До патрубку 5 зі оглядовими люками 4 болтами 6 прикреплена кришка трансформатора. Отже, введення ВН трансформатора перебуває у закритому відростку екрана токопровода. Затискачі обмоток НЕ виведені відпочивати стінку бака і закриваються окремим кожухом.

Трифазні масляні трансформатори типу НТМИ мають пятистержневой магнитопровод і трьох обмотки, з'єднані за схемою, показаної малюнку 2, в. Такі трансформатори призначені приєднання приладів контролю изоляции.

Усі ширшого застосування набували трансформатори напруженості із литої ізоляцією. Заземляемые трансформатори напруги ЗНОЛ-06 мають п’ять виконань по номінальному напрузі: 6, 10,15, 20 і 24 кВ. Магнитопровод у яких стрічковий, розрізний, С-образный, що дозволило збільшити клас точності до 0,2. Такі трансформатори мають невелику масу, можуть встановлюватися в будь-якому положенні, пожаробезопасны. Трансформатори ЗНОЛ-06 призначені для установки в КРУ і комплектних токопроводах замість олійних трансформаторів НТМИ і ЗНОМ, а трансформатори серії НОЛ.08 — для заміни НОМ-6 і НОМ-10.

На рис. 5. показаний однофазний двухобмоточный трансформатор з незаземленными висновками типу НОЛ.08−6 на 6 кВ. Трансформатор представляє собою литої блок, куди залиті обмотки і магнитопровод. Висновки первинної обмотки А, Х, висновки вторинної обмотки розташовані Рис. 5. Трансформатор напруги на передньому торці трансформатора НОЛ.08−6. й закрито крышкой.

У установках 110 кВ і від застосовуються трансформатори напруги каскадного типу НКФ. У цих трансформаторах обмотка ВН рівномірно розподіляється з кількох магнитопрводам, завдяки чому полегшується її ізоляція. Трансформатор НКФ-110 (див. мал.6) має двухстержневой магнитопровод, кожному стрижні якого розташована обмотка ВН, розраховані Uф/2.

Т.к. загальна точка обмотки ВН з'єднана з магнитопроводом, він стосовно до землі перебуває під потенціалом Uф/2. Обмотки ВН ізолюються від магнитопровода на Uф/2. Обмотки НЕ (основна додаткова) намотані на нижньому стрижні магнитопровода. Для рівномірного распоределения навантаження по обмоткам ВН служить обмотка зв’язку П. Такий блок, що з магнитопровода і обмоток, міститься у порцелянову сорочку і заливається олією. Трансформатори напруги (TV) на 220 кВ складаються з цих двох блоків, встановлених один над іншим, тобто. мають два магнитопровода і чотири щаблі каскадної обмотки ВН з ізоляцією на Uф/4. Трансформатори напруги НКФ-330 і НКФ-500 відповідно мають чотири блоку, тобто. 6 і побачили 8-го щаблів обмотки ВН. Чим більший каскадів обмотки, тим їх активне і реактивне опір, зростають похибки і тому трансформатори НКФ 330 і НКФ-500 випускаються лише у класах точності 1 і трьох. З іншого боку, що стоїть напруга то складніше конструкція трансформаторів напруги, у установках 500 кВ і від застосовуються трансформаторні устрою з емкостным відбором потужності, приєднані до конденсаторам високочастотної зв’язку С1 з допомогою конденсатора відбору потужності С2 (див. мал.6). Напруга, снимаемое з С2 (10−15 кВ), подається на трансформатор TV, має дві вторинні обмотки, які з'єднуються по такої ж схеми, як і в трансформаторів НКФ чи ЗНОМ. Для збільшення точності роботи у ланцюг його первинної обмотки включений дросель L, з допомогою якого контур відбору напруги налаштовується в резонанс з конденсатором С2. Дросель L і трансформатор TV вбудовуються у єдиний бак і заливаються олією. Загороджувач ЗВ не пропускає струми високої частоти в трансформатор напруги. Фільтр приєднання Z призначений для підключення високочастотних постів захисту, Таке пристрій одержало назву ємнісного трансформатора напруги НДЕ. На рис 6, б показано установка НДЕ-500−72.

При належному виборі всіх елементів та настроюванні схеми пристрій НДЕ може бути здійснене класом точності 0,5 і від. Для установок 750 і 1150 кВ застосовується трансформатори НДЕ-750 і НДЕ-1150.

Рис. 6 трансформатор напруги НДЕ: а) схема б) установка НДЕ-500−72:

1- делитель.

2- разъединитель.

3- трансформатор напруження і дроссель.

4- загороджувач высокочастотный.

5- разрядник.

6- привод в) Вибір трансформаторів напряжения Трансформаторы напруги вибираються: за напругою установки.

Uуст (Uном; за конструкцією і схемою сполуки обмоток; за класом точності; по вторинної нагрузке.

S2((Sном, де Sномномінальна потужність в обраному класі точності, у своїй слід пам’ятати, що з однофазних трансформаторів, з'єднаних у зірку, взяти сумарну потужність всіх трьох фаз, а з'єднаних за схемою відкритого трикутника — подвоєну потужність одного трансформатора; S2(- навантаження всіх вимірювальних приладів та реле, приєднаних до трансформатору напруги, В (А.

Для спрощення розрахунків навантаження годі й розділяти по фазам, тогда.

[pic].

Якщо вторинна навантаження перевищує номінальну потужність в обраному класі точності, то встановлюють другий трансформатор напруження і частина приладів приєднують до нему.

Перетин дротів в ланцюгах трансформаторів напруги визначаються по припустимою втрати напруги. Відповідно до ПУЭ втрата напруги від трансформаторів напруги до розрахункових лічильників мусить бути трохи більше 1.5% при нормальної нагрузке.