Трансформаторы напряжения. Принцип действия, конструкции, марки

Трансформатор напряжения (ТН) предназначен для преобразования высокого напряжения до стандартного значения 100; 100/√З или 100/3 В и для отделения цепей измерения и релейной защиты от первичных цепей высокого напряжения. Трансформатор напряжения имеет замкнутый магнитопровод, первичную и одну или две вторичные обмотки. Первичная обмотка включается параллельно в цепь измеряемого напряжения, ко вторичной обмотке присоединяются измерительные приборы, устройства релейной защиты и автоматики.

К основным параметрам трансформатора тока относятся: U_1ном – напряжение первичное номинальное; U_2ном – напряжение вторичное номинальное; K_тнном – номинальный коэффициент трансформации (U_1ном / U_2ном ) и другие.

В зависимости от назначения могут применяться трансформаторы напряжения с различными схемами соединения обмоток. Для измерения трех междуфазных напряжений можно использовать два однофазных двухобмоточных трансформатора (НОМ, НОС, НОЛ), соединенных по схеме открытого треугольника, а также трехфазный двухобмоточный трансформатор НТМК, обмотки которого соединены в звезду. Разработаны антирезонансные трансформаторы напряжения – НАМИ.

ЗНОЛ

Рис. 2. Принципиальная

трансформатора ЗНОЛ

электрическая схема

Нол

Рис.2. Принципиальная электрическая схема

трансформаторов Нол

На высокие напряжения применяются каскадные (НКФ), емкостные делители напряжения (рис. 12.1, 12.2 б).

Емкостный делитель напряжения состоит из одного либо двух модулей, установленных один на другой. Каждый модуль содержит большое количество последовательных емкостных элементов, помещённых в фарфоровые покрышки.

Рис 12.1. Схема емкостного трансформатора напряжения:

1 - электромагнитный модуль (ЭМБ): промежуточный трансформатор напряжения с компенсирующим реактором; 2 - первичная обмотка промежуточного трансформатора напряжения; 3 - компенсирующий реактор; 4 - уравнительные обмотки; 5 - вторичные обмотки; 6 - антиферрорезонансная демпфирующая цепь

а б

Рис. 12.1. Трансформатор напряжения EMF 145 (ABB) – а;

1 - вывод первичной обмотки; 2 - указатель верхнего допустимого уровня масла; 3 - изолятор; 4 - петли для подъема; 5 - коробка вторичных выводов; 6 - вывод нейтрали; 7 - расширительная система; 8 - масло; 9 - кварцевый песок; 10 - бумажная изоляция; 11 - бак; 12 - первичная обмотка; 13 - вторичные обмотки; 14 - сердечник; 15 - заземляемый вывод первичной обмотки

Емкостной делитель напряжения CSA или CSB (ABB) – б

1 - расширительная система; 2 - ёмкостные элементы; 3 - ввод промежуточного напряжения; 8 - плоский линейный вывод; 4 - отверстия; 10 - вывод низкого напряжения (для подключения аппаратуры ВЧ связи); 4 - указатель уровня масла; 5 - компенсирующий реактор; 6 - антиферрорезонансная цепь; 7 - первичная и вторичная обмотки; 9 - газовая подушка; 11 - коробка выводов; 12 - сердечник

В конструкции трансформаторов напряжения предусматривается компенсация погрешности по напряжению путем уменьшения числа витков первичной обмотки, а также компенсация угловой погрешности за счет специальных компенсирующих обмоток.

Суммарное потребление обмоток измерительных приборов и реле, подключенных к вторичной обмотке трансформатора напряжения, не должно превышать номинальную мощность трансформатора напряжения, так как в противном случае это приведет к увеличению погрешностей.

Если объект, в цепях которого необходимо контролировать ток, мощность или другие величины, находятся далеко от щита управления, то сопротивление проводов от приборов до измерительных трансформаторов будет настолько большим, что погрешность измерения возрастает до недопустимого значения. В этом случае используются измерительные преобразователи тока, напряжения, активной и реактивной мощности. Применение измерительных преобразователей дает следующие преимущества перед традиционным подключением измерительных приборов непосредственно к трансформаторам тока и напряжения:

· уменьшается нагрузка трансформаторов тока и напряжения, так как потребляемая преобразователем мощность не превышает 1 В*А по токовым цепям и 10 В*А по цепям напряжения;

· создается возможность непрерывного ввода информации в ЭВМ;

· уменьшается сечение контрольных кабелей;

· легко осуществляется измерение по вызову, так как преобразователи могут работать с разомкнутой цепью;

· для всех измерений применяется простейший прибор – миллиамперметр.