Погрешности трансформаторов напряжения

Точность работы трансформаторов напряжения оценивается погрешностями:

1) погрешность в напряжении (или в коэффициенте трансформации), под которой понимается отклонение действительного коэффициента трансформации от номинального;

2) погрешность по углу, под которой понимается угол сдвига вторичного напряжения относительно первичного.

В зависимости от предельно допустимых погрешностей, ТН подразделяются на классы точности. Трансформаторам, предназначенным для измерения, следует присваивать классы точности, выбираемые из ряда: 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 3,0. Трансформаторам, предназначенным для защиты, следует присваивать классы точности 3Р или 6Р. Трансформаторам присваивают один или несколько классов точности в зависимости от номинальных мощностей и назначения.

Один и тот же ТН в зависимости от нагрузки, подключённой к его вторичной обмотке, может работать с различным классом точности. Поэтому, в каталогах и паспортах на ТН указываются два значения мощности: номинальная мощность в вольт-амперах, при которой ТН может работать в гарантированном классе точности, и предельная мощность, с которой ТН может работать с допустимым нагревом обмоток. Предельная мощность ТН в несколько раз превышает номинальную. Так, у ТН типа НОМ-6 с коэффициентом трансформации 6000/100 для класса точности 1% номинальная мощность составляет 50 ВА, а предельная – 300 ВА.

Класс точности	Предел допускаемой погрешности
напряжения, %	угловой
0,1	±0,1	±5'	±0,15 срад
0,2	±0,2	±10'	±0,3 срад
0,5	±0,5	±20'	±0,6 срад
1,0	±1,0	±40'	±1,2 срад
3,0	±3,0	Не нормируют
3Р	±3,0	±120'	±3,5 срад
6Р	±6,0	±240'	±7,0 срад

Номинальные мощности для трансформаторов различных классов точности, определяют, исходя из установленных предельных значений погрешностей напряжения для этих классов точности.

На рисунке … приведены рекомендуемые характеристики процентного изменения вторичного напряжения трансформатора, соответствующие коэффициенту мощности вторичной нагрузки 0,8 при активно-индуктивной нагрузке.

f – погрешность напряжения, %; sном – номинальная мощность для высшего класса точности, В×А

Верхняя характеристика соответствует приложенному первичному напряжению 0,8 Uном; нижняя – напряжению 1,2 Uном. Характеристики позволяют определять коэффициенты кратности номинальных мощностей для более низких классов точности по выбранной номинальной мощности для высшего класса точности. Характеристики приведены для трансформатора, имеющего высший класс точности 0,2.

Выбор кратности номинальных мощностей для классов точности 1 и 3 допускается осуществлять по рисунку … по выбранной номинальной мощности для класса точности 0,5.

Класс точности 0,5 для данного трансформатора – высший. Коэффициенты кратности мощностей приблизительно равны 1,5 и 3,5.

Выбор мощностей осуществляют по рисунку … так, чтобы характеристика погрешности трансформатора имела бы определенный запас, составляющий примерно 20 % предельного значения погрешности вторичного напряжения или 5 % с учетом результатов климатических испытаний, проведенных при верхнем и нижнем значениях рабочих температур окружающей среды по ГОСТ 15150 и ГОСТ 15543.1.

На рисунке … прямоугольник ABCD характеризует предельно допускаемую зону погрешности напряжения трансформатора при изменении вторичной нагрузки от 0,25 до номинального значения.

Погрешность напряжения f, %, определяют по формуле

,

где К_ном – номинальный коэффициент трансформации;

U₁ – значение первичного напряжения, В;

U₂ – значение вторичного напряжения, соответствующее приложенному напряжению U₁ при данных условиях измерения, В.

Кроме рассмотренных выше основных погрешностей, возникающих при трансформации первичного напряжения на вторичную сторону, на работу релейной защиты и точность измерений влияют так же дополнительные погрешности от падения напряжения в кабелях от ТН до места установки панелей защиты или измерений. Поэтому, согласно требованиям ПУЭ, сечение жил кабелей должно выбираться так, чтобы падение напряжения в указанных цепях не превышало: 3% – для релейной защиты; 2% – для фиксирующих измерительных приборов; 1,5% – для щитовых измерительных приборов; 0,25–0,5% – для счётчиков. Следует заметить, что заземленные точки обмоток ТН, соединённых в звезду и разомкнутый треугольник, должны выводиться разными жилами. Потери напряжения определяются по известным сопротивлениям жил контрольных кабелей и значениям проходящих по ним токов нагрузки:

(2.21)

где – коэффициенты для пересчета фазного падения напряжения на междуфазное (при питании нагрузки по трём фазам , а при питании по двум жилам нагрузки, включённой на междуфазное напряжение, ).

Условное обозначение трансформатора:

Х

Н

Х

Х

Х

Х -

Х

Х

ХХ

Климатическое исполнение и категория

размещения по ГОСТ 15150

Категория в зависимости от длины пути

утечки внешней изоляции по ГОСТ 9920

Класс напряжения первичной обмотки

для основного типоисполнения, кВ

Другие конструктивные

признаки

Вид

изоляции

Конструктивный признак,

характеризующий принцип действия

Конструктивный признак,

характеризующий число фаз

Целевое назначение

(трансформатор напряжения)

Заземляемый

трансформатор

Примечания

1. В стандартах на трансформаторы конкретных типов в обозначении допускается применять дополнительные или исключать отдельные данные.

2. Левая буквенная часть обозначения представляет серию, совокупность буквенной и цифровой частей – тип.

3. Для трансформаторов ниже 1000 В вместо класса напряжения указывают номинальное напряжение первичной обмотки в киловольтах.

Пример условного обозначения трансформатора напряжения заземляемого, однофазного, электромагнитного, с литой изоляцией, со встроенным предохранителем, класса напряжения 10 кВ, климатического исполнения Т, категории размещения 3 по ГОСТ 15150

ЗНОЛП - 10Т3

То же, антирезонансной конструкции, масляного трехфазного с дополнительными обмотками для контроля изоляции сети, класса напряжения 10 кВ, климатического исполнения У, категории размещения 2 по ГОСТ 15150

НАМИ - 10У2

ГОСТ 1983-2001 ТРАНСФОРМАТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ. Общие технические условия