устройство, классификация, принцип работы, видео

Трансформатор напряжения – это один из видов трансформаторов, который еще называют измерительным, предназначеннный для отделения первичных цепей высокого и сверх высокого напряжений и цепей измерений, РЗ и А. Также их используют для понижения высоких напряжений (110, 10 и 6 кВ) до стандартных нормируемых величин напряжений вторичных обмоток – 100 либо 100/√3.

Помимо этого, применение трансформаторов напряжение в электроустановках позволяет изолировать маломощные низковольтные измерительные приборы и устройства, что удешевляет стоимость и позволяет использовать более простое оборудование, а также обеспечивает безопасность обслуживания электроустановок.

Трансформаторы напряжения нашли широкое применение в силовых электроустановках высокого напряжения

От точности их работы зависит правильность коммерческого учета электроэнергии, селективность действия устройств РЗ и противоаварийной автоматики, также они служат для синхронизации и питания автоматики релейной защиты ЛЭП от коротких замыканий, и др.

Измерительный трансформатор конструктивно практически не отличается от стандартных силовых трансформаторов. Он состоит из обмоток: первичной и одной либо нескольких вторичных и стального сердечника, набранного листами электротехнической стали. Первичная обмотка имеет большее количество витков, в сравнении со вторичной. На первичную — подается напряжение, которое требуется измерить, а ко вторичным — подключаются ваттметр и пр. измерительные аппараты. Поскольку ваттметр имеет значительное сопротивление, то по вторичной принято считать, что протекает малый ток. Поэтому полагают, что измерительный трансформатор напряжения функционирует в режимах близких к холостому ходу.

Такие трансформаторы оснащают разъемами для подключения: первичная обмотка присоединяется к цепям силового напряжения, а ко вторичной могут подключены — реле, обмотки вольтметра или ваттметра и пр. приборы. Принцип действия у них аналогичен силовому трансформатору: трансформирование напряжения в измерительном трансформаторе производится переменным магнитным полем.

Интересное видео о работе и принципе устройста трансформаторов тока смотрите ниже:

Потери намагничивания обуславливают некоторую погрешность в классах точности.

Погрешность определяется:

Конструкцией предусматривается компенсация погрешности по напряжению благодаря уменьшению количества витков первичной обмотки, устранению угловой погрешности с помощью компенсирующих обмоток. Простейшая схема включения трансформатора напряжения

Классификация трансформаторов напряжения

Трансформаторы напряжения принято разделять по следующим признакам:

1. По количеству фаз:
   • однофазные;
   • трехфазные.
2. По числу обмоток:
   • 2-х-обмоточные;
   • 3-х-обмоточные.
3. По способу действия системы охлаждения:
   • электрические устройства с масляным охлаждением;
   • электрические устройства с воздушной системой охлаждения ( с литой изоляцией либо сухие).
4. По способу установки и размещения:
   • для наружной установки;
   • для внутренней;
   • для комплектных РУ.
5. По классу точности: по нормируемым величинам погрешностей.

Виды трансформаторов напряжения

Рассмотрим несколько трансфомраторов напряжения разных производителей:

Трансформатор напряжения ЗНОЛ-НТЗ-35-IV-11

Производиель — Невский трансформаторный завод «Волхов».

Назначение и область применение ЗНОЛ-НТЗ

Трансформаторы предназначены для наружной установки в открытых распределительных устройствах (ОРУ). Трансформаторы обеспечивают передачу сигнала измерительной информации измерительным приборам и устройствам защиты и управления, предназначены для использования в цепях коммерческого учета электроэнергии в электрических установках переменного тока на класс напряжения 35 кВ. Трансформаторы выполнены в виде опорной конструкции.

Корпус трансформаторов выполнен из компаунда на основе гидрофобной циклоалифатической смолы «Huntsman», который одновременно является основной изоляцией и обеспечивает защиту обмоток от механических и климатических воздействий.Рабочее положение трансформаторов в пространстве — вертикальное, высоковольтными выводами вверх.

Рисунок — Габаритные размеры трансформатора

Рисунок — схемы подключения обмоток трансформаторов

Характеристики:

1. Класс напряжения по ГОСТ 1516.3, кВ — 27 35 27
2. Наибольшее рабочее напряжение, кВ — 30 40,5 40,5
3. Номинальное напряжение первичной обмотки, кВ — 15,6 20,2 27,5
4. Номинальное напряжение основной вторичной обмотки, В — 57,7 100
5. Номинальное напряжение дополнительной вторичной обмотки, В — 100/3, 100 127
6. Номинальные классы точности основной вторичной обмотки — 0,2; 0,5; 1; 3

Ещё одно интересное видео о работе трансформаторов тока:

---

Трехфазная антирезонансная группа трансформаторов напряжения 3хЗНОЛПМ(И)

Производитель «Свердловский завод трансформаторов тока»

Назначение 3хЗНОЛПМ(И)

Трансформаторы предназначены для установки в комплектные устройства (КРУ), токопроводы и служат для питания цепей измерения, защиты, автоматики, сигнализации и управления в электрических установках переменного тока частоты 50 или 60 Гц в сетях с изолированной нейтралью.

Трансформаторы изготавливаются в климатическом исполнении «УХЛ» категории размещения 2 по ГОСТ 15150.

Рабочее положение — любое.

Расположение первичного вывода возможно как с лицевой так и с тыльной стороны трансформатора.

Трехфазная группа может комплектоваться в 4-ех вариантах:

• из трех трансформаторов ЗНОЛПМ — 3хЗНОЛПМ-6 и 3хЗНОЛПМ-10;
• из трех трансформаторов ЗНОЛПМИ — 3хЗНОЛПМИ-6 и 3хЗНОЛПМИ-10;
• из одного трансформатора ЗНОЛПМ (устанавливается по середине) и двух трансформаторов ЗНОЛПМИ (устанавливаются по краям) — 3хЗНОЛПМ(1)-6 и 3хЗНОЛПМ(1)-10;
• из двух трансформаторов ЗНОЛПМ (устанавливаются по краям) и одного трансформатора ЗНОЛПМИ (устанавливается по середине) — 3хЗНОЛПМ(2)-6 и 3хЗНОЛПМ(2)-10.

Для повышения устойчивости к феррорезонансу и воздействию перемежающейся дуги в дополниетльные обмотки, соединенные в разомкнутый треугольник, используемые для контроля изоляции сети, рекомендуется включать резистор сопротивлением 25 Ом, рассчитанный на длительное протекание тока 4А.

Внимание! При заказе трансформаторов напряжения для АИСКУЭ обязательно заполнение опросного листа.

Гарантийный срок эксплуатации — 5 (пять) лет со дня ввода трансформатора в эксплуатацию, но не более 5,5 лет с момента отгрузки с завода-изготовителя.

Срок службы — 30 лет.

---

НАМИТ-10-2

Производитель ОАО «Самарский Трансформатор»

Назначение и область применения

Трансформатор напряжения НАМИТ-10-2 УХЛ2 трехфазный масляный антирезонансный является масштабным преобразователем и предназначен для выработки сигнала измерительной информации для измерительных приборов в цепях учёта, защиты и сигнализации в сетях 6 и 10 кВ переменного тока промышленной частоты с изолированной нейтралью или заземлённой через дугогасящий реактор. Трансформатор устанавливается в шкафах КРУ(Н) и в закрытых РУ промышленных предприятий

Технические параметры трансформатора напряжения НАМИТ-10-2

1. Номинальное напряжение первичной обмотки, кВ — 6 или 10
2. Наибольшее рабочее напряжение, кВ — 7,2 или 12
3. Номинальное напряжение основной вторичной обмотки (между фазами), В — 100 (110)
4. Ннапряжение дополнительной вторичной обмотки (аД — хД), не более, В — 3
5. Класс точности основной вторичной обмотки — 0,2/0,5

Рисунок — Габаритные размеры и схема подключения.

Трансформаторы напряжения — устройство, принцип работы, расчет и характеристики

электрика, сигнализация, видеонаблюдение, контроль доступа (СКУД), инженерно технические системы (ИТС)

Трансформатор — устройство для преобразования величины напряжения переменного тока. Работа трансформатора основывается на законе электромагнитной индукции.

Ток, протекающий по одной из обмоток, вызывает возникновение переменного магнитного поле в сердечнике, а оно наводит ЭДС в остальных обмотках.

Именно наличие переменного магнитного поля создает условия для работы трансформатора. На постоянном токе трансформатор работать не может. В случае подключения трансформатора к источнику постоянного напряжения, переменное магнитное поле не создается, следовательно нет причины для образования ЭДС.

В таком случае ток первичной обмотки определяется только ее омическим сопротивлением.

Трансформатор преобразует напряжение при сохранении частоты и баланса мощностей на входе и выходе с учетом КПД. Также при помощи трансформаторов осуществляется гальваническая развязка по цепям питания.

Большинство электронной аппаратуры требует питания, отличного от напряжения сети. В большинстве случаев это напряжение значительно ниже и может иметь несколько различных значений.

Трансформатор с несколькими вторичными обмотками позволяет выполнить максимально простое преобразование величины напряжения с той оговоркой, что питающее напряжение переменное.

В случае необходимости преобразовывать постоянное напряжение, приходится сначала преобразовывать его в переменное, что требует определенных схемотехнических решений. В таком случае использование трансформаторов оправдано только наличием гальванической развязки между обмотками.

УСТРОЙСТВО ТРАНСФОРМАТОРА НАПРЯЖЕНИЯ

Основные узлы, которые входят в трансформатор это сердечник и обмотки. Сердечники трансформаторов бывают двух типов — броневые и стержневые. Для работы с низкочастотными напряжениями, в том числе и 50 Гц применяются стержневые магнитопроводы. В свою очередь они подразделяются на:

• Ш-образные;
• П-образные;
• тороидальные.

Для изготовления сердечника используется специальное трансформаторное железо. От качества железа во многом зависят параметры трансформатора, такие как ток холостого хода (ТХХ) и КПД. Сердечник набирается из тонких листов железа, изолированных друг от друга слоем окиси или лака. Это делается для того, чтобы уменьшить потери в сердечнике за счет вихревых токов.

Как Ш-образный, так и П-образный сердечники могут собираться из отдельных пластин, а могут быть использованы уже готовые половинки, сделанные из навитых на специальную оправку сплошных лент железа, поклеенных и разрезанных на две части — витые сердечники. Такие сердечники называются ПЛ.

У каждого из типов свои достоинства и недостатки:

Наборные сердечники.

Наиболее часто используются для сборки магнитопровода произвольного сечения, которое ограничивается только шириной пластин. Следует иметь ввиду, что наилучшие параметры имеют трансформаторы с поперечным сечением сердечника, близким к квадратному.

Недостатки — необходимость в плотном стягивании, повышенное магнитное поле рассеивания трансформатора и низкий коэффициент заполнения окна катушки (реальная площадь металла в сердечнике меньше геометрических размеров из-за неплотного прилегания пластин).

Витые.

Собираются еще проще, поскольку весь сердечник состоит из двух частей для П-образного магнитопровода и четырех для Ш-образного. Характеристики значительно лучше, чем у наборного магнитопровода. Недостатки — соприкасающиеся поверхности должны иметь минимальный зазор во избежание ослабления магнитного поля.

При ударах пластины половинок зачастую отслаиваются и их очень трудно совместить для плотного прилегания. Существует только определенный ряд размеров магнитопроводов.

Тороидальные.

Представляют собой кольцо, свитое из ленты трансформаторного железа Имеют самые лучшие характеристики из всех типов сердечников, минимальный ТХХ и практически полное отсутствие магнитного поля рассеивания.

Основной недостаток — сложность намотки, особенно проводов большого диаметра.

Классический трансформатор имеет одну первичную обмотку и одну или несколько вторичных. Обмотки изолируются друг от друга для исключения вероятности между обмоточного пробоя. Как первичная, так и вторичные обмотки могут иметь отводы.

В Ш-образных трансформаторах все обмотки наматываются на центральном стержне, а в П-образном первичная может размещаться на одном стержне, а вторичная на другом. Гораздо чаще обмотки делятся пополам и наматываются на обеих стержнях. Затем обе половины обмоток соединяются последовательно.

Такая намотка улучшает характеристики трансформатора и сокращает количество провода для обмоток.

ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Основные характеристики трансформатора:

• входное напряжение;
• значения выходных напряжений;
• мощность;
• напряжение и ток холостого хода.

Отношение напряжений на первичной и вторичной обмотках представляет собой коэффициент трансформации. Он зависит только от соотношения количества витков в обмотках и остается постоянным в любых режимах работы.

Мощность трансформатора зависит от сечения сердечника и диаметра проводов в обмотках (соответственно — допустимого тока). Мощность со стороны первичной обмотки всегда равна сумме мощностей вторичных за вычетом потерь в обмотках и сердечнике.

Напряжение холостого хода — это напряжение на вторичных обмотках без нагрузки. Разница между ним и напряжением под нагрузкой характеризует потери в обмотках за счет сопротивления провода. Таким образом, чем толще проводники в обмотках, тем меньше будут потери и меньше разница в напряжениях.

Величина тока холостого хода зависит, в основном от качества сердечника. В идеальном трансформаторе ток, проходящий через первичную обмотку, создает переменное магнитное поле в сердечнике, которое, в свою очередь, за счет магнитной индукции создает ЭДС противоположного направления.

Индуцированная ЭДС компенсирует подаваемое напряжение и ТХХ равен нулю. В реальных условиях, за счет потерь в сердечнике, величина ЭДС всегда меньше первичного напряжения, в результате чего возникает ТХХ. Для уменьшения тока для изготовления сердечника нужен материал высокого качества, между пластинами должен отсутствовать немагнитный зазор.

Последнему требованию в максимальной степени соответствуют тороидальные сердечники — в них немагнитный зазор отсутствует.

РАСЧЕТ ТРАНСФОРМАТОРА НАПРЯЖЕНИЯ

Как показывает опыт и практика, точный расчет трансформатора напряжения себя не оправдывает. Точность нужна только при определении количества витков для получения нужного коэффициента трансформации. Диаметр проводов обмоток должен соответствовать или превосходить минимально допустимому по условиям нагрева.

Общая последовательность расчета трансформатора такова:

• определение мощности трансформатора;
• подбор сердечника с сечением максимально близкого к расчетному, но не меньше его;
• определение количества витков катушек, приходящихся на один вольт напряжения;
• расчет количества витков для каждой обмотки;
• расчет сечения проводов обмоток.

Мощность трансформатора определяется суммированием мощностей всех обмоток за исключением первичной. Для каждой из них — это произведение напряжения на максимальный ток потребления. Для расчета сечения сердечника нужна габаритная мощность трансформатора, которая учитывает КПД.

Рассматриваемые трансформаторы имеют КПД от 70% при мощности до 150 Вт и до 90 % при большей мощности. Таким образом, чтобы получит габаритную мощность нужно мощность вторичных обмоток умножить на коэффициент 1.3 — 1.1.

Площадь поперечного сечения можно найти как квадратный корень из габаритной мощности. Имея значение площади можно подобрать из таблиц готовый сердечник. Если планируется разборный, то исходя из размеров имеющихся пластин можно вычислить необходимую толщину набора. Как уже говорилось выше, сечение должно быть близким к квадрату.

Наибольшие затруднения вызывает нахождение числа витков. Для этого нужно сначала рассчитать сколько витков должно приходиться на один вольт напряжения. Это значение будет различаться в зависимости от площади сечения сердечника. Следует иметь ввиду, что при одинаковом сечении у магнитопроводов разных типов это значение также будет различно.

Можно воспользоваться следующей формулой: N = К/S,

где N — количество витков на вольт, S — площадь сечения сердечника в см², K — коэффициент, зависящий от материала и типа сердечника.

Значение коэффициента К:

• для наборных сердечников — 60;
• для типов ПЛ — 50;
• для тороидальных сердечников 40.

Как видим, количество витков у тороидального трансформатора будет минимальным. Умножая число витков на вольт на требуемое напряжение каждой обмотки, получим значение количества витков. Для компенсации потерь напряжения, количество витков вторичных обмоток нужно увеличить на 5%.

У мощных трансформаторов (более 150 Вт) этого делать не нужно.

Сечение проводов также определяется по упрощенной формуле: 0.7√I, где I — ток обмотки.

Провод нужно брать ближайшего к расчетному сечения (можно больше, но не меньше).

В случае сомнений по поводу того, поместится ли провод в обмотке, можно посчитать, сколько витков уложится в один слой и определить количество слоев и их общую толщину для каждой из обмоток. Это справедливо только для Ш-образных и П-образных трансформаторов.

В тороидальных количество витков в каждом последующем случае будет меньше, чем в предыдущем за счет уменьшения внутреннего диаметра.

© 2012-2021 г. Все права защищены.

Представленные на сайте материалы имеют информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов

Назначение трансформатора напряжения, классификация и основные характеристики

Трансформаторы напряжения (ТН) являются измерительными преобразователями, выполняющими масштабированное понижение первичного напряжения (U) электрической сети, необходимое для работы схем измерения, учёта, защиты и автоматики.

Поскольку понижение (или повышение) значения U осуществляет также любой силовой трансформатор, может возникнуть вопрос — в чём заключаются отличительные особенности работы ТН? Рассмотрим их по пунктам.

Точность преобразования.

Трансформатор напряжения, вторичные цепи которого подключаются к аппаратуре РЗА и измерительным цепям, оказывает влияние на точность результата измерения. ТН наряду с измерительными приборами относится к средствам измерений (СИ).

Это означает, что погрешность ТН, возникающая в процессе трансформации, строго нормируется рамками присвоенного ему класса точности, а сам ТН подвергается регулярной процедуре поверки уполномоченной организацией.

Кроме этого, тип применяемого ТН должен присутствовать в Государственном реестре средств измерений. На практике это выполняется только в случаях, когда речь идёт о коммерческом учёте электроэнергии.

Чаще всего ТН имеет несколько вторичных обмоток различного назначения, класс точности которых отличается. Класс точности обмоток, нагрузкой которых являются цепи измерения, может быть от 0.1 до 3.0, в зависимости от допустимой погрешности измерения. Для питания цепей защиты и автоматики применяются обмотки класса 3Р или 6Р.

Таким образом, основная задача ТН заключается в высокой и строго нормируемой точности трансформирования сетевого значения U, как по величине, так и по фазе.

Выбор конструкционных решений и материалов, из которых изготавливаются элементы ТН, нацелен на решение именно этой задачи.

Что касается силовых трансформаторных установок, их функция заключается в преобразовании электрической энергии с минимальными потерями, в ходе которого фазовый угол исходной синусоиды U практически всегда изменяется.

Кстати, это является причиной запрета на работу в параллельном режиме линий электропередачи одного класса, приходящих с разных подстанций, так как угол сдвига по фазе у них, как правило, различный.

Режим работы.

Силовой трансформатор может работать как в режиме повышения, так и в режиме понижения, ТН предназначен только для понижения первичных параметров сети, то есть, питающей является обмотка ВН, нагрузка всегда подключается к выводам НН.

Это вытекает из основного назначения ТН, обеспечивающего цепи измерения и защит пониженным значением U.

Мощность.

Этот показатель силовых трансформаторов может исчисляться сотнями мегаватт, предельная же мощность ТН составляет порядка 1кВА. Как видно, величины несопоставимы. Для ТН мощность важна лишь с точки зрения её влияния на точность измерения.

КЛАССИФИКАЦИЯ И КОНСТРУКТИВНОЕ ИСПОЛНЕНИЕ ТРАНСФОРМАТОРОВ НАПРЯЖЕНИЯ

Конструктивное исполнение ТН зависит от того, для работы в каких электрических сетях он предназначен, где его предполагается устанавливать и какие приборы будут к нему подключены.

Классификация трансформаторов напряжения может производиться по следующим признакам:

• класс напряжения, на которое рассчитана первичная обмотка;
• однофазное или трёхфазное исполнение;
• величина U вторичного;
• общее число обмоток — двухобмоточные или трёхобмоточные;
• класс точности, значение которого может быть 0.1, 0.2, 0.5, 1, 3, 3Р, 6Р;
• тип изоляции — сухие, литые, маслонаполненные;
место предполагаемого монтажа — наружной либо внутренней установки.

Вторичное значение U в ТН унифицировано, его величина зависит от схемы подключения первичной обмотки. Трёхфазные и однофазные трансформаторы, подключаемые к фазам первичной сети, на выходе выдают 100 вольт. Однофазные ТН, при включении их на фазное напряжение имеют на низкой стороне 100/√3 вольт.

Вид исполнения изоляции и способ охлаждения тепла при изготовлении ТН выбирается так же, как для силовых трансформаторов.

Сухая либо литая изоляция может применяться в устройствах до 35 кВ, в остальных случаях используются только маслонаполненные конструкции.

Обмотки и магнитная система маслонаполненного ТН помещены в стальной бак, заполненный трансформаторным маслом. Масло в данном случае играет роль изолятора и осуществляет отвод тепла к стенкам бака и в окружающее пространство.

Чаще всего бак имеет форму цилиндра, на верхнем торце которого установлены фарфоровые изоляторы проходного типа. Изоляторы являются вводами ТН.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

К основным техническим параметрам трансформаторов напряжения относятся:

• номинальное значение напряжения электрической сети, для работы в которой предназначен ТН;
• коэффициент трансформации;
• мощность — номинальная величина и её максимально допустимое значение.

Поскольку величина U на низкой стороне трансформатора напряжения любого класса имеет одинаковое значение, числовое значение коэффициента трансформации равно напряжению первичной сети, делённому на 100 или на 100/√3.

Вторичные измерительные приборы обычно имеют шкалу на 100 вольт, которая проградуирована в первичных единицах. Например, при измерении в сети 35 кВ номинальное значение U вольтметра составляет 100 вольт, при этом показания прибора составляют 35 кВ.

В схемах учёта при определении реального значения потреблённой электрической энергии показания счётчика умножаются на коэффициенты трансформации трансформаторов тока и напряжения.

При определении фактической мощности нагрузки измерительных трансформаторов обычно пользуются величиной суммарного сопротивления приборов, подключенных к низкой стороне.

Оптимальное значение мощности нагрузки, при которой обеспечивается соответствие основных параметров ТН, лежит в пределах 25% – 100% номинала.

  *  *  *

© 2014-2021 г.г. Все права защищены.
Материалы сайта имеют ознакомительный характер, могут выражать мнение автора и не подлежат использованию в качестве руководящих и нормативных документов.

Измерительные трансформаторы напряжения назначение и принцип действия

Измерительные трансформаторы тока и напряжения применяются на промышленных предприятиях, в линиях электропередач для контроля различного электрического оборудования. Аварийность высоковольтных измерительных трансформаторов контролируется соответствующими системами. С их участием ведется учет потребления электричества. Что собой представляют измерительные трансформаторы напряжения и тока, назначение и принцип действия установок будет рассмотрено далее.

Разновидности

Высоковольтное измерительное оборудование включает в себя два типа устройств. В эту категорию устройств входят:

• Измерительный трансформатор напряжения.
• Измерительный трансформатор тока.

Первая категория приборов предназначена для работы вольтметров, фазометров, реле соответствующих типов. В область работы измерительных трансформаторов тока входит осуществление функционирования амперметров и прочего подобного оборудования.

Представленные типы измерительных трансформаторов производятся с номинальной мощностью от 5 до нескольких сот ВА. Измерительные трансформаторы тока и напряжения предназначены для совместной работы с вольтметрами на 100 В и амперметрами 1-5 А.

Трансформатор тока

Измерительными преобразователями тока выполняется несколько особых функций. К ним подключаются установки, которые выполняют измерение работы оборудования в разных режимах. Принцип действия, которым характеризуется трансформатор тока, обеспечивает несколько основных функций аппаратуры. К ним относится следующее:

• Преобразование переменных токовых показателей к значениям 1 или 5 А.
• В нормальном режиме изолируют вторичный токовый контур от высоковольтной составляющей первичной обмотки.
• Снижение аварийности. Установка предотвращает поражение обслуживающего персонала током, защиту вторичных цепей от перегрузки.

Измерительные трансформаторы постоянного тока помимо перечисленных функций имеют в своем составе выпрямитель. Вторичные цепи заземляются во всех трансформаторах в одной точке. При повреждении изоляции монтаж измерительных трансформаторов позволяет предотвратить перегрузку вторичного контура.

Условия эксплуатации

Измерительные трансформаторы постоянного тока, переменного тока представляют собой высоковольтный агрегат. Прибор нормально функционирует только при выполнении правил по эксплуатации, требований охраны труда. Персонал знакомится со всеми установленными нормами, в каком режиме производится обслуживание, испытание измерительного оборудования. Сотрудники допускаются до работы с трансформатором только после полного инструктажа.

Персонал должен знать, при каких условиях производится испытания, осмотр, поверка и ремонт измерительных трансформаторов. В противном случае даже при условии правильного монтажа работу технической установки могут нарушить неправильные действия сотрудников.

Принцип устройства конструкции запрещает размыкать вторичную обмотку в трансформаторе, которая находится под напряжением. Такому действию сопутствует нарушение изоляции. Потребуется произвести ее замену. Сердечник перегревается. Нормальный режим работы нарушается. В процессе постоянных перегрузок трансформатору становится невозможно выполнять возложенные на него действия. Работает в этом случае неправильно и первичная обмотка. Здесь появляется замыкание. Это также приводит к замене контура.

Чтобы переключить в процессе испытаний в схеме при подведенном электрическом токе, предварительно вторичную катушку закорачивают.

Погрешность

Измерительные выпрямители и трансформаторы тока нуждаются в проверке погрешности. В ходе испытательного процесса к агрегату присоединяется аналогичное оборудование. При монтаже важно, чтобы при поверке техники применялся образцовый, исправный трансформатор тока. В ходе измерений на его вторичном контуре определяется показатель при помощи амперметра.

Испытание оборудования определяет не только погрешность, но и ряд других показателей. В ходе поверки вычисляется коэффициент трансформации, производится техническое освидетельствование качества изоляции контуров, состояние сердечника. Исследуется вопрос о том, выполняется ли установкой возложенные на нее функции, соответствует ли полярность обмоток заданным производителем характеристикам.

При проведении технического освидетельствования соответствия оборудования нормативным требованиям производится контроль вторичных цепей. В случае выявления отклонений, дефектов, требуется замена комплектующих. В зависимости от назначения аппаратура должна демонстрировать заявленные производителем характеристики.

Трансформатор напряжения

Измерительные трансформаторы напряжения применяются для понижения напряжений первичного контура с уровня 110, 40, 6, 10 кВ и т. д. Таким трансформаторам доступно выполнять ряд функций:

• Преобразовывать первичное переменное напряжение в стандартный электрический ток.
• Защита обслуживающего персонала, подключенных приборов от перегрузок.
• Техническая поддержка оперативных цепей, которые работают от постоянного и переменного тока

По принципу функционирования измерительные трансформаторы напряжения приближаются к режиму холостого хода. Пользуются спросом такие разновидности представленной измерительной техники, как НТМК, НАМИ, НОЛ и прочие агрегаты. Установки работают с постоянным и переменным током, которые соответствуют назначению. Мы уже писали про трансформаторы НТМИ, подробнее читайте здесь.

Конструкция

Конструкция приборов измерительного типа схожа на обычные силовые разновидности оборудования. Агрегат имеет первичную и вторичную (одну или несколько) обмотки. Активная часть включает в себя серечник из специальной электротехнической стали. Материал набран в виде пластин определенной конфигурации.

Первичный контур имеет большее количество витков, чем на вторичной катушке. На него подается напряжение от сети. К выводам вторичной обмотки подсоединяется ваттметр или иное подобное измерительное оборудование. Оно характеризуется высоким сопротивлением. Поэтому в ходе нормальной работы по вторичной обмотке подается ток с малым значением.

На выходе устройство может коммутироваться с различными реле, вольтметром, ваттметром. Принцип действия системы похож на работу силового оборудования. Работа производится с переменным значением электрического тока. Чтобы преобразовать его в постоянную величину, используется в конструкции выпрямитель.

Погрешность

Класс точности представленного оборудования зависит от определенных факторов. На этот показатель влияют потери при намагничивании. На величину погрешности измерительного преобразователя напряжения влияют следующие факторы:

• Проницаемость электротехнической стали сердечника.
• Конструкционное исполнение магнитопривода.
• Коэффициент мощности, который определяется вторичной нагрузкой.

Оборудование способно компенсировать погрешность показателя напряжения при уменьшении количества витков в первичной катушке. Компенсирующие обмотки влияют на уменьшение угловой погрешности.

Обслуживание

Перед монтажом, запуском в эксплуатацию производится испытание представленного оборудования. При измерениях выполняется изучение режимов работы поверяемых агрегатов, а также контроль изоляционных слоев.

В измерительном процессе применяется соответствующая техника. Поверка производится в условиях производства оборудования. После монтажа также необходимо производить соответствующую оценку работы оборудования заявленным характеристикам. Если будут выявлены отклонения, выполняется ремонт измерительных трансформаторов.

Периодически в соответствии с условиями эксплуатации производится техническое обслуживание агрегата. На это влияет тип конструкции. Соответствующее обслуживание аппаратуры позволяет избежать сбоев в работе системы, непредвиденных поломок, остановок в работе.

Установкой, обслуживанием представленной техники имеет право заниматься только квалифицированный персонал. В противном случае это будет небезопасно для сотрудников. Неправильное обслуживание приводит к нарушению работы техники.

Рассмотрев особенности измерительных преобразовательных приборов, можно понять их отличие, особенности эксплуатации и обслуживания. Это поможет подобрать оборудование, необходимое для обеспечения соответствующих потребителей электрическим током заданного значения.

Автор: Владимир Васильев · Опубликовано 20 января 2016 · Обновлено 29 августа 2018

Своим появлением трансформатор обязан английскому ученому Майклу Фарадею. В 1831 году физик описал явление, которое назвал «электромагнитная индукция». Оно заключается в том, что в близко расположенных катушках (обмотках) проявляется ярко выраженная

электромагнитная взаимосвязь. То есть, если в первой катушке (первичной обмотке) создать переменный ток, то во второй катушке (вторичной обмотке) возбуждается напряжение с аналогичной частотой и мощностью, зависящей от многих параметров, которые рассмотрим далее.

Трансформаторы напряжения назначение и принцип действия

Трансформаторы напряжения предназначены для преобразования энергии источника напряжения в напряжение с нужным нам значением (амплитудой). Нужно заметить, что такие трансформаторы работают только с переменным напряжением и его частота остается неизменной.

Для чего нужен трансформатор напряжения?

Трансформаторы напряжения, в силу своей универсальности, необходимы в блоках питания, устройствах обработки сигналов, передающих устройствах, аппаратах передачи электроэнергии и во многом другом оборудовании.

По коэффициенту трансформации эти устройства могут делиться на 3 типа:

1. трансформатор напряжения понижающий – на выходе устройства напряжение ниже входного (n>1), например, применяется в блоках питания;
2. повышающий трансформатор – на выходе устройства напряжение выше, чем напряжение на входе (n Как работает трансформатор напряжения?

После того, как в первичной обмотке появится переменное напряжение U1, в магнитопроводе возникает переменный магнитный поток Ф, который возбуждает напряжение во вторичной обмотке U2. Это наиболее простое и краткое описание принципа работы трансформатора напряжения.

Самым главным параметром трансформаторов является «коэффициент трансформации» и обозначается латинской «n». Он вычисляется делением напряжение в первичной обмотке на напряжение во вторичной обмотке или количества витков в первой катушки на количество витков во второй катушке.

Этот коэффициент позволяет рассчитать необходимые параметры вашего трансформатора для выбранного устройства. Например, если первичная обмотка имеет 2000 витков, а вторичная -100 витков, то n=20. При напряжении сети 240 вольт, на выходе устройства должно быть 12 вольт. Так же, можно определить количество витков при заданных, входном и выходном, напряжениях.

Чем отличается трансформатор тока от трансформатора напряжения?

По определению эти устройства предназначены для работы с разными электрическими величинами, как основными и соответственно, схемы включения будут различными. Например, трансформатор тока питается от источника тока и не работает, даже может выйти из строя, если его обмотки не нагружены и через них не идет электрический ток. Трансформатор напряжения питаются от источников напряжения и, наоборот, не может долго работать в режиме с большими токовыми нагрузками.

Измерительные трансформаторы напряжения и тока

При эксплуатации оборудования с высокими рабочими напряжениями и большими токами потребления встает вопрос их измерения и контроля. Здесь на помощь приходят измерительные трансформаторы. Они обеспечивают гальваническую развязку измерительного оборудования от цепей с повышенной опасностью и снижение измеряемой величины до уровня, необходимого для замеров.

Дополнительная информация

Прежде чем покупать трансформатор напряжение, нужно проанализировать все требования, выдвигаемые к устройству. Необходимо учитывать не только рабочие напряжения, но и токи нагрузки при использовании трансформатора в различных приборах.

Трансформаторы напряжения можно изготовить самому, но если вам нужен простой бытовой трансформатор с напряжением на 220 вольт и понижением до 12 вольт, то лучше его приобрести. Сколько стоят трансформаторы напряжения можно узнать на любом интернет-сайте, как правило, на бытовые понижающие трансформаторы напряжения цены не очень высоки.

Трансформаторы напряжения предназначены для измерения напряжения, питания цепей автоматики, сигнализации и релейной защиты линий электропередач от замыкания на землю.

Классификация трансформаторов напряжения

Трансформаторы напряжения различаются:

По числу фаз – однофазные и трёхфазные; По числу обмоток – двухобмоточные и трёхобмоточные;

По классу точности, т.е. по допускаемым значениям погрешностей – согласно таблице 2.3;

По способу охлаждения:

трансформаторы с масляным охлаждением (масляные); трансформаторы с естественным

воздушным охлаждением (сухие и с литой изоляцией).

По роду установки:

для внутренней установки; для наружной установки.

Трансформатор напряжения (ТН) по принципу действия и конструктивному выполнению аналогичен обычному силовому трансформатору и состоит из стального сердечника (магнитопровода), собранного из тонких пластин трансформаторной стали, и двух обмоток – первичной и вторичной, изолированных друг от друга и от сердечника.

Устройство и принцип действия трансформатора напряжения

Устройство и схема включения трансформатора напряжения изображены на рисунке 2.14.

Первичная обмотка W₁, имеющая очень большое число витков, включается непосредственно в сеть высокого напряжения, а к вторичной обмотке W₂, имеющей меньшее число витков, подключаются параллельно измерительные приборы и реле:

Рисунок 2.14 – Устройство и схема включения ТН.

Под воздействием напряжения сети по первичной обмотке проходит ток, создающий в сердечнике поток Ф, который, пересекая витки вторичной обмотки, индуктирует в ней э.д.с. Е, равную при разомкнутой вторичной обмотке (холостой ход трансформатора) напряжению на её зажимах U_2хх.

Напряжение U_2хх, меньше первичного напряжения U₁ во столько раз, во сколько раз число витков вторичной обмотки W₂ меньше числа витков первичной обмотки W₁:;

Отношения чисел витков обмоток называется коэффициентом трансформации и обозначается n_н:

; Следовательно, можно записать:

Если ко вторичной обмотке подключена нагрузка в виде приборов и реле, то напряжение на её зажимах

U₂ будет меньше э.д.с. на величину падения напряжения в сопротивлении вторичной обмотки. Однако

это падение напряжения невелико и им можно пренебречь, тогда: U₁ = U₂n_н и ;

В паспортах на трансформаторы напряжения их коэффициенты трансформации указываются дробью, в

числителе которой – номинальное первичное напряжение, а в знаменателе – номинальное вторичное

напряжение. Для правильного соединения обмоток ТН между собой и правильного подключения к ним реле направления мощности, ваттметров и счётчиков выводы обмоток маркируются определенным образом: начало первичной обмотки – А, конец – Х; начало основной вторичной обмотки – a, конец – х;

12. Схемы соединения трансформаторов напряжения.

Однофазные трансформаторы напряжения в зависимости от назначения соединяются между собой в различные схемы.

На рисунке 2.16 приведены основные схемы соединения однофазных ТН.

Рисунок 2.16 – Схемы соединения обмоток однофазных трансформаторов напряжения с одной вторичной обмоткой.

На рисунке а) представлена схема включения одного ТН на междуфазное напряжение АС.

Эта схема применяется, когда для защиты или измерений нужно только одно междуфазное напряжение.

На рисунке б) приведена схема соединения 2-х ТН в открытый треугольник (или неполную звезду). Эта схема применяется, когда для защиты или измерений нужно иметь два или три междуфазных напряжения.

На рисунке в) приведена схема соединения трёх однофазных ТН в звезду. Эта схема получила широкое распространение и применяется когда для защиты и измерений нужны фазные напряжения или же одновременно фазные и междуфазные напряжения.

Соединение 3-х однофазных ТН по схеме треугольник – звезда представлена на рисунке г). Эта схема обеспечивает напряжение на вторичной стороне, равное

На рисунке д) представлена схема соединения обмоток 3‑х однофазных ТН в фильтр напряжения нулевой последовательности. В этой схеме первичные обмотки ТН соединяются в звезду с заземлённой нейтралью, а вторичные обмотки соединяются последовательно, образуя разомкнутый (не замкнутый) треугольник. Напряжение на зажимах разомкнутого треугольника равно геометрической сумме напряжений нулевой последовательности вторичных обмоток:

;

Так как сумма 3‑х фазных напряжений равна утроенному напряжению нулевой последовательности, то

;

Следовательно, на зажимах схемы разомкнутого треугольника получается напряжение, пропорциональное напряжению нулевой последовательности.

В нормальных режимах и при к.з. без земли U_p=0, т.к. векторы напряжений не содержат нулевой последовательности.

При к.з. на землю в сетях с заземлённой нейтралью и при замыканиях на землю в сетях с изолированной нейтралью геометрическая сумма фазных напряжений не равна нулю за счёт появления напряжения нулевой последовательности. На зажимах разомкнутого треугольника появится напряжение нулевой последовательности 3U.

Таким образом, рассмотренная схема является фильтром напряжений нулевой последовательности.

Следует отметить, что обязательным условием работы рассмотренной схемы д) в качестве фильтра U является заземление нейтрали первичных обмоток ТН, так как при отсутствии заземления первичным обмоткам ТН будут подводиться не фазные напряжения относительно земли, а фазные напряжения относительно изолированной нейтрали, сумма напряжения которых не содержит U. Их сумма всегда равна нулю и при замыканиях на землю напряжение на выходе схемы будет отсутствовать.

На рисунке 2.17 представлена схема соединения трансформатора напряжения, имеющего две вторичные обмотки. Здесь первичная и основная вторичная обмотки соединены в звезду, а дополнительная вторичная обмотка соединена в схему разомкнутого треугольника (на сумму фазных напряжений – для получения напряжения нулевой последовательности, необходимого для включения реле напряжения и реле направления мощности защиты от однофазных к.з. в сетях с заземлённой нейтралью, а также для устройств контроля изоляции действующих на сигнал в сетях с изолированной нейтралью).

Рисунок 2.17 – Схема соединений обмоток ТН с двумя вторичными обмотками.

Как известно, сумма 3-х фазных напряжений в нормальном режиме, а также при 2-х и 3-х фазных к.з. равна нулю. Поэтому в этих условиях напряжение на выводах разомкнутого треугольника будет равно нулю.

Обычно на выводах разомкнутого треугольника в нормальном режиме (при отсутствии замыкания на землю) имеется небольшое напряжение величиной 0,5-2 В, которое называется напряжением небаланса.

При однофазном.к.з. в сети с заземлённой нейтралью фазное напряжение повреждённой фазы становится равным нулю, а геометрическая сумма фазных напряжений 2-х неповрежденных фаз оказывается равной фазному напряжению.

При однофазных замыканиях на землю в сети с изолированной нейтралью напряжения неповреждённых фаз становятся равными междуфазному напряжению, а их геометрическая сумма оказывается равной утроенному фазному напряжению. В этом случае, чтобы на реле напряжение не превосходило номинального значения, равного 100 В, у ТН, предназначенных для работы в сетях с изолированными нейтралями, вторичные дополнительные обмотки, соединяемые в схему разомкнутого треугольника, имеют повышенный в 3 раза коэффициент трансформации (например, . Следует иметь в виду, чтопри включении первичных обмоток ТН на фазные напряжения они должны соединяться в звезду, нулевая точка которой обязательно должна соединяться с землёй. Заземление первичных обмоток необходимо для того, чтобы при однофазном.к.з или замыканиях на землю в сети, где установлен ТН, приборы и реле, включенные на его вторичную обмотку, правильно измеряли напряжения фаз относительно земли.

Заземление вторичных обмоток также обязательно независимо от их схемы соединения т.к. это заземление является защитным – обеспечивает безопасность персонала при попадании высокого напряжения во вторичные цепи. Обычно заземляется один из фазных проводов (как правило, фаза В) или нулевая точка звезды.

Первичные обмотки ТН до 35 кВ подключаются к сети через высоковольтные предохранители для быстрого отключения от сети повреждённого ТН.

Для защиты обмоток ТН при повреждениях во вторичных цепях устанавливаются автоматические выключатели (или предохранители) низкого напряжения.

Вторичные цепи ТН должны выполняться с высокой степенью надёжности, исключающей обрывы и потерю контактов для исключения исчезновения напряжения на защитах, так как исчезновение напряжения будет восприниматься защитами как понижение напряжения при к.з. в защищаемой сети и может привести к их неправильному действию. Исчезновение напряжения от ТН вследствие неисправностей или перегорания предохранителей также будет восприниматься защитами как потеря напряжения и также может привести к их неправильному действию. Поэтому защиты, реагирующие на понижение напряжения, выполняются так, что отличают к.з. от неисправности во вторичных цепях, либо снабжаются специальными устройствами – блокировками при неисправностях в цепях напряжения.

СЗТТ :: Заземляемые трансформаторы напряжения ЗНОЛ.03

Скачать опросные листы на трансформаторы напряжения

Скачать каталог на трансформаторы (pdf; 32 Мб)

Скачать каталог на трансформаторы ТВ (pdf; 3,5 Мб)

Скачать каталог «Трансформаторы для железных дорог» (pdf; 4,8 Мб)

 

Руководства по эксплуатации

Сертификаты

Версия для печати (pdf)

Требования к оформлению заказов трансформаторов предназначенных на экспорт

Назначение

Заземляемый трансформатор напряжения ЗНОЛ.03 предназначен для передачи сигнала измерительным приборам и устройствам защиты, в электроустановках класса напряжения (6 – 10) кВ. Поверхность корпуса трансформатора покрыта проводящим слоем,что обеспечивает экранирование и защиту от электрических полей. Вывод первичной обмотки «А» предназначен для соединения свысоковольтной линией с помощью адаптера с бушингом типа «С» по EN 50181. По заказу трансформаторы могут поставлятьсяс выводом первичной обмотки под адаптеры с бушингом типа «А» или «В» по EN 50181.

Расположение высоковольтного вывода «А» — вверху трансформатора или на торце трансформатора со стороны клеммной коробки.

Рабочее положение трансформатора в пространстве – любое.

ТУ16-2010 ОГГ.671 240.001 ТУ

Технические характеристики трансформатора напряжения ЗНОЛ.03

Наименование параметра	Значение параметра
	ЗНОЛ.03-6 ЗНОЛ.031-6	ЗНОЛ.03-10 ЗНОЛ.031-10
Класс напряжения, кВ	6	10
Наибольшее рабочее напряжение, кВ	7,2	12
Номинальное напряжение первичной обмотки, В	6000 √3	10000 √3
Номинальное напряжение основной вторичной обмотки, В	100/√3
Номинальное напряжение дополнительной вторичной обмотки, В	100/3
Номинальная мощность основной вторичной обмотки, В·А, в классе точности*: 0,2 0,5 1	10 30 90
Номинальная мощность дополнительной вторичной обмотки в классе точности 3**, В·А	200
Предельная мощность вне класса точности, В·А	400
Предельный допустимый длительный первичный ток, А	0,11	0,07
Схема и группа соединения обмоток	1/1/1-0-0
Номинальная частота, Гц	50
Климатическое исполнение	У3
Примечания 1    * Трансформаторы изготавливаются с номинальной мощностью, соответствующей одному классу точности, в соответствии с заказом. ** В соответствии с заказом могут поставляться трансформаторы с классом точности дополнительной вторичной обмотки 3Р, 6Р. 2 Трансформаторы поставляются с устройством защиты от феррорезонанса СЗТн. Одно устройство на три трансформатора.

 

Общий вид трансформатора (чертеж)

Версия для печати (pdf)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11. Трансформаторы напряжения. Назначение и классификация. Принцип действия.

Трансформаторы напряжения предназначены для измерения напряжения, питания цепей автоматики, сигнализации и релейной защиты линий электропередач от замыкания на землю.

Классификация трансформаторов напряжения

Трансформаторы напряжения различаются:

По числу фаз – однофазные и трёхфазные; По числу обмоток – двухобмоточные и трёхобмоточные;

По классу точности, т.е. по допускаемым значениям погрешностей – согласно таблице 2.3;

По способу охлаждения:

трансформаторы с масляным охлаждением (масляные); трансформаторы с естественным

воздушным охлаждением (сухие и с литой изоляцией).

По роду установки:

для внутренней установки; для наружной установки.

Трансформатор напряжения (ТН) по принципу действия и конструктивному выполнению аналогичен обычному силовому трансформатору и состоит из стального сердечника (магнитопровода), собранного из тонких пластин трансформаторной стали, и двух обмоток – первичной и вторичной, изолированных друг от друга и от сердечника.

Устройство и принцип действия трансформатора напряжения

Устройство и схема включения трансформатора напряжения изображены на рисунке 2.14.

Первичная обмотка W₁, имеющая очень большое число витков, включается непосредственно в сеть высокого напряжения, а к вторичной обмотке W₂, имеющей меньшее число витков, подключаются параллельно измерительные приборы и реле:

Рисунок 2.14 – Устройство и схема включения ТН.

Под воздействием напряжения сети по первичной обмотке проходит ток, создающий в сердечнике поток Ф, который, пересекая витки вторичной обмотки, индуктирует в ней э.д.с. Е, равную при разомкнутой вторичной обмотке (холостой ход трансформатора) напряжению на её зажимах U_2хх.

Напряжение U_2хх, меньше первичного напряжения U₁ во столько раз, во сколько раз число витков вторичной обмотки W₂ меньше числа витков первичной обмотки W₁:;

Отношения чисел витков обмоток называется коэффициентом трансформации и обозначается n_н:

; Следовательно, можно записать:

Если ко вторичной обмотке подключена нагрузка в виде приборов и реле, то напряжение на её зажимах

U₂ будет меньше э.д.с. на величину падения напряжения в сопротивлении вторичной обмотки. Однако

это падение напряжения невелико и им можно пренебречь, тогда: U₁ = U₂n_н и ;

В паспортах на трансформаторы напряжения их коэффициенты трансформации указываются дробью, в

числителе которой – номинальное первичное напряжение, а в знаменателе – номинальное вторичное

напряжение. Для правильного соединения обмоток ТН между собой и правильного подключения к ним реле направления мощности, ваттметров и счётчиков выводы обмоток маркируются определенным образом: начало первичной обмотки – А, конец – Х; начало основной вторичной обмотки – a, конец – х;

начало дополнительной обмотки a_д, конец – x_д.

12. Схемы соединения трансформаторов напряжения.

Однофазные трансформаторы напряжения в зависимости от назначения соединяются между собой в различные схемы.

На рисунке 2.16 приведены основные схемы соединения однофазных ТН.

Рисунок 2.16 – Схемы соединения обмоток однофазных трансформаторов напряжения с одной вторичной обмоткой.

На рисунке а) представлена схема включения одного ТН на междуфазное напряжение АС.

Эта схема применяется, когда для защиты или измерений нужно только одно междуфазное напряжение.

На рисунке б) приведена схема соединения 2-х ТН в открытый треугольник (или неполную звезду). Эта схема применяется, когда для защиты или измерений нужно иметь два или три междуфазных напряжения.

На рисунке в) приведена схема соединения трёх однофазных ТН в звезду. Эта схема получила широкое распространение и применяется когда для защиты и измерений нужны фазные напряжения или же одновременно фазные и междуфазные напряжения.

Соединение 3-х однофазных ТН по схеме треугольник – звезда представлена на рисунке г). Эта схема обеспечивает напряжение на вторичной стороне, равное

На рисунке д) представлена схема соединения обмоток 3‑х однофазных ТН в фильтр напряжения нулевой последовательности. В этой схеме первичные обмотки ТН соединяются в звезду с заземлённой нейтралью, а вторичные обмотки соединяются последовательно, образуя разомкнутый (не замкнутый) треугольник. Напряжение на зажимах разомкнутого треугольника равно геометрической сумме напряжений нулевой последовательности вторичных обмоток:

;

Так как сумма 3‑х фазных напряжений равна утроенному напряжению нулевой последовательности, то

;

Следовательно, на зажимах схемы разомкнутого треугольника получается напряжение, пропорциональное напряжению нулевой последовательности.

В нормальных режимах и при к.з. без земли U_p=0, т.к. векторы напряжений не содержат нулевой последовательности.

При к.з. на землю в сетях с заземлённой нейтралью и при замыканиях на землю в сетях с изолированной нейтралью геометрическая сумма фазных напряжений не равна нулю за счёт появления напряжения нулевой последовательности. На зажимах разомкнутого треугольника появится напряжение нулевой последовательности 3U₀.

Таким образом, рассмотренная схема является фильтром напряжений нулевой последовательности.

Следует отметить, что обязательным условием работы рассмотренной схемы д) в качестве фильтра U₀ является заземление нейтрали первичных обмоток ТН, так как при отсутствии заземления первичным обмоткам ТН будут подводиться не фазные напряжения относительно земли, а фазные напряжения относительно изолированной нейтрали, сумма напряжения которых не содержит U₀. Их сумма всегда равна нулю и при замыканиях на землю напряжение на выходе схемы будет отсутствовать.

На рисунке 2.17 представлена схема соединения трансформатора напряжения, имеющего две вторичные обмотки. Здесь первичная и основная вторичная обмотки соединены в звезду, а дополнительная вторичная обмотка соединена в схему разомкнутого треугольника (на сумму фазных напряжений – для получения напряжения нулевой последовательности, необходимого для включения реле напряжения и реле направления мощности защиты от однофазных к.з. в сетях с заземлённой нейтралью, а также для устройств контроля изоляции действующих на сигнал в сетях с изолированной нейтралью).

Рисунок 2.17 – Схема соединений обмоток ТН с двумя вторичными обмотками.

Как известно, сумма 3-х фазных напряжений в нормальном режиме, а также при 2-х и 3-х фазных к.з. равна нулю. Поэтому в этих условиях напряжение на выводах разомкнутого треугольника будет равно нулю.

Обычно на выводах разомкнутого треугольника в нормальном режиме (при отсутствии замыкания на землю) имеется небольшое напряжение величиной 0,5-2 В, которое называется напряжением небаланса.

При однофазном.к.з. в сети с заземлённой нейтралью фазное напряжение повреждённой фазы становится равным нулю, а геометрическая сумма фазных напряжений 2-х неповрежденных фаз оказывается равной фазному напряжению.

При однофазных замыканиях на землю в сети с изолированной нейтралью напряжения неповреждённых фаз становятся равными междуфазному напряжению, а их геометрическая сумма оказывается равной утроенному фазному напряжению. В этом случае, чтобы на реле напряжение не превосходило номинального значения, равного 100 В, у ТН, предназначенных для работы в сетях с изолированными нейтралями, вторичные дополнительные обмотки, соединяемые в схему разомкнутого треугольника, имеют повышенный в 3 раза коэффициент трансформации (например, . Следует иметь в виду, чтопри включении первичных обмоток ТН на фазные напряжения они должны соединяться в звезду, нулевая точка которой обязательно должна соединяться с землёй. Заземление первичных обмоток необходимо для того, чтобы при однофазном.к.з или замыканиях на землю в сети, где установлен ТН, приборы и реле, включенные на его вторичную обмотку, правильно измеряли напряжения фаз относительно земли.

Заземление вторичных обмоток также обязательно независимо от их схемы соединения т.к. это заземление является защитным – обеспечивает безопасность персонала при попадании высокого напряжения во вторичные цепи. Обычно заземляется один из фазных проводов (как правило, фаза В) или нулевая точка звезды.

Первичные обмотки ТН до 35 кВ подключаются к сети через высоковольтные предохранители для быстрого отключения от сети повреждённого ТН.

Для защиты обмоток ТН при повреждениях во вторичных цепях устанавливаются автоматические выключатели (или предохранители) низкого напряжения.

Вторичные цепи ТН должны выполняться с высокой степенью надёжности, исключающей обрывы и потерю контактов для исключения исчезновения напряжения на защитах, так как исчезновение напряжения будет восприниматься защитами как понижение напряжения при к.з. в защищаемой сети и может привести к их неправильному действию. Исчезновение напряжения от ТН вследствие неисправностей или перегорания предохранителей также будет восприниматься защитами как потеря напряжения и также может привести к их неправильному действию. Поэтому защиты, реагирующие на понижение напряжения, выполняются так, что отличают к.з. от неисправности во вторичных цепях, либо снабжаются специальными устройствами – блокировками при неисправностях в цепях напряжения.

Трансформаторы напряжения до 1кВ (различного назначения)

	Трансформатор напряжения однофазный многоцелевой 2-х обмоточный с ответвлениями ОСМ1-0,063 220/5-24 IP00 У3	Клинцовское УППВОС / ОСМ1-0,063 220/5-24	шт	1375,50  RUB
	Трансформатор напряжения однофазный многоцелевой 2-х обмоточный ОСМ1-0,063 220/220 IP00 У3	Клинцовское УППВОС / ОСМ1-0,063 220/220	шт	1375,50  RUB
	Трансформатор напряжения однофазный многоцелевой 2-х обмоточный с ответвлениями ОСМ1-0,063 380/5-42 IP00 У3	Клинцовское УППВОС / ОСМ1-0,063 380/5-42	шт	1375,50  RUB
	Трансформатор напряжения однофазный многоцелевой 2-х обмоточный с ответвлениями ОСМ1-0,063 380/5-110 IP00 У3	Клинцовское УППВОС / ОСМ1-0,063 380/5-110	шт	1375,50  RUB
	Трансформатор напряжения однофазный многоцелевой 2-х обмоточный с ответвлениями ОСМ1-0,063 380/220-12 IP00 У3	Клинцовское УППВОС / ОСМ1-0,063 380/220-12	шт	1375,50  RUB
	Трансформатор напряжения однофазный многоцелевой 2-х обмоточный с ответвлениями ОСМ1-0,1 220/5-14 IP00 У3	Клинцовское УППВОС / ОСМ1-0,1 220/5-14	шт	1707,00  RUB
	Трансформатор напряжения однофазный многоцелевой 3-х обмоточный с ответвлениями ОСМ1-0,1 220/5-22-220/42 IP00 У3	Клинцовское УППВОС / ОСМ1-0,1 220/5-22-220/42	шт	1707,00  RUB
	Трансформатор напряжения однофазный многоцелевой 3-х обмоточный ОСМ1-0,1 220/29/29 IP00 У3	Клинцовское УППВОС / ОСМ1-0,1 220/29/29	шт	1707,00  RUB
	Трансформатор напряжения однофазный многоцелевой 3-х обмоточный ОСМ1-0,1 220/82/82 IP00 У3	Клинцовское УППВОС / ОСМ1-0,1 220/82/82	шт	1707,00  RUB
	Трансформатор напряжения однофазный многоцелевой 2-х обмоточный с ответвлениями ОСМ1-0,1 380/5-36 IP00 У3	Клинцовское УППВОС / ОСМ1-0,1 380/5-36	шт	1707,00  RUB
	Трансформатор напряжения однофазный многоцелевой 2-х обмоточный с ответвлениями ОСМ1-0,1 380/5-110 IP00 У3	Клинцовское УППВОС / ОСМ1-0,1 380/5-110	шт	1707,00  RUB
	Трансформатор напряжения однофазный многоцелевой 2-х обмоточный ОСМ1-0,1 660/220 IP00 У3	Клинцовское УППВОС / ОСМ1-0,1 660/220	шт	1707,00  RUB
	Трансформатор напряжения однофазный многоцелевой 3-х обмоточный с ответвлениями ОСМ1-0,16 220/5-22-110/12 IP00 У3	Клинцовское УППВОС / ОСМ1-0,16 220/5-22-110/12	шт	2433,00  RUB
	Трансформатор напряжения однофазный многоцелевой 3-х обмоточный с ответвлениями ОСМ1-0,16 220/5-22-110/36 IP00 У3	Клинцовское УППВОС / ОСМ1-0,16 220/5-22-110/36	шт	2433,00  RUB
	Трансформатор напряжения однофазный многоцелевой 3-х обмоточный с ответвлениями ОСМ1-0,16 380/5-22-110/24 IP00 У3	Клинцовское УППВОС / ОСМ1-0,16 380/5-22-110/24	шт	2433,00  RUB
	Трансформатор напряжения однофазный многоцелевой 3-х обмоточный с ответвлениями ОСМ1-0,16 380/5-22-110/42 IP00 У3	Клинцовское УППВОС / ОСМ1-0,16 380/5-22-110/42	шт	2433,00  RUB
	Трансформатор напряжения однофазный многоцелевой 3-х обмоточный с ответвлениями ОСМ1-0,16 380/5-22-220/12 IP00 У3	Клинцовское УППВОС / ОСМ1-0,16 380/5-22-220/12	шт	2433,00  RUB
	Трансформатор напряжения однофазный многоцелевой 3-х обмоточный с ответвлениями ОСМ1-0,16 380/5-22-220/42 IP00 У3	Клинцовское УППВОС / ОСМ1-0,16 380/5-22-220/42	шт	2433,00  RUB
	Трансформатор напряжения однофазный многоцелевой 2-х обмоточный с ответвлениями ОСМ1-0,16 380/5-42 IP00 У3	Клинцовское УППВОС / ОСМ1-0,16 380/5-42	шт	2433,00  RUB
	Трансформатор напряжения однофазный многоцелевой 2-х обмоточный с ответвлениями ОСМ1-0,25 220/5-12 IP00 У3	Клинцовское УППВОС / ОСМ1-0,25 220/5-12	шт	2923,50  RUB
	Трансформатор напряжения однофазный многоцелевой 3-х обмоточный с ответвлениями ОСМ1-0,25 220/5-22-110/42 IP00 У3	Клинцовское УППВОС / ОСМ1-0,25 220/5-22-110/42	шт	2923,50  RUB
	Трансформатор напряжения однофазный многоцелевой 2-х обмоточный с ответвлениями ОСМ1-0,25 220/5-29 IP00 У3	Клинцовское УППВОС / ОСМ1-0,25 220/5-29	шт	2923,50  RUB
	Трансформатор напряжения однофазный многоцелевой 2-х обмоточный с ответвлениями ОСМ1-0,25 220/5-42 IP00 У3	Клинцовское УППВОС / ОСМ1-0,25 220/5-42	шт	2923,50  RUB
	Трансформатор напряжения однофазный многоцелевой 3-х обмоточный ОСМ1-0,25 220/12/12 IP00 У3	Клинцовское УППВОС / ОСМ1-0,25 220/12/12	шт	2923,50  RUB
	Трансформатор напряжения однофазный многоцелевой 3-х обмоточный с ответвлениями ОСМ1-0,25 380/5-22-220/24 IP00 У3	Клинцовское УППВОС / ОСМ1-0,25 380/5-22-220/24	шт	2923,50  RUB

Для чего нужен трансформатор?

Трансформаторы можно найти везде, где используется электрическая энергия переменного тока. Трансформатор — это электрическое устройство, которое меняет напряжение на ток в цепи, не влияя при этом на общую электрическую мощность. Это означает, что он принимает электричество высокого напряжения с небольшим током и преобразует его в электричество низкого напряжения с большим током, или наоборот. Одна вещь, которую следует знать о трансформаторах, заключается в том, что они работают только с переменным током (AC), который вы получаете от розеток, а не с постоянным током (DC).

Трансформаторы

могут использоваться либо для увеличения напряжения, также известного как повышение напряжения, либо они могут уменьшать напряжение, также известное как понижение напряжения. В трансформаторах используются две катушки с проволокой, каждая с сотнями или тысячами витков, намотанных на металлический сердечник. Одна катушка предназначена для входящего электричества, а другая — для исходящего электричества. Переменный ток во входящей катушке создает переменное магнитное поле в сердечнике, которое затем генерирует переменный ток в исходящей катушке.

Энергия теряется в процессе передачи электричества на большие расстояния, например, во время поездки от электростанции к вашему дому. При очень высоком напряжении теряется меньше энергии. Обычно электрические компании используют высокое напряжение в проводах для передачи на большие расстояния. Однако такое высокое напряжение слишком опасно для домашнего использования. В случае с электрическими сетями в домах они используют трансформаторы для изменения напряжения электричества, когда оно движется от электростанции к вашему дому.

Сначала с помощью трансформатора напряжение электричества, поступающего от электростанции, «повышается» до нужного уровня для передачи на большие расстояния.Поскольку ток высокого напряжения может вызвать дугу, повышающие трансформаторы, называемые катушками зажигания, используются для питания свечей зажигания. Динамо на электростанциях генерирует большие токи, но не большое напряжение. Это электричество повышается до высокого напряжения для передачи по проводам, поскольку электричество более эффективно распространяется при высоком напряжении.

Позже напряжение понижается, прежде чем оно попадет в ваш дом — снова с помощью трансформаторов. «Понижающий» трансформатор преобразует 440-вольтовое электричество в линиях электропередачи на 120-вольтовое электричество, которое вы используете в своем доме.Затем ток либо используется на этом уровне для таких устройств, как лампочки, либо преобразуется в постоянный ток с помощью адаптера переменного / постоянного тока для таких устройств, как портативные компьютеры.

С момента появления первых трансформаторов постоянного напряжения в 1885 году трансформаторы стали незаменимыми для передачи, распределения и использования электрической энергии переменного тока во всех сферах применения энергии. В Power Temp Systems мы специализируемся на производстве инновационного оборудования, которое эффективно и безопасно распределяет и использует энергию для любого проекта.

Основы трансформаторов напряжения (продвинутая теория и практика)

Незаменимые в цепях питания

Самыми распространенными источниками напряжения для измерений и защиты энергосистемы являются трансформаторы с обмоткой (трансформаторы напряжения) или устройства емкостного делителя (конденсаторные трансформаторы напряжения или проходные изоляторы) устройств). Также становятся доступными некоторые новые применения резисторных делителей и магнитооптических технологий.

Основы трансформаторов напряжения (продвинутая теория и практика)

Все они представляют собой масштабированные копии их высоковольтного потенциала.Они характеризуются своим соотношением, нагрузочной способностью и фазовой характеристикой. Трансформаторы напряжения на обмотке (РТ) обеспечивают наилучшие характеристики с ошибками отношения и фазового угла, подходящими для коммерческих измерений.

Даже трансформаторы напряжения защитного типа могут обеспечить коммерческий учет, если нагрузка тщательно контролируется.

ТН обычно способны питать большие потенциальные нагрузки цепи без ухудшения характеристик при условии, что их вторичная проводка имеет надлежащий размер.

В целях автоматизации подстанции на ТН не влияют изменения нагрузки или температуры. Они являются предпочтительным источником для измерения потенциала.

Эта техническая статья объяснит все важные аспекты трансформаторов напряжения в приложениях измерения и защиты среднего и высокого напряжения.

Содержание:

1. Простая эквивалентная схема трансформатора напряжения
2. Электромагнитные трансформаторы напряжения
   1. Соотношение и фазовые погрешности
   2. Коэффициенты напряжения
   3. Вторичные выводы
   4. Защита трансформаторов напряжения
   5. Конструкция трансформаторов напряжения
   6. Остаточно подключенные Трансформаторы напряжения
   7. Переходные характеристики
   8. Каскадный трансформатор напряжения
3. Конденсаторные трансформаторы напряжения (CVT)
   1. Защита напряжения вспомогательного конденсатора
   2. Переходные характеристики конденсаторных трансформаторов напряжения
   3. Феррорезонанс

1.Простая эквивалентная схема трансформатора напряжения

Трансформатор напряжения может быть представлена ​​эквивалентной схемой на Рисунке 1, где все величины относятся к вторичной обмотке.

Рисунок 1 — Эквивалентная схема трансформатора

Когда трансформатор напряжения не имеет отношения 1/1, это состояние может быть представлено путем подачи питания на эквивалентную схему с помощью идеального трансформатора с заданным коэффициентом , но без потерь .

Трансформаторы напряжения ведут себя так же, как трансформаторы малой мощности, с отличием только в деталях конструкции, которые контролируют точность передаточного отношения в указанном диапазоне выходного сигнала.

Вернуться к содержанию ↑

2. Трансформаторы электромагнитного напряжения

В шунтирующем режиме напряжение системы подается на входные клеммы эквивалентной схемы на рисунке 1. Векторная диаграмма для этой схемы показана на рисунке 2.

Рисунок 2 — Векторная диаграмма трансформатора напряжения

Вторичное выходное напряжение В _с требуется, чтобы быть точной масштабированной копией входного напряжения В, _p в заданном диапазоне выходных сигналов.

Таким образом, падение напряжения на обмотке делается небольшим, а нормальная магнитная индукция в сердечнике должна быть намного ниже плотности насыщения, поэтому ток возбуждения может быть низким, а импеданс возбуждения практически постоянным при изменении приложенного напряжения в пределах желаемого рабочего диапазона. диапазон, включая некоторую степень перенапряжения.

Эти конструктивные ограничения приводят к тому, что ТН для данной нагрузки будет намного больше, чем типичный силовой трансформатор аналогичного номинала . Следовательно, ток возбуждения не такой малый по сравнению с номинальной нагрузкой, как для типичного силового трансформатора.

Вернуться к содержанию ↑

2.1 Ошибки соотношения и фазы

Относительные и фазовые ошибки трансформатора могут быть рассчитаны с помощью векторной диаграммы на Рисунке 2 выше. Ошибка отношения определяется как:

, где:

• K _n — номинальное отношение
• В _p — первичное напряжение
• В _с — вторичное напряжение

Если ошибка положительная, вторичное напряжение больше номинального значения.Если ошибка отрицательная, вторичное напряжение меньше номинального значения.

Коэффициент трансформации трансформатора не обязательно должен быть равен номинальному коэффициенту , и обычно используется небольшая компенсация витков, поэтому ошибка будет положительной для малых нагрузок и отрицательной для высоких нагрузок.

Фазовая ошибка — это разность фаз между инвертированными вторичным и первичным векторами напряжения. Он положительный, когда обратное вторичное напряжение опережает первичный вектор.

Требования в этом отношении изложены в IEC 60044-2.Все трансформаторы напряжения должны соответствовать одному из классов, указанных в таблице 1.

Таблица 1 — Пределы погрешности измерительного трансформатора напряжения

Класс точности	0,8 — 1,2 × номинальное напряжение 0,25 — 1,0 × номинальная нагрузка при 0,8 пФ
	Соотношение напряжений (%)	Сдвиг фаз (минуты)
0,1	+/- 0,1	+/- 5
0,2	+/- 0.2	+/- 10
0,5	+/- 0,5	+/- 20
1,0	+/- 1,0	+/- 40
3,0 /	— 3,0	не указано

В целях защиты точность измерения напряжения может быть важна при возникновении неисправности, так как напряжение в системе может снизиться из-за неисправности до низкого значения.

Трансформаторы напряжения для таких видов обслуживания должны соответствовать расширенному диапазону требований, изложенных в таблице 2.

Таблица 1 — Дополнительные пределы защиты Трансформаторы напряжения

90↑203

Класс точности	0,25 — 1,2 × номинальное напряжение 0,05 — В f × номинальное первичное напряжение
	Соотношение напряжений (%)	Сдвиг фаз (минут)
3P	+/- 3,0	+/- 120
6P	+/- 6,0	+/- 240

Вернуться к содержанию

2.2 Коэффициенты напряжения

Величина V _f в таблице 2 представляет собой верхний предел рабочего напряжения, выраженный в единицах номинального напряжения. Это важно для правильной работы реле и работы в условиях несимметричного повреждения в незаземленных или заземленных через сопротивление системах, что приводит к повышению напряжения на исправных фазах.

Таблица 3 — Допустимая продолжительность максимального напряжения трансформаторов напряжения

30 сек.

Коэффициент напряжения Vf	Номинальное время	Подключение первичной обмотки / условия заземления системы
1.2	непрерывно	Между линиями в любой сети
		Между нейтралью трансформатора и землей в любой сети
1,2	непрерывно	Между линией и землей в эффективно заземленной сети
1,5
1,2	непрерывно	Между линией и землей в системе с неэффективно заземленной нейтралью с автоматическим отключением при замыкании на землю
1.9	30 сек. Вернуться к содержанию ↑ 2.3 Вторичные выводы Трансформаторы напряжения предназначены для поддержания заданной точности выходного напряжения на вторичных клеммах.Чтобы сохранить это, если требуются длинные вторичные провода, распределительную коробку можно установить рядом с ТН для питания реле и измерения нагрузки по отдельному проводу s. При необходимости можно сделать поправку на сопротивление выводов индивидуальным нагрузкам при калибровке конкретного оборудования. Вернуться к содержанию ↑ 2.4 Защита трансформаторов напряжения Трансформаторы напряжения могут быть защищены с помощью высокой разрывной способности (H.R.C.) предохранители на первичной стороне для напряжений до 66 кВ. Предохранители обычно не обладают достаточной отключающей способностью для использования с более высокими напряжениями. Практика варьируется, и в некоторых случаях защита на первичной стороне отсутствует. Вторичная обмотка трансформатора напряжения всегда должна быть защищена предохранителями или автоматическим выключателем (MCB) . Устройство должно быть расположено как можно ближе к трансформатору. Короткое замыкание в проводке вторичной цепи создает ток, во много раз превышающий номинальный выходной ток, и вызывает чрезмерный нагрев.Даже там, где могут быть установлены первичные предохранители, они обычно не устраняют короткое замыкание вторичной стороны из-за низкого значения первичного тока и минимально возможного номинала предохранителя. Вернуться к содержанию ↑ 2.5 Конструкция трансформаторов напряжения Конструкция трансформатора напряжения отличается от силового трансформатора тем, что особое внимание уделяется охлаждению, изоляции и механической конструкции. Номинальная мощность редко превышает несколько сотен ВА, поэтому выделяемое тепло обычно не представляет проблем. Размер ТН во многом определяется напряжением в системе, а изоляция первичной обмотки часто превышает обмотку по объему. ТН должен быть изолирован , чтобы выдерживать перенапряжения, включая импульсные напряжения , уровня, равного выдерживаемому значению распределительного устройства и системы высокого напряжения. Для достижения этого в компактной конструкции напряжение должно быть равномерно распределено по обмотке, что требует равномерного распределения емкости обмотки или применения электростатических экранов. Трансформаторы напряжения обычно используются с распределительными устройствами, поэтому их физическая конструкция должна быть компактной и адаптированной для установки в распределительном устройстве или рядом с ним. Обычно используются трехфазные блоки до 36 кВ, но для более высоких напряжений обычно используются однофазные блоки. Трансформаторы напряжения для цепей среднего напряжения имеют изоляцию сухого типа, но в системах высокого и сверхвысокого напряжения по-прежнему используются масляные блоки. На рисунке 3 показан высоковольтный электромагнитный трансформатор Alstom OTEF от 36,5 кВ до 765 кВ . Рисунок 3 — Электромагнитный трансформатор высокого напряжения Alstom OTEF от 36,6 кВ до 765 кВ Вернуться к содержанию ↑ 2.6 Остаточно подключенные трансформаторы напряжения Три напряжения сбалансированной системы суммируются с нулем, но это не так , когда система подвержен однофазному замыканию на землю . Остаточное напряжение системы измеряется путем соединения вторичных обмоток ТН по схеме «разомкнутый треугольник», как показано на рисунке 4. Рисунок 4 — Подключение остаточного напряжения Выход вторичных обмоток, подключенных по схеме «разомкнутый треугольник», равен нулю при симметричном синусоидальном напряжении. прикладываются напряжения, но в условиях дисбаланса возникает остаточное напряжение, в три раза превышающее напряжение нулевой последовательности системы. Для измерения этого компонента необходимо, чтобы поток нулевой последовательности был установлен в VT, и для этого должен быть обратный путь для результирующего суммированного потока . Сердечник ТН должен иметь одну или несколько размотанных ветвей, соединяющих ярмы, в дополнение к ветвям, несущим обмотки. Обычно сердечник делают симметрично, с пятью ветвями, два крайних из которых разматываются . В качестве альтернативы можно использовать три однофазных блока. Также необходимо заземлить нейтраль первичной обмотки, поскольку без заземления ток возбуждения нулевой последовательности не может протекать. ТН должен быть рассчитан на соответствующий коэффициент напряжения , как описано в Разделе 1.2 и Таблице 3, для учета повышения напряжения на исправных фазах во время замыканий на землю. Трансформаторы напряжения часто имеют нормальную вторичную обмотку , соединенную звездой, и третичную обмотку , соединенную треугольником. В качестве альтернативы остаточное напряжение может быть извлечено с помощью группы трансформаторов вспомогательного напряжения, соединенных звездой / разомкнутым треугольником, питаемых от вторичной обмотки основного блока, при условии, что главный трансформатор напряжения удовлетворяет всем требованиям для работы с напряжением нулевой последовательности, как описано ранее. . Вспомогательный ТН также должен подходить для соответствующего коэффициента напряжения. Следует отметить, что третьи гармоники в волне первичного напряжения нулевой последовательности суммируются в обмотке с разомкнутым треугольником. Вернуться к содержанию ↑ 2.7 Переходные характеристики Переходные ошибки вызывают небольшие трудности при использовании обычных трансформаторов напряжения, хотя некоторые из них возникают. Ошибки обычно ограничиваются короткими периодами времени после внезапного приложения или снятия напряжения с первичной обмотки ТН. При резком подаче напряжения происходит переходный бросок тока, как в случае с силовыми трансформаторами. Однако эффект менее серьезен, чем для силовых трансформаторов , из-за более низкой плотности магнитного потока , для которой разработан ТН.Если ТН рассчитан на довольно высокий коэффициент напряжения, эффект броска будет незначительным. Ошибка появляется в первых нескольких циклах выходного тока пропорционально возникающему переходному процессу броска тока. Когда питание трансформатора напряжения прерывается, магнитный поток сердечника не сразу падает . Вторичная обмотка поддерживает силу намагничивания, чтобы поддерживать этот поток, и пропускает ток через нагрузку, который затухает более или менее экспоненциально.Также могут быть наложенные колебания звуковой частоты из-за емкости обмотки. Если возбуждающая величина в ампер-витках превышает нагрузку, переходный ток может быть значительным. Вернуться к содержанию ↑ 2.8 Каскадный трансформатор напряжения Конденсатор VT (описанный в следующем разделе) был разработан из-за высокой стоимости обычных электромагнитных трансформаторов напряжения, но, как показано в разделе 2.2 выше, частоты и переходных процессов отклики менее удовлетворительны, чем у ортодоксальных трансформаторов напряжения. Другое решение проблемы — это каскадный трансформатор напряжения , показанный на рисунке 5. Рисунок 5 — Принципиальная схема типичного каскадного трансформатора напряжения ТН обычного типа имеет единственную первичную обмотку, изоляция которой представляет проблему для напряжений. выше около 132кВ. Каскадный трансформатор напряжения позволяет избежать этих трудностей, разбивая первичное напряжение на несколько отдельных этапов. Полный ТН состоит из нескольких отдельных трансформаторов, первичные обмотки которых соединены последовательно, как показано на рисунке 5. Каждый магнитопровод имеет первичных обмоток (P) с двух противоположных сторон. Вторичная обмотка (S) состоит из одной обмотки только на последней ступени. Соединительные обмотки (C) , соединенные попарно между ступенями, обеспечивают цепи с низким импедансом для передачи ампер-витков нагрузки между ступенями и гарантируют, что напряжение промышленной частоты равномерно распределяется по нескольким первичным обмоткам. Потенциалы сердечников и обмоток связи фиксируются на определенных значениях путем подключения их к выбранным точкам на первичных обмотках.Изоляция каждой обмотки достаточна для напряжения, развиваемого в этой обмотке, которое составляет долю от общего напряжения в зависимости от количества ступеней. Отдельные трансформаторы монтируются на конструкции, построенной из изоляционного материала, который обеспечивает межкаскадную изоляцию, накапливаясь до значения, способного выдерживать полное напряжение системы по всей высоте батареи. Вся сборка помещена в полый цилиндрический фарфоровый корпус с внешними защитными кожухами; корпус заполнен маслом и герметизирован, включая компенсирующий сильфон, обеспечивающий герметичное уплотнение и допускающий расширение при изменении температуры. Вернуться к содержанию ↑ 3. Конденсаторные трансформаторы напряжения (CVT) Размер электромагнитных трансформаторов напряжения для более высоких напряжений в значительной степени пропорционален номинальному напряжению. Стоимость имеет тенденцию к непропорциональному увеличению. Конденсаторный трансформатор напряжения (CVT) часто на экономичнее . Это устройство представляет собой емкостной делитель потенциала. Как и в случае резистивных делителей потенциала, на выходное напряжение серьезно влияет нагрузка в точке отвода. Емкостной делитель отличается тем, что его эквивалентное полное сопротивление источника является емкостным и поэтому может быть скомпенсировано реактором, подключенным последовательно с точкой отвода. В идеальном реакторе такое устройство не имело бы регулирования и могло бы обеспечить любое значение мощности. Реактор обладает некоторым сопротивлением, которое ограничивает получаемую мощность. Для вторичного выходного напряжения 110 В конденсаторы должны быть очень большими, чтобы обеспечивать полезный выход, сохраняя погрешности в обычных пределах.Решение состоит в том, чтобы использовать высокое вторичное напряжение и дополнительно преобразовать выход до нормального значения с помощью относительно недорогого электромагнитного трансформатора. Последовательные этапы этого рассуждения показаны на Рисунке 6 ниже. Рисунок 6 — Конденсаторный трансформатор напряжения Существует множество вариантов этой базовой схемы. Индуктивность L может быть отдельным блоком или может быть включена в виде реактивного сопротивления рассеяния в трансформаторе T . Конденсаторы C1 и C2 не могут быть удобно изготовлены с жесткими допусками, поэтому предусмотрены ответвления для регулировки соотношения либо на трансформаторе Т, либо на отдельном автотрансформаторе во вторичной цепи. Также необходима регулировка индуктивности настройки L . Это можно сделать с помощью ответвлений, отдельной ответвленной катушки индуктивности во вторичной цепи, путем регулировки зазоров в железных сердечниках или путем шунтирования с переменной емкостью. Упрощенная эквивалентная схема показана на Рисунке 7 ниже. Рисунок 7 — Упрощенная эквивалентная схема конденсаторного трансформатора напряжения Основное отличие рисунка 7 от рисунка 1 заключается в наличии C и L . На нормальной частоте, когда C и L резонируют и, следовательно, отключаются, схема ведет себя аналогично обычному ТН. Однако на других частотах существует реактивный компонент, который изменяет ошибки. Рисунок 8 — Вид в разрезе трансформатора напряжения Alstom OTCF 72,5–765 кВ с разделительными конденсаторами Стандарты обычно требуют, чтобы вариатор, используемый для защиты, соответствовал требованиям точности таблицы 2 в диапазоне частот 97-103% от номинала . Соответствующий частотный диапазон измерения CVT намного меньше, 99% -101%, поскольку снижение точности для отклонений частоты вне этого диапазона менее важно, чем для приложений защиты. Вернуться к содержанию ↑ 3.1 Защита вспомогательного конденсатора по напряжению Если нагрузочное сопротивление вариатора короткозамкнуто, рост напряжения в реакторе ограничивается только потерями в реакторе и возможное насыщение до: Q × E 2 где E 2 — напряжение в точке отвода без нагрузки, а Q — коэффициент усиления резонансного контура. Это значение будет чрезмерным и поэтому ограничено искровым разрядником, подключенным к вспомогательному конденсатору. Напряжение на вспомогательном конденсаторе выше при полной номинальной выходной мощности, чем при отсутствии нагрузки, и конденсатор рассчитан на непрерывную работу при этом повышенном значении. Искровой разрядник установлен на мигание примерно при удвоенном напряжении полной нагрузки . Искровой разрядник ограничивает ток короткого замыкания, который выдает ТН, и предохранители вторичной цепи тщательно спроектированы с учетом этого. Обычно точку отвода можно заземлить вручную или автоматически перед выполнением каких-либо регулировок ответвлений или соединений. Вернуться к содержанию ↑ 3.2 Переходные характеристики конденсаторных трансформаторов напряжения CVT — это последовательный резонансный контур. Введение электромагнитного трансформатора между промежуточным напряжением и выходом делает возможным дальнейший резонанс, связанный с импедансом возбуждения этого блока и емкостью блока делителей. При приложении внезапного скачка напряжения возникают колебания в соответствии с этими различными режимами, которые сохраняются в течение периода, определяемого присутствующим полным резистивным демпфированием. Любое увеличение резистивной нагрузки снижает постоянную времени переходного колебания, хотя вероятность большой начальной амплитуды увеличивается. Для защиты на очень высоких скоростях необходимо минимизировать переходные колебания . Современные конденсаторные трансформаторы напряжения в этом отношении намного лучше своих более ранних аналогов. Тем не менее, схемы защиты с высокими характеристиками могут по-прежнему подвергаться неблагоприятному воздействию, если их алгоритмы и фильтры не были специально разработаны с осторожностью. Вернуться к содержанию ↑ 3.3 Феррорезонанс Возбуждающий импеданс Z e вспомогательного трансформатора T и емкость делителя потенциала вместе образуют резонансный контур, который обычно колеблется на суб-трансформаторе. -нормальная частота. Если эта цепь подвергается воздействию импульса напряжения, возникающие колебания могут проходить через диапазон частот. Если базовая частота этой цепи немного меньше одной трети частоты системы, возможно, что энергия будет поглощена системой и вызовет нарастание колебаний. Увеличение плотности магнитного потока в сердечнике трансформатора снижает индуктивность, приближая резонансную частоту к одной трети от частоты системы. Результатом является нарастание до тех пор, пока колебания не стабилизируются как третья субгармоника системы , которая может поддерживаться бесконечно. В зависимости от значений компонентов возможны колебания на основной частоте или на других субгармониках или кратных частоте питающей сети, но наиболее вероятно возникновение третьей субгармоники. Основное проявление таких колебаний — повышение выходного напряжения, среднеквадратичного значения. значение может быть на 25-50% выше нормального. Форма выходного сигнала обычно имеет форму, показанную на рисунке 9. Рисунок 9 — Типичная форма волны вторичного напряжения с третьим субгармоническим колебанием Такие колебания менее вероятны, когда потери в цепи высоки, как в случае с резистивным нагрузки, и ее можно избежать, увеличив резистивную нагрузку. Специальные антиферрорезонансные устройства , которые используют параллельно настроенную схему, иногда встраиваются в ТН. Хотя такие устройства помогают подавить феррорезонанс, они имеют тенденцию ухудшать переходную характеристику, так что конструкция является предметом компромисса. Правильная конструкция предотвращает проявление этого эффекта в бесступенчатом трансформаторе, обеспечивающем резистивную нагрузку, но возможно, что нелинейные индуктивные нагрузки, такие как вспомогательные трансформаторы напряжения, могут вызвать феррорезонанс. Вспомогательные трансформаторы напряжения для использования с конденсаторными трансформаторами напряжения должны быть спроектированы с низким значением магнитной индукции , которое не позволяет переходным напряжениям вызывать насыщение сердечника , что, в свою очередь, приводит к высоким токам возбуждения. Вернуться к содержанию ↑ Источники: Руководство по защите и автоматизации сети от (ex) Alstom Grid, теперь General Electric Разработка электрических подстанций Джеймсом К.Burke Измерительный трансформатор напряжения (ТН) — Введение Трансформатор напряжения (ТН) — Введение и назначение (рис. Thomasnet.com) Измерительные трансформаторы Измерительные трансформаторы в основном используются для обеспечения изоляции между основной первичной цепью и вторичные контрольно-измерительные приборы. Эта изоляция достигается за счет магнитной связи двух цепей. Помимо изоляции, уровни по величине снижены до более безопасных. Измерительные трансформаторы делятся на две категории: трансформаторы напряжения , (ТН) и трансформаторы тока (ТТ). Первичная обмотка ТН включена параллельно контролируемой цепи, а первичная обмотка ТТ — последовательно. Вторичные обмотки пропорционально преобразуют первичные уровни до типичных значений 120 В и 5 А. Контрольные устройства, такие как ваттметры, измерители коэффициента мощности, вольтметры, амперметры и реле, часто подключаются к вторичным цепям. Трансформатор напряжения (ТН) Трансформатор напряжения (ТН) подключается параллельно контролируемой цепи. Он работает по тем же принципам, что и силовые трансформаторы , с существенными различиями в мощности, размере, рабочих уровнях магнитного потока и компенсации. ТН обычно не используются для подачи первичной энергии; однако они имеют ограниченную номинальную мощность. Их часто можно использовать для временного подключения к сети 120 В для облегченного технического обслуживания, когда напряжение питания обычно недоступно.В отсеках распределительного устройства они могут использоваться для привода двигателей, размыкающих и замыкающих выключатели. В регуляторах напряжения они могут приводить в действие приводной двигатель с переключением ответвлений. Диапазон мощности составляет от 500 ВА и менее для ТН низкого напряжения, 1–3 кВА для ТН среднего напряжения и 3–5 кВА для ТН высокого напряжения. Поскольку они имеют такую ​​низкую номинальную мощность, их физические размеры намного меньше. Рабочие характеристики ТН основаны на стандартных нагрузках и коэффициентах мощности, которые не всегда совпадают с фактическими подключенными нагрузками. Можно графически предсказать ожидаемую производительность, если заданы как минимум две контрольные точки. Производители обычно предоставляют эти данные с каждым произведенным ТН. Исходя из этого, можно построить то, что часто называют круговой диаграммой VT или кривой веера, показанной на Рис. 1 . Зная координаты отношения-ошибки и фазовой ошибки, а также значения стандартных нагрузок, можно построить график в масштабе с точки зрения ВА и коэффициента мощности.Можно добавить другие линии коэффициента мощности, чтобы точно определить фактическое состояние цепи. Рисунок 1 — Круговая диаграмма трансформатора напряжения (кривые вентилятора) Производительность также можно рассчитать с использованием той же концепции векторов с помощью следующих соотношений, при условии, что значение неизвестной нагрузки меньше известной нагрузки. Должны быть известны две координаты: нулевое значение и еще одно стандартное значение нагрузки. ССЫЛКА: Измерительные трансформаторы — Рэнди Малликин Руководство по пониманию пяти типов трансформаторов Рожденные в индустриальную эпоху, трансформаторы являются одним из самых полезных изобретений в области электротехники.Они используются во всех типах электрооборудования, начиная от HVAC, водяных насосов, бассейнов и спа, общественного питания и электроники. Независимо от типа трансформатора, их основное назначение одинаково — преобразовывать электрическую мощность из одного типа в другой. Понимание того, как работают трансформаторы Трансформатор — это пассивное электрическое устройство, предназначенное для переключения одного переменного напряжения на другое с помощью магнитной индукции. Они могут либо «повышать», либо «понижать» напряжение, чтобы согласовывать входящее напряжение электросети с напряжением, требуемым для конечного продукта пользователя. Существует множество типов трансформаторов различных форм и размеров, каждый из которых подразделяется на классификации, основанные на таких аспектах, как уровни напряжения, расположение обмоток или использование. Конфигурации трансформатора по индивидуальному заказу обычно используются в приложениях, где требуется трансформатор с одной специализированной функцией, такой как постоянное напряжение или постоянный ток. Вот руководство по 5 различным типам трансформаторов: Изолирующий трансформатор Формально трансформатор с соотношением витков 1: 1, изолирующие трансформаторы в основном используются для предотвращения опасности поражения электрическим током.У них есть отдельные первичная и вторичная обмотки для изоляции цепи от источника питания. Таким образом, трансформатор может обеспечить защиту от скачков напряжения в случае выхода из строя электронной схемы. Общие приложения включают в себя медицинское оборудование, телекоммуникационное оборудование и оборудование для дистанционного управления. Автотрансформатор Автотрансформатор имеет только одну обмотку, которая используется совместно первичной и вторичной цепями. Хотя они не обеспечивают изоляцию, они обеспечивают значительную экономию при использовании для получения небольших приращений напряжения выше или ниже входного.Они идеально подходят для пускателей асинхронных двигателей и устройств с низким напряжением. Трансформатор класса II Трансформатор класса II используется для питания цепей класса II, обычно используемых в системах управления HVACR. Максимальная предлагаемая максимальная ВА (вольт-ампер) составляет 75 (Hartland предлагает трансформаторы класса II мощностью до 100 ВА), а наиболее распространенное вторичное напряжение — 24 В переменного тока. Все трансформаторы класса II ограничены либо по своей природе, либо без ограничений, то есть максимальный выходной ток ограничивается либо внутренним импедансом катушки, либо предохранителем или автоматическим выключателем.Стоит отметить, что мы предлагаем трансформаторы до 150 ВА, а также у нас есть возможность настроить трансформаторы от 3 до 200 ВА. Трансформатор общего назначения Как следует из названия, трансформаторы общего назначения обычно используются для общего освещения и других низковольтных систем. Эти трансформаторы включают любую номинальную мощность в ВА, а также номинальные значения первичного и вторичного напряжения до 600 В переменного тока. Обычно предохранитель не требуется, но можно использовать внутренний предохранитель. Управляющий трансформатор Управляющий трансформатор, тип изолирующего трансформатора, предназначен для обеспечения номинального выходного напряжения при полной ВА. По мере уменьшения нагрузки выходное напряжение будет расти. И наоборот, увеличение нагрузки приведет к снижению выходного напряжения. Управляющие трансформаторы, обеспечивающие отличное регулирование напряжения, обычно используются в промышленности. Узнайте больше о предлагаемых Hartland Control трансформаторах здесь. Для чего нужен электрический трансформатор? Трансформатор — это электрическое устройство, разработанное и изготовленное для повышения или понижения напряжения.Электрические трансформаторы работают по принципу магнитной индукции и не имеют движущихся частей. Поскольку трансформатор преобразует напряжение на входе в напряжение, необходимое для устройства или оборудования, подключенного к выходу, он обратно увеличивает или уменьшает ток, протекающий между различными уровнями напряжения. Электрический трансформатор является примером закона сохранения энергии, который гласит, что энергия не может быть ни создана, ни разрушена, а только преобразована! Основная конструкция электрического трансформатора Электрические трансформаторы, не имеющие движущихся частей или высокочувствительных основных компонентов или материалов, по своей природе являются исключительно надежными и долговечными элементами оборудования.От хорошо спроектированного и качественно изготовленного трансформатора можно ожидать, что он будет работать непрерывно и без сбоев в течение многих лет при номинальных условиях эксплуатации. В своей основной форме электрический трансформатор состоит из двух катушек или обмоток — входной и выходной — из электропроводящего провода, намотанного на сердечник из электротехнической стали. Основная функция электрического трансформатора Когда первичная катушка, принимающая напряжение (вход), находится под напряжением, сердечник намагничивается, и напряжение впоследствии индуцируется или стимулируется на выходе или вторичной катушке.Изменение напряжения (отношения напряжений) между первичной и вторичной катушками зависит от соотношения витков катушек. Когда трансформатор нагружен, то есть когда устройство или оборудование, для питания которого предназначен трансформатор, подключено и трансформатор находится под напряжением, «нагрузка» начинает потреблять ток (выраженный в амперах или амперах) при напряжении, при котором трансформатор был разработан, чтобы доставить. Компания Johnson Electric Coil Company предлагает комплексные услуги по проектированию, проектированию и производству высокоэффективных электрических трансформаторов и индукторов на заказ.Предлагаемые нами услуги по проектированию и производству являются одними из самых разнообразных в отрасли. Если вы ищете индивидуальный электрический трансформатор или индуктор, наша команда Johnson Electric Coil Company может вам помочь. Наш опыт работы в отрасли насчитывает более восьми десятилетий, и мы здесь, чтобы удовлетворить все ваши потребности в электрических трансформаторах на десятилетия вперед. Чтобы узнать больше о наших трансформаторах и возможностях, связанных с вашими приложениями, позвоните нам сегодня по телефону 800.826.9741 или заполните нашу контактную форму. Производители трансформаторов низкого напряжения Поставщики Трансформаторы низкого напряжения — Lenco Electronics, Inc. В трансформаторе низкого напряжения постоянного тока используется выпрямитель для преобразования его выхода в постоянный ток (DC) и уменьшения радиочастотных помех (RFI). Трансформаторы низкого напряжения предлагают множество монтажных конфигураций и часто имеют небольшие размеры. Трансформаторы — это статическая часть устройства, которая передает электрическую энергию из одной цепи в другую за счет электромагнитной индукции, часто с измененными значениями напряжения и тока.Электричество в трансформаторе низкого напряжения преобразуется путем передачи тока от одного набора электрических обмоток к другому посредством намагниченного сердечника. Низковольтные трансформаторы — Lenco Electronics, Inc. Низковольтные трансформаторы обычно используются для низковольтного освещения, которое обычно использует только 12 или 24 вольта. Есть также много трансформаторов низкого напряжения для нужд оборонной, производственной, медицинской и исследовательской отраслей. В отличие от высоковольтных трансформаторов, которые в самых крайних случаях могут весить несколько сотен фунтов, низковольтные трансформаторы могут быть достаточно маленькими, чтобы их можно было удерживать двумя пальцами.Существует два основных способа включения трансформаторов низкого напряжения в конструкцию электронных устройств. В случае более дорогой бытовой электроники, такой как видеокамеры и медиаплееры, трансформаторы низкого напряжения обычно встраиваются во внешние силовые кабели и зарядные устройства. Это снижает вероятность того, что несоответствие напряжения каким-либо образом повлияет на устройство. Например, если владелец видеокамеры приехал в страну с другим стандартным напряжением розетки и забыл установить понижающий трансформатор, зарядное устройство камеры, скорее всего, выйдет из строя из-за чрезмерного напряжения, но это предотвратит превышение напряжения. не дотянуться до самого устройства, защищая его от повреждений.В других случаях трансформаторы напряжения могут быть спроектированы как неотъемлемая часть устройства. Устройства с постоянными шнурами питания обычно имеют такие встроенные трансформаторы. Что такое трансформатор и как он работает? Трансформаторы, в простейшей форме, представляют собой электромагнитные устройства, которые используются для преобразования энергии. Так что это значит? Как этого добиться? Во-первых, давайте посмотрим, как они сделаны. Трансформаторы состоят из трех основных частей: сердечника (обычно ферромагнитного (железного)) и двух отдельных наборов проволочных катушек.Катушки называют первичной и вторичной обмотками. При подаче переменного тока на первичную обмотку трансформатора катушка создает пульсирующее магнитное поле. Сердечник трансформатора направляет магнитное поле между первичной и вторичной обмотками, предотвращая потери энергии. Как только магнитное поле достигает вторичной катушки, оно заставляет электроны внутри нее двигаться, создавая электрический ток за счет электродвижущей силы (ЭДС). Было обнаружено, что использование твердого сердечника не является идеальным, потому что много энергии теряется в виде тепла из-за того, что называется вихревым током.Чтобы помочь в этом, сердечники теперь сделаны из многослойных листов железа, чтобы помочь распределить тепло более равномерно и предотвратить потерю энергии. Основная функция трансформатора — повышать или понижать напряжение от первичной до вторичной обмоток. Это делается просто путем регулировки соотношения витков на одной стороне к другой. Если трансформатор имеет 5 катушек на первичной обмотке и 10 на вторичной обмотке, это будет повышающий трансформатор 1: 2, что означает, что напряжение увеличивается вдвое от первичной обмотки к вторичной.С другой стороны, если у него 10 катушек на первичной и 5 на вторичной обмотках, это будет понижающий трансформатор 2: 1, сокращающий напряжение вдвое. Трансформаторы — довольно простые устройства, если есть базовое понимание. Они доступны в различных типах, включая питание, изоляцию, обработку сигнала, измерение тока и многое другое. Каким бы ни было приложение, у Digi-Key все есть. Щелкните здесь, чтобы увидеть наш широкий ассортимент трансформаторов, включая отдельные части, из которых состоит трансформатор, чтобы вы могли изготовить трансформатор в соответствии с вашими требованиями. Об авторе Эшли Аволт (Ashley Awalt) — разработчик технического контента, работающая в Digi-Key Electronics с 2011 года. Она получила степень младшего специалиста по прикладным наукам в области электронных технологий и автоматизированных систем в Общественном и техническом колледже Northland через стипендиальную программу Digi-Key. В настоящее время ее роль заключается в оказании помощи в создании уникальных технических проектов, документировании процесса и, в конечном итоге, в участии в создании видеоматериалов, освещающих эти проекты.В свободное время Эшли любит — подожди, а есть ли свободное время, когда ты мама? . alexxlab Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Комментарий * Имя * Email * Сайт Рубрики Прост Радио Разное Своими руками Советы Схем Схемы Транзист Транзисторы Электрон Электроника