Prietaiso įtampos transformatoriai
Įtampos transformatoriaus paskirtis ir veikimo principas
Matavimo įtampos transformatorius naudojamas kintamosios srovės įrenginiuose tiekiamai aukštai įtampai sumažinti į skaitiklius ir reles apsaugai ir automatizavimui.
Tiesioginiam aukštos įtampos prijungimui prireiktų labai sudėtingų įrenginių ir relių, nes juos reikia įdiegti su aukštos įtampos izoliacija. Tokios įrangos gamyba ir naudojimas praktiškai neįmanomas, ypač esant 35 kV ir aukštesnei įtampai.
Įtampos transformatorių naudojimas leidžia naudoti standartinius matavimo prietaisus aukštai įtampai matuoti, plečiant jų matavimo ribas; Relės ritės, sujungtos per įtampos transformatorius, taip pat gali turėti standartines versijas.
Be to, įtampos transformatorius atskiria (atskiria) nuo aukštos įtampos matavimo prietaisus ir reles, taip užtikrindamas jų aptarnavimo saugumą.
Įtampos transformatoriai plačiai naudojami aukštos įtampos elektros įrenginiuose, nuo jų veikimo priklauso tikslumas elektriniai matavimai ir elektros apskaitą, taip pat relinės apsaugos ir avarinės automatikos patikimumą.
Matavimo įtampos transformatorius pagal konstrukcijos principą nesiskiria nuo maitinimo šaltinio sumažinimo transformatorius… Jį sudaro plieninė šerdis, sudaryta iš elektrinių plieno lakštų plokščių, pirminės apvijos ir vienos arba dviejų antrinių apvijų.
Fig. 1a parodyta įtampos transformatoriaus su viena antrine apvija schema. Į pirminę apviją įvedama aukšta įtampa U1, o prie antrinės įtampos U2 prijungiamas matavimo prietaisas. Pirminės ir antrinės apvijų pradžia pažymėta raidėmis A ir a, galai X ir x. Tokie žymėjimai dažniausiai naudojami įtampos transformatoriaus korpusui šalia jo apvijų gnybtų.
Pirminės įtampos ir antrinės vardinės įtampos santykis vadinamas vardine įtampa. transformacijos faktorius įtampos transformatorius Kn = U1nom / U2nom
Ryžiai. 1. Įtampos transformatoriaus schema ir vektorinė diagrama: a — diagrama, b — įtampos vektorinė diagrama, c — įtampos vektorinė diagrama
Kai įtampos transformatorius veikia be klaidų, jo pirminė ir antrinė įtampa sutampa fazėje, o jų verčių santykis lygus Kn. Su transformacijos koeficientu Kn = 1 įtampa U2= U1 (1 pav., c).
Legenda: H — vienas gnybtas įžemintas; O — vienfazis; T — trifazis; K — kaskadinis arba su kompensacine rite; F — porcelianinė išorinė izoliacija; M - aliejus; C — sausas (su oro izoliacija); E — talpinis; D yra daliklis.
Pirminės apvijos (HV) gnybtai yra pažymėti A, X vienfaziams ir A, B, C, N trifaziams transformatoriams. Pagrindiniai antrinės apvijos (LV) gnybtai atitinkamai pažymėti a, x ir a, b, c, N, antrinės papildomos apvijos gnybtai – ad techend.
Iš pradžių pirminės ir antrinės apvijos prijungiamos atitinkamai prie A, B, C ir a, b, c gnybtų. Pagrindinės antrinės apvijos dažniausiai jungiamos žvaigždute (0 jungties grupė), papildomos - pagal atviros trikampio schemą. Kaip žinote, normaliai veikiant tinklui, papildomos apvijos gnybtų įtampa yra artima nuliui (nesubalansuota įtampa Unb = 1 — 3 V), o įžeminimo gedimų atveju ji lygi tris kartus didesnės nei 3UО įtampos vertė. su nuline seka UО faze.
Tinkle su įžeminta neutrale didžiausia vertė yra 3U0, lygi fazės įtampai, su izoliuotu - trifaziu įtampos įtempimu. Atitinkamai atliekamos papildomos vardinės įtampos Unom = 100 V ir 100/3 V apvijos.
Vardinės įtampos TV yra jo vardinės įtampos pirminė apvija; ši vertė gali skirtis nuo izoliacijos klasės. Manoma, kad antrinės apvijos vardinė įtampa yra 100, 100/3 ir 100/3 V. Įprastai įtampos transformatoriai veikia tuščiosios eigos režimu.
Prietaiso įtampos transformatoriai su dviem antrinėmis apvijomis
Įtampos transformatoriai su dviem antrinėmis apvijomis, be maitinimo skaitiklių ir relių, yra skirti eksploatuoti įžeminimo signalizacijos įrenginius tinkle su izoliuotu nuliu arba apsaugoti nuo įžeminimo gedimų tinkle su įžemintu nuliu.
Įtampos transformatoriaus su dviem antrinėmis apvijomis schema parodyta fig. 2, a. Antrosios (papildomos) apvijos gnybtai, naudojami signalizavimui ar apsaugai įvykus įžeminimui, yra pažymėti ad ir xd.
Fig. 2.6 parodyta trijų tokių įtampos transformatorių įtraukimo į trifazį tinklą schema. Pirminė ir pagrindinė antrinė apvijos yra sujungtos žvaigždute. Pirminės apvijos neutralė yra įžeminta. Trys fazės ir nulinė gali būti pritaikyta skaitikliams ir relėms iš pagrindinių antrinių apvijų. Papildomos antrinės apvijos jungiamos atviru trikampiu. Iš jų visų trijų fazių fazių įtampų suma tiekiama į signalinius arba apsauginius įtaisus.
Įprastai veikiant tinklui, prie kurio prijungtas įtampos transformatorius, ši vektorių suma lygi nuliui. Tai matyti iš vektorinių diagramų pav. 2, c, kur Ua, Vb ir Uc yra pirminių apvijų fazinių įtampų vektoriai, o Uad, Ubd ir Ucd – pirminių ir antrinių papildomų apvijų įtampos vektoriai. antrinių papildomų apvijų įtampos, krypties sutapimo su atitinkamų pirminių apvijų vektoriais (tokios pačios kaip 1 pav., c).
Ryžiai. 2. Įtampos transformatorius su dviem antrinėmis apvijomis. a — diagrama; b — įtraukimas į trifazę grandinę; c — vektorinė diagrama
Vektorių Uad, Ubd ir Ucd suma gaunama juos sujungus pagal papildomų apvijų prijungimo schemą, tuo tarpu daroma prielaida, kad tiek pirminės, tiek antrinės įtampos vektorių rodyklės atitinka transformatoriaus apvijų pradžią.
Gauta įtampa 3U0 tarp C fazės apvijos pabaigos ir A fazės apvijos pradžios diagramoje yra lygi nuliui.
Faktinėmis sąlygomis atviros trikampio išėjime paprastai yra nereikšminga disbalanso įtampa, neviršijanti 2–3 % vardinės įtampos. Šį disbalansą sukuria nuolatinė nedidelė antrinių fazių įtampų asimetrija ir nedidelis jų kreivės formos nuokrypis nuo sinusoidės.
Įtampa, garantuojanti patikimą relių, įvestų į atvirą trikampio grandinę, veikimą, atsiranda tik esant įžeminimo gedimams įtampos transformatoriaus pirminės apvijos pusėje. Kadangi įžeminimo gedimai yra susiję su srovės pratekėjimu per neutralę, gaunama įtampa atviros trikampio išėjime pagal simetrinių komponentų metodą vadinama nulinės sekos įtampa ir žymima 3U0. Šiame žymėjime skaičius 3 rodo, kad įtampa šioje grandinėje yra trijų fazių suma. Pavadinimas 3U0 taip pat reiškia atvirą trikampio išėjimo grandinę, prijungtą prie aliarmo arba apsaugos relės (2.6 pav.).
Ryžiai. 3. Pirminės ir antrinės papildomos apvijos įtampų vektorinės diagramos su vienfaziu įžeminimu: a — tinkle su įžemintu nuliu, b — tinkle su izoliuotu nuliu.
3U0 įtampa turi didžiausią vienfazio įžeminimo gedimo vertę.Reikėtų atsižvelgti į tai, kad maksimali įtampos vertė 3U0 tinkle su izoliuotu nuliu yra daug didesnė nei tinkle su įžemintu nuliu.
Bendrosios įtampos transformatorių perjungimo schemos
Paprasčiausia schema naudojant vieną vienfazis įtampos transformatoriusparodyta pav. 1, a, naudojamas paleidžiant variklio spinteles ir 6-10 kV perjungimo taškuose, kad būtų įjungtas AVR įrenginio voltmetras ir įtampos relė.
4 paveiksle parodytos vienfazių vienos apvijos įtampos transformatorių, skirtų tiekti trifazes antrines grandines, prijungimo schemos. Trijų žvaigždučių vienfazių transformatorių grupė, parodyta Fig. 4, a, naudojamas maitinti matavimo prietaisus, matavimo prietaisus ir voltmetrus, skirtus izoliacijos stebėjimui 0,5-10 kV elektros instaliacijose su izoliuotu neutraliu ir nešakotu tinklu, kur signalizuoti apie vienfazio įžeminimo atsiradimą nereikia.
Norint aptikti šiuos voltmetrus „žemė“, jie turi parodyti pirminių įtampų tarp fazių ir žemės dydį (žr. vektorinę diagramą 3.6 pav.). Šiuo tikslu HV apvijų neutralė įžeminama, o voltmetrai prijungiami prie antrinių fazių įtampų.
Kadangi vienfazių įžeminimo gedimų atveju įtampos transformatoriai gali būti maitinami ilgą laiką, jų vardinė įtampa turi sutapti su pirmos linijos įtampa. Dėl to įprastu režimu, dirbant fazine įtampa, kiekvieno transformatoriaus, taigi ir visos grupės, galia vieną kartą sumažėja √3. Kadangi grandinėje įžemintos nulinės antrinės apvijos, antriniai saugikliai montuojami visose trijose fazėse. .
Ryžiai. 4.Vienfazių įtampos matavimo transformatorių su viena antrine apvija prijungimo schemos: a — 0,5 — 10 kV elektros instaliacijos žvaigždės-žvaigždė grandinė su izoliuotu nuliu, b — atvira trikampio grandinė elektros instaliacijai 0,38 — 10 kV, c — tokia pati elektros instaliacijos 6 — 35 kV, d — 6 — 18 kV įtampos transformatorių įtraukimas pagal trikampės žvaigždės schemą sinchroninių mašinų ARV įtaisams maitinti.
Fig. 4.6 ir įtampos transformatoriai, skirti maitinti matavimo prietaisus, skaitiklius ir reles, prijungtas prie fazinės fazės įtampos, yra sujungtos atvira trikampio grandine. Ši schema suteikia simetrišką įtampą tarp linijų Uab, Ubc, U°Ca, kai veikia bet kurios tikslumo klasės įtampos transformatoriai.
Funkcija atvira trikampio grandinė tai yra nepakankamas transformatorių galios panaudojimas, nes tokios dviejų transformatorių grupės galia yra mažesnė už trijų transformatorių grupės, sujungtos į pilną trikampį, galią ne 1,5 karto, o √3 vieną kartą.
Diagrama pav. 4, b naudojamas elektros instaliacijos neatšakotoms įtampos grandinėms maitinti 0,38 -10 kV, kas leidžia antrinių grandinių įžeminimą montuoti tiesiai į įtampos transformatorių.
Antrinėse grandinės grandinėse, parodytose fig. 4, c, vietoje saugiklių sumontuotas dvipolis pertraukiklis, jam suveikus bloko kontaktas uždaro signalo grandinę «įtampos pertraukimas»... Antrinių apvijų įžeminimas atliekamas ant skydo m. B fazė, kuri per gedimo saugiklį papildomai įžeminama tiesiai į įtampos transformatorių.Jungiklis užtikrina antrinių įtampos transformatoriaus grandinių atjungimą su matomu pertraukimu. Ši schema naudojama 6–35 kV elektros instaliacijose, tiekiant šakotas antrines grandines iš dviejų ar daugiau įtampos transformatorių.
Fig. 4, g įtampos transformatoriai jungiami pagal trikampio grandinę — žvaigždutę, antrinėje linijoje teikiančią įtampą U = 173 V, reikalingą sinchroninių generatorių ir kompensatorių automatiniams žadinimo valdymo įrenginiams (ARV) maitinti. Siekiant padidinti ARV veikimo patikimumą, antrinėse grandinėse nėra sumontuoti saugikliai, o tai leidžiama PUE nešakotosios įtampos grandinėms.
Taip pat žiūrėkite: Matavimo įtampos transformatorių pajungimo schemos