Трансформатор напряжения что это: Трансформаторы напряжения: устройство, принцип действия, виды

Содержание

Емкостные трансформаторы напряжения в коммерческом учете: надежность и стабильность параметров - Энергетика и промышленность России - № 6 (70) июнь 2006 года - WWW.EPRUSSIA.RU

Газета "Энергетика и промышленность России" | № 6 (70) июнь 2006 года

Практическая независимость параметров емкостных трансформаторов напряжения от температуры во всем диапазоне их применения, неизменность класса точности в течение всего срока службы (более 30‑40 лет) и высокое качество позволяют применять их как для защиты, так и для коммерческого учета. А учитывая их стоимость по сравнению с индуктивными трансформаторами напряжения, их применение становится наиболее выгодным.

Примерная оценка ситуации в Северной Америке свидетельствует о том, что для классов напряжений до 245 кВ примерно 70-80% от производимых трансформаторов напряжения являются емкостными трансформаторами напряжения. Для более высоких классов напряжений используются практически только емкостные трансформаторы напряжения (95% и более).

Функционируя как трансформатор напряжения, емкостные трансформаторы напряжения обеспечивают напряжение во вторичной цепи, которое практически точно повторяет приложенное напряжение с коэффициентом деления, называемым коэффициентом трансформации. Вторичное напряжение используется для целей защиты, измерения и управления. Трансформатор должен обеспечивать надежную изоляцию от высоковольтной стороны и может использоваться при передаче информации по высоковольтным линиям (ВЧ‑связь).

Благодаря внедрению разработок последних десятилетий, использованию комбинированного диэлектрика (полипропиленовая пленка и крафт-бумага, пропитанная синтетическим маслом) и проведению соответствующих испытаний сегодняшние CVT’s могут использоваться во всех применимых диапазонах температур с требуемым уровнем надежности и точности. Как и для любой другой продукции, здесь важно выбрать изготовителя, обладающего достаточным опытом в области технологии и проектирования. В обеспечении долговременной стабильности параметров ключевую роль играет конструкция высоковольтных конденсаторов. Для сохранения коэффициента заполнения необходимо поддерживать постоянное положительное давление на конденсаторные пакеты. На это давление не должны оказывать заметного влияния ни скачки температуры, ни изменение количества масла в пакетах. Кроме того, важную роль играет соблюдение технологии сборки. Герметичное уплотнение и заполнение исключительно обработанным маслом также является обязательным для обеспечения высокой долговечности и постоянства изоляционных характеристик. Герметичное уплотнение может выдерживать все механические, электрические и температурные напряжения в течение всего срока службы оборудования который составляет более 30 лет.

Важными составляющими также являются используемые материалы и выполняемая механическая обработка. Это отражается на статистике погрешностей. В 1990 г. CIGRE опубликовало статистику отказов за период с 1975 г. по 1985 г. (CIGRE WG 23.07, Results of failure survey on high voltage instrument transformers, 1990). Проведенные подсчеты по всему миру показали, что в диапазоне напряжений от 60 кВ до 500 кВ емкостные трансформаторы напряжения надежнее, чем трансформаторы напряжения других типов. Другое исследование охватывало период с 1985 г. по 1995 г. и 131207 измерительных трансформаторов по всему миру. Интенсивность серьезных отказов емкостных трансформаторов напряжения почти вдвое ниже по сравнению с другими трансформаторами напряжения.

Еще в начале 80‑х годов существовало мнение, что CVT’s непригодны для коммерческого учета электроэнергии. Начиная с первых приборов 20‑х годов и до современного широко применяемого оборудования, емкостные трансформаторы напряжения прошли существенные этапы изменений конструкции в результате появления новых знаний, материалов и технологий. Это развитие можно разделить на две категории: прогресс в конструкции CVT’s и усовершенствование технологии изготовления высоковольтных конденсаторов. В последнее время прогресс в основном касается технологии силовых конденсаторов.

CVT’s можно классифицировать следующим образом:

1. В отношении конструкции конденсатора:

a) Конденсатор втулочного типа (намотка обкладок – цилиндрическая).

Емкостной делитель образован емкостью втулки трансформатора (или исторически конденсатор связи) и внешним или встроенным конденсатором (по выбору). Эта конструкция имеет ограничения по вторичной нагрузке и точности.

b) Разделительный конденсатор несущей частоты
Разделительный конденсатор несущей частоты используется как емкостной делитель.

2. В отношении магнитной цепи:

a) Не резонансного типа
Этот тип как таковой непригоден для применения со стандартизованными вторичными нагрузками, однако он вновь начинает использоваться в сочетании с электронным оборудованием и для измерений гармонических составляющих.

b) Резонансного типа с реактором в первичной цепи понижающего трансформатора
Этот тип пригоден для повышения точности работы CVT’s и широко используется в настоящее время.

c) Резонансного типа с реактором во вторичной цепи понижающего трансформатора.

Этот тип не используется для применения со стандартизованными вторичными нагрузками и высокой точностью. Он может использоваться для емкостных трансформаторов с конденсатором втулочного типа.

CVT’s берут свое начало от разделительного конденсатора 20‑х годов, который использовался для подачи несущего сигнала в высоковольтные линии. К нему добавлялся низковольтный конденсатор, и получавшийся в результате емкостной делитель использовался для индикации напряжения и релейной защиты. Для обеспечения работы с разумными вторичными нагрузками напряжение ответвления должно составлять несколько киловольт. Поэтому добавлялся понижающий трансформатор. Во вторичную цепь понижающего трансформатора вводился реактор с целью компенсации емкостного падения напряжения. Такой тип трансформаторов напряжения на основе разделительного конденсатора используется начиная с середины 30‑х годов. С тех пор на эту тему было несколько публикаций.

Эта конструкция CVT демонстрировала стабильность и точность, достаточные для индикации напряжения и релейной защиты. Для синхронизации можно было использовать конденсатор втулочного типа. Интересно, что уже в 30‑х годах были подтверждены экономические преимущества применения емкостных трансформаторов для системных напряжений выше 123 кВ. С точки зрения надежности емкостные и индуктивные трансформаторы считались идентичными. Начиная с 40‑х и до 70‑х годов проводились интенсивные исследования, и было опубликовано много статей. Причиной этого был переход на более высоковольтные классы (от 362 кВ до 800 кВ) линий электропередачи в развитых странах. Сопряжение сетей создает необходимость измерений на этом высоком уровне напряжений. Экономические преимущества CVT’s по сравнению с индуктивными трансформаторами напряжения на этих уровнях напряжений стимулировали разработку CVT’s для измерительных применений.

Основные улучшения конструкции были связаны с перемещением компенсирующего реактора в первичную цепь понижающего трансформатора, повышением емкости батареи конденсаторов и напряжения ответвления. Низковольтный конденсатор стал составной частью батареи конденсаторов. На протяжении многих лет были успешно разработаны различные стратегии подавления феррорезонанса. Все это приводило к повышению точности измерений с помощью CVT’s.

Современный CVT состоит из емкостного делителя, который понижает напряжение линии электропередачи до уровня 10‑20 кВ; компенсирующего реактора для компенсации емкостного падения напряжения и понижающего трансформатора со стандартным вторичным напряжением, обеспечивающим разумные вторичные нагрузки.

Демпфирующая цепь предоттвращает феррорезонанс во вторичной цепи.

В 70‑х годах коммунальные службы Северной Америки провели обширное исследование с целью сбора данных, подтверждающих способность CVT’s сохранять точность измерений без периодической проверки (калибровки). На тот момент времени конструкция не была достаточно совершенной, что вызывало вполне обоснованные сомнения.

Основное беспокойство было связано с:

1) влиянием температуры, окружающих элементов и срока службы

2) отсутствием явных признаков неисправности при коротком замыкании отдельных конденсаторов

3) отсутствием подтвержденной точности и стабильности.

Это сравнительное исследование показало, что лучшая фирма-изготовитель в Северной Америке способна выпускать трансформаторы класса точности 0.3 (ANSI) с вторичной нагрузкой 400 ВА и продемонстрировала оборудование на напряжение 170 кВ и 500 кВ, обеспечивающее требуемую точность при изменениях температуры, частоты и уровня загрязнения.

Даже при использовании бумажно-масляной изоляции с минеральным маслом конструкция позволяла выполнять требования класса точности. Батарея конденсаторов и емкость ответвления имели аналогичную конструкцию и размещались в одном кожухе. Коэффициент делителя будет оставаться постоянным при идентичных температурных коэффициентах и общем температурном дрейфе. Равномерное распределение внутреннего нагрева масла обеспечивает дополнительные преимущества конструкции. Эффект расстройки из‑за изменения емкости и уходов фазового угла в результате изменения тангенса угла диэлектрических потерь был намного меньше диапазона, допустимого для класса точности 0.3 (ANSI).

Сильный дождь, туман или загрязнение поверхности фарфорового изолятора могут вызывать токи утечки и приводить к погрешностям выходного сигнала емкостного делителя. Это влияние может быть ограничено выбором формы фарфорового изолятора, повышением емкости и напряжения ответвления. Испытания показывают, что даже под дождем с интенсивностью 300 мм/ч и очень низким удельным сопротивлением характеристика погрешности смещается на очень малую величину. Даже обматывание более 30% поверхности изолятора сверху или снизу алюминиевой фольгой не приводит к выходу трансформатора за пределы его класса точности.

Изменение точности в результате старения должно устраняться выбором параметров конструкции и методов изготовления трансформатора.

Старение может возникать в результате:

1) Механической неустойчивости

Изменение размеров конденсаторных пакетов вызывает изменение емкости.

Для устранения этого эффекта конденсаторные пакеты должны закрепляться под давлением. Крепеж не должен выполняться из материала с низким коэффициентом температурного расширения.

2) Химической реакции

Внутренние примеси вызывают изменение диэлектрической проницаемости или повреждение конденсаторного рулона.

Изготовители признали, что при использовании бумажно-масляной изоляции с минеральным маслом напряженность электрического поля необходимо существенно снижать по сравнению с силовыми конденсаторами во избежание возникновения опасных разрядов и их побочных продуктов. Оборудование должно быть надежно герметизировано.

Все конструктивные проблемы трансформатора и реактора можно было считать решенными. Конструкция реактора предусматривала отсутствие влияния температуры и вибрации на величину зазора. Особое внимание должно было уделяться областям полюсных наконечников и их расположению. Более того, конструкция сердечника должна была тщательно разрабатываться и изготавливаться с использованием надлежащей технологии.

Дальнейшие улучшения были возможны только за счет усовершенствования технологии изготовления конденсаторов.

Во второй половине 70‑х годов ведущая европейская фирма-изготовитель внедрила CVT’s класса точности 0.2 с вторичной нагрузкой 100 ВА для системных напряжений до 800 кВ. Характеристики были подтверждены на испытаниях 420 кВ трансформатора, проведенных независимой лабораторией (PTB), обладающей государственным сертификатом, а также опытом эксплуатации. Основные проблемы были связаны с паразитной емкостью, током утечки, рабочим диапазоном температур и долговременной стабильностью. При использовании CVT’s с напряжением 800 кВ для измерений с высокой точностью особое внимание должно уделяться паразитной емкости и токам утечки.

Паразитная емкость. Испытания были проведены в цилиндрической камере диаметром 6,6 м, предназначенной для климатических испытаний. Влияние стенок камеры на коэффициент трансформации составило всего 0,06%.

Диапазон температур. Испытания показали, что при изменении температуры от – 30°C до +45°C максимальный уход коэффициента трансформации составил 0,05%, а сдвига фаз 1,5 минуты.

Долговременная стабильность. Показания CVT сравнивались с показаниями трансформатора напряжения на протяжении примерно трех лет. Изменения погрешностей коэффициента трансформации и фазового угла для емкостного и индуктивного трансформатора напряжения лежали в одном диапазоне. Даже в зимние и летние дни отклонения составляли малую долю от требований класса точности 0.2. Для достижения таких характеристик требуется тщательная разработка конструкции CVT. Хорошие конструкции лучших поставщиков доказали долговременную стабильность в процессе эксплуатации.

Первым из широко распространенных диэлектриков для высоковольтных конденсаторов явилась бумага, пропитанная минеральным маслом. Было доказано, что твердый парафин и вазелин непригодны для высоковольтных применений. Этот вывод основывался на работоспособности, эффективности и опыте эксплуатации. Конденсаторы имеют твердые слои алюминиевой фольги, проложенные бумагой. Вскоре укладку материалов в пачку заменили намоткой. Соединения выполнялись введением отводов по длине электрода. Масло служило диэлектрической и охлаждающей средой. В тридцатые годы стали доступны синтетические хлорированные масла. Более высокая диэлектрическая проницаемость позволила радикально уменьшить размеры и объем масла. Однако конструкцию пришлось изменить, уменьшив расстояние между активными элементами и корпусом и обеспечив адекватный отвод тепла. Дальнейшее улучшение хлорированных масел и замена тряпичной бумаги на бумагу из древесной пульпы (крафт-бумагу) позволили еще значительнее уменьшить размеры и повысить надежность. Однако в семидесятые годы полихлорированные бифенилы (PCB) были запрещены во многих странах по соображениям охраны окружающей среды. С целью снижения диэлектрических потерь была проведена большая работа по уменьшению толщины бумаги, количества наколов, ионных примесей в виде натрия, калия и смесей. Температурная зависимость тангенса угла диэлектрических потерь имеет форму седла, при этом меньшие потери при повышенной температуре дают возможность вводить более высокие нагрузки. Рабочая часть всегда остается в виде «масло/бумага». Рабочая часть не только определяет допустимые рабочие нагрузки, но также определяет срок службы. Тангенс угла диэлектрических потерь влияет на внутреннюю рабочую температуру конденсатора.

Несмотря на отработку конструкции и использование бумаги с низкой плотностью случаи температурных отказов или неисправностей CVT повторялись, особенно в жарком климате. Причинами могли быть неподходящая конструкция, повышенное содержание примесей в материалах или низкое качество изготовления. Повышенное содержание примесей в материалах может приводить к значительному сокращению срока службы, потери имеют ионную природу и поэтому зависят от температуры. Пример этому был представлен в 1990 г. Устройства класса напряжения 138 кВ и 330 кВ претерпевали температурные уходы параметров в Австралии после 7‑10 лет службы. Причиной отказа был температурный уход параметров из‑за повышенного тангенса диэлектрических потерь. Другой случай произошел в Таиланде в 1989 г. После года эксплуатации при проверке тепловизором трансформаторов класса напряжения 115 кВ и 230 кВ был обнаружен подъем температуры. Перегрев был вызван олеамидом, содержавшимся в бумаге. Олеамид является компонентом, используемым только для деловой бумаги. Эти случаи связаны с технологией, предшествующей восьмидесятым годам, и их не следует использовать в дальнейшем, чтобы характеризовать CVT. Недостатком бумажно-масляной изоляции, используемой для CVT, была температурная зависимость емкости и тангенса угла диэлектрических потерь. Обе зависимости оказывают влияние на коэффициент деления емкостного делителя и, следовательно, на точность. Коэффициент мощности может меняться в 4 раза в диапазоне от – 50°C до +50°C, а емкость – на 2‑6% в том же диапазоне температур.

В силовых конденсаторах в семидесятые годы стали использоваться смешанные диэлектрики. Цельнобумажные диэлектрики были заменены чередующимися слоями бумаги и полипропиленовой (PP) пленки. Пленка может выдерживать более высокие напряженности электрического поля, чем бумага, и имеет более низкие диэлектрические потери. Это компенсируется более низкой диэлектрической проницаемостью. Бумага действует как фитиль для жидкого пропитывающего вещества и, по замыслу, преодолевает ионизацию, возникающую в случае использования только пластиковых пленок. Что касается термических, химических, относящихся к пропитывающему веществу, и экономических соображений, наибольшую важность приобретает двухосно ориентированная полипропиленовая пленка. Изначально использовалась комбинация двух слоев бумаги и одного слоя пленки. Но с пониманием того, что пропитывающая жидкость проникает также и в пленку и что имеется пленка с текстурированной (т. е. замутненной) стороной, стала использоваться комбинация «алюминиевая фольга – пленка – бумага – пленка – фольга». Диэлектрические потери в такой системе составляют четверть от потерь в бумажно-масляной конструкции. Бумажно-масляные конденсаторы имеют ограничения как по температуре, так и по градиенту напряжения. Следовательно, конструктивные ограничения в отношении диэлектрических потерь устранены. Более низкая, чем у бумаги, проницаемость полипропилена является преимуществом в смешанных диэлектриках, где напряженность электрического поля обратно пропорциональна диэлектрической постоянной. Таким образом, более электрически прочная пленка подвергается более высокой электрической нагрузке, чем бумага. Характеристики частичного разряда более благоприятны для бумажно-масляной изоляции. Характеристики образования пузырьков схожи, однако после образования их интенсивность значительно снижается. Ключевой характеристикой для применения в CVT является изменение емкости от температуры. Поскольку тепловое расширение бумаги и пленки противоположно, может быть сконструирован смешанный диэлектрик со значительно меньшей температурной зависимостью по сравнению с бумажно-масляной изоляцией. В отношении двух ключевых характеристик – температурных зависимостей емкости и тангенса угла диэлектрических потерь – смешанный диэлектрик показывает изменение емкости 0,65% от – 50°C до +50°C и изменение коэффициента мощности в 1,5 раза. Дальнейшими улучшениями являются ожидаемый срок службы и стабильность тангенса угла диэлектрических потерь.

Большая работа была также проведена по пропитывающей жидкости, в особенности после запрета PCB. Главными характеристиками являлись газовыделение и взаимодействие с пленкой. Коэффициент газовыделения соотносится со стойкостью к перенапряжениям. Важными факторами являются насыщение, разбухание и растворимость пленки. В результате были разработаны синтетические жидкости, превосходящие PCB. Современные синтетические жидкости типа SAS 40 сочетают высокую ароматичность с очень низкой вязкостью при низких температурах. Это обеспечивает хорошие характеристики частичного разряда как при низких, так и при высоких температурах.

В восьмидесятые годы был накоплен достаточный опыт в области конструирования, материалов и технологии для успешного применения смешанных диэлектриков в CVT. Чтобы понять задержку по времени, следует поразмышлять о первичных требованиях к измерительным трансформаторам как о надежности, отнесенной к цене и электрическим потерям.

Растущая стоимость энергии мотивировала в конце семидесятых разработку цельнопленочной конструкции. Она была более затратной из‑за применения тех же расчетных нагрузок при более низкой диэлектрической постоянной. При использовании тисненого алюминия и замутненной пленки бумажный фитиль мог быть исключен. Большая работа была проведена с целью повышения допустимого градиента напряжения, особенно на краях алюминиевого электрода. Другая работа была посвящена металлизированным пленкам, герметизированным конденсаторам и улучшению технологии. Было установлено, что однородный коэффициент заполнения (слои масла в рулоне конденсатора) является необходимым условием оптимальных характеристик конденсатора. Эта технология включена только для полноты. В настоящее время применение технологии для CVT ограничено или не дает преимуществ при данных обстоятельствах. Как указано выше, очень важно минимизировать зависимость емкости от температуры, это лучше всего достигается при использовании смешанного диэлектрика. Для CVT нет экономической необходимости минимизировать потери в цепи. Требования к емкости могут быть удовлетворены внутри пространства, требуемого механической прочностью изоляционного столба и разрядным промежутком. Поэтому электрическая нагрузка может поддерживаться на низком уровне и теоретический срок службы изоляции намного превышает ожидаемые 30‑50 лет. В добавление, это оставляет широкие рамки для устойчивости материалов и производства. Бумажный клин ускоряет цикл пропитки и помогает в определении коэффициента заполнения.

Правильно выбранная конструкция и типовые испытания лишь отчасти гарантируют высокое качество оборудования. Только строгие контрольные испытания могут обеспечить качество такой сложной конструкции, как CVT. Между тем, периодические измерения емкости и тангенса угла диэлектрических потерь, экстраполированные испытания на срок службы (испытания на выдерживаемое напряжение на промышленной частоте), измерение частичных разрядов и импульсные испытания должны являться частью контрольных высоковольтных испытаний. Это требует тщательного отбора материалов и квалификации персонала. Главным шагом в этом отношении стало появление в конце 70‑х «мостовой балансной системы детекторов» (Balanced Bridge Detector System) Вместо измерений коронного разряда измерителем интенсивности шума (который мог быть вызван крепежом внутреннего диэлектрика) изготовитель приобретал возможность испытать диэлектрик с высокой чувствительностью. Другими важными испытаниями являются контрольные импульсные испытания. Отказы при испытаниях, которые были вызваны пробоями рулонов, обычно происходят на импульсных испытаниях. Ускоренные испытания на срок службы не дают информации о качестве продукции.

CVT являются жизнеспособной альтернативой индуктивным трансформаторам напряжения и явно доминируют на рынке Северной Америки. Преимущества в конструкции, материалах и промышленной технологии делают оборудование пригодным для серийного применения. Кроме особенностей, которые должны быть учтены при применении, например, точность воспроизведения переходных процессов и возможность феррорезонанса во вторичной цепи, устройство имеет следующие преимущества: более низкая цена, особенно при высоких уровнях напряжения, отсутствие феррорезонанса системы, простота транспортировки и установки, способность выдерживать короткие замыкания во вторичной цепи в течение длительного времени, способность выдерживать высокие перенапряжения, улучшение изоляционных характеристик подстанций и применение как ВЧ носителя. Проблемы и сомнения, возникшие в отношении их применения, часто носят исторический характер. Современная конструкция доказала свою пригодность начиная с 80‑х годов.

Антирезонансные индуктивные и емкостные трансформаторы напряжения

В современных электросетях с глухозаземленной нейтралью от 110 кВ используются и антирезонансные индуктивные и емкостные трансформаторы напряжения. В нашей статье мы сравним их технические характеристики на примере трансформаторов серии НАМИ 110-220-330 кВ производства Раменского электротехнического завода.

Один из важнейших показателей качества работы является стабильность класса точности, необходимая для коммерческого учета энергии (при этом класс точности требуется не ниже 0,2 вне зависимости от изменений условий эксплуатации). У индуктивных трансформаторов НАМИ на изменение погрешности влияет значение вторичной нагрузки, так как погрешности определяются соотношением чисел витков обмоток и отклонения от номинального коэффициента трансформации у трансформатора под нагрузкой, вызванные изменениями внешней температуры, колебаниями напряжения и частоты, проявляются незначительно.

В то же время стабилизировать погрешность в емкостных трансформаторах представляется задачей более трудоемкой. Дело в том, что помимо понижающего индуктивного трансформатора в электромагнитное устройство встроен еще и емкостной делитель в качестве предварительной ступени снижения напряжения. Его коэффициент деления определяется отношением емкостей верхнего и нижнего плечей и очень сильно зависит от температуры конденсаторов. При этом сами конденсаторы плечей имеют различные удельные показатели, различно нагреваются во время работы и по-разному изменяют свои емкостные характеристики. Для того, чтобы исключить зависимость величины емкостей от температуры окружающей среды (в диапазоне от -60 до +45°С), необходима дорогостоящая доработка конструкции.

В емкостных трансформаторах напряжения сопротивление емкостного делителя компенсируется в электромагнитном устройстве индуктивным сопротивлением реактора, настраиваемом на заводе-изготовителе в резонанс при номинальной частоте 50 Гц. С изменением частоты напряжения заводская резонансная настройка нарушается и возникает дополнительная погрешность, пропорциональная отклонению частоты. Нагрузочная способность емкостных трансформаторов напряжения существенно хуже индуктивных, поэтому и предельные мощности и мощности в низших классах точности у емкостных трансформаторов, как правило, в 1,5-2 раза ниже индуктивных.

Еще один важный показатель качества – это корректная передача информации для устройств релейной защиты в переходных процессах. Сейчас различают три вида переходных процессов, регламентируемых ГОСТ 1983-89 (Трансформаторы напряжения. Общие технические условия.), а именно: предел остаточного вторичного напряжения при внезапных коротких замыканиях в первичной сети не должен быть выше 10% в течение одного периода промышленной частоты. 10% - это значительная погрешность, которая не может не сказаться на работе дистанционных устройств релейной защиты. Феррорезонанс, возникающий при коротком замыкании во вторичной цепи, вызывает превышение значений вторичного напряжения, которое должно снизиться до 10% за время порядка 10 периодов промышленной частоты. При этом превышение напряжение во время подавления самого процесса феррорезонанса никак не регламентируется и, как показывает практика, может в два раза превышать значение рабочего напряжения. Этот факт необходимо принимать во внимание при настройке защит от повышения напряжения. Кроме того, необходимо учитывать ложные повышения напряжения, величина которых может превышать 50% при включении емкостных трансформаторов толчком под рабочее напряжение. Время затухания этих процессов также не регламентируется и исчисляется десятками полупериодов промышленной частоты.

Частота переходных процессов в индуктивных трансформаторах напряжения составляет сотни и тысячи Герц, поэтому они затухают в течение десятых долей полупериода промышленной частоты и практически не влияют на работу устройств релейной защиты. В свою очередь, емкостных трансформаторах переходные процессы носят длительный характер, что вызвано нелинейными низкочастотными колебаниями разряда емкости делителя через индуктивность намагничивания понижающего трансформатора или реактора. Именно поэтому емкостные трансформаторы значительно уступают индуктивным в рамках процесса корректной передачи информации на устройства релейной защиты в переходных процессах.

Немаловажный показатель качества – это пожаро- и взрывобезопасность трансформатора. Необходимо отметить, что в этом отношении оба типа трансформаторов напряжения равноценны: их наполнителем может служить масло, смесь песка и масла, газ, при этом внешняя изоляция бывает как фарфоровой, так и полимерной с различной длиной пути утечки. Здесь важным аспектом становится следующий фактор: для низких классов напряжения выгоднее использовать индуктивные трансформаторы напряжения.

Дело в том, что в емкостных трансформаторах всех классов напряжения электромагнитное устройство и нижнее плечо емкостного делителя практически одинаковы. Различаются верхние плечи делителя, но емкостной ток делителя остается неизменным. Однако с ростом номинальных напряжений увеличивается и высота колонны конденсаторов, при этом ее механическая прочность уменьшается. Переход на конденсаторы с увеличенным диаметром изоляционной покрышки влечет за собой некоторое удорожание конструкции, но доля электромагнитного устройства в общей стоимости трансформатора в этом случае снижается.

В индуктивным трансформаторах противоположная ситуация: с ростом номинальных напряжений конструкция непропорционально усложняется, увеличивается число ступеней в каскаде, возникают трудности с обеспечением достаточной мощности в требуемых классах точности и выравниванием импульсных напряжений по ступеням каскада. Именно потому серия антирезонансных трансформаторов напряжения НАМИ ограничивается классом напряжения 500 кВ включительно.

Подытожим наше сравнение. Индуктивные анирезонансные трансформаторы напряжения серии НАМИ отличаются от емкостных:

стабильностью в наивысших классах точности
меньшими погрешностями в переходных процессах
большей нагрузочной способностью
выгодным соотношением цена/качество

Конструкторское бюро АО «Раменский электротехнический завод Энергия» разработало антирезонансные трансформаторы напряжения серии НАМИ напряжением 6-330 кВ в 90-х годах прошлого века. По своим техническим характеристикам, надежности, долговечности и безопасности эксплуатации они соответствуют самым высоким требованиям современной энергетики. На сегодняшний день в номенклатуре РЭТЗ Энергия присутствуют следующие виды антирезонансных трансформаторов серии НАМИ:

НАМИ-10(6)-95 УХЛ2 - антиферрорезонансный трехфазный трансформатор напряжения для контроля изоляции и учета электрической энергии в сетях 10(6) кВ с изолированной или компенсированной нейтралью. Устойчив как к феррорезонансу, так и к длительным однофазным замыканиям сети на землю через перемежающуюся дугу.

НАМИ-10-95 выгодно отличается от всех производимых в России трансформаторов напряжения (НТМИ-10, НАМИТ-10-2, НАМИ-10, ЗНОЛ-10) тем, что имеет симметричную схему соединения обмоток, не требует включения дополнительных резисторов в схему или специальных реле для определения наличия феррорезонанса и переключения схемы соединения обмоток.

НАМИ-35 УХЛ1 - антиферрорезонансный трехфазный трансформатор напряжения. Является полным аналогом НАМИ-10-95 по свои преимуществам и техническим характеристикам для сетей 35 кВ.

НАМИ-110 УХЛ1 - однофазный антиферрорезонансный некаскадный трансформатор напряжения индуктивного типа. Выгодно отличается от распространенного трансформатора НКФ-110 за счет меньшей массы, наличия земляной релейной защиты и защиты внутренней изоляции посредством многообъемного масляного затвора (вместо силикагелевого патрона у НКФ-110), увеличением на 40% (до 560 ВА) мощности в классе точности 0,5, а также наличием класса точности 0,2 при номинальной мощности 200 ВА и обеспечением класса точности 3,0 при одномоментной нагрузке основной и дополнительной обмоток по 1200 ВА на каждой из них. НАМИ-110 имеет несколько типов исполнений с различным количеством обмоток, классов точности и номинальной мощности (по запросу).

НАМИ-220 УХЛ1 - антиферрорезонансный однофазный двухступенчатый трансформатор напряжения индуктивного типа. Выгодно отличается от распространенного НКФ-220 благодаря наличию антиферрорезонансности и защиты внутренней изоляции посредством многообъемного масляного затвора (вместо силикагелевого патрона у НКФ-220). НАМИ-220 также имеет несколько типов исполнений с различным количеством обмоток, классов точности и номинальной мощности (по запросу).

НАМИ-330 УХЛ1 - антиферрорезонансный трехступенчатый трансформатор напряжения индуктивного типа. По конструкции ступеней и отличительным особенностям аналогичен НАМИ-220 УХЛ1.

НАМИ-500 УХЛ1 - антиферрорезонансный трехступенчатый трансформатор напряжения индуктивного типа. По конструкции ступеней и отличительным особенностям аналогичен НАМИ-220 УХЛ1.

Компания ЭнергоНова является официальным представителем ОАО «Раменский электротехнический завод Энергия» и имеет все полномочия для поставки оборудования, производимого ОАО «РЭТЗ Энергия». На все поставленное нами оборудование распространяются гарантии производителя.

Чем отличается трансформатор тока от трансформатора напряжения: разница, особенности

Настолько ли важно знать: чем отличаются трансформаторы тока от трансформаторов напряжения? На практике при проведении замеров, в том числе радиолюбительской, должна решаться  задача изолирования (отделения) измерительного прибора и самого себя от цепей с высоким электрическим потенциалом. Нередко требуется понизить ↔ повысить напряжение переменного тока, согласовать выходное сопротивление каскадов с нагрузкой, сделать гальваническую развязку от питающей сети

Разберемся в определениях

С первой задачей успешно справляются трансформаторы тока (ТТ), а все последующие решают трансформаторы напряжения (ТН).

Преобразователи тока предназначены для изменения I2 во вторичной обмотке. Во вторичке  протекает тот же переменный ток, только с комфортными (безопасными) для проведения измерений значениями. Существуют измерительные, защитные и лабораторные исполнения, специально предназначенные для подключения в электрическую цепь приборов с высоким импедансом токовых катушек.

Преобразователи напряжения меняют U2 на низкое или, наоборот, его повышают. Это отличный способ «подгонки» электрической сети под  стандарт электроприемника. Электрическая мощность с высоким КПД способом электромагнитной индукции передается с первичной обмотки в нагрузку электроприемника.

Трансформатор напряжения

Номенклатура изделий ТН очень разнообразна. Существует много позиций 5-ти  типов изделий, отличающихся по своему назначению.

Силовой

В бытовой технике наиболее широко применяется силовой вид устройств, предназначенных для питания от сети 220В 50Гц. Это классические устройства, состоящие из W1 и  одной или нескольких обмоток W2 на железном сердечнике. В зависимости от конфигурации магнитопровода бывают стержневые, кольцевые и тороидальные силовые ТН.

Измерительный

Этот аппарат аналогичен по принципу исполнения силовому, только рассчитан на подключение измерительных приборов, реле защиты и автоматики. Он позволяет использовать стандартные измерительные приборы для замеров высокого напряжения без вмешательства в конструктив.

Согласующий

Тип СТ согласовывает импеданс источника сигнала с импедансом нагружаемого каскада. Изделия подобного типа служат для согласования различных узлов в широком диапазоне частот (НЧ, СВЧ).

Лабораторный

Эти устройства задействуются для проведения различных экспериментов, отладки РЭА, активно используются в радиолюбительстве. Они представляют ступенчатые регуляторы U. В отличие от ЛАТРа, достойной альтернативой которому  является, устройство имеет гальваническую развязку от сети 220В, 50 В.

Высоковольтный

Представляет однофазное и трехфазное электромагнитное устройство в открытом или литом блочном исполнении. Обычно номинальная мощность устройства ≤ 600 кВА, входное U1 не превышает 20 кВ, а выходное U2 ≤ 15 кВ.

Трансформатор тока

ТТ – это преобразователь  тока, состоящий из  первичной катушки, подключенной к источнику тока, а также вторичной, соединенной с нагрузкой. ТТ используется для подключения приборов и устройств с малым внутренним сопротивлением.

Измерительные

Измерительные аппараты преобразовывают уровень I в удобное для проведения замеров значение. Обмотка W1 включается в разрыв измеряемой цепи АС, а к вторичке W2 подключаются измерительные приборы. Полученное значение параметра пересчитывается и приводится к значению первичной катушки.

Защитные

Защитные или быстронасыщающиеся трансформаторы (БННТ) отличаются от измерительных аналогов высокой индукцией в сердечнике, даже при номинальном токе. Поэтому при сравнительно небольшом росте рабочего тока они входят в насыщение, защищая подключаемые к W2 приборы от пробоя сверхтоком. БННТ обычно применяются в средствах релейной защиты.

Лабораторные

Измерительные ТТ с высоким классом точности. Особенностью аппарата является наличие нескольких отпаек от витков с разными коэффициентами трансформации. Они позволяют снимать показания измерительными приборами с разными входными сопротивлениями.

Ключевое отличие ТТ от ТН

Трансформаторы  I по конструктиву значительно отличаются от трансформаторов U. По внешнему виду ТН ассоциируется с трансформатором в общепринятом понимании, то есть с многовитковой первичной и вторичной обмоткой. ТТ больше напоминает дроссель ввиде W2, одетой на провод большого сечения.

Первичная обмотка может состоять не из нескольких, а из одного неполного витка на магнитопроводе.

Назначение

Преобразователи U предотвращают массу происшествий с техникой по причине девиаций параметров сети: порчи от низкого вольтажа или экстремально высокого U2. Тем самым они увеличивают степень безопасности и предотвращают порчу приборов от нестабильных параметров электропитания, поскольку в трансформаторных блоках питания СБТ рабочее напряжение снижается в несколько раз.

Разница заключается в том,  что преобразователи I сконструированы под измерительную аппаратуру или выступают в качестве защитного устройства.

Место в электрической цепи

ТТ в основном они применяются для понижения I до величины, пригодной для измерения. Они используются в тех местах локализации проводников, где требуется определить значение силы переменного тока. Подключение первичной обмотки производится в разрыв цепи, а вторичную катушку электромагнитного устройства подключают к эталонному резистору с известным номиналом.

С помощью амперметра и вольтметра производят замеры параметров, которые после несложного пересчета дают значение искомой силы тока в первичной обмотке. ТТ используют в силовых распределительных щитах, электрических счетчиках, устройствах релейной защиты.

Различие по месту в электрической цепи

ТТ от ТН связано с применением последних аппаратов в качестве:

  • гальванической развязки цепей с высоким напряжением от каскадов с низким вольтажом;
  • повышающих или понижающих напряжение устройств;
  • устройств согласования каскадов с разным импедансом.

ТН применяются как в качестве мощных трансформаторов подстанций и промышленных объектов, так и среднемощного электросварочного оборудования, блоков питания СБТ и маломощных бытовых электроприемников.

Режим работы

Благоприятным режимом работы ТН является режим, приближенный  к холостому ходу, тогда нагрузка на выходную катушку минимальная. Оптимальным сопротивлением нагрузки ТН считается та, которая  равна или до 1,5 раз больше сопротивления вторичной обмотки.

Напротив, ТТ нельзя включать без нагрузки во вторичной обмотке. Потому что при «бесконечном» сопротивлении на ней будет очень высокое (теоретически «бесконечное») напряжение, способное вызвать пробой изоляции и вывести аппарат из строя.

Измерительные трансформаторы напряжения | Основное оборудование электрических станций и подстанций | Обладнання

Страница 4 из 5

4. ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ

Трансформатор напряжения предназначен для понижения высокого напряжения до стандартного значения 100 или 100/√3 В и для отделения цепей измерения и релейной защиты от первичных цепей высокого напряжения. Схема включения однофазного трансформатора напряжения показана на рис. 12; первичная обмотка включена на напряжение сети U1, а к вторичной обмотке (напряжение U2) присоединены параллельно катушки измерительных приборов и реле. Для безопасности обслуживания один выход вторичной обмотки заземлен. Трансформатор напряжения в отличие от трансформатора тока работает в режиме, близком к холостому ходу, так как сопротивление параллельных катушек приборов и реле большое, а ток,  потребляемый ими, невелик.


Рис. 12. Схема включения трансформатора напряжения:
1 — первичная обмотка; 2 — магнитопровод; 3 вторичная обмотка

Номинальный коэффициент трансформации определяется следующим выражением:

где U1ном и  U2ном  - номинальные первичное и вторичное напряжения соответственно.
Рассеяние магнитного потока и потери в сердечнике приводят к погрешности измерения

Так же как и в трансформаторах тока, вектор вторичного напряжения сдвинут относительно вектора первичного напряжения не точно на угол 180°. Это определяет угловую погрешность.
В зависимости от номинальной погрешности различают классы точности 0,2; 0,5; 1; 3.
Погрешность зависит от конструкции магнитопровода, магнитной проницаемости стали и от cosφ2, т.е. от вторичной нагрузки. В конструкции трансформаторов напряжения предусматривается компенсация погрешности по напряжению путем некоторого уменьшения числа витков первичной обмотки, а также компенсация угловой погрешности за счет специальных компенсирующих обмоток.
Суммарное потребление обмоток измерительных приборов и реле, подключенных к вторичной обмотке трансформатора напряжения, не должно превышать номинальную мощность трансформатора напряжения, так как в противном случае это приведет к увеличению погрешностей.
В зависимости от назначения могут применяться трансформаторы напряжения с различными схемами соединения обмоток. Для измерения трех междуфазных напряжений можно использовать два однофазных двухобмоточных трансформатора НОМ, НОС, НОЛ, соединенных по схеме открытого треугольника (рис. 13, а), а также трехфазные двухобмоточные трансформаторы НТМК, обмотки которых соединены в звезду (рис. 13, б). Для измерения напряжения относительно земли могут применяться три однофазных трансформатора, соединенных по схеме Υ0 /Υ0, или трехфазные трехобмоточные трансформаторы НТМИ или НАМИ (рис. 13, б). В последнем случае обмотка, соединенная в звезду, используется для присоединения измерительных приборов, а к обмотке, соединенной в разомкнутый треугольник, присоединяется реле защиты от замыканий на землю. Таким же образом в трехфазную группу соединяются однофазные трехобмоточные трансформаторы типа ЗНОМ и каскадные трансформаторы НКФ.

Рис. 13. Схемы соединения обмоток трансформаторов напряжения

По конструкции различают трехфазные и однофазные трансформаторы. Трехфазные трансформаторы напряжения применяются при напряжении до 18 кВ, однофазные — на любые напряжения. По типу изоляции трансформаторы могут быть сухими, масляными и с литой изоляцией.
Обмотки сухих трансформаторов выполняются проводом ПЭЛ, а изоляцией между обмотками служит электрокартон. Такие трансформаторы применяются в установках до 1000 В (НОС-0,5 - трансформатор напряжения однофазный, сухой, на 0,5 кВ).
Трансформаторы напряжения с масляной изоляцией применяются на напряжение 6 - 1150 кВ в закрытых и открытых распределительных устройствах. В этих трансформаторах обмотки и магнитопровод залиты маслом, которое служит для изоляции и охлаждения.
Следует отличать однофазные двухобмоточные трансформаторы НОМ-6, НОМ-10, НОМ-15, НОМ-35 от однофазных трехобмоточных ЗНОМ-15, ЗНОМ-20, ЗНОМ-35.

Опорный трансформатор напряжения VTS 36

Аппаратные трансформаторы напряжения VTS 36 – это однофазные однополюсные изолированные трансформаторы, предназначенные для применения в сетях высокого напряжения. Они предназначаются для измерения и защиты распределительных устройств ВН закрытого исполнения.

Значения вторичного напряжения составляют: 100/√3; 110/√3; 120/√3; 100/3; 110/3; 120/3 В. Классы точности измерительной обмотки: 0,2; 0,5; 1; 3; обмоток защиты: 3Р и 6Р. Трансформаторы соответствуют требуемому классу точности в интервале 25 – 100% номинальной нагрузки.

Магнитопровод трансформаторов напряжения изготовлен из ориентированных трансформаторных лент в виде сердечника С-образной формы.

Все активные части трансформатора залиты эпоксидной смесью. Эта масса выполняет как электроизоляционную, так и механическую функции. Трансформаторы закрепляются с помощью четырех болтов через отверстия в опорной плите. Вывод первичной обмотки «А» осуществлен с помощью шпильки М10.

При подключении VTS 36 для демпфирования динамических сил и вибрации в сети рекомендуем применять проводники диаметром до 6 мм2 и кабельные наконечники. ВНИМАНИЕ: при ином способе подключения не должно происходить механическое перенапряжение изолятора в направлении от корпуса трансформатора.

Для присоединения к выводам на вторичной обмотке рекомендуется использовать кабельные наконечники, соответствующие сечению проводника. Клеммник вторичной обмотки оснащен кожухом с винтом для опломбирования. Внутри находится упаковка с перемычками и винтами для заземления и закорачивания обмотки (см. “Руководство по монтажу и обслуживанию”).

Если требуется произвести замену старых типов трансформаторов (разных производителей), мы поставляем трансформаторы VTS на специально подготовленных опорных плитах с аналогичными монтажными межцентровыми расстояниями отверстий, как у заменяемых типов устройств.

Аппаратные трансформаторы напряжения VTS 36 прошли испытания в соответствии с нормой IEC 60044-2 и ГОСТ 1983-89.

По желанию заказчика обеспечиваем официальное подтверждение результатов испытаний.

Этот трансформатор предназначен как автоблокировочный. Для того чтобы защитить эго от разрушения из-за нестандартных эффектов, таких как перенапряжения, феррорезонансия, переходные эффекты и т.д. трансформатор должен быть оборудован надлежащей защитой. Для получения более подробной информации о нестандартных эффектах и защите посетите, пожалуйста, наш вебсайт www.kpbintra.cz в секции «Поддержка».

Измерительный трансформатор напряжения VPT 38

Аппаратные трансформаторы напряжения VРТ 38– это однофазные трансформаторы, предназначенные для применения в сетях высокого напряжения. Они предназначаются для измеренияй и защиты распределительных устройств ВН открытого исполнения.

Могут быть применены для питания приводов разъединителей с дистанционным управлением.

Классы точности измерительных обмоток: 0,2; 0,5; 1; 3; обмоток защиты: 3Р и 6Р. Трансформаторы соответствуют требуемому классу точности в интервале 25 – 100% номинальной нагрузки. Магнитопровод трансформаторов напряжения VРТ 38 изготовлен из ориентированных трансформаторных лент в виде сердечника С-образной формы. Выводы первичной обмотки осуществлены с помощью шпилек М10. При подключении трансформаторов для демпфирования динамических сил и вибрации в сети рекомендуем применять проводники диаметром до 6 мм2 и кабельные наконечники.

По желанию заказчика обеспечиваем официальное подтверждение результатов испытаний.

ВНИМАНИЕ: при ином способе подключения не должно происходить механическое перенапряжение изолятора в направлении от корпуса трансформатора.

Все активные части трансформаторов VPT 38 залиты эпоксидной смесью, стойкой к воздействию окружающей среды (ультрафиолетового излучения, влажности и т. п.). Эта масса выполняет как электроизоляционную, так и механическую функции. Трансформаторы закрепляются с помощью четырех болтов М12 через отверстия в опорной плите. Клеммы первичной обмотки трансформатора оснащены болтами М12х35 мм. Для присоединения к выводам на вторичной обмотке рекомендуется использовать кабельные наконечники, соответствующие сечению проводника. Клеммник вторичной обмотки оснащен герметичным кожухом, который можно опломбировать. Внутри находится упаковка с перемычками и винтами для заземления и закорачивания обмотки (см. “Руководство по монтажу и обслуживанию”).

Если требуется произвести замену старых типов трансформаторов (разных производителей), мы поставляем трансформаторы VPT на специально подготовленных опорных плитах с аналогичными монтажными межцентровыми расстояниями отверстий, как у заменяемых типов устройств.

Аппаратные трансформаторы напряжения VPT 38 прошли испытания в соответствии с нормой IEC 60044-2 и GOST 1516.3-96. Аппаратные трансформаторы напряжения VPT 38 прошли испытания в соответствии с нормой GOST 15 150 для Т1 и UCHL1..

Иные технические параметры необходимо обговаривать с изготовителем.

Этот трансформатор предназначен как автоблокировочный. Для того чтобы защитить эго от разрушения из-за нестандартных эффектов, таких как перенапряжения, феррорезонансия, переходные эффекты и т.д. трансформатор должен быть оборудован надлежащей защитой. Для получения более подробной информации о нестандартных эффектах и защите посетите, пожалуйста, наш вебсайт www.kpbintra.cz в секции «Поддержка».

Зачем нужен трансформатор напряжения - Pcity.su

Зачем нужен трансформатор напряжения

Зачем нужен трансформатор напряжения, они представляют огромный интерес для служб, по учёту электроэнергии. Следующий пункт, это определение земли на оборудовании и секции шин. Сейчас постараюсь, всё объяснить на пальцах. Трансформаторы напряжения, называют измерительными. Они необходимы для преобразования в низкое напряжение, более высокое, до нужного Вам значения. Подходящие для питания устройств измерения и релейной защиты силовых трансформаторов. Ещё они защищают реле и приборы от высокого напряжения. Более важное условие, с точки безопасности, защищают обслуживающий персонал, работающий на вторичных цепях подстанции.

Где применяются и из чего состоят трансформаторы напряжения.

Трансформаторы напряжение, постоянно применяются в установках, 380 В и выше, переменного тока . Они понижают приложенное к первичной обмотке напряжение до 100 В, умнее говорят 100/ корень из трёх. Так же, как и все трансформаторы, у них есть свой коэффициент трансформации трансформатора напряжения. Зачем? Для безопасности людей и оборудования.

Они имеют не сложную конструкцию, надёжны, и главное, обладают очень хорошей точностью. Состоит это приспособление из: двух обмоток, первичная и вторичная, стальной сердечник, набранный из пластин. У них имеются вывода для подключения. Первичная обмотка, присоединяется к цепи силового напряжения, а с другой стороны, могут прикрепить реле, обмотку вольтметра или ваттметра и всякое разное.

По принципу своего действия, они идентичны силовому трансформатору. Есть у него потери от намагничивания, они в следствии дают некоторую погрешность. Для этого, есть разброс в классах точности. Вот по этому случаю статья, классы точности электроизмерительных приборов. У них бывают несколько вторичных обмоток, и разное число фаз. Кроме напряжения, есть и максимальная мощность, которую он способен обеспечить, при этом, правильно и длительно функционировать, от неблагоприятного перегрева внутренних обмоток. Способы их установки различны, внутренние и внешние.

Расшифровка аббревиатур трансформаторов напряжения.

Различаются и по способу изоляции, сухая, она же литая и масляной. У каждого свое, буквенное обозначение трансформатора . Есть на разные классы напряжения, такие как, нтми-10, ном-10, зном-35, ном-35, нкф-110, нами-10. В предыдущем предложении, цифры означают номинальное напряжение.

Начнём с самой важной буквы, которая находится в самом начале практически всех аббревиатур, это буква Н. Она как раз и означает трансформатор напряжения. Кстати говоря, его сокращённо называют просто ТН.

Следующие по списку и по важности буква это, Т и О, которые означаю количество фаз. Трехфазный и однофазный соответственно. У буквы Т есть ещё одно значение, она означает что, трансформатор трёх обмоточный.

Следующие буквы, относятся к изоляции и способам охлаждения. Она может быть, литой (Л), С сухой, Естественное мысленно охлаждение, маркируется буквой М.

Следующие значения, можно отнести к дополнительным функциям. Для подключения измерительных приборов, наносится (И). Если видим (К), следует понимать, что в трансформаторе напряжения есть дополнительная обмотка, которая уменьшает угловую погрешность или каскад.

«З» – наличие заземляющего вывода.

Активную часть, часто помещают в фарфоровую покрышку, поэтому присутствует символ «Ф».

(У) — относится к установки в умеренно климате. Д, Е – делитель, имеет определённую ёмкость.

Земля на секции шин 10 кВ.

Теперь про землю на секциях шин. Под этим выражением надо понимать, что на ячейках, которые называются ТН, где собственно и ставится трансформатор напряжения, ставятся киловольтметр. Подходя к нему, переключаем его ручку, во всех позициях фазного и линейного напряжения, должно показываться, примерно равное значение.

Если есть, перекос фаз, разбег в показаниях, это и означает что, на линии земля. Сейчас более точно, оборвался провод и лежит на земле, или сломался изолятор, и провод лёг на траверсу, это из оборудования воздушных линий электропередач . Схожие проблемы и с кабельными линиями.

Источник:
http://energytik.net/oborudovanie-transformatornyih-podstantsiy/zachem-nuzhen-transformator-napryazheniya.html

Трансформаторы напряжения — назначение и принцип действия

Они встречаются везде, где присутствует необходимость преобразовать высокое напряжение сети в пропорционально более низкое значение. В этом и есть их назначение: преобразование величины напряжения. ТН-ы используют для:

  • уменьшения величины напряжения до величины, которую безопасно и удобно использовать в цепях измерения (вольтметры, ваттметры, счетчики), защиты, автоматики, сигнализации
  • защиты от высокого напряжения вторичных цепей, а следовательно и человека
  • повышения напряжения при испытаниях изоляции различного эо
  • на подстанциях ТН используют для контроля изоляции сети, работы в составе устройства сигнализации или защиты от замыканий на землю

Если бы не существовало трансформаторов напряжения, то, например, чтобы измерить напряжение на шине 10кВ, пришлось бы сооружать супермощный вольтметр с изоляцией, выдерживающей 10кВ. А это уже габариты ого-го. А ещё плюс к этому необходимо соблюсти точность измерений. Проблемка, но и это не всё. Если в таком приборе что-то коротнет, то электрик ошибается однажды…. при выборе профессии. 10кВ, а ведь есть и 750кВ, как там померить? Загвоздочка. Поэтому отдаем почести изобретателям трансформаторов, и в частности трансформаторов напряжения. Отвлеклись, продолжаем.

Прежде, чем двигаться дальше, нарисую однофазный ТН, чтобы было наглядно и более понятнее далее в изложении материала.

Значит на рисунке сверху у нас приходит напряжение на выводы А, Х трансформатора напряжения на первичную обмотку(1). Это напряжение номинальное напряжение, первичное напряжение. Далее оно трансформируется до величины вторичного напряжения, которое находится на вторичной обмотке (3). Выводы вторичной обмотки — а, х. Вывод вторичной обмотки заземляются. В — это вольтметр, но это может быть и другое устройство. (2) — это магнитопровод ТНа.

Принцип работы ТН

Принцип действия трансформатора напряжения аналогичен принципу работы трансформатора тока. Обозначим это еще раз. По первичной обмотке проходит переменный ток, этот ток образует магнитный поток. Магнитный поток пронизывает магнитопровод и обмотки ВН и НН. Если ко вторичной обмотке подключена нагрузка, то по ней начинает течь ток, который возникает из-за действия ЭДС. ЭДС наводится из-за действия магнитного потока. Подбирая разное количество витков первичной и вторичной обмоток можно получить нужное напряжение на выходе. Более подробно это показано в статье про векторную диаграмму трансформатора напряжения.

Если на ТН подавать постоянное напряжение, то ЭДС не создается постоянным магнитным потоком. Поэтому ТНы выпускают на переменное напряжение. Коэффициентом трансформации трансформатора напряжения называют естественно отношение напряжения первичной обмотки к напряжению вторичной и записывают через дробь. Например, 6000/100. Когда приходят молодые студенты, они иногда на вопрос какой коэффициент отвечают 60. Не стоит так делать.

Классификация трансформаторов напряжения

ТНы классифицируются по следующим параметрам:

  • напряжение первичной обмотки (3, 6, 10 … 750кВ)
  • напряжение основной вторичной обмотки (100 В — для однофазных, включаемых между фазами, трехфазных; 100√3 — однофазных, включаемых между фазой и землей напряжение дополнительной вторичной обмотки (100В — однофазные в сети с заземленной нейтралью, 100√3 — однофазные в сети с изолированной нейтралью
  • число фаз (однофазные, трехфазные)
  • количество обмоток (двухобмоточные, трехобмоточные)
  • класс точности (0,1 0,2 0,5 1 3 3Р 6Р)
  • способ охлаждения (сухие, масляные, газонаполненные)
  • изоляция (воздушно-бумажная, литая, компаунд, газ, масло, фарфор)

На напряжение 6, 10кВ используют литые ТНы, залитые эпоксидной смолой. Эти аппараты устанавливают в распредустройствах. Они занимают меньшие габариты, по сравнению с масляными. Также к их плюсам стоит отнести меньшее количество ухода за ними.

электромагнитные и емкостные

Если открыть объемы и нормы испытаний электрооборудования на странице ТНов, то можно увидеть, что трансформаторы напряжения там разделяются на электромагнитные и емкостные. В чем же состоит различие этих типов оборудования.

Электромагнитными считаем все ТНы в которых преобразование происходит по принципу, описанному выше (магнитные потоки, ЭДС и так далее). Индукционный ток, в брошюрах западных производителей их называют индуктивными, в противоположность емкостным. По моему всё именно так.

А вот емкостные трансформаторы напряжения, или же всё таки емкостные делители напряжения… Тут история умалчивает. Принцип работы такого оборудования можно понять, если нарисовать схему.

Вот, например схема ТН марки НДЕ-М. Они выпускаются на напряжение выше 110кВ. Состоит из емкостного делителя и электромагнитного устройства. Емкостной делитель состоит из конденсаторов С1 и С2. Принцип емкостного делителя в следующем. Напряжение линии Л делится обратно пропорционально величинам емкостей С1 и С2. То есть мы подключаем к С2 наш ТН и напряжение на нем пропорционально входному, которое идет по Л, но гораздо меньше его. Раз рассматриваем НДЕ, то вот табличка величин напряжения для разных классов оборудования.

Электромагнитное устройство состоит из понижающего трансформатора, реактора и демпфера.

Реактор предназначен для компенсации емкостного сопротивления и следовательно уменьшения погрешности.

Электромагнитный демпфер предназначен для устранения субгармонических колебаний, которые могут возникать при включениях и коротких замыканиях в обмотках ТНа.

Чем выше класс напряжения, тем емкостные трансформаторы напряжения выгоднее своих собратьев. За счет снижения размеров изоляции и материалов.

Сохраните в закладки или поделитесь с друзьями

Источник:
http://pomegerim.ru/electricheskie-apparaty/tansformatory-napryajeniya.php

Что такое трансформатор напряжения

Трансформатор напряжения — это одна из разновидностей трансформаторов, который нужен для:

  1. преобразования электрической мощности и питания различных устройств,
  2. гальванической развязки цепей высокого напряжения (6 кВ и выше) от низкого (обычно 100 В) напряжения вторичных обмоток.
  3. измерения напряжения на подстанциях и питания всевозможных реле защиты

измерительный трансформатор напряжения

Измерительный трансформатор напряжения служит для понижения высокого напряжения, подаваемого в установках переменного тока на измерительные приборы и реле защиты и автоматики.

Трансформатор напряжения принцип работы

Для непосредственного включения на высокое напряжение потребовались бы очень громоздкие приборы и реле вследствие необходимости их выполнения с высоковольтной изоляцией. Изготовление и применение такой аппаратуры практически неосуществимо, особенно при напряжении 35 кВ и выше.

Применение трансформаторов напряжения позволяет использовать для измерения на высоком напряжении стандартные измерительные приборы, расширяя их пределы измерения; обмотки реле, включаемых через трансформаторы напряжения, также могут иметь стандартные исполнения.

Кроме того, трансформатор напряжения изолирует (отделяет) измерительные приборы и реле от высокого напряжения, благодаря чего он обеспечивает безопасность их обслуживания на подстанции.

Основное принципиальное отличие измерительных трансформаторов напряжения (ТН) от трансформаторов тока (ТТ) состоит в том, что они, как и все силовые модели, рассчитаны на обычную работу без закороченной вторичной обмотки.

В то же время, если силовые трансформаторы предназначены для передачи транспортируемой мощности с минимальными потерями, то измерительные трансформаторы напряжения конструируются с целью высокоточного повторения в масштабе векторов первичного напряжения.

измерительный трансформатор напряжения

Принципы работы трансформатора напряжения

Конструкцию трансформатора напряжения, как и трансформатора тока, можно представить магнитопроводом с намотанными вокруг него двумя обмотками:

Специальные сорта стали для магнитопровода, а также металл их обмоток и слой изоляции подбираются для максимально точного преобразования напряжения с наименьшими потерями. Число витков первичной и вторичной катушек рассчитывается таким образом, чтобы номинальное значение высоковольтного линейного напряжения сети, подаваемое на первичную обмотку, всегда воспроизводилось вторичной величиной 100 вольт с тем же направлением вектора для систем, собранных с заземленной нейтралью.

Если же первичная схема передачи энергии создана с изолированной нейтралью, то на выходе измерительной обмотки будет присутствовать 100/√3 вольт.

Для создания разных способов моделирования первичных напряжений на магнитопроводе может располагаться не одна, а несколько вторичных обмоток.

Устройство однофазного трансформатора напряжения

Устройство однофазного трансформатора напряжения:

  • а — общий вид трансформатора напряжения;
  • б — выемная часть;
  • 1,5 — проходные изоляторы;
  • 2 — болт для заземления;
  • 3 — сливная пробка;
  • 4 — бак;
  • 6 — обмотка;
  • 7 — сердечник;
  • 8 — винтовая пробка;
  • 9 — контакт высоковольтного ввода

Однофазные трансформаторы напряжения получили наибольшее распространение. Они выпускаются на рабочие напряжения от 380 В до 500 кВ.

Конструктивные размеры и масса ТН определяются не мощностью, как у силовых трансформаторов, а в основном объемом изоляции первичной обмотки и размерами её выводов высокого напряжения.

Трансформаторы напряжения с номинальным напряжением от 380 В до 6 кВ имеют исполнение с сухой изоляцией (обмотки выполняются проводом марки ПЭЛ и пропитываются асфальтовым лаком).

Свердловский завод трансформаторов тока выпускает трансформаторы напряжения на 6, 10, 35 кВ с литой изоляцией.

У трансформаторов напряжением 10 — 500 кВ изоляция масляная (магнитопровод погружен в трансформаторное масло).

Пример назначение и область применение трансформаторов напряжения 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.

схема включения обмоток трансформатора напряжения ЗНОЛ-НТЗ

  • См. трансформаторы ЗНОЛ, схемы характеристики в таблице

Схемы включения трансформаторов напряжения

Измерительные трансформаторы применяются для замера линейных и/или фазных первичных величин. Для этого силовые обмотки включают между:

  • проводами линии с целью контроля линейных напряжений;
  • шиной или проводом и землей, чтобы снимать фазное значение.

Важным элементом безопасности измерительных трансформаторов напряжения является заземление их корпуса и вторичной обмотки.

На заземление трансформаторов напряжения обращается повышенное внимание, ведь при пробое изоляции первичной обмотки на корпус или во вторичные цепи в них появится высоковольтный потенциал, способный травмировать людей и сжечь оборудование.

Преднамеренное заземление корпуса и одной вторичной обмотки отводит этот опасный потенциал на землю, чем предотвращает дальнейшее развитие аварии.

Трансформатор напряжения при напряжении до 35 кВ

Трансформатор напряжения при напряжении до 35 кВ по принципу выполнения ничем не отличается от силового понижающего трансформатора. Он состоит из магнитопровода, набранного из пластин листовой электротехнической стали, первичной обмотки и одной или двух вторичных обмоток. На рис. 2.1. показана схема трансформатора напряжения с одной вторичной обмоткой. На первичную обмотку подается высокое напряжение Ub a напряжение вторичной обмотки U2 подведено к измерительному прибору.

рис. 2.1 Схема включения однофазного трансформатора напряжения

Трансформаторы применяются в наружных (типа НОМ-35, серий ЗНОМ и НКФ) или внутренних установках переменного тока напряжением 0,38-500 кВ и номинальной частотой 50 Гц. Трехобмоточные трансформаторы НТМИ предназначены для сетей с изолированной нейтралью, серии НКФ (кроме НКФ-110-5 8) — с заземленной нейтралью.

В электроустановках используются однофазные, трехфазные (пятистержневые) и каскадные трансформаторы напряжения (ТН). Выбор того или иного типа трансформатора напряжения зависит от напряжения сети, значения и характера нагрузки вторичных цепей и назначения трансформатора напряжения (для целей изменения, для контроля однофазных замыканий на землю, для питания устройств релейной защиты и автоматики).

Ввиду относительно высокой стоимости ТН для сетей 110-750 кВ они в ряде случаев, там, где это возможно по условиям работы систем измерения, защиты и автоматики электроустановок, заменяются емкостными делителями напряжения.

По изоляции различают трансформаторы напряжения с сухой и масляной изоляцией.

Обозначение трансформатора напряжения на схеме

Предохранители трансформаторов осуществляют защиту трансформаторов напряжения от повреждения в случае их работы в ненормальном режиме — при однофазном замыкании на землю, при возникновении в сети феррорезонансных явлений или в случае наличия короткого замыкания в первичной обмотке трансформатора напряжения.

Трёхфазный трансформатор

Среди электромагнитных устройств данного типа выделяется трёхфазный трансформатор. Он имеет магнитную и гальваническую связи фаз. Наличие схемы первого типа обусловлено соединением магнитопроводов в одну систему. При этом потоки магнитного воздействия расположены относительно друг друга под углом 120 °. Стержень в данной системе не нужен, так как при объединении центров трёх фаз сумма электромагнитных русел равняется нулю вне зависимости от времени. Благодаря этому схема с шестью стержнями преобразуется в трёхстержневую.

В соединении обмоток устройства можно использовать схемы трёх типов:

  • Соединение в виде звезды может осуществляться с выводом от общих точек или же без него. Здесь каждую обмотку соединяют с нейтральной точкой.
  • По треугольной схеме фазы соединяются последовательно.
  • Зигзаг-это схема, которая чаще всего применяется во время отвода от общей точки. В ней соединяются три обмотки, расположенные на разных стержнях магнитопроводов.

Применение трёхфазного трансформатора является более экономичным, чем использование соединённых однофазных конструкций.

Нагрузка трансформаторов напряжения

Вторичная нагрузка трансформатора напряжения—это мощность внешней вторичной цепи. Под номинальной вторичной нагрузкой понимают наибольшую нагрузку, при которой погрешность не выходит за допустимые пределы, установленные для трансформаторов данного класса точности.

Конструкции трансформаторов напряжения

В установках напряжением до 18 кВ применяются трехфазные и однофазные трансформаторы, при более высоких напряжениях — только однофазные.

При напряжениях до 20 кВ имеется большое число типов трансформаторов напряжения: сухие (НОС), масляные (НОМ, ЗНОМ, НТМИ, НТМК), с литой изоляцией (ЗНОЛ). Следует отличать однофазные двухобмоточные трансформаторы НОМ от однофазных трехобмоточных трансформаторов ЗНОМ. Трансформаторы типов ЗНОМ-15, -20 -24 и ЗНОЛ-06 устанавливаются в комплектных токопроводах мощных генераторов. В установках напряжением 110 кВ и выше применяют трансформаторы напряжения каскадного типа НКФ и емкостные делители напряжения НДЕ.

Измерительные трансформаторы напряжения

Измерительные трансформаторы напряжения предназначены для уменьшения первичных напряжений до значений, наиболее удобных для подключения измерительных приборов, реле защиты, устройств автоматики. Применение измерительных трансформаторов обеспечивает безопасность работающих, так как цепи высшего и низшего напряжения разделены, а также позволяет унифицировать конструкцию приборов и реле.

Видео: Трансформаторы напряжения

Технические характеристики трансформаторов напряжения, схемы включения. Факторы, влияющие на класс точности. Виды трансформаторов напряжения, расшифровка маркировки.

Источник:
http://transformator220.ru/vidy/chto-takoe-transformator-napryazheniya.html

Трансформатор: назначение, принципы работы и правила подключения

Свойства магнитного поля изучаются учеными давно. Впервые электромагнитную индукцию описал Майкл Фарадей. А именно как появляется прочная электромагнитная взаимосвязь в обмотках при создании переменного тока в первой катушке. Во вторичной же катушке повышается напряжение, но мощность и частота остаются прежними. Конечно, несведущему человеку в электричестве сложно понять конструкцию, принцип действия, предназначение трансформатора. Однако, это неотъемлемый прибор с установкой во многих сферах: радиотехника, электроэнергетика.

Трансформаторы напряжения: назначение и принцип действия

Трансформатор – электрическое устройство. Преобразует переменный ток одного напряжения в электрический ток другого напряжения. Частота, согласно явлению электромагнитной индукции, остается неизменной.

Состоит статический трансформатор из:

  • первичной и вторичной обмотки;
  • сердечника.

Применяется устройство в разных схемах питания и электроприборах. Передает электроэнергию на большие расстояния и:

  • снижает потери энергии;
  • уменьшает площадь сечения проводов ЛЭП.

  • повышающий;
  • понижающий;
  • силовой;
  • вращающийся;
  • импульсный;
  • разделительный;
  • согласующий.

Понижающий трансформатор применяется в быту. Именно через него проходит и поступает ток в домашние розетки с мощностью 220 Вт.

Силовой агрегат в составе из сердечника и нескольких обмоток преобразует напряжение в электроцепи по принципу электромагнитной индукции. Также значение напряжения переменного тока без изменений его частоты. Применяется для распределения и передачи электрической энергии. Напряжение в обмотках – свыше 300 кВ. Мощность – от 4 кВ до 200000 кВА.

Справка! Трансформатор служит для понижения либо повышения переменного напряжения. Основой является ферромагнитный сердечник. В дополнение для бесперебойной работы – обмотки, изоляция, магнитопровод, система охлаждения.

Обмотки выполнены из изолированных медных проводов прямоугольного сечения. Между их слоями находятся пустоты для циркуляции охлаждающего масла. Роль которого – отбирать тепло у обмоток, передавать через радиаторные трубки в окружающую среду.

Принцип действия устройства основан на:

  • изменении магнитного потока;
  • создании электромагнитной индукции при прохождении через обмотку;
  • подаче напряжения на первичную обмотку;
  • воспроизведении магнетизма электрическим током, изменяющимся во времени.

Переменный ток, протекая по первичной обмотке, начинает создавать в магнитопроводе магнитный ток. Постепенно приводит к потоку во всех обмотках, преобразуя гальваническую развязку (переменное напряжение), но без видоизменения частоты.

Стоит знать! Действие прибора основано на электромагнитной индукции. За счет переменного тока образуется магнитное переменное поле вокруг проводника, видоизменяется в электродвижущую силу. Напряжение на выходе полностью зависит от используемого (понижающего, повышающего) трансформатора. Коэффициент ЭДС в обмотках прямо пропорционален количеству витков.

Для чего нужен трансформатор напряжения?

Трансформатор напряжения – универсальное устройство. Передает и распределяет энергию.

  • электроустановках;
  • блоках питания;
  • агрегатах передачи электроэнергии;
  • устройствах обработки сигналов;
  • источниках питания приборов.

Силовой трансформатор с большим напряжением применяется для:

  • подачи энергии в электросети на электростанциях;
  • повышения напряжения генератора, линии электропередач;
  • снижения напряжения, доходящего до потребительского уровня.

Трехфазный прибор со специальной системой охлаждения используется в электросетях. Сердечник в составе – общий для всех 3-ех фаз.

Область применения сетевого трансформатора – источники электропитания, узлы электроприборов с разным напряжением. Импульсные агрегаты незаменимы для радиотехнических, электронных устройств. Сначала выпрямляют переменное напряжение в блоках питания. Далее за счет инвертора преобразуют высокочастотные импульсы, стабилизирующие постоянное напряжение.

Трансформаторы входят в состав многих схем питания для обеспечения минимального уровня высокочастотных помех. Например, разделительные установки предотвращают угрозу поражения электрическим током для человека. Ведь включение бытовых приборов в сеть через трансформатор становится безопасным.

Вторая цепь у прибора будет изолирована от контактов с землей, если конечно, речь идет о заземлении электрического оборудования. Измерительные силовые приборы применяются в схемах генераторов переменного тока. Количество фаз у генератора из трансформатора должно совпадать для достижения стабильного напряжения на выходе.

Согласующие трансформаторы незаменимы для электронных устройств с высоким входным сопротивлением и высокочастотных линий, но с разным сопротивлением нагрузки.

Как работает трансформатор напряжения?

Приборы преобразуют энергию источника в необходимый коэффициент напряжения. Работают исключительно при переменном напряжении с постоянной частотой. В основе работы – электромагнитная индукция как явление, срабатываемое при изменении во времени магнитного потока, порождении ЭДС в обмотках.

Работа трансформатора начинается в первичной обмотке, где сердечник создает магнитный поток. Далее задействуется переменный ток, намагничивает сердечник, повышает индуктивность первичной обмотки, препятствует нарастанию тока на выводах обмотки напряжения. Если первичная обмотка отдает магнитный поток, то вторичная принимает его, изменяет с определенной скоростью, пронизывая все ветки и создавая ЭДС.

Напряжение на ветках в полной мере зависит от быстроты изменения магнитного потока в сердечнике. Хотя получается одинаковым на ветках первичной и вторичной обмотки благодаря прохождению через них одного и того же магнитного потока.

Он в свою очередь создает вокруг себя электрическое поле в сердечнике, некий вихрь с воздействием на электроны, начиная толкать их в определенную сторону.

Справка! Если сказать проще, то принцип работы трансформатора напряжения основан на возбуждении напряжения во второй обмотке за счет возникшего переменного тока в магнитопроводе.

Чем отличается трансформатор тока от трансформатора напряжения?

Источником питания для трансформатора тока является непосредственно ток. Если он не будет проходить через обмотки, тот агрегат быстро выйдет из строя. Питание для трансформатора напряжения – источники напряжения и он также не будет функционировать при повышенных нагрузках тока.

Отличие между устройствами в разных электрических величинах и схемах включения.

Измерительные трансформаторы напряжения и тока

Приборы с работой под высоким напряжением нуждаются в периодическом измерении.

Для чего этих целей в помощь – измерительные устройства, которые:

  • снижают величину напряжения до нужного уровня;
  • обеспечивают гальваническую развязку измерительному оборудованию от цепей с повышенной опасностью.

Номинальная мощность, напряжение и ток

Номинальная – мощность, с которой трансформатор работает в определенном классе точности и в соответствии с ГОСТом. Выражается в вольтах, амперах. Незначительные отклонения мощности допускаются, но не выше нормированных величин.

Важно! Во избежание повышения погрешности вторичной нагрузки суммарное потребление обмоток измерительных приборов и реле не должно быть более номинальной мощности трансформатора. Узнать номинальную мощность можно в паспорте к агрегату либо на щитке.

Порог номинального напряжения у трансформатора – 10кВ.

Разница в зависимости от мощности электроприборов составляет для:

  • питания электроприемников – 3-6,3кВ;
  • крупногабаритных электродвигателей – до 1000В.

Мощность трехфазного трансформатора вычитается по формуле: – S=квадратный корень цифры 3 UIU—номинальное междуфазное напряжение, В; / — ток в фазе, А. Коэффициенты рабочих токов в обмотках при рабочем состоянии трансформатора не должны быть выше номинальных Хотя кратковременные перегрузки в масляных и сухих агрегатах до определенных пределов (2,5 -3%) приемлемы.

Закон Фарадея

По закону электромагнитной индукции во вторичной обмотке создается ЭДС напряжение. Вычисляется по формуле – U2 = −N2*dΦ/dt.

Справка! Фарадея – основной закон электродинамики. Гласит о том, что генерируемая электродвижущая сила равняется скорости изменения магнитного потока, но взятой со знаком минус. Именно Майкл Фарадей сделал открытие, когда в ходе экспериментов объявил, что электродвижущая сила начинает появляться в проводнике только при изменении магнитного поля. Величина этой силы прямо пропорциональна скорости изменения магнитного поля.

Все факты содержатся в одном уравнении. Однако, знак минус в законе – правило Ленца, указывающее на возникновение индукционного электрического тока при изменении магнитного поля в проводнике. Действие тока направлено на магнитное поле, начинающего противодействовать изменению магнитного потока.

Правило Ленца не подчиняется законам электродинамики, ведь индукционный ток появляется как в обмотках, так и в сплошных металлических блоках.

Уравнения идеального трансформатора

В таком трансформаторе силовые линии проходят через все ветки первичной, вторичной обмотки. Значит, отсутствуют вихревые потоки и потери энергии. Магнитное поле изменяется, но порождает идентичную ЭДС во всех витках, поэтому становится прямо пропорциональным их общему числу.

Энергия при поступлении из первичной цепи трансформируется в магнитное поле, далее поступает во вторичной цепи.

Формула уравнения идеального трансформатора – P1 = I1 • U1 = P2 = I2 • U2:

  • R1 – коэффициент поступающей мощности из первой цепи на трансформатор;
  • R2 – коэффициент преобразованной мощности с поступлением во вторичную цепь.

Если повысить напряжение на концах вторичной обмотки, то снизится уровень тока первичной цепи. Согласно уравнению – U2/U1 = N2/N1 = I1/I2 преобразование сопротивления одной цепи к сопротивлению другой возможно только при умножении величины на квадрат отношения.

Как правильно подключить

Во всех тонкостях электрики сложно разобраться простому человеку, но при использовании трансформатора понижающего типа в быту важно понимать, как происходит процесс подключения.

Бывает, что возникает потребность подключения агрегата сразу на нескольких потребителей.

  1. При подключении трансформатора сразу на несколько потребителей важно учитывать количество выходных клемм.
  2. Общая потребляемая мощность для жильцов должна быть идентичной мощности трансформатора либо немного ниже. По мнению специалистов, идеальный второй показатель выше первого – на 20%.
  3. Подключается агрегат через электрическую проводку, размер которой не должен быть слишком большим. Достаточно 2 м при монтаже светодиодного освещения во избежании потери мощности.
  4. Суммарная мощность электроприборов не должна быть выше мощности трансформатора.

Если посмотреть на схему подключения понижающего трансформатора, то видно, что монтируется между распределительной коробкой мощностью 220 Вт и лампами накаливания. Провода из распредкоробки подключаются непосредственно к выключателю.

Подключение трансформатора напряжения

Дополнительная информация! Стоит изначально определять правильное место установки электрического понижающего трансформатора. Нельзя его усердно прятать от посторонних глаз, ведь доступ для демонтажа либо замены должен быть свободным. При этом потребляемая мощность – не ниже мощности трансформатора, иначе процесс монтажа проводить запрещено.

При подключении важно, чтобы совпадали все уравнения, касающиеся модели прибора. Также существенное значение имеет фазировка, если в одну цепь подключается сразу несколько приборов параллельно. Во избежание больших потерь мощности фазы должны быть правильно соединены между собой с образованием замкнутого контура. При несовпадении фаз начнет расти нагрузка и падать мощность. Может произойти короткое замыкание.

Важно! Смотрите на фото, как выглядит упрощенный вид трансформатора.

Трансформатор – электромагнитный аппарат. Повышает либо понижает напряжение переменного тока. Он лишен подвижных частей. Значит, является статическим. По размерам бывает с трехэтажное здание либо миниатюрное, помещаемое в руку. В составе – сердечник и несколько обмоток с расположением на магнитопроводе. Хотя может содержать всего одну обмотку без сердечника.

При работе трансформатора срабатывает принцип электромагнитного взаимодействия. Переменный ток подается на первичную обмотку, меняет направление дважды за цикл. Значит, что вокруг обмотки образуется магнитное поле, но ежесекундно исчезает. Вторичная обмотка – проводник электромагнитного взаимодействия. Там же индуцируется напряжение.

Конечно, простому человеку сложно понять конструкцию, назначение прибора. Для познания можно просто разобрать, прозвонить, подключить или демонтировать в домашних условиях.

Источник:
http://remont220.ru/osnovy-elektrotehniki/1109-transformator/

Трансформаторы тока и напряжения

Без электроснабжения невозможно представить нашу жизнь. Чтобы электрическая система работала без сбоев или не пришла в негодность из-за неисправности в кабеле или в силовом оборудовании, её параметры необходимо контролировать, замерять. Диагностика, заключающаяся в проведении электрических измерений, способна выявить причины сбоев и вовремя устранить их. Для этого применяются приборы, измеряющие величины токов, напряжений, мощности.

Но если в электроустановках с низким напряжением возможно подключение измерительных приборов напрямую, непосредственно к измеряемому узлу, то в высоковольтных цепях проблематично отследить параметры без применения измерительных трансформаторов. В электроустановках напряжение доходит до 750 кВ и выше, а токи устанавливаются в десятки килоампер и более. Для «прямого» измерения потребовались бы громоздкое и дорогое оборудование, а иногда измерения вообще не возможно было бы произвести. Также, при обслуживании приборов, напрямую подключенных к сети высокого напряжения, персонал подвергался бы опасности поражения током.

Измерительные трансформаторы тока (ТТ) и напряжения (ТН) способствуют расширению пределов измерений обычных измерительных устройств и одновременно изолируют их от цепей высокого напряжения. Измерительные трансформаторы создаются с высоким классом точности. Во время эксплуатации их метрологические характеристики подлежат первичной и периодической поверке на правильность работы.

Наиболее часто в сетях переменного тока применяются электромагнитные трансформаторы. Они состоят из магнитопровода, первичной и одной или нескольких вторичных обмоток. ТТ преобразовывает замеряемый высокий ток в малый, а ТН — измеряемое высшее напряжение в низшее. Измерительные трансформаторы включаются в цепи между высоковольтным оборудованием и контрольно-измерительными приборами: амперметрами, вольтметрами, ваттметрами, приборами релейной защиты, телемеханики и автоматики, счетчиками энергии.

Зачем нужны измерительные трансформаторы напряжения

Измерительные ТН относятся к преобразователям электрической энергии, которые:

  • трансформируют напряжение участка сети или установки в напряжение приемлемой величины для осуществления измерений с помощью стандартных измерительных устройств, питания релейной защиты, устройств сигнализации, автоматики, телемеханики;
  • изолируя вторичные приборы и цепи, защищают оборудование от высокого напряжения и персонал, имеющего доступ к обслуживанию электроустановок, от поражения током.

Подключение ТН к высоковольтной части электроустановки осуществляется соединением его первичной обмотки «в параллель» к цепи высокого напряжения. Номинал вторичных обмоток трансформатора напряжения составляет обычно 100 В. Так как сопротивление измерительных приборов, подключаемых к вторичной обмотке, велико, током можно пренебречь. Поэтому основной режим работы ТН подобен режиму холостого хода типового силового трансформатора.

Трансформаторы напряжения и их конструкция

Трансформаторы напряжения подразделяются:

  • по числу фаз: на одно- и трехфазные;
  • по числу вторичных обмоток: двухобмоточный ТН имеет одну вторичную обмотку, трехобмоточный — две: основную и дополнительную;
  • по назначению вторичных обмоток: с основной вторичной обмоткой, с дополнительной, со специальной компенсационной — для контроля изоляции цепи;
  • по особенностям исполнений — на трансформаторы защищенного типа, водозащищенного типа (защита от капель и влаги), герметичные, со встроенным предохранителем и с антирезонансной конструкцией;
  • по принципу действия и особенностям конструкций: на каскадные, ёмкостные, заземляемые и не заземляемые.

У каскадного ТН первичная обмотка разделена на несколько поочередно соединенных секций, передача энергии от которых к вторичным обмоткам происходит посредством связующих и выравнивающих обмоток. У ёмкостного ТН в конструкции имеется ёмкостный делитель. Заземляемый однофазный ТН — устройство, у которого один конец первичной обмотки должен быть заземлен. У заземляемого трехфазного ТН должна быть заземлена нейтраль первичной обмотки. Все части первичной обмотки не заземляемого ТН изолированы от земли.

Зачем нужны трансформаторы тока

Трансформатор тока — базовый измерительный аппарат в электроэнергетике, применяемый для преобразования тока первичной сети во вторичный стандартный ток величиной 5 А или 1 А. Первичная обмотка соединяется непосредственно с цепью высокого напряжения последовательным способом подключения. Вторичная обмотка включается во вторичные цепи измерений, защиты и учета. 5А — часто встречающийся номинал вторичной обмотки.

Принцип действия и конструкция трансформаторов тока

Первичная обмотка ТТ включается в разрез линейного провода (последовательно с нагрузкой), в котором измеряется сила тока. Вторичная обмотка замкнута на измерительное устройство с малым сопротивлением. Поэтому, в отличие от силового трансформатора, для которого режим короткого замыкания является аварийным, нормальным режимом для измерительного ТТ являются условия, близкие к КЗ, так как сопротивление во вторичной цепи у него мало.

Через первичную обмотку, имеющую определённое количество витков, течет ток. Вокруг катушки наводится магнитный поток, который улавливается магнитопроводом. Пересекая перпендикулярно ориентированные витки вторичной обмотки, магнитный поток формирует электродвижущую силу. Под влиянием последней возникает ток, протекающий по катушке и нагрузке на выходе. Одновременно на зажимах вторичной цепи образуется падение напряжения.

По конструктиву и применению ТТ условно подразделяются на несколько разновидностей:

    • Опорные монтируются на опорной плоскости.
    • Проходные используются в качестве ввода и устанавливаются в металлических конструкциях, в проемах стен или потолков.
    • Встраиваемые размещаются в полости оборудования: электрических выключателей, генераторов и других электроаппаратов и машин.
    • Разъемные не имеют своей первичной обмотки. Их магнитопроводы из двух половинок, стягиваемых болтами, можно размыкать и закреплять вокруг проводников под током. Эти проводники исполняют роль первичных обмоток.
    • Шинные изготавливаются тоже без первичных обмоток — их роль выполняют пропущенные сквозь окна магнитопроводов ТТ токоведущие шины распредустройств.
    • Накладные надеваются сверху на проходной изолятор.
    • Переносные предназначаются для лабораторных и контрольных измерений.

По выполнению первичной обмотки ТТ подразделяются на одновитковые и многовитковые, а по числу вторичных обмоток — на устройства с одной обмоткой и с несколькими вторичными обмотками (до четырёх, пяти). По числу ступеней трансформации — на одноступенчатые и каскадные.

К общей классификации трансформаторов обоих типов относятся: количество коэффициентов трансформации (однодиапазонные и многодиапазонные), критерии по материалу диэлектрика между первичной и вторичной обмотками и по материалу внешней изоляции — маслонаполненные, газонаполненные, сухие, с литой, фарфоровой и прессованной изоляцией, с вязкими заливочными компаундами, комбинированные бумажно-масляные. ТТ и ТН устанавливаются на открытом воздухе, в закрытых и в подземных установках, на морских и речных судах, внутри оболочек электроустановок и связываются контрольными проводами и кабелями с оборудованием вторичных цепей. По диапазону рабочего напряжения выделяют трансформаторы, функционирующие в устройствах до 1000 В и выше 1000 B. Трансформаторы также классифицируются по классу точности.

Видео про трансформаторы тока

Кратко о назначении трансформатора тока, составе и особенностях конструкции, о схеме и принципе работы. Почему нельзя допускать размыкание вторичных цепей трансформатора тока без предварительного их замыкания накоротко? Почему на напряжение выше 330 кВ изготавливаются ТТ каскадного типа? Об этом и об измерительном трансформаторе тока для подстанции 750 кВ вы узнаете из видео.

Источник:
http://electricity-help.ru/osnovy-yelektrotekhniki/transformatory-toka-i-napryazheniya/

Чем отличаются трансформаторы напряжения от трансформаторов тока

Давайте разберемся, для чего нужен трансформатор напряжения и какие функции он выполняет? Данное устройство необходимо службам, занимающимся учетом электроснабжения. Функция электросетей – выработка энергии, передача ее на большие расстояния и перераспределение электрической энергии между потребителями. Именно для этих целей существует данный прибор.

Трансформаторы промышленного типа широко используются на электроподстанциях. Более мелких размеров трансформаторы находят свое применение во многих цепях бытовых электроприборов. Такие устройства изменяют напряжение – увеличивают либо понижают его. Появления трансформатора стало возможным после того, как Майкл Фарадей открыл в 1831 году электромагнитную индукцию.

В статье информация о всех особенностях трансформаторов напряжения, описаны их технические характеристики. В качестве бонуса, в статье содержится видеоролик о трансформаторах, а также материл на данную тему.

Расшифровка аббревиатур устройств

Различаются и по способу изоляции, сухая, она же литая и масляной. У каждого свое, буквенное обозначение трансформатора. Есть на разные классы напряжения, такие как, нтми-10, ном-10, зном-35, ном-35, нкф-110, нами-10. В предыдущем предложении, цифры означают номинальное напряжение. Начнём с самой важной буквы, которая находится в самом начале практически всех аббревиатур, это буква Н. Она как раз и означает трансформатор напряжения. Кстати говоря, его сокращённо называют просто ТН.

Следующие по списку и по важности буква это, Т и О, которые означаю количество фаз. Трехфазный и однофазный соответственно. У буквы Т есть ещё одно значение, она означает что, трансформатор трёх обмоточный. Следующие буквы, относятся к изоляции и способам охлаждения. Она может быть, литой (Л), С сухой, Естественное мысленно охлаждение, маркируется буквой М.

Следующие значения, можно отнести к дополнительным функциям. Для подключения измерительных приборов, наносится (И). Если видим (К), следует понимать, что в трансформаторе напряжения есть дополнительная обмотка, которая уменьшает угловую погрешность или каскад. «З» – наличие заземляющего вывода. Активную часть, часто помещают в фарфоровую покрышку, поэтому присутствует символ «Ф». (У) — относится к установки в умеренно климате. Д, Е – делитель, имеет определённую ёмкость.

Виды и их особенности

Кроме рассмотренных выше понижающих и повышавших приборов выпускаются и другие модели:

  • тяговые;
  • лабораторные, в которых возможно регулировать напряжение;
  • для выпрямительных установок;
  • источники питания для радиоаппаратуры.

Все они относятся к одной большой группе трансформаторов – силовым. Есть еще одна разновидность такого оборудования. Это устройства, используемые для подключения к цепям высокого напряжения различных электроизмерительных приборов. Они получили название измерительных трансформаторов напряжения. Также эти приборы находят широкое применение при электросварке. Имеют отличия и в конструктивном исполнении. В зависимости от этого различают двух и многообмоточные измерительные трансформаторы тока и напряжения. Такие приборы используются для проведения измерений и питания цепей автоматики, релейной защиты. Они могут быть одно- или трехфазные с масляным или воздушным охлаждением.

Влияет на классификацию, и форма магнитопровода. Он может быть:

При этом различают два вида конструкции обмоток:

По классу точности устройства подразделяются на 4 категории:

Еще одним параметром, влияющим на специфику применения измерительных трансформаторов тока и напряжения, является способ установки. В зависимости от него изделия бывают следующих типов:

Критерии выбора оборудования

Трансформатор напряжения состоит из двух обмоток и сердечника. Обмотки также подразделяются на первичную и вторичную. Вот тут и начинаются различия, если сравнивать трансформатор напряжения с трансформатором тока. Первичная обмотка трансформатора напряжения содержит значительно больше витков, чем вторичная.

На первичную обмотку подается напряжение, которое нам нужно измерить а к вторичной обмотке подсоединяется вольтметр. Обычно приобретая оборудование ориентируются не его основные параметры. Для трансформатора таковыми являются:

  • напряжения обмоток, которые указываются на щитке;
  • коэффициент трансформации;
  • угловой погрешности.

Необходимо также ориентироваться на условия эксплуатации. Поэтому самыми важными параметрами при выборе оказываются нагрузка, сфера применения и напряжение короткого замыкания трансформатора. На первом этапе необходимо убедиться в том, что мощности модели будет достаточно для того чтобы справиться не только с поставленной задачей, но и возможными перегрузками. Неплохо иметь прибор, параметры которого могут быть изменены в процессе эксплуатации.

Но ориентироваться только на эти характеристики недопустимо. Так как для эффективной работы трансформатора напряжения 110 кВ важны и его технические характеристики:

  1. частота тока;
  2. фазность;
  3. способ установки;
  4. место расположения;
  5. нагрузка.

Кроме этого нужно определить подходит ли вам цена устройства, а также стоимость его дальнейшего обслуживания. Параметры выбора трансформаторов тока приведены в таблице ниже.

Как работает

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 отличаются

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

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.

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.

Феррорезонанс и способы защиты от него

Феррорезонансный контур в сети с изолированной нейтралью — это контур нулевой последовательности с нелинейной характеристикой намагничивания. Трехфазный заземляемый трансформатор напряжения, по конструктиву, это три однофазных трансформатора, соединенные по схеме звезда/звезда, с обособленной магнитной системой. При перенапряжениях в сети индукция в магнитопроводе увеличивается, как минимум в 1,73 раза.

Существует множество способов защиты ТН от резонансных явлений в сети:

  • изготовление ТН с максимально уменьшенной рабочей индукцией;
  • включение в цепь ВН и НН дополнительных демпфирующих сопротивлений;
  • изготовление трехфазных трансформаторов напряжения с единой магнитной системой в пятистержневом исполнении;
  • применение специальных устройств, включаемых в цепь разомкнутого треугольника;
  • заземление нейтрали трехфазного трансформатора напряжения через токоограничивающий реактор;
  • применение специальных компенсационных обмоток и т.д.;
  • применение специальных релейных схем, для защиты обмотки ВН от сверхтоков.

Все эти меры в той или иной степени защищают измерительный трансформатор напряжения, но не решают проблему в корне.

Заземляемые устройства

Заземляемые трансформаторы напряжения применяются в сетях с изолированной нейтралью. Заземление нейтрали ТН позволяет осуществлять контроль изоляции сети с помощью дополнительных вторичных обмоток, соединенных по схеме звезда/треугольник. На наш взгляд, это основная функция заземляемых трансформаторов, функция измерения и учета — дополнительная.

Зачастую, в электрических сетях эксплуатируются заземляемые трансформаторы напряжения, у которых защитные обмотки не используются. Применение заземляемых трансформаторов без использования функции контроля изоляции сети — неоправданный риск. Это связано с тем, что:

  • заземляемые трансформаторы напряжения подвержены влиянию феррорезонансных явлений;
  • изоляцию обмотки ВН невозможно испытать в условиях эксплуатации приложенным одноминутным напряжением промышленной частоты.

Незаземляемые приборы

Для решения всех вопросов, связанных с эксплуатацией заземляемых трансформаторов напряжения в сетях с изолированной нейтралью, на нашем предприятии разработана новая трехфазная группа. Трехфазная 3хНОЛ.08-6(10)М группа, состоящая из трех незаземляемых трансформаторов, соединенных по схеме треугольник/треугольник. Основное преимущество 3хНОЛ.08-6(10)М — отсутствие заземляемого вывода с ослабленной изоляцией.

Это значит, что трансформатор не подвержен влиянию феррорезонанса и не требует дополнительных защит от его воздействия. Также изоляцию этого трансформатора возможно испытать приложенным одноминутным напряжением промышленной частоты в условиях эксплуатации, так как в этом случае нет необходимости в источнике повышенной частоты.

У незаземляемых трансформаторов нет высоковольтных выводов с ослабленной изоляцией, что так-же позволит избежать нарушений, которые зачастую случаются в эксплуатации, при определении сопротивления изоляции вывода «Х», так как есть разночтения в нормативной документации. На сегодняшний день большое количество пунктов коммерческого учета (ПКУ) имеют в своем составе заземляемые трансформаторы напряжения со встроенными предохранителями (ЗНОЛП). При однофазных замыканиях на землю, а они как указывалось выше, случаются достаточно часто в воздушных распределительных сетях, срабатывает встроенное защитное предохранительное устройство (ЗПУ). Встраиваемое ЗПУ, прежде всего, предназначено для защиты трансформатора напряжения от коротких замыканий во вторичных цепях.

Так как ток срабатывания предохранителя достаточно мал, то при различных перенапряжениях, вызванных, в том числе, и однофазными замыканиями на землю, — происходит отключение ТН. ЗПУ защищает обмотку ВН от сверхтоков, которые возможны при различных технологических нарушениях в электрических сетях. При срабатывании предохранителя учет электроэнергии будет отсутствовать. Для восстановления учета, необходимо заменить плавкую вставку ЗПУ.

Ремонт оборудования

Что касается ремонтных работ, то для их проведения прибор должен быть отключен от сети. Запрещено эксплуатировать трансформатор с незаземленным цоколем, а все неисправности должны устраняться специалистами. Исправное оборудование в процессе работы издает равномерный звук без треска и резких шумов. Кроме того, в сетях до 10 кВ случаются резонансные повышения напряжения. Причиной их появления считается многократные разряды емкости, получающиеся в результате дугового замыкания. Это в свою очередь приводит к образованию феррорезонанса в трансформаторе напряжения и выходу его из строя. Избежать этого можно при заземлении нейтрали через резистор.

Источник:
http://electroinfo.net/transformatory/chem-otlichajutsja-transformatory-naprjazhenija-ot-transformatorov-toka.html

Что такое трансформатор напряжения (PT)? Определение, конструкция, типы, ошибки, фазовая диаграмма и приложения

Определение - Трансформатор напряжения может быть определен как измерительный трансформатор, используемый для преобразования напряжения от более высокого значения к более низкому значению. Этот трансформатор понижает напряжение до безопасного предельного значения, которое можно легко измерить с помощью обычного прибора низкого напряжения, такого как вольтметр, ваттметр, ваттметр и т. Д.

Строительство трансформатора напряжения

Трансформатор напряжения выполнен с высококачественным сердечником, работающим при низкой плотности магнитного потока, поэтому ток намагничивания невелик.Клемма трансформатора должна быть спроектирована так, чтобы изменение отношения напряжений с нагрузкой было минимальным, а фазовый сдвиг между входным и выходным напряжением также был минимальным.

Первичная обмотка имеет большое количество витков, а вторичная обмотка - гораздо меньшее количество витков. Для уменьшения реактивного сопротивления утечки в трансформаторе напряжения используется коаксиальная обмотка. Стоимость изоляции также снижается за счет разделения первичной обмотки на секции, что снижает изоляцию между слоями.

Подключение трансформатора напряжения

Трансформатор напряжения включен параллельно цепи. Первичные обмотки трансформатора напряжения напрямую подключены к силовой цепи, напряжение которой необходимо измерить. Вторичные выводы трансформатора напряжения подключены к измерительному прибору, например, вольтметру, ваттметру и т. Д. Вторичные обмотки трансформатора напряжения связаны магнитной связью через магнитную цепь первичных обмоток.

Первичный вывод трансформатора рассчитан на напряжение от 400 В до нескольких тысяч вольт, а вторичный вывод всегда рассчитан на 400 В. Отношение первичного напряжения к вторичному напряжению называется коэффициентом трансформации или коэффициентом поворота.

Типы трансформаторов напряжения

Трансформаторы напряжения в основном подразделяются на два типа: обычные (электромагнитные) с обмоткой и конденсаторные трансформаторы напряжения.

Обычный трансформатор с обмоткой очень дорог из-за требований к изоляции.Конденсаторный трансформатор потенциала представляет собой комбинацию конденсаторного делителя потенциала и трансформатора магнитного потенциала относительно небольшого отношения.

Принципиальная схема конденсаторного трансформатора потенциала показана на рисунке ниже. Пакет высоковольтных конденсаторов из делителя потенциала, конденсаторы двух секций становятся C 1 и C 2 , а Z - это нагрузка.

Напряжение, приложенное к первичной обмотке промежуточного трансформатора, обычно составляет порядка 10 кВ.Как делитель потенциала, так и промежуточный трансформатор имеют такое соотношение и требования к изоляции, которые подходят для экономичной конструкции.

Промежуточный трансформатор должен иметь очень маленькую ошибку соотношения, а фазовый угол обеспечивает удовлетворительную работу всего блока. Напряжение на вторичных клеммах рассчитывается по формуле, показанной ниже.

Ошибки соотношения и фазового угла трансформатора потенциала

В идеальном трансформаторе напряжения первичное и вторичное напряжения точно пропорциональны первичному напряжению и точно противостоят фазе.Но добиться этого практически невозможно из-за падений первичного и вторичного напряжения. Таким образом, в систему вводится как первичное, так и вторичное напряжение.

Ошибка соотношения напряжений - Ошибка соотношения напряжений выражается относительно измеренного напряжения и определяется формулой, показанной ниже.

Где K n - номинальное соотношение, то есть отношение номинального первичного напряжения к номинальному вторичному напряжению.

Ошибка угла фазы - Ошибка угла фазы - это ошибка между напряжением на вторичной клемме, которое точно совпадает по фазе с напряжением на первичной клемме.

Увеличение количества приборов в реле, подключенном к вторичной обмотке трансформатора напряжения, приведет к увеличению ошибок в трансформаторах напряжения.

Нагрузка трансформатора потенциала

Нагрузка - это общая внешняя вольт-амперная нагрузка на вторичной обмотке при номинальном вторичном напряжении. Номинальная нагрузка ПТ - это нагрузка в ВА, которую нельзя превышать, если трансформатор должен работать с номинальной точностью. Номинальная нагрузка указана на паспортной табличке.

Предельная или максимальная нагрузка - это наибольшая нагрузка ВА, при которой трансформатор напряжения будет работать непрерывно без перегрева своих обмоток сверх допустимых пределов. Эта нагрузка в несколько раз превышает расчетную.

Фазорная диаграмма трансформатора потенциала

Векторная диаграмма трансформатора напряжения показана на рисунке ниже.

Где, I с - вторичный ток
E с - вторичная наведенная ЭДС
В с - вторичное напряжение на клеммах
R с - сопротивление вторичной обмотки
X с - реактивное сопротивление вторичной обмотки
I p - Первичный ток
E p - первично наведенная ЭДС
В p - напряжение первичной обмотки
R p - сопротивление первичной обмотки
X p - реактивное сопротивление первичной обмотки
K t - коэффициент передачи
I o - ток возбуждения
I м - намагничивающая составляющая I o
I w - составляющая потерь в сердечнике I o
Φ м - основной поток
Β- ошибка угла фазы

Основной поток взят за эталон.В измерительном трансформаторе первичный ток представляет собой векторную сумму тока возбуждения I o и тока, равного обратному вторичному току I s , умноженному на отношение 1 / k t . V p - это напряжение, приложенное к первичной клемме трансформатора напряжения.

Падение напряжения из-за сопротивления и реактивного сопротивления первичной обмотки из-за первичного тока определяется формулами I p X p и I p R p .Когда падение напряжения вычитается из первичного напряжения трансформатора напряжения, на выводах появляется первичная наведенная ЭДС.

Эта первичная ЭДС трансформатора преобразуется во вторичную обмотку за счет взаимной индукции и преобразуется во вторичную наведенную ЭДС E s . Эта ЭДС будет падать на сопротивление и реактивное сопротивление вторичной обмотки, и результирующее напряжение появится на вторичном выводе напряжения, и это обозначено как V с.

Применение трансформатора напряжения

  1. Используется для дозирования.
  2. Для защиты фидеров.
  3. Для защиты импеданса генераторов.
  4. Для синхронизации генераторов и фидеров.

Трансформаторы напряжения используются в схеме релейной защиты, поскольку катушки потенциала защитного устройства не подключены напрямую к системе в случае высокого напряжения. Следовательно, необходимо понизить напряжение, а также изолировать защитное оборудование от первичной цепи.

Руководство по выбору трансформаторов напряжения и потенциала

Трансформаторы напряжения и потенциала используются для измерения напряжения (потенциала). Вторичное напряжение по существу пропорционально первичному напряжению и отличается от него по фазе на угол, приблизительно равный нулю. Трансформаторы напряжения и напряжения, предназначенные для контроля однофазных и трехфазных линейных напряжений в приложениях для измерения мощности, используются в основном как понижающие устройства.Они предназначены для линейного или линейного подключения к нейтрали так же, как и обычные вольтметры. Вторичное напряжение имеет фиксированное отношение к первичному напряжению, так что изменение потенциала в первичной цепи точно отслеживается измерителями, подключенными к вторичным клеммам.

Приложения

Трансформаторы напряжения и напряжения могут использоваться с вольтметрами для измерения напряжения или с трансформаторами тока для измерений ваттметров или ваттметров.Трансформаторы напряжения и трансформаторы напряжения также используются для работы защитных реле и устройств и во многих других областях. Однако, поскольку они используются в основном для мониторинга, трансформаторы напряжения или напряжения обычно требуют большей точности. Например, продукты, используемые коммунальными предприятиями для определения потребления электроэнергии, должны быть точными, поскольку эти трансформаторы напряжения или потенциала используются для выставления счетов клиентам.

Технические характеристики

Технические характеристики трансформаторов напряжения и напряжения включают:

  • точность
  • рабочая температура
  • диапазон первичного напряжения
  • диапазон вторичного напряжения
  • бремя
  • напряжение изоляции

Точность - это степень неопределенности, с которой измеренное значение тока (вторичного) согласуется с идеальным значением.Нагрузка - это максимальная нагрузка, которую трансформатор напряжения или трансформатор напряжения может выдерживать при работе в пределах своей точности. Нагрузка выражается в вольт-амперах (ВА), произведении среднеквадратичного напряжения (СКЗ), приложенного к цепи, и действующего тока в амперах, протекающего по ней.

Типы

Существует много различных типов трансформаторов напряжения и напряжения. Коммерческие устройства подходят для большинства приложений слежения за током с низким энергопотреблением. Трансформаторы измерительного класса ANSI разработаны специально для приложений контроля мощности, где требуются высокая точность и минимальная погрешность фазового угла.Трансформаторы с несколькими коэффициентами имеют несколько выходов. Также доступны трехфазные устройства. Трансформаторы напряжения и напряжения с разъемным сердечником оснащены шарнирно-защелкивающимся механизмом, который позволяет устанавливать их без прерывания токоведущего провода. Трансформаторы тороидальной или кольцевой формы не имеют внутренней первичной обмотки.

К трансформаторам напряжения и потенциала относятся трансформаторы тока с намоткой в ​​первичной обмотке, устройства с первичной обмоткой, которая обычно состоит из более чем одного витка. Шиновые трансформаторы или линейные трансформаторы тока имеют шину, которая служит первичным проводником.Трансформаторы для монтажа на ПК имеют небольшую площадь основания для измерения тока или напряжения датчика на плате. Трансформаторы напряжения и напряжения включают устройства измерения пониженного и максимального тока, а также бесконтактные трансформаторы тока. Этот последний класс устройств точно измеряет формы волны тока, не вступая в электрический контакт с цепью.

Дополнительная информация

CR4 Community - предохранители в незаземленных системах постоянного тока

Сообщество CR4 - трансформатор потенциала

CR4 Community - Дифференциальная и ограниченная защита трансформатора от замыканий на землю

CR4 Сообщество - насыщение трансформатора тока

Изображение предоставлено:

Hoyt Electrical Instrument Works, Inc.


Трансформаторы потенциала

Это непростой способ измерения высокого напряжения и токов, связанных с системами передачи и распределения электроэнергии, поэтому часто используются измерительные трансформаторы для понижения этих значений до более безопасного для измерения уровня. Это связано с тем, что измерительные приборы или устройства и защитные реле являются устройствами низкого напряжения, поэтому не могут быть подключены напрямую к цепи высокого напряжения с целью измерения и защиты системы.

Помимо снижения уровней напряжения и тока, эти трансформаторы изолируют измерительную или защитную цепь от главной цепи, которая работает на высоких уровнях мощности.

Трансформаторы тока снижают уровень тока до рабочего диапазона прибора или реле, тогда как трансформаторы напряжения преобразуют высокое напряжение в цепь, работающую с низким напряжением. В этой статье мы собираемся подробно обсудить потенциальные трансформаторы.

Что такое трансформатор потенциала

Трансформатор потенциала - это понижающий трансформатор напряжения, который снижает напряжение в цепи высокого напряжения до более низкого уровня для целей измерения.Они подключаются поперек или параллельно контролируемой линии.

Основной принцип работы и конструкция этого трансформатора аналогична стандартному силовому трансформатору. Обычно трансформаторы напряжения обозначаются аббревиатурой PT.

Первичная обмотка состоит из большого количества витков, которые подключены к стороне высокого напряжения или к линии, в которой должны проводиться измерения или которая должна быть защищена. Вторичная обмотка имеет меньшее количество витков, которые подключены к вольтметрам или потенциальным катушкам ваттметров и счетчиков энергии, реле и других устройств управления.Это могут быть однофазные или трехфазные трансформаторы напряжения. Независимо от номинального напряжения первичной обмотки они рассчитаны на вторичное выходное напряжение 110 В.

Поскольку вольтметры и потенциальные катушки других измерителей имеют высокий импеданс, через вторичную обмотку трансформатора тока протекает небольшой ток. Таким образом, ПТ ведет себя как обычный двухобмоточный трансформатор, работающий без нагрузки. Из-за такой низкой нагрузки (или нагрузки) на ПТ, номинальные значения в ВА ПТ низки и находятся в диапазоне от 50 до 200 ВА.На вторичной стороне один конец заземлен из соображений безопасности, как показано на рисунке.

Как и у обычного трансформатора, коэффициент трансформации указан как

V1 / V2 = N1 / N2

Из приведенного выше уравнения, если известны показания вольтметра и коэффициент трансформации, можно определить напряжение на стороне высокого напряжения.

Вернуться к началу

Строительство

По сравнению с обычным трансформатором, в трансформаторах напряжения или трансформаторах напряжения используются проводники и сердечники большего диаметра.ПП, предназначенные для обеспечения большей точности и, следовательно, при проектировании экономия материала не рассматривается как главный аспект.

Трансформаторы

изготовлены со специальным высококачественным сердечником, работающим при более низкой плотности магнитного потока, чтобы иметь небольшой ток намагничивания и минимизировать потери нагрузки. Для ПТ предпочтительны конструкции как сердечника, так и оболочки. Для высоких напряжений используются трансформаторы тока с сердечником, а для низких напряжений предпочтительны трансформаторы с оболочкой.

Для уменьшения реактивного сопротивления утечки используются коаксиальные обмотки как для первичной, так и для вторичной обмотки.Для снижения стоимости изоляции вторичная обмотка низкого напряжения размещается рядом с сердечником. А для трансформаторов высокого напряжения первичная обмотка высокого напряжения разделена на секции катушек, чтобы уменьшить изоляцию между слоями катушек. Для этих намоток в качестве ламината используется исчезнувший батист и хлопковая лента. Между змеевиками используются сепараторы из твердых волокон.

Они тщательно спроектированы так, чтобы иметь минимальный фазовый сдвиг между входным и выходным напряжениями, а также поддерживать минимальное соотношение напряжений при изменении нагрузки.Масляные трансформаторы тока используются для высоких уровней напряжения (выше диапазона 7 кВ). В таких ПТ предусмотрены маслонаполненные вводы для соединения основных линий.

Вернуться к началу

Типы трансформаторов напряжения или потенциала

В основном они подразделяются на трансформаторы напряжения для наружной и внутренней установки.

1. Наружные трансформаторы напряжения

Это могут быть одно- или трехфазные трансформаторы напряжения, доступные для различного диапазона рабочих напряжений, которые используются для наружных реле и измерений.До 33кВ это одно- и трехфазные трансформаторы напряжения электромагнитного типа. Однофазные трансформаторы напряжения для наружной установки мощностью выше 33 кВ могут быть двух типов: электромагнитного типа и емкостного трансформатора напряжения (CVT).

Обычный трансформатор напряжения электромагнитного или намотанного типа

Они похожи на обычные маслонаполненные трансформаторы с проволочной обмоткой. На рисунке ниже показан ПТ электромагнитного типа, в котором водопроводный резервуар подключен к линейному выводу. На баке имеется пробка для заливки масла, и этот бак установлен на изолирующей опоре.

В основании имеется клемма заземления и пробка для слива масла. В этом случае первичная обмотка подключается между двумя фазами или между одной фазой и землей. Таким образом, один конец первичной обмотки подключен к главной линии вверху, а другой конец выведен снизу и заземлен с другими клеммами заземления.

Клеммы вторичной обмотки, включая клемму заземления, расположены в клеммной коробке внизу, далее они подключаются к цепям измерения и реле. Они используются при рабочих напряжениях до 132 кВ или ниже из-за аспектов изоляции.

Емкостные трансформаторы напряжения (CVT)

Это емкостной делитель потенциала, подключенный между фазой основной линии и землей. Это могут быть вариаторы с конденсатором связи или вводом. Эти два типа электрически менее или более похожи, но разница в том, что образование емкости, которая в дальнейшем определяет их номинальную нагрузку (или нагрузку).

Конденсатор связи состоит из набора последовательно соединенных конденсаторов, которые состоят из пропитанной маслом бумаги и алюминиевой фольги.Для получения желаемых первичных и вторичных напряжений первичные и вторичные клеммы подключаются через конденсаторы.

В втулках CVT используются втулки конденсаторного типа с резьбой. Бесступенчатые трансмиссии также используются для связи по линиям электропередач и, следовательно, более экономичны.

Вернуться к началу

2. внутренние трансформаторы потенциала

Также доступны одно- или трехфазные трансформаторы тока литого магнитного типа. Механизм крепления может быть фиксированным или выкатным.В этом типе трансформаторов тока все части первичной обмотки изолированы от земли с номинальной изоляционной способностью. Они предназначены для управления реле, измерительными приборами и другими устройствами управления в помещениях с высокой точностью.

В зависимости от функции трансформаторы напряжения или трансформаторы напряжения подразделяются на измерительные трансформаторы напряжения и защитные трансформаторы напряжения.

Вернуться к началу

Ошибки трансформатора напряжения

Для идеального трансформатора напряжения напряжение, создаваемое во вторичной обмотке, точно пропорционально первичному напряжению и находится в точном противофазе.Но в реальных ПТ это не так из-за наличия падений напряжения на первичном и вторичном сопротивлении, а также из-за коэффициента мощности нагрузки на вторичной обмотке. Это приводит к возникновению ошибок соотношения и угла сдвига фаз в трансформаторах напряжения. Сообщите нам подробно.

Рассмотрим векторную диаграмму трансформатора напряжения, показанную выше,

где

Io = Ток холостого хода

Im = намагничивающая составляющая тока холостого хода

Iu = Ваттная составляющая тока холостого хода

Es и Ep = наведенные напряжения во вторичной и первичной обмотках соответственно

Np и Ns = количество витков в первичной и вторичной обмотках соответственно

Ip и Is = первичный и вторичный ток

Rp и Rs = сопротивления первичной и вторичной обмоток соответственно

Xp и Xs = Реактивные сопротивления первичной и вторичной обмоток соответственно

β = фазовая погрешность

Первичное индуцированное напряжение или ЭДС Ep получается путем вычитания первичного резистивного (IpRp) и реактивного падения (IpXp) из первичного напряжения Vp.Кроме того, напряжение на клеммах вторичной обмотки Vs получается путем векторного вычитания падения сопротивления вторичной обмотки (IsRs) и падения реактивного сопротивления (IsXs) из вторичной наведенной ЭДС Es. Из-за этих падений номинальный коэффициент трансформатора потенциала не равен фактическому коэффициенту трансформатора напряжения, следовательно, возникает ошибка коэффициента преобразования.

Ошибка соотношения

Ошибка коэффициента трансформации трансформатора напряжения определяется как отклонение фактического коэффициента преобразования от номинального.

Ошибка процентного отношения = (Kn - R) / R × 100

Где

Kn - номинальный или номинальный коэффициент трансформации, равный

.

Kn = номинальное первичное напряжение / номинальное вторичное напряжение

Ошибка угла фазы

В идеальном ПТ не должно быть фазового угла между первичным напряжением и обратным вторичным напряжением.Но на практике существует разница фаз между Vp и Vs, перевернутая (как мы можем наблюдать на рисунке выше), тем самым вводя фазовую ошибку. Он определяется как разность фаз между первичным напряжением и обратным вторичным напряжением.

Чтобы уменьшить эти ошибки, чтобы повысить точность, трансформаторы спроектированы таким образом, чтобы их обмотки имели соответствующие величины внутреннего сопротивления и реактивных сопротивлений. В дополнение к этому, сердечник должен требовать минимальных компонентов намагничивания и потерь в сердечнике возбуждающего тока.

Вернуться к началу

Применение трансформаторов напряжения

  • Системы учета электроэнергии
  • Системы электрозащиты
  • Дистанционная защита фидеров
  • Синхронизация генераторов с сетью
  • Импедансная защита генераторов

Класс трансформаторов напряжения, используемых для измерения, называется измерительными трансформаторами напряжения или напряжения. С другой стороны, трансформаторы напряжения, используемые для защиты, называются защитными трансформаторами напряжения.В некоторых случаях трансформаторы тока используются как для измерения, так и для защиты, в таких случаях одна вторичная обмотка подключается к счетчику, а другая вторичная обмотка используется для защиты.

Вернуться к началу

Магазин трансформаторов напряжения | Трансформаторы напряжения на продажу

A Трансформатор напряжения (VT) - это устройство, преобразующее энергию одной формы в другую. ТН используются для контроля переменного или постоянного тока путем измерения напряжения напрямую или через ТН.Трансформаторы напряжения - это приборные трансформаторы, подключенные параллельно. Они предназначены для предоставления незначительной нагрузки на измеряемый источник питания. У них есть точное соотношение напряжений и фазовое соотношение, что позволяет производить точные измерения, подключенные к вторичной обмотке.

Преобразователь постоянного напряжения ДВТ-1000

Датчик напряжения постоянного тока DVT-1000 предназначен для преобразования входного напряжения постоянного тока 10–1000 в выходной сигнал 4–20 мА или стандартный выход напряжения.

SPT-0375 Трансформатор напряжения

Трансформатор напряжения SPT-0375 представляет собой трансформатор напряжения - он предлагает выходное переменное напряжение, которое линейно пропорционально входному переменному напряжению.

Преобразователь постоянного напряжения DVT-100

Преобразователь напряжения постоянного тока DVT-100 предназначен для преобразования входного напряжения постоянного тока 1–100 в выходной сигнал 4–20 мА или стандартный выход напряжения, пропорциональный входному сигналу.

По вопросам крупных заказов обращайтесь по телефону или электронной почте.
01691 770 484
[email protected]

В трансформаторах напряжения есть два основных решения: трансформатор напряжения (РТ) имеет конструкцию с железным сердечником.Конденсаторные трансформаторы напряжения связи (CVT) сначала понижают уровень напряжения, а затем используют трансформатор с железным сердечником для дальнейшего снижения напряжения за счет использования принципа конденсаторной связи. Два из этих типов трансформаторов обычно отдельно стоящие.

Типы трансформаторов напряжения

  • Электромагнитный - Трансформатор электромагнитного потенциала представляет собой трансформатор с проволочной обмоткой.
  • Конденсатор - трансформаторы напряжения (CVT) используют емкостной делитель потенциала, использующий более высокие напряжения из-за более низкой стоимости, чем электромагнитные трансформаторы напряжения.
  • Optical - Оптические преобразователи напряжения используют эффект Фарадея, который вращает поляризованный свет в оптических материалах.

Трансформатор напряжения часто используется для измерения напряжения на шинах подстанции. Однако вариаторы можно использовать для тех же целей измерения на линиях передачи по отдельности. Трансформаторы используются для снижения напряжения до приемлемого уровня, используемого защитными реле, поскольку уровни напряжения в энергосистемах значительно превышают значения в киловольтах.


Трансформатор напряжения постоянного тока

Трансформатор напряжения постоянного тока DVT-1000 разработан для преобразования входного напряжения постоянного тока 10–1000 в выходной сигнал 4–20 мА или стандартный выходной сигнал напряжения, пропорциональный входному сигналу. Он также идеально подходит для мониторинга напряжения на солнечной струне. Трансформатор постоянного напряжения обеспечивает эффективную и безопасную изоляцию между входом и выходом.

Характеристики

  • Первичное напряжение DVT-100: 1000-10 000 В постоянного тока
  • Выход 4-20 мА, 0-1 В постоянного тока, 0-5 В постоянного тока
  • Точность: 1% в диапазоне
  • Линейность: 0.На 5% выше диапазона
  • Время отклика: 10,0 мсек
  • Рабочий диапазон: 0-120%
  • Перегрузка: 150% непрерывно
  • Температура: от -30 ° C до 70 ° C рабочая
  • Влажность: 90% рабочая
  • Изоляция : 4,5 кВ, 1 минута
  • Напряжение питания: 15-48 В постоянного тока

Коэффициент

Датчик напряжения обычно описывается отношением напряжения первичной обмотки к вторичной. Это означает, что преобразователь частоты 500: 120 обеспечивает выходное напряжение 120 вольт, когда на его первичную обмотку подается 500 вольт.Мы - надежный поставщик Трансформаторов Напряжения Magnelab. Смотрите нашу линейку VT здесь.

ТН рассматривается как электрический компонент, а не как электронный компонент. Трансформатор - это очень простое статическое электромагнитное пассивное электрическое устройство, которое работает путем преобразования электрической энергии из одного значения в другое.

Трансформатор тока

и трансформатор напряжения: в чем разница?

Существует ряд электрических трансформаторов, которые изготавливаются и производятся для различных функций и требований.Независимо от их стиля и вариаций дизайна, разные виды основаны на одной и той же концепции Майкла Фарадея. В котором говорится, что взаимодействие электрического и магнитного полей создает электродвижущую силу, изменение электрического поля создает магнитное поле, тогда как изменение магнитного поля создает электрическое поле. Два основных типа трансформаторов, то есть трансформатор тока и трансформаторы напряжения, имеют много различий, но главное из них заключается в том, что трансформатор напряжения используется для регулирования напряжения на вторичной стороне трансформатора, тогда как в трансформаторе тока ток регулируется на вторичной стороне, имея в виду произведение напряжения и тока, которое является мощностью, остается неизменным, если ток регулируется, он либо повышается, либо понижается, напряжение взаимно изменяет свое значение, чтобы сохранить значение мощности, потому что мощность - это произведение тока и напряжения.В трансформаторе напряжения вторичный ток напрямую связан с первичным током. Вторичный ток зависит от напряжения в дополнение к сопротивлению нагрузки. тогда как в трансформаторе тока: вторичная обмотка может быть замкнута накоротко. Обрыв вторичной обмотки может привести к выходу трансформатора из строя. Трансформатор тока в дополнение к трансформатору напряжения называется измерительным трансформатором.

Реклама - продолжить чтение ниже

Содержание: Разница между трансформатором тока и трансформатором напряжения

Что такое трансформатор напряжения?

Трансформатор напряжения, который также называют трансформатором напряжения.Он используется в системе электроснабжения для понижения напряжения системы до некоторого защищенного значения, которое часто предоставляется для счетчиков и реле с низким номиналом. Имеющиеся в продаже реле и счетчики, используемые для покрытия и измерения, подготовлены для низкого напряжения, поэтому трансформатор напряжения обычно используется для понижения напряжения в распределительных сетях. Но его также можно использовать для повышения напряжения. В линиях электропередачи, где единственной целью является минимизация потерь в линии, этой цели служит трансформатор напряжения, который увеличивает напряжение, чтобы максимально избежать потерь в линии.Поэтому обычно в линиях передачи напряжения очень высокие. В случае с типовым понижающим трансформатором. Концепция трансформатора напряжения или концепция трансформатора напряжения идентичны теории базового понижающего трансформатора. Между фазой и землей соединена первичная обмотка трансформатора напряжения. Трансформатор напряжения имеет меньшее количество витков первичной обмотки, чем его вторичные обмотки, с целью понижения. Напряжение системы прикладывается к клеммам первичной обмотки этого трансформатора, после чего вторичное напряжение появляется в надлежащей пропорции на клеммах вторичной обмотки трансформатора напряжения.Обычно вторичное напряжение составляет 110 вольт. Идеальный трансформатор напряжения - это трансформатор, в котором соотношение первичного и вторичного напряжений такое же, как и коэффициент трансформации, поскольку коэффициент трансформации - это соотношение витков первичного и вторичного проводов, и он определяет функцию трансформатора как повышение или понижение. но в реальных трансформаторах фазовый угол между вторичным и первичным напряжением меняется, и соотношение напряжений дает ошибку. Диаграммы помогают понять эти ошибки.

Реклама - продолжить чтение ниже

Что такое трансформатор тока?

Трансформатор тока, который часто называют CT, регулирует переменный ток i.Переменный ток вторичной обмотки e пропорционален силе тока первичной обмотки. Трансформатор тока обычно используется для обеспечения изолированного более низкого тока на выводах вторичной обмотки. Трансформаторы тока широко используются для расчета тока и проверки всего процесса в электросети. Наряду с перспективами напряжения, трансформаторы тока для коммерческих целей заставляют потреблять электроэнергию в ватт-часах практически в каждом здании с трехфазным и однофазным питанием более двухсот ампер.Трансформаторы с током высокого напряжения прикреплены к фарфоро-керамическим или полимерным изоляторам, чтобы отделить их от земли. Некоторые конструкции ТТ проходят через проходной изолятор высоковольтного трансформатора или даже автоматический выключатель, что сразу же помещает проводник в окно ТТ. Трансформаторы тока могут быть присоединены к точкам низкого или даже высокого напряжения силового трансформатора. Трансформаторы тока можно использовать, чтобы следить за опасно более высокими токами или токами при опасно высоких напряжениях, поэтому во время этих сценариев необходимо тщательно следить за конструкцией и использованием трансформаторов тока.Вторичная обмотка существующего трансформатора действительно не должна отключаться от нагрузки, пока ток находится в пределах первичной обмотки, поскольку вторичная обмотка будет стремиться поддерживать ток возбуждения до высокоэффективного безграничного импеданса, равного напряжению пробоя изоляции и, следовательно, давать повысить безопасность оператора. Трансформаторы тока уменьшают токи высокого напряжения до некоторой пониженной величины и предоставляют удобный метод правильной проверки конкретного электрического тока, проходящего по линии передачи переменного тока, с использованием стандартного амперметра.Основные операции трансформатора тока абсолютно ничем не отличаются от работы обычного трансформатора.

Основные различия между трансформатором тока и трансформатором напряжения

  1. В трансформаторе тока ток и плотность изменяются в широком диапазоне, а в трансформаторе напряжения или напряжения они варьируются в небольшом диапазоне.
  2. Первичная обмотка трансформатора тока имеет небольшое напряжение, в то время как первичная обмотка трансформатора напряжения имеет полное напряжение питания
  3. Трансформатор тока включен в цепь последовательно, а трансформатор напряжения - параллельно
  4. Первичный ток трансформатора не зависит от нагрузки, а ток разности потенциалов зависит от нагрузки
  5. Вторичная обмотка трансформатора тока почти короткая, тогда как вторичная обмотка трансформатора напряжения почти разомкнута
  6. Высокое напряжение можно измерять небольшими вольтметрами с использованием трансформатора напряжения, тогда как большие токи измеряются небольшими амперметрами с использованием трансформаторов тока
  7. Первичный ток не зависит от нагрузки, тогда как первичный ток трансформатора напряжения зависит от внешних условий, являющихся нагрузкой
  8. Первичная обмотка трансформатора тока подключена к линии электропередачи.Вторичная обмотка питает устройства и передает ток, который составляет постоянную небольшую часть тока внутри линии. Аналогичным образом, трансформатор напряжения связан с его первичной обмоткой в ​​линии питания. Вторичная обмотка питает оборудование и передает напряжение, которое составляет известную долю от линейного напряжения.

Реклама - продолжить чтение ниже

Описание видео

Реклама - продолжить чтение ниже

Что это такое и как исправить типичные проблемы

Термин «печной трансформатор» может показаться устрашающим.Это даже звучит как новый фильм про трансформатор, но дело в том, что это устройство обеспечивает базовую функцию для любого типа печи.

Изучив некоторые термины, функции и части трансформатора, вы сможете лучше понять его общее назначение в печи.

Если вы собираетесь работать с трансформатором или просто знакомитесь с этим предметом, следующая информация может помочь вам в достижении ваших целей, таких как установка или замена печного трансформатора.

Кроме того, он также даст вам более подробное представление о том, как работают и функционируют печи. Хотя вы обнаружите некоторые различия, это применимо как для бытовых, так и для коммерческих печей.

Что такое печной трансформатор?

Основная функция печного трансформатора - подавать питание на саму печь. Это может снизить емкость высокого напряжения до низкого выходного напряжения.

Требуется для работы дуговой печи. Вы обнаружите, что для работы некоторых печей требуется 24 вольт.

Предназначен для основного управления печью, такого как таймеры, зажигания, схемы и контроль температуры. Поскольку стандартное выходное напряжение для любого дома составляет 120 вольт, трансформатор снизит напряжение в вашем доме до нужной величины для использования в печи.

Напряжение на некоторых печах может изменяться, в том числе на электрических и газовых печах.

Регулировка правильного напряжения

Важность трансформатора в любом электрическом устройстве очень важна.Если вы не отрегулируете правильное напряжение в соответствии с вашим автоматическим выключателем или другими электрическими устройствами, вся сеть не будет работать должным образом.

Иначе?

Последствия могут привести к срабатыванию выключателя, сгоревшим предохранителям и выходу из строя системы.

Если вы попытаетесь подать неверное напряжение, ваша печь может быть необратимо повреждена, что обойдется дорого. То же правило действует для любого типа трансформатора нагревателя.

Покупка печи

При выборе новой печи вы найдете два разных типа вольт.

Не забудьте принять во внимание размер печи и место ее установки, например, в жилом или коммерческом здании.

В коммерческом здании обычно требуются печи большего размера, чтобы вместить квадратные метры. Однако в жилом доме жилая площадь меньше, поэтому стандартная печь подойдет.

В печах всех типов, таких как электрические, газовые и масляные печи, будут использоваться трансформаторы на 120 или 240 вольт . Некоторые варианты могут также использовать всего 24 вольт.

Информация о емкости в вольтах может быть размещена в характеристиках печи. Если вы не можете найти наклейку с информацией, вы можете узнать допустимое напряжение с помощью измерителя напряжения.

Всегда важно установить правильный трансформатор с правильным напряжением. Это обеспечит успешный ремонт или установку.

Почему ваша печь продолжает выключаться?

Признаки неисправной печи могут включать несколько вещей. Если печь продолжает выключаться, это может указывать на проблему с напряжением.

Однако это также может быть проблема самой печи, например, плохое управление или ослабленный провод.

Когда вы работаете над поиском и устранением неисправностей в печи, вам нужно будет выполнить множество тестов, чтобы выяснить причину проблемы.

Всегда проверяйте трансформатор.

В некоторых случаях проблема может быть в трансформаторе. Однако на работу печи могут влиять и другие факторы, в том числе неисправный нагнетатель индуктора печи, из-за которого он не запускается, или плохая термопара, не позволяющая горелкам зажигаться.

Первое, на что следует обратить внимание, - это электрическая мощность вашего здания. Если ваш трансформатор работает от 240 вольт, а ваше здание работает от 120 вольт, вы нашли проблему.

Простая замена трансформатора решит проблему.

Как работает печной трансформатор?

Это также помогает узнать внутреннюю механику трансформатора. Печной трансформатор состоит из двух систем, составляющих проводку печного трансформатора.

Первая система предназначена для напряжения питания, а другая - для вторичного напряжения.Если у вас возникли проблемы с трансформатором, возможно, вам придется иметь дело с внутренними проводами этих двух систем.

Неисправный провод может быть причиной неисправности печи, поэтому очень важно правильно проверить эти провода. Стандартные трансформаторы на 120 вольт будут иметь провода питания черного и белого цвета.

Типичный трансформатор печи с черно-белой надписью

Однако некоторые цвета могут отличаться в зависимости от модели печи. Не забудьте ознакомиться с инструкциями производителя, если они у вас под рукой.

Если вы этого не сделаете, то выполните следующие действия:

Обычная установка проводов - нейтраль и провода под напряжением. Черный цвет обычно соответствует проводу под напряжением , а белый провод - нейтральному .

Эти провода можно проверить по отдельности с помощью вольтметра. Черный провод используется для проверки черного провода, а красный провод - для измерения белого провода.

В зависимости от напряжения вашего трансформатора, вы должны получить такие же показания на вашем вольтметре.Если он не дает никаких показаний, это означает, что с проводом что-то не так.

Правильное обслуживание имеет значение

Время от времени может возникнуть необходимость в обслуживании печи. Сюда также может входить ваш трансформатор.

Как обсуждалось ранее, проверка проводов трансформатора может быть частью поиска неисправностей и надлежащего обслуживания. Если провод изношен или даже порван, его можно заменить.

Проверьте вторичное напряжение:

Вы можете проверить вторичное напряжение в рамках технического осмотра.Проверка вторичного напряжения аналогична проверке напряжения питания.

Этот процесс может усложниться, потому что цвета будут немного отличаться. Обычные цвета вторичного напряжения - красный и синий.

На этом этапе лучше всего следовать инструкциям производителя, чтобы выяснить, что делает каждый провод.

Вы выполните те же действия с вольтметром, проверив красный провод к красному проводу и черный провод к синему проводу. Если вольтметр не показывает показания, вам необходимо заменить трансформатор печи.

Знакомство с корпусом трансформатора печи

Перед тем, как приступить к замене трансформатора, убедитесь, что вы знаете внутреннее устройство напряжения в доме. Напряжение питания и вторичное напряжение также можно назвать первичной и вторичной обмотками.

Обе эти катушки намотаны на металлический сердечник. Это улучшает общую проводимость напряжения.

Роль первичной катушки заключается в создании магнитных силовых линий, когда ток меняется и меняет направление.

Электроэнергия вырабатывается во вторичной катушке магнитными линиями, проходящими через нее и обеспечивающими выход для трансформатора. Если вы хотите оптимизировать свой трансформатор, вы можете использовать намагниченный сердечник.

Как заменить трансформатор печи

Перед тем, как приступить к замене, чрезвычайно важно отключить все питание печи. Вы можете отключить питание автоматическим выключателем.

1. Я не могу не подчеркнуть важность отключения питания достаточно.Фактически, когда я работаю с чем-либо электрическим, мое ОКР заставляет меня постоянно проверять, действительно ли питание отключено.

Я также стараюсь забаррикадировать зону вокруг выключателя стульями. То есть, не совсем, но неплохая идея. Однако вы можете сообщить другим, чтобы они не включали питание, потому что вы будете работать с электрическими частями печи.

2. Убедившись, что питание отключено, вы можете открыть крышку печи и найти трансформатор.

3. Вы можете использовать кусачки, чтобы отрезать четыре провода, подключенные к трансформатору.

4. Затем вы можете использовать отвертку, чтобы снять трансформатор. Вам также может понадобиться торцевой ключ в зависимости от его крепления.

5. Подключите новый трансформатор. Если к вашему новому трансформатору прилагались инструкции, обязательно прочтите их внимательно. Не забудьте подключить правильные провода для каждого из проводов питания и вторичных цепей.

Вы можете использовать старые провода в качестве ориентира.Когда вы закончите использовать старые провода в качестве направляющих, вы можете подключить новые к печи.

Для завершения этого процесса можно использовать проволочные гайки.

6. Наконец, проверьте только что установленный трансформатор с помощью тестера напряжения. Видео ниже может помочь вам, если вам это нужно.

Не забудьте снова включить питание на выключателе. Установите крышку печи на место, и все готово.

Часто задаваемые вопросы

В: Почему мой автоматический выключатель продолжает отключаться?

A: Обычная проблема с этим - разница в напряжении.Помните, что для правильной работы напряжение в здании и трансформатор должны быть одинаковыми.

В: Нужно ли мне отключать питание для работы на трансформаторе?

A: Да, каждый раз, когда вы работаете с электрическими проводами под напряжением, вам нужно будет отключить питание от автоматического выключателя.

В: Почему выходят из строя печные трансформаторы?

A: В большинстве случаев печные трансформаторы перестают работать, потому что они не могут преобразовать правильное напряжение для запуска зажигания, управления и таймеров.Это может быть вызвано неисправным проводом в трансформаторе или просто старой печью.

Q: Что делает печной трансформатор?

A: Трансформатор печи снижает домашнее напряжение для использования внутри печи. Другими словами, он регулирует мощность напряжения в соответствии с выходной мощностью вашей печи.

В: Что может вызвать взрыв трансформатора?

A: Это может быть очень серьезной проблемой, поэтому трансформатор является важной частью любого электрического устройства.Трансформатор печи может взорваться из-за скачка напряжения в активной зоне печи. Удар молнии также может быть причиной электрической перегрузки, исходящей непосредственно от трансформатора.

В: Какие системы составляют трансформаторы?

A: Трансформаторы состоят из двух систем: систем питания и вторичного напряжения.

A Краткий обзор

Если вам нужно отремонтировать или заменить печь, не забудьте проверить трансформатор печи на наличие неисправностей.

Если у вас короткое замыкание в сети или срабатывают автоматические выключатели, скорее всего, проблема в напряжении в печи.

При замене трансформаторов всегда важно следовать инструкциям. Не менее важно отключать питание печи при работе с любой электропроводкой под напряжением.

Также важно подключить соответствующие провода к их местам, например, нулевые провода. Не забывайте внимательно следить за каждым шагом, чтобы получить успешную замену.

Следуя всем этим советам и изучая печные трансформаторы, вы обязательно получите желаемые результаты. Я чувствую, что сейчас смотрю фильм «Трансформеры».

Работа и его фазовая диаграмма

Устройство, называемое трансформатором, должно иметь лучшие достижения в решающей и важной разработке в промышленной и электротехнической промышленности. Электрический трансформатор имеет множество преимуществ и может использоваться в различных областях. И единственный тип трансформатора, который произошел от трансформатора, - это «емкостной трансформатор напряжения».Этот вид трансформатора имеет более чем 3-х десятилетнюю историю разработки. Даже устройство предлагает множество преимуществ, существует несколько правил выполнения расчетов гармоник. Итак, расскажите нам подробно, почему это происходит, и узнайте о принципе работы CVT, подходе к тестированию, приложениях и преимуществах.

Что такое емкостный трансформатор напряжения?

Подобно трансформатору напряжения, это также понижающий емкостной трансформатор напряжения, в котором он обладает способностью преобразовывать напряжения высокого уровня в низкий уровень.Эти трансформаторы также преобразуют уровень передаваемого напряжения до нормированных минимальных уровней и просто измеримых значений, если они используются для обеспечения безопасности, измерения и регулирования систем высокого напряжения.

Как правило, в случае систем высокого напряжения невозможно рассчитать значения сетевого тока или напряжения. Таким образом, для реализации требуются трансформаторы измерительного типа, такие как трансформаторы напряжения или тока. В то время как в случае увеличения количества высоковольтных линий стоимость используемого трансформатора напряжения будет больше из-за установки.

Для снижения стоимости установки трансформаторы типа CVT используются вместо трансформаторов нормального напряжения. Начиная с диапазона 73 кВ и более, эти емкостные трансформаторы напряжения могут использоваться в требуемых приложениях.

Зачем нужен вариатор?

Выше диапазона 100 кВ и повышенных уровней напряжения потребуется высококачественный изолированный трансформатор. Но цена на изолированные трансформаторы чрезвычайно высока и не может быть выбрана для каждого случая применения.Для снижения цены вместо изолированных трансформаторов используются трансформаторы напряжения. Стоимость вариаторов меньше, но производительность ниже по сравнению с изолированными трансформаторами.

Работа емкостного трансформатора напряжения

Устройство в основном состоит из трех частей, а именно:

На приведенной ниже принципиальной схеме четко объясняется принцип работы емкостного трансформатора напряжения .

Схема емкостного трансформатора напряжения

Делитель потенциала работает вместе с двумя другими секциями, которые являются индуктивным элементом и вспомогательным трансформатором.Функция делителя потенциала сводит к минимуму сигналы повышенного напряжения по сравнению с сигналами низкого напряжения. Уровень напряжения, который принимается на выходе вариатора, в большей степени уменьшается за счет поддержки вспомогательного трансформатора.

Делитель потенциала расположен между линией, на которой уровень напряжения должен регулироваться или рассчитываться. Считайте, что C1 и C2 - это конденсаторы, которые размещены между линиями передачи. Выход делителя потенциала подается на вход вспомогательного трансформатора.

Значения емкости конденсатора, расположенного рядом с уровнем земли, больше по сравнению со значениями емкости конденсаторов, расположенных рядом с линиями передачи. Высокое значение емкости указывает на меньшее электрическое сопротивление делителя потенциала. Таким образом, сигналы минимального значения напряжения поступают на вспомогательный трансформатор. Затем AT снова понижает значение напряжения.

А N1 и N2 - витки первичной и вторичной обмоток трансформатора.Измеритель, который используется для расчета значений низкого напряжения, является резистивным, поэтому делитель потенциала сохраняет емкостные характеристики. Итак, из-за этого происходит фазовый сдвиг, и это показывает влияние на выход. Чтобы устранить эту проблему, вспомогательный трансформатор и индуктивность должны быть включены последовательно. Индуктивность включена в поток рассеяния, который присутствует во вспомогательном элементе AT, а индуктивность L представлена ​​как

L = [1 / (ω 2 (C1 + C2))]

Это Значение индуктивности можно регулировать, и оно компенсирует падение напряжения, которое происходит в трансформаторе из-за падения значения тока из секции делителя.В то время как в реальных ситуациях такая компенсация маловероятна из-за индукционных потерь. Соотношение витков напряжения трансформатора показано как

V0 / V1 = [C2 / C2 + C1] × N2 / N1

Если C1> C2, тогда значение C1 / (C1 + C2) будет уменьшенный. Это показывает, что значение напряжения уменьшится.

Это емкостной трансформатор напряжения , работающий .

CVT Phasor Diagram

Чтобы узнать о векторной диаграмме емкостного трансформатора напряжения , необходимо показать эквивалентную схему устройства.С помощью приведенной выше принципиальной схемы его эквивалентная схема может быть изображена, как показано ниже:

Между измерителем и C2 помещается согласующий трансформатор. Соотношение трансформатора

CVT Phasor Diagram

n выбирается в зависимости от экономических основ. Номинальное значение высокого напряжения может составлять 10-30 кВ, тогда как номинальное значение обмотки низкого напряжения составляет 100-500 В. Уровень настроечного дросселя L выбирается таким образом, чтобы эквивалентная схема емкостного трансформатора напряжения была полностью резистивной или выбран для работы в полном резонансном состоянии.Схема переводится в состояние резонанса только тогда, когда

ω (L + Lt) = [1 / (C1 + C2)]

Здесь «L» представляет значение индуктивности дросселя, а «Lt» соответствует эквивалентной индуктивности трансформатора. упомянуты в разделе высокого напряжения.

Векторная диаграмма емкостного трансформатора напряжения при работе в условиях резонанса показана ниже.

Здесь значение реактивного сопротивления «Xm» измерителя можно игнорировать и рассматривать как резистивную нагрузку «Rm», когда нагрузка соединена с делителем напряжения.Значение напряжения на трансформаторе напряжения равно

В 2 = Im.Rm

В то время как напряжение на конденсаторе равно

В c2 = В 2 + Im (Re + к. Хе)

рассматривая V1 в качестве эталона фазора, диаграмма фазора обращается. Из векторной диаграммы можно заметить, что и реактивное сопротивление, и сопротивление отдельно не представлены, а представлены вместе с реактивным сопротивлением «Xi» и сопротивлением «Ri» индикатора настройки «L».

Тогда соотношение напряжений равно

A = V1 / V2 = (V c1 + V Ri + V 2 ) / V 2

Если игнорировать падение реактивного сопротивления ImXe, тогда напряжение падение на индикаторе настройки и сопротивление трансформатора равно V Ri . Напряжение счетчика и входное напряжение будут синфазными.

CVT V / S PT

В этом разделе описывается разница между емкостным трансформатором напряжения и трансформатором напряжения .

Емкостный трансформатор напряжения Трансформатор потенциала
Это устройство состоит из группы конденсаторов, соединенных рядом способов. Напряжение на конденсаторе используется для расчета напряжения устройства. Это даже помогает при передаче данных по линиям электропередач. Классифицируется как индуктивный понижающий трансформатор. Это устройство используется для расчета напряжения и защиты.
В основном используется для измерения повышенных уровней напряжения, превышающих 230 кВ. Они не предназначены для измерения высоких значений напряжения. Они могут рассчитывать до 12 кВ
Он обеспечивает преимущество того конденсатора деления напряжения, где его простая и легкая конструкция делает сердечник трансформатора меньше и к тому же не дорогим. Здесь потери в сердечнике больше и более экономичны по сравнению с CVT

Эти устройства можно легко настроить в соответствии с основной частотной линией, а емкость не позволяет индуктивному возгоранию Настройка Преимущество не обеспечивается трансформатором напряжения.

Преимущества емкостного трансформатора напряжения

Некоторые из преимуществ вариатора:

  • Эти устройства могут использоваться в качестве блоков с улучшенной частотной связью.
  • Бесступенчатые трансформаторы дешевле, чем трансформаторы напряжения.
  • Они занимают минимум места
  • Простота сборки
  • Уровень напряжения зависит от типа используемого емкостного элемента

CVT Applications

Некоторые из применений емкостного трансформатора напряжения :

  • Устройства CVT находят широкое применение в системах электропередачи, где значение напряжения колеблется от высокого до сверхвысокого
  • Используется в расчетах напряжения
  • Устройства автоматического управления
  • Устройства защитного реле

Итак, это все о концепции емкостного трансформатор напряжения.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *