6.3. Схемы соединения трансформаторов напряжения

Схема соединения трансформаторов напряжения в звезду,приведенная на рис. 6.5,а, предназначена для получения напряжений фаз относительно земли и междуфазных (линейных) напряжений. Три первичные обмотки ТV1 соединяются в звезду. Начала каждой обмотки (А, В, С) присоединяются к соответствующим фазам ЛЭП, а концыX,Y,Zобъединяются в общую точку (нейтраль 1) и заземляются. При таком включении к каждой первичной обмотке ТV1 подводится напряжение фазы ЛЭП относительно земли. Концы вторичных обмоток ТV1 (х,y,zна рис. 6.5, а) также соединяются в звезду, нейтраль которойN2 связывается с нулевой точкой нагрузкиN3 (сопротивления 1, 2, 3). В приведенной схеме нейтраль первичной обмотки (точкаN1) жестко связана с землей и имеет потенциал, равный нулю, такой же потенциал будет иметь нейтральN2 и связанная с ней нейтраль нагрузкиN3. При такой схеме фазные напряжения на вторичной стороне соответствуют фазным напряжениям относительно земли первичной стороны. Заземление нейтрали первичной обмотки ТН и наличие нулевого провода во вторичной цепи являются обязательным условием для получения фазных напряжений относительно земли.

Соединение обмоток ТН по схеме Y/Yобычно выполняется по 12-й группе. Эта схема может быть осуществлена посредством трех однофазных ТН или одного трехфазного пятистержневого ТН. Трехфазные трехстержневые ТН для данной схемы применяться не могут, так как в их магнитопроводе отсутствуют пути для замыкания магнитных потоковHП Ф₀, создаваемых токомI₀в первичных обмотках при замыканиях на землю в сети. В этом случае поток Ф₀ замыкается через воздух по пути с большим магнитным сопротивлением. Это приводит к уменьшению сопротивления НП трансформатора и резкому увеличениюI_HAM. ПовышенныйI_HAMвызывает недопустимый нагрев трансформатора, в связи с чем применение трехстержневых ТН недопустимо. В пятистержневых трансформаторах для замыкания потоков служат четвертый и пятый стержни магнитопровода (рис. 6.6).

Схема соединений обмоток ТН в открытый треугольникизображена на рис. 6.7. Она выполняется при помощи двух однофазных ТН, включенных на два междуфазных напряжения, напримерU_ABиU_BC. Напряжение на зажимах вторичных обмоток ТН всегда пропорционально междуфазным напряжениям, подведенным с первичной стороны. Между проводами вторичной цепи включаются реле. Схема позволяет получать все три междуфазных напряженияU_AB,U_BCиU_CA.

Схема соединений обмоток однофазных ТН в фильтр напряжения НПвыполняется посредством трех однофазных ТН, как показано на рис. 6.8. Первичные обмотки соединены в звезду с заземленной нейтралью, а вторичные – последовательно, образуя незамкнутый треугольник. К зажимам разомкнутых вершин треугольника подсоединяются реле. НапряжениеU_Pна зажимах разомкнутого треугольника равно геометрической сумме напряжений вторичных обмоток:

U_P = U_a + U_b + U_c

Так как сумма трех фазных напряжений равна утроенному напряжению НП, выражая вторичные напряжения через первичные, получаем

. (6.4)

В нормальных условиях напряжения фаз симметричны, U_P= 0. При КЗ без земли также U_P= 3U₀= 0 (см. гл. 1). При КЗ на землю (одно- и двухфазных) на зажимах разомкнутого треугольника ТН появляется напряжениеU_P = 3U₀/K_U.

Напряжения прямой и обратной последовательностей образуют симметричные звезды и поэтому при суммировании в цепи разомкнутого треугольника всегда дают нуль на его зажимах.

Рассмотренная схема является фильтром НП. Необходимым условием работы схемы в качестве фильтра НП является заземление нейтрали первичной обмотки ТН. Применяя однофазные ТН с двумя вторичными обмотками, можно соединить одну из них по схеме звезды, а вторую – по схеме разомкнутого треугольника (рис. 6.9). Номинальное вторичное напряжение у обмотки, предназначенной для соединения в разомкнутый треугольник, принимается равным для сетей с заземленной нейтралью 100 В, а для сетей с изолированной нейтралью 100/3 В.

Схема соединения обмоток трехфазных ТН в фильтр напряжения НП.Для получения ЗУ, от трехфазного пятистержневого ТН (см. рис. 6.6) на каждом из его основных стержней 1, 2 и 3 выполняется дополнительная (третья) обмотка, соединяемая по схеме разомкнутого треугольника. Напряжение на выводах этой обмотки появляется только при КЗ на землю, когда возникают магнитные потоки НП, замыкающиеся по четвертому и пятому стержням магнитопровода. Схемы с пятистержневым ТН позволяют получать одновременно с напряжением НП фазные и междуфазные напряжения.