МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Дальневосточный федеральный университет»
ИНЖЕНЕРНАЯ ШКОЛА
Кафедра электроэнергетики и электротехники
Электроаппараты
Руководство к лабораторной работе № 7
на тему «Аппараты распределительных устройств высокого напряжения. Измерительные трансформаторы.»
г. Владивосток
2012
Руководство (переработанное и дополненное) содержит общие теоретические сведения по назначению и конструкциям измерительных трансформаторов: трансформаторов тока и трансформаторов напряжения.
Приведены электрические схемы включения этих аппаратов.
Руководство предназначено для лабораторных работ по дисциплине «Электрические аппараты» для студентов, обучающихся по направлению 140200.62 «Электроэнергетика» всех форм обучения.
Составлено канд. техн. наук доцентом кафедры Электроэнергетики Холяновой О.М., отредактировано ст.преподавателем Бурлаковой Г.И.
Владивосток, ДВФУ, 2012
Оглавление
1.Трансформаторы тока………………………………………………….4
1.1 Общие сведения……………………………………………………4
1.2. Конструкции одновитковых трансформаторов тока……………7
1.3. Многовитковые трансформаторы тока………………………..9
2. Трансформаторы напряжения……………………………………..14
2.1.Общие сведения…………………………………………………14
2.2. Однофазные трансформаторы напряжения……………………16
2.2.1. Сухие трансформаторы напряжения……………………17
2.2.2. Трансформаторы напряжения с литой изоляцией……..19
2.2.3. Трансформаторы напряжения с масляной изоляцией….20
2.2.4. Каскадные трансформаторы напряжения………………23
3. Контрольные вопросы………………………………………………25
4. Список литературы…………………………………………………26
Аппараты распределительных устройств высокого напряжения. Измерительные трансформаторы
Цель лабораторной работы: изучение конструкций трансформаторов тока и трансформаторов напряжения на разные классы напряжения, их назначение и использование в схемах электроснабжения.
При защите необходимо:
1. Объяснить назначение и конструкцию трансформатора тока и трансформатора напряжения (с использованием теории электрических аппаратов) на примере имеющихся аппаратов в лаборатории.
2. Назвать и расшифровать тип аппаратов.
3. Показать электрическую схему включения трансформаторов тока и трансформаторов напряжения.
4. Ответить на контрольные вопросы.
1. Трансформаторы тока
1.1. Общие сведения
Измерительные трансформаторы тока (ТТ) представляют собой аппараты для преобразования токов первичных цепей в стандартные токи
(5 или 1 А) для измерительных приборов, устройств релейной защиты и автоматики. Нормально трансформаторы тока работают в режиме, близком к режиму короткого замыкания вторичной обмотки. Размыкание вторичной обмотки при наличии тока в первичной цепи недопустимо, так как при этом может быть повреждена изоляция трансформатора с вытекающими отсюда последствиями.
Трансформаторы тока выполняются для внутренней и наружной установки на всю шкалу токов и напряжений. Трансформаторы тока обладают погрешностями по току и по углу.
Для уменьшения погрешности по току осуществляют подгонку числа витков вторичной обмотки (несколько уменьшая их). Угловая погрешность зависит от коэффициента мощности нагрузки вторичной обмотки. Подгонка витков не влияет на величину угловой погрешности,
Величина погрешностей по току в процентах при первичном токе, равном 100-120 % iihom, определяет класс точности работы трансформаторов тока.
В зависимости от погрешности по ГОСТ 7746-78 различают классы точности 0,2; 0,5; 1; 3; 5; 10. Класс точности выбирается в соответствии с его назначением. Более точные ТТ (класс 0,2; 0,5; 1) используются для измерений, более грубые - для релейной защиты.
В зависимости от нагрузки вторичной обмотки один и тот же трансформатор тока может работать в различных классах точности. С увеличением нагрузки сверх номинальной в данном классе точности трансформатор переходит работать в худший класс точности. Сопротивление вторичной нагрузки зависит как от параметров подключенных элементов (реле, измерительных приборов), так и от схемы соединения трансформаторов тока с этими элементами.
В электроустановках используют одновитковые (стержневые, шинные, встроенные), многовитковые (катушечные, звеньевые) и каскадные трансформаторы тока.
Выбор того или иного типа трансформатора тока зависит от напряжения сети, значения длительного максимального тока цепи, значения и хдрактера нагрузки вторичных цепей, а также от тока КЗ и длительности его протекания в цепи.
Каждый трансформатор тока состоит из следующих частей: первичной обмотки, сердечника, вторичной обмотки и изоляции.
На рис. 1.1 показаны принципиальные схемы устройства трансформаторов тока.
Рис. 1.1. Принципиальные схемы устройства трансформаторов тока: а - одновитковый; б - многовитковый с одним сердечником; в – многовитковый с двумя сердечниками; 1 - первичная обмотка; 2 - изоляция; 3 - сердечник; 4 - вторичная обмотка.
Первичная обмотка 1 включается последовательно в измеряемую цепь. Ток этой обмотки и является измеряемым током. Вторичная обмотка 2 должна обязательно быть замкнута на нагрузку (на измерительный прибор, цепь защиты и т.д.)» не превосходящую определенного значения. Разомкнутое состояние вторичной обмотки является аварийным режимом.
Если разомкнуть вторичную обмотку, магнитный поток в сердечнике резко возрастает, так как его величина будет теперь определяться намагничивающей силой первичной обмотки. В этом режиме сердечник может нагреться до недопустимой температуры, а на вторичной разомкнутой обмотке появится высокое напряжение, достигающее в некоторых случаях десятков киловольт.