4.2.9 Трансформатор напряжения

Трансформатор напряжения (ТН) предназначен для преобразования высокого напряжения до стандартного значения 100 или 100/\/ЗВ и для отделения цепей измерения и релейной защиты от первичных цепей высокого напряжения.

Рис 4.23. Схема емкостного трансформатора напряжения:

1 электромагнитный модуль (ЭМБ): промежуточный трансформатор напряжения с компенсирующим реактором; 2первичная обмотка промежуточного трансформатора напряжения; 3компенсирующий реактор; 4уравнительные обмотки; 5вторичные обмотки; 6антиферрорезонансная демпфирующая цепь

Погрешность ТН зависит от конструкции магнитопровода, магнитной проницаемости стали и от cos вторичной нагрузки.

аб

Рис. 4.24. Трансформатор напряжения EMF 145 (ABB) – а;

1 вывод первичной обмотки; 2указатель верхнего допустимого уровня масла; 3изолятор; 4петли для подъема; 5коробка вторичных выводов; 6вывод нейтрали; 7расширительная система; 8масло; 9кварцевый песок; 10бумажная изоляция; 11бак; 12первичная обмотка; 13вторичные обмотки; 14сердечник; 15заземляемый вывод первичной обмотки

Емкостной делитель напряжения CSA или CSB (ABB) – б

1 расширительная система; 2ёмкостные элементы; 3ввод промежуточного напряжения; 8плоский линейный вывод; 4отверстия; 10вывод низкого напряжения (для подключения аппаратуры ВЧ связи); 4указатель уровня масла; 5компенсирующий реактор; 6антиферрорезонансная цепь; 7первичная и вторичная обмотки; 9газовая подушка; 11коробка выводов; 12сердечник

В конструкции трансформаторов напряжения предусматривается компенсация погрешности по напряжению путем 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, а также трехфазный двухобмоточный трансформатор НТМК, обмотки которого соединены в звезду.

На напряжения 500, 750, 1150 кВ в качестве трансформаторов напряжения применяются емкостные делители напряжения (рис. 4.24, б).

Емкостный делитель напряжения состоит из одного либо двух модулей, установленных один на другой. Каждый модуль содержит большое количество последовательных емкостных элементов, помещённых в фарфоровые покрышки.

4.2.10 Трансформатор тока

Трансформатор тока предназначен для уменьшения первичного тока до значений, наиболее удобных для измерительных приборов и реле, а также для отделения цепей измерения и защиты от первичных цепей высокого напряжения.

Рис. 4.25 Схема включения трансформатора тока:

1 – первичная обмотка; 2 – магнитопровод; 3 – вторичная обмотка

Рис. 4.26 Маломасляные измерительные трансформаторы тока типа IMB(ABB):

1 газовая подушка; 2крышка отверстия для заливки масла (не показано); 3кварцевый песок; 4токопровод с бумажной изоляцией; 5сердечники/вторичные обмотки; 6коробка вторичных выводов; 7емкостной вывод (поставляется под заказ); 8расширительная система; 9указатель уровня масла; 10вывод первичной обмотки; 11заземляющий вывод

Трансформатор тока имеет замкнутый магнитопровод (рис. 4.25) и две обмотки первичную 1 и вторичную 3. Первичная обмотка включается последовательно в цепь измеряемого токаI_1,ко вторичной обмотке присоединяются измерительные приборы, обтекаемые токомI_2,

Погрешность трансформатора тока зависит от вторичной нагрузки (сопротивление приборов, проводов, контактов) и от кратности первичного тока по отношению к номинальному току. Увеличение нагрузки и кратности тока привалит к увеличению погрешности.

При первичных токах, значительно меньших номинального, погрешность трансформатора тока также возрастает.

Трансформаторы тока класса 0,2 применяются для присоединения точных лабораторных приборов, класса 0,5 для присоединения счетчиков денежного расчета, класса 1для всех технических измерительных приборов, классов 3 и 10для релейной защиты.

Кроме рассмотренных классов выпускаются также трансформаторы тока со вторичными обмотками типов Д (для дифференциальной защиты), 3 (для земляной защиты), Р (для прочих релейных защит).

Токовые цепи измерительных приборов и реле имеют малое сопротивление, поэтому трансформатор тока нормально работает в режиме, близком к режиму КЗ. Если разомкнуть вторичную обмотку, магнитный поток в магнитопроводе резко возрастет, так как он будет определяться только МДС первичной обмотки. В этом режиме магнитопровод может нагреться до недопустимой температуры, а на вторичной разомкнутой обмотке появится высокое напряжение, достигающее в некоторых случаях десятков киловольт.

Из-за указанных явлений не разрешается размыкать вторичную обмотку трансформатора тока при протекании тока в первичной обмотке. При необходимости замены измерительного прибора или реле предварительно замыкается накоротко вторичная обмотка трансформатора тока (или щунтируется обмотка реле, прибора).