Трансформаторы напряжения (тн)

ТН предназначены для трансформации высоких напряжений к низким напряжениям для целей измерений (РЗА и автоматика), а также для управлений (телемеханика).

По принципу действия ТН аналогичен силовому трансформатору, но , где - число витков первичной и вторичной обмоток. Введём обозначение коэффициента трансформации ТН:

, (4.5)

где - напряжение вторичной обмотки при условии, что она разомкнута.

Схема замещения ТН аналогична схеме замещения ТТ и построена при тех же самых допущениях (рис.4.21.).

Погрешность ТН может быть:

• абсолютной по напряжению ,

• относительной - ,

• угловой - величина угла .

Также следует отметить, что при возникновении несимметрии (несимметричнве режимы или к.з. на землю) возникает нулевая последовательность. При необходимости производится отключение повреждённого элемента.

Подобно ТТ, важной характеристикой ТН является класс точности снижение которого приводит к неверному действию РЗА, к коммерческим потерям учёта электроэнергии, и вцелом к опасным режимам работы ТН.

4.2.Учёт электроэнергии

Учёт электроэнергии определяется измерительными комплексами электроэнергии (ИКЭЭ). В состав ИКЭЭ входят:

1. Счётчики

2. Кабели (КЛ)

3. ТТ

4. ТН.

Класс точности ИКЭЭ (в документе РД-34.105 указано назначение данной ниже формулы):

(4.6.)

где ;

- класс точности счётчика;

- погрешность, вносимая измерительными кабелями от ТН до счётчика;

- класс точности ТТ;

- класс точности ТН;

- коэффициент, показывающий, что граница, рассчитанная по классам точности приборов, на самом деле будет шире.

На практике используют формулу – заменитель для (4.6.), так как все учесть невозможно:

(4.7.)

Счётчики

Различают следующие виды счётчиков:

1. Индукционный- счётчики, в которых есть подвижные части. К ним относят счётчики типа САЧУ, СРЧУ. Кроме того, это самые распространённые в быту счётчики. Первый экземпляр такого счётчика был изобретён в 1891 году коллегой Эдисона.

Рис.4.23. Внешний вид индукционного счётчика

Рис.4.24. Принцип действия счётчика

Особенности индукционных счётчиков:

1). Самый плохой. Класс точности данного вида счётчиков равен 2,0;3,0 и т.д.;

2). Огромная возможность исказить показания;

3). Необходимость проведения частой проверки (не реже одного раза в год). Вообще проверка – это проверка и восстановление метрологических характеристик прибора.

4). В процессе эксплуатации изнашивается подпятный механизм диска вращения. Другими словами, через год эксплуатации счётчик снижает свои показания на 10% в среднем.

5). Большое влияние показателей качества электроэнергии на показания прибора.

Рис.4.25. График параметров индукционного счётчика

Также следует отметить, что в процессе эксплуатации счётчик имеет тенденцию к занижению показаний.

Стоимость такого вида счётчиков достигает 1000 рублей.

2. Электронный: к ним относят счётчики типа ПСЧ, Э – их выпускает концерн «Энергомера», г.Невинномыск.

Рис.4.26. Внешний вид электронного счётчика

Рис.4.27. Принцип действия счётчика

Недостатки:

1). Зависимость показаний от параметров качества электроэнергии – это главный недостаток;

2). Ширина и высота импульса, сгенерированного датчиком, не соответствует синусоиде напряжения и тока в сети => класс точности низок:1,0;2,0 и т.д..

Стоимость такого вида счётчиков достигает 1000-3000 рублей.

3. Цифровой: к ним относят счётчики типа Альфа, Евроальфа- их выпускает фирма «АВВ», а в России их выпускает г.Чебоксары(СЭТ-4ТМ).

Рис.4.28. Внешний вид цифрового счётчика

Рис.4.29. Принцип действия счётчика

В данном виде счётчика стоит 128-ми битный АЦП на период, то есть за время T=0,02 с происходит 128 измерений U, I.

Достоинства:

1). Очень точные измерения. Минимальное влияние параметров качества электроэнергии и параметров окружающей среды на показания прибора. Исключён также и человеческий фактор. Класс точности очень высокий:0,1;0,2;0,5;0,5S, а значит, межповерочный интервал очень большой- от 8 до 12 лет;

2).Запись параметров во времени (U,I,P,Q,Wp,Wq,дата,время), цикл опроса от трёх минут. Все данные в архиве счётчика хранятся три года;

3). Отсутствуют подвижные части, срок годности практически не ограничен.

Стоимость такого вида счётчиков фирмы «АВВ» достигает 1000$, российского производства (СЭТ)- от 15000 рублей.

4. Неизвестный счётчик фирмы Siemens. Принцип его действия не известен (держится в секрете).

Рис.4.30. Внешний вид счётчика фирмы Siemens

Срок годности и межповерочный интервал не ограничен. Имеет встроенное устройство к самопроверке.