Измерительные трансформаторы напряжения. Назначение, конструкция, классы точности. Условия выбора

Трансформатор напряжения предназначен для понижения высокого напряжения до стандартного значения 100 или В и для отделения цепей измерения и релейной защиты от первичных цепей высокого напряже­ния.

Схема включения однофазного трансформатора напряжения показана на рис.; первичная обмотка включена на напряжение сети U₁, а ко вторичной обмотке (напряжение U₂) присоединены параллельно катушки из­мерительных приборов и реле. Для безопасности обслуживания один выход вторичной обмотки заземлен.

Трансформатор напряжения работает в режиме, близком к холостому ходу, так как сопротивление параллельных катушек приборов и реле большое, а ток, потребляемый ими, невелик.

Конструкция:

Поконструкции 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 напряженияс 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.

. Трансформаторы напряжения однофазные масляные: - типа НОМ-35 и ЗНОМ-35; имеют - ввод высокого напряжения; коробку вводов НН и бак.

Однофазные двухобмоточные трансформаторы НОМ-6, НОМ-10, НОМ-15, НОМ-35 имеют два ввода ВН и два ввода НН, их можно соединить по схемам от­крытого треугольника, звезды, треугольника

Однофазных трехобмоточных ЗНОМ-15, ЗНОМ-20, ЗНОМ-35.: один конец обмотки ВН заземлен, единственный ввод ВН расположен на крышке, а вводы НН — на боковой стенке бака. Обмотка ВН рассчитана на фазное напряжение, основная обмотка НН — на В, дополнительная обмотка — на В. Такие трансформаторы называются заземляемыми

Трансформаторы типов ЗНОМ-15, ЗНОМ-20, ЗНОМ-24 устанавливают­ся в комплектных шинопроводах мощных генераторов. Для уменьшения потерь от намагничивания их баки выполняются из немагнитной стали.

Трехфазные масляные трансформаторы типа НТМИ имеют пятистержневой магнитопровод и три обмотки. Такие трансформаторы предназна­чены для присоединения приборов контроля изоляции.

Транс­форматоры напряжения с литой изоляцией. Заземляе­мые трансформаторы напряжения серии ЗНОЛ.06 имеют пять испол­нений но номинальному напря­жению: 6, 10, 15, 20 и 24 кВ. Магнитопровод в них ленточный, разрезной, С-образныи, что позволило увеличить класс точности до 0,2. Такие трансформаторы имеют небольшую массу, могут устанавливаться в любом положении, пожаробезопасны. Трансформаторы ЗНОЛ.06 предназначены для установ­ки в КРУ и комплектных токопроводах вместо масляных трансфор­маторов НТМИ и ЗНОМ, а трансформаторы серии НОЛ.08 — для замены НОМ-6 и НОМ-10.

Однофазный двухобмоточный трансформатор с не-заземленными выводами типа НОЛ.08-6 на 6 кВ. предста­вляет собой литой блок, в который залиты обмотки и магнитопровод. Выводы вторичной обмотки расположены на переднем торце трансформатора и закрыты крышкой.

В установках 110 кВ и выше применяются трансформаторы на­пряжения каскадного типа НКФ. В этих трансформаторах обмотка ВН равномерно распределяется по нескольким магнитопроводам, благодаря чему облегчается ее изоляция.

Трансформатор НКФ-110 имеет двухстержневой магнитопровод, на каждом стержне которого расположена обмотка ВН, рассчитанная на.Обмотки НН (основная и дополнительная) намотаны на нижнем стержне магнитопровода. Для равномерного распре­деления нагрузки по обмоткам ВН служит обмотка связи П. Такой блок, состоящий из магнитопровода и обмоток, помещается в фарфоровую ру­башку и заливается маслом.

Трансформаторы напряжения (TV) на 220 кВ состоят из двух блоков, установленных один над другим, т. е. имеют два магнитопровода и четыре ступени каскадной обмотки ВН с изоляцией на . Трансформаторы на­пряжения НКФ-ЗЗО и НКФ-500 соответственно имеют три и четыре блока, т. е. шесть и восемь ступеней обмотки ВН.

Чем больше каскадов обмотки, тем больше их активное и реактивное сопротивление, возрастают погрешности, и поэтому трансформаторы НКФ-ЗЗО, НКФ-500 выпускаются только в классах точности 1 и 3.

Чем выше напряжение, тем сложнее конструкция трансформаторов напряжения, поэтому в установках 500 кВ и выше применяются трансфор­маторные устройства с емкостным отбором мощности, присоединенные к конденсаторам высокочастотной связи С1 с помощью конденсатора от­бора мощности С2. Для увеличения точности работы в цепь первичной обмотки трансформатора включен дроссель L, с помощью которого контур отбора напряжения на­страивается в резонанс с конденсатором отбора мощности. Дроссель Ln трансформатор TV встраиваются в общий бак и заливаются маслом. Заградитель ЗВ не пропускает токи высокой частоты в трансформатор напряжения. Фильтр присоединения Z предназначен для подключения высокочастотных постов защиты. Такое устройство получило название емкостного трансформатора напряжения НДЕ.

При надлежащем выборе всех элементов и настройке схемы устройство НДЕ может быть выполнено на класс точности 0,5 и выше. Для установок 750 и 1150 кВ применяются трансформаторы НДЕ-750 и НДЕ-1150.

Рассеяние магнитного потока и потери в сердечнике приводят к по­грешности измерения:

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

Классификация по классам точности:

Погрешность зависит от конструкции магнитопровода, магнитной про­ницаемости стали и от cos φ 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.

Измерительные трансформаторы напряжения выбирают: