Трифазні трансформатори напруги

Набули поширення в електричних установках з напругою до 20 кВ. Трифазні ТН мають п'ятистрижневий магнітопровід броньового типу. Ці магнітопроводи забезпечують замикання магнітних потоків нульової послідовності. Трансформатори цього типу можуть забезпечити вимірювання напруги фаз щодо землі, лінійні напруги і напругу нульової послідовності. Основні обмотки з'єднані в схему Y0/Y0-12 із заземленими нейтралями. Додаткові обмотки з'єднані в розімкнений трикутник. Погрішності трифазних ТН вищі, ніж однофазних, тому до них не приєднують лічильники. Для цього можна встановити 2ТН, з'єднаних в неповний трикутник.

Ця схема дозволяє безпосередньо вимірювати дві лінійні напруги U_ab і U_вс. Вона доцільна в тих випадках, коли основне навантаження ТН складають лічильники і ватметри. Оскільки лічильники є двохеелеметними і струмові кола приєднуються до фаз А і С, то обмотки напруги повинні бути приєднані до затисків ТН ab і bc. Схема дозволяє одержати і третю лінійну напругу U_CA: U_CA= - (U_AB-U_BC). Таке приєднання не слід використовувати, оскільки навантажуються обидва трансформатори, і збільшується погрішність.

Номінальна первинна напруга ТН повинна відповідати лінійній напрузі мережі, а вторинна - дорівнювати 100 В. Первинні обмотки ізолюються на повну робочу напругу з обох кінців. ТН такого типу випускаються на напругу до 35 кВ включно.

Вторинні обмотки ТН повинні бути заземлені щоб уникнути поразки людей, що працюють з приладами при пробої ізоляції між обмотками ВН і НН. У трифазних схемах заземляють, як правило, нейтраль. При з'єднанні в неповний трикутник звичайно заземляють середній вивід.

Для захисту ТН від КЗ у вторинних колах встановлюються плавкі запобіжники в незаземлених фазах. На напрузі до 35 кВ включно також встановлюються плавкі запобіжники. Вони захищають установку від замикань в трансформаторі. При напругах 110 кВ і вище плавкі запобіжники не застосовуються, в колі ТН встановлюють роз'єднувачі.

Конструкція ТН

ТН за конструкцією схожий на силовий трансформатор, проте немає необхідності в установки радіаторів охолоджування. ТН повинен забезпечувати надійну ізоляцію вторинних мереж від первинних. Обмотки ТН як і у силових трансформаторів часто занурюються в масло. Останнім часом застосовується лита ізоляція з полімерів (трансформатори типу НОЛ, ЗНОЛ).

Трансформатори напруги 110 кВ і вище виготовляють каскадного типа (НКФ). Вони складаються з декількох ступенів, ізольованих один від одного. На кожен ступінь доводиться приблизно 50 кВ.

Каскадний трансформатор напруги типу НКФ-220: а) – схема з'єднань обмоток; б) – зовнішній вид; 1 – первинна обмотка; 2 – обмотка зв’язку; 3– вторинна обмотка.

Трансформатор каскаду ізольований на 1/N частин фазної напруги мережі, де N – число ступенів. Первинні обмотки 1 ізольовані з одного кінця, і з'єднані послідовно. Початок первинної обмотки верхнього ступеня приєднують до дроту напругу якого потрібно виміряти. Кінець первинної обмотки нижнього ступеня приєднують до заземленої основи. Кінці первинних обмоток ступенів приєднані до магнітопроводів. При такому виконанні напруга між сусідніми частинами трансформаторів не більше U_ф/N.

Для забезпечення рівномірного розподілу напруги між ступенями навантаженого каскаду передбачені обмотки зв'язку 2; сусідні обмотки зв'язку включені зустрічно. Вони беруть участь в передачі потужності, одержуваної з мережі до вторинної обмотки, розташованої на нижньому ступені. Одна з них ізольована, як і первинна, а друга, розташована ближче до магнітопроводу, має слабкішу ізоляцію. Каскадні ТН мають меншу масу і габарити, але їх погрішність вища (клас точності 1 і 3).