Трансформаторы напряжения

По устройству трансформаторы напряжения не отличаются от силовых понижающих трансформаторов. Нормальным режимом работы вторичной 'обмотки трансформатора напряжения является режим холостого хода.

Параметры трансформаторов напряжения

Номинальное первичное напряжение - напряжение сети, на которое рассчитана изоляция трансформатора;

- номинальное вторичное напряжение - стандартизированное значение, равное - 100 В;

- номинальный коэффициент трансформации - отношение первичного и вторичного номинальных напряжений;

- класс точности трансформатора, равный относительной погрешности по напряжению, характеризует обеспечиваемую данным трансформатором точность преобразования. Допустимые для каждого класса погрешности по напряжению и углу погрешности указаны в таблице на стенде.

Выпускают трансформаторы напряжения классов 0,2; 0,5; 1; 3. Для каждого класса точности в соответствии с ГОСТ установлена номинальная мощность трансформатора - Sном, при которой его погрешность при номинальном первичном напряжении не превышает допустимого значения. Вторичная нагрузка трансформатора напряжения равна полной мощности внешней цепи при номинальном вторичном напряжении. Поскольку с увеличением вторичной нагрузки погрешности возрастают, более высокому классу точности трансформатора соответствует меньшая номинальная мощность.

Конструкция трансформаторов напряжения

Выпускают однофазные и трехфазные трансформаторы напряжения. Однофазные трансформаторы применяют в электроустановках 35 кВ и вше, трехфазные - в установках до 20 кВ. Трехфазные трансформаторы с одной вторичной обмоткой выполняют на трехстержневых сердечниках; с двумя вторичными обмотками - на пятистержневых сердечниках.

Кроме того, особенности конструкции трансформаторов напряжения определяются следующими факторами:

а) родом установки - наружная, внутренняя;

б) видом изоляции - сухие, масляные, с литой изоляцией;

в) числом ступеней - одноступенчатые, каскадные. Система обозначения трансформаторов тока аналогичная существующей для трансформаторов тока, при этом на первом месте ставится буква Н - трансформатор напряжения.

Вид изоляции трансформаторов напряжения определяется главным образом номинальным напряжением: до 10 кВ применяют литую (эпоксидную) изоляцию; до 35 кВ - масляную (в металлическом баке); на напряжения 110-500 кВ - маслонаполненные фарфоровые кожухи.

На стенде установлен трансформатор напряжения с литой изоляцией НОЛ.08 на номинальное напряжение 6 кВ, классы точности 0,5; 1; 3 при номинальной мощности соответственно 50; 75; 200 ВА.

Трансформатор напряжения НОЛ.08 - однофазный двухобмоточный, с незаземленными выводами первичной обмотки, конструктивно представляет собой монолитный блок с залитыми компаундом обмотками и магнитопроводом. Магнитопровод стержневого типа, разрезной, С-образный из шихтованной трансформаторной стали. Обмотки расположены на магнитопроводе концентрически. Сверху расположена первичная обмотка, состоящая из двух секций.

Последние витки секций соединены с выводами высокого напряжения. Поверх каждой секции уложены электрически соединенные с выводами высокого напряжения первичной обмотки экраны из алюминиевой фольги, выравнивающие напряженность электрического поля. В основании литого блока залиты втулки с резьбой для установки трансформатора.

Маслонаполненные трансформаторы напряжения в стальных баках (кожухах) изготавливают однофазными (НОМ) и трехфазными НТМК, НТМИ).

На стенде смонтирован (без кожуха) трансформатор напряжения НОМ-6 на напряжение б кВ для внутренней установки. Магнитопровод трансформатора броневого типа прикреплен к крышке металлического кожуха. На крышке размещены проходные изоляторы вводов первичной и вторичной обмоток, пробка с дыхательным отверстием для доливки трансформаторного масла. Обмотка первичного напряжения состоит из двух катушек, соединенных последовательно, и имеет два электростатических экрана.

В лаборатории представлены трансформаторы трехфазные масляные НТМК-10 и НТМИ-6.

Сердечник трансформатора напряжения типа НТМК трехстержневой. На каждом стержне размещены обмотки высшего и низшего напряжения одной из фаз. Схема соединения обмоток - звезда с выведенной нулевой точкой.

В трансформаторе типа НТМК корректируется угловая погрешность путем последовательного включения с обмотками высшего напряжения компенсационных обмоток, расположенных на стержнях других фаз. Компенсационные обмотки имеют примерно в 10 раз меньше витков. Коррекция угловой погрешности осуществляется за счет добавочной ЭДС корректирующей обмотки и поворота векторов напряжений вторичной обмотки на угол компенсации.

Трансформатор напряжения внутренней установки НТМИ-6 предназначен для измерения в сети с изолированной иди резонансно заземленной нейтраль фазных и линейных напряжений, а также напряжений нулевой последовательности. Трансформатор НТМИ-6 выполнен в виде группы однофазных трансформаторов напряжения, размещенных в общем маслонаполненном кожухе. Каждый из однофазных трансформаторов имеет магнитопровод броневого типа на фазном стержне которого размещены концентрически три обмотки – две вторичные и одна первичная. Первичные обмотки соединены в звезду, нейтральная точка которой также имеет вывод. Как правило, ее заземляют, что позволяет измерять фазные напряжения относительно земли. Основные вторичные обмотки соединены в звезду с выведенной нулевой точкой и предназначены для присоединения измерительных приборов, в том числе вольтметров контроля изоляции (см. схему на стенде) и реле. Дополнительные вторичные обмотки соединены в разомкнутый треугольник и имеют два вывода.

В нормальном режиме напряжение на зажимах этой обмотки равно нулю. При замыкании на землю напряжение становится равным утроенному напряжению нулевой последовательности. С помощью реле напряжения, подключенного к зажимам дополнительной вторичной обмотки трансформатора типа НТМИ (см. схему на стенде), осуществляется сигнализация замыканий на землю.

На стенде смонтирована схема контроля изоляции с помощью трех вольтметров в сетях с изолированной или резонансно-заземленной нейтралью. В нормальном режиме, т.е. при отсутствии замыкания на землю, напряжения всех фаз относительно земли, измеряемые вольтметрами (или одним переключаемым вольтметром), равны фазному напряжению. При замыкании одной из фаз на землю напряжение поврежденной фазы относительно земли равно нулю, а напряжения неповрежденных фаз относительно земли увеличиваются до значения линейного напряжения. На стенде в схеме контроля изоляции одним переключателем осуществляется переключение вольтметра последовательно на все линейные напряжения, затем на все фазные относительно земли. Другим переключателей устанавливается либо нормальный режим (при одинаковых активных сопротивлениях изоляции и емкостях всех фаз), либо аварийные режимы при замыкании одной из фаз на землю. В аварийном режиме действуют звуковая и световая сигнализация.

 

Рабочее задание

1. Изучите конструкции представленных на стенде измерительных трансформаторов.

2. Дайте расшифровку условных обозначений трансформаторов, указанных в табл.5.2.

Таблица 5.2

Номер бригады
Тип трансформаторов	НОМ-6 ТВ-35	НОЛ-08 ТПОЛ-10	НТМИ-6 ТФН-11О	НОМ-10 ТЗЛМ	НТМИ-10 ТШОЛ-10	НТМК-10 ТПЛ-10

3. Выполните эскизы препарированных измерительных трансформаторов, представленных на стенде: ТПОЛ-10, ТПЛ-10, НОМ-6 (по указанию преподавателя).

4. Постройте зависимость погрешности трансформаторов НОЛ-08, НТМИ-6 от мощности нагрузки (по техническим данным трансформаторов, представленным в виде таблиц на стенде).

5. Используя схему "Контроль изоляции", проведите измерения линейных и фазных напряжений в нормальном режиме и при замыкании одной из фаз на землю. Результаты измерений включите в ответ. Постройте векторную диаграмму напряжений при замыкании на землю фазы А, В или С (по указанию преподавателя).

6. Выполните задание, указанное в раздаточном материале.

 

Контрольные вопросы

1. На какие номинальные вторичные токи и напряжения выполняют измерительные трансформаторы?

2. Как зависит погрешность измерительного трансформатора от нагрузки?

3. Какие виды изоляционных материалов применяются при изготовлении измерительных трансформаторов?

4. С какой целью некоторые типы трансформаторов тока (например, ТПОЛ-10, ТПЛ-10 и др.) выполняют с двумя магнитопроводами и почему обычно их сечения различны?

5. Как маркируют зажимы первичных и вторичных обмоток измерительных трансформаторов?

6. Объяснить физику процесса возникновения сверхвысокого напряжения на зажимах вторичной обмотки трансформатора тока при ее размыкании.