Instrumentu sprieguma transformatori
Sprieguma transformatora mērķis un darbības princips
Mērīšanas sprieguma transformatoru izmanto, lai pazeminātu maiņstrāvas iekārtās piegādāto augsto spriegumu uz skaitītājiem un relejiem aizsardzībai un automatizācijai.
Tiešam augstsprieguma pieslēgumam būtu nepieciešamas ļoti apgrūtinošas ierīces un releji, jo tos nepieciešams ieviest ar augstsprieguma izolāciju. Šādu iekārtu ražošana un izmantošana ir praktiski neiespējama, īpaši pie sprieguma 35 kV un vairāk.
Sprieguma transformatoru izmantošana ļauj izmantot standarta mērierīces augsta sprieguma mērīšanai, paplašinot to mērījumu robežas; Releja spolēm, kas savienotas ar sprieguma transformatoriem, var būt arī standarta versijas.
Turklāt sprieguma transformators izolē (atdala) mērierīces un relejus no augstsprieguma, tādējādi nodrošinot to apkalpošanas drošību.
Sprieguma transformatorus plaši izmanto augstsprieguma elektroietaisēs, precizitāte ir atkarīga no to darbības elektriskie mērījumi un elektroenerģijas uzskaiti, kā arī relejaizsardzības un avārijas automatizācijas uzticamību.
Mērīšanas sprieguma transformators pēc konstrukcijas principa neatšķiras no strāvas padeves pazeminošs transformators… Tas sastāv no tērauda serdes, kas sastāv no elektrotērauda lokšņu plāksnēm, primārā tinuma un viena vai diviem sekundārajiem tinumiem.
attēlā. 1.a attēlā parādīta sprieguma transformatora shematiska diagramma ar vienu sekundāro tinumu. Primārajam tinumam tiek pielikts augsts spriegums U1 un sekundārajam spriegumam U2 pievienota mērierīce. Primārā un sekundārā tinuma sākums ir apzīmēts ar burtiem A un a, galus ar X un x. Šādi apzīmējumi parasti tiek pielietoti sprieguma transformatora korpusam blakus tā tinumu spailēm.
Primārās strāvas nominālā sprieguma attiecību pret sekundārās strāvas nominālo spriegumu sauc par nominālo spriegumu. transformācijas koeficients sprieguma transformators Kn = U1nom / U2nom
Rīsi. 1. Sprieguma transformatora shēma un vektoru diagramma: a — diagramma, b — sprieguma vektora diagramma, c — sprieguma vektora diagramma
Kad sprieguma transformators darbojas bez kļūdām, tā primārais un sekundārais spriegums sakrīt fāzē un to vērtību attiecība ir vienāda ar Kn. Ar transformācijas koeficientu Kn = 1 spriegums U2= U1 (1. att., c).
Leģenda: H — viens terminālis ir iezemēts; O — vienfāzes; T — trīsfāzu; K — kaskāde vai ar kompensācijas spoli; F — s porcelāna ārējā izolācija; M — eļļa; C — sauss (ar gaisa izolāciju); E — kapacitatīvs; D ir dalītājs.
Primārā tinuma (HV) spailes ir marķētas ar A, X vienfāzes un A, B, C, N trīsfāzu transformatoriem. Sekundārā tinuma (LV) galvenie spailes ir attiecīgi apzīmētas ar a, x un a, b, c, N, sekundārā papildu tinuma spailes — ad techend.
Sākumā primārie un sekundārie tinumi ir savienoti attiecīgi ar spailēm A, B, C un a, b, c. Galvenie sekundārie tinumi parasti ir savienoti ar zvaigznīti (0. savienojuma grupa), papildu - saskaņā ar atvērto trīsstūra shēmu. Kā zināms, tīkla normālas darbības laikā spriegums papildu tinuma spailēs ir tuvu nullei (nesabalansēts spriegums Unb = 1 — 3 V), un zemējuma defektiem tas ir vienāds ar trīskāršu 3UО sprieguma vērtību. ar nulles secību UО fāzi.
Tīklā ar iezemētu neitrālu maksimālā vērtība ir 3U0, kas vienāda ar fāzes spriegumu, ar izolētu - trīsfāzu sprieguma spriegumu. Attiecīgi tiek veikti papildu tinumi ar nominālo spriegumu Unom = 100 V un 100/3 V.
Nominālā sprieguma TV ir tā nominālā sprieguma primārais tinums; šī vērtība var atšķirties no izolācijas klases. Tiek pieņemts, ka sekundārā tinuma nominālais spriegums ir 100, 100/3 un 100/3 V. Parasti sprieguma transformatori darbojas tukšgaitas režīmā.
Instrumentu sprieguma transformatori ar diviem sekundārajiem tinumiem
Sprieguma transformatori ar diviem sekundārajiem tinumiem, papildus barošanas skaitītājiem un relejiem, ir paredzēti zemējuma bojājumu signalizācijas ierīču darbināšanai tīklā ar izolētu neitrālu vai zemējuma bojājumu aizsardzībai tīklā ar iezemētu neitrāli.
Sprieguma transformatora ar diviem sekundārajiem tinumiem shematiska diagramma ir parādīta attēlā. 2, a. Otrā (papildu) tinuma spailes, ko izmanto signalizācijai vai aizsardzībai zemējuma bojājumu gadījumā, ir apzīmētas ar ad un xd.
attēlā. 2.6 parāda diagrammu par trīs šādu sprieguma transformatoru iekļaušanu trīsfāzu tīklā. Primārais un galvenais sekundārais tinums ir savienots ar zvaigznīti. Primārā tinuma neitrāla ir iezemēta. Trīs fāzes un neitrālu var pielietot skaitītājiem un relejiem no galvenajiem sekundārajiem tinumiem. Papildu sekundārie tinumi ir savienoti atvērtā trīsstūrī. No tiem visu trīs fāžu fāzes spriegumu summa tiek ievadīta signalizācijas vai aizsargierīcēs.
Normālā tīkla darbībā, kurā ir pievienots sprieguma transformators, šī vektora summa ir nulle. To var redzēt no vektoru diagrammām attēlā. 2, c, kur Ua, Vb un Uc ir primārajiem tinumiem pievadīto fāzes spriegumu vektori, bet Uad, Ubd un Ucd - primāro un sekundāro papildu tinumu sprieguma vektori. sekundāro papildu tinumu spriegumi, kas virzienā sakrīt ar atbilstošo primāro tinumu vektoriem (tāds pats kā 1. att., c).
Rīsi. 2. Sprieguma transformators ar diviem sekundārajiem tinumiem. a — diagramma; b — iekļaušana trīsfāzu ķēdē; c — vektoru diagramma
Vektoru Uad, Ubd un Ucd summu iegūst, tos apvienojot pēc papildu tinumu pieslēgšanas shēmas, savukārt tiek pieņemts, ka gan primārā, gan sekundārā sprieguma vektoru bultiņas atbilst transformatora tinumu sākumam.
Iegūtais spriegums 3U0 starp C fāzes tinuma beigām un A fāzes tinuma sākumu diagrammā ir nulle.
Faktiskos apstākļos parasti ir niecīgs nelīdzsvarotības spriegums pie atvērtas trīsstūra izejas, kas nepārsniedz 2 līdz 3% no nominālā sprieguma. Šo nelīdzsvarotību rada vienmēr esošā nelielā sekundāro fāžu spriegumu asimetrija un neliela to līknes formas novirze no sinusoīda.
Spriegums, kas garantē releju drošu darbību, kas tiek pielietots atvērtai trīsstūra ķēdei, parādās tikai zemes bojājumu gadījumā sprieguma transformatora primārā tinuma pusē. Tā kā zemes defekti ir saistīti ar strāvas pāreju caur neitrālu, iegūtais spriegums atvērtā trīsstūra izejā saskaņā ar simetrisko komponentu metodi tiek saukts par nulles secības spriegumu un tiek apzīmēts ar 3U0. Šajā apzīmējumā cipars 3 norāda, ka spriegums šajā ķēdē ir trīs fāžu summa. Apzīmējums 3U0 attiecas arī uz atvērto trīsstūra izejas ķēdi, kas tiek pielietota trauksmes vai aizsardzības relejam (2.6. att.).
Rīsi. 3. Primāro un sekundāro papildu tinumu spriegumu vektorshēmas ar vienfāzes zemējuma defektu: a — tīklā ar iezemētu neitrāli, b — tīklā ar izolētu neitrāli.
Spriegumam 3U0 ir visaugstākā vērtība vienfāzes zemējuma defektam.Jāņem vērā, ka sprieguma maksimālā vērtība 3U0 tīklā ar izolētu neitrāli ir daudz lielāka nekā tīklā ar iezemētu neitrāli.
Sprieguma transformatoru vispārīgās komutācijas shēmas
Vienkāršākā shēma, izmantojot vienu vienfāzes sprieguma transformatorsattēlā parādīts. 1, a, tiek izmantots, iedarbinot motora skapjus un pārslēgšanas punktos 6-10 kV, lai ieslēgtu AVR ierīces voltmetru un sprieguma releju.
4. attēlā parādītas pieslēguma shēmas vienfāzes viena tinuma sprieguma transformatoriem trīsfāzu sekundāro ķēžu barošanai. Attēlā parādīta trīszvaigžņu vienfāzes transformatoru grupa. 4, a izmanto, lai darbinātu mērierīces, mērierīces un voltmetrus izolācijas uzraudzībai 0,5-10 kV elektroietaisēs ar izolētu neitrālu un nesazarotu tīklu, kur nav nepieciešama signalizācija par vienfāzes zemējuma rašanos.
Lai uz šiem voltmetriem noteiktu "zemi", tiem jāuzrāda primāro spriegumu lielums starp fāzēm un zemi (sk. vektoru diagrammu 3.6. att.). Šim nolūkam HV tinumu neitrāla ir iezemēta, un voltmetri ir savienoti ar sekundāro fāžu spriegumiem.
Tā kā vienfāzes zemējuma defektu gadījumā sprieguma transformatorus var pieslēgt ilgu laiku, to nominālajam spriegumam ir jāatbilst pirmajam līnijas spriegumam. Rezultātā normālā režīmā, strādājot ar fāzes spriegumu, katra transformatora un līdz ar to arī visas grupas jauda vienu reizi samazinās par √3. Tā kā ķēdē ir iezemēti nulles sekundārie tinumi, tad visās trīs fāzēs ir uzstādīti sekundārie drošinātāji. .
Rīsi. 4.Vienfāzes sprieguma mērtransformatoru ar vienu sekundāro tinumu pieslēguma shēmas: a — zvaigžņu zvaigžņu ķēde elektroinstalācijām 0,5 — 10 kV ar izolētu nulli, b — atvērta trīsstūra ķēde elektroinstalācijām 0,38 — 10 kV, c — tāda pati elektroinstalācijas 6 — 35 kV, d — sprieguma transformatoru iekļaušana 6 — 18 kV pēc trīsstūrveida zvaigznes shēmas sinhrono mašīnu ARV ierīču barošanai.
attēlā. 4.6 un sprieguma transformatori, kas paredzēti mērierīču barošanai, skaitītāji un releji, kas pieslēgti fāzes fāzes spriegumam, ir savienoti atvērtā trīsstūra ķēdē. Šī shēma nodrošina simetrisku spriegumu starp līnijām Uab, Ubc, U°Ca, kad darbojas sprieguma transformatori jebkurā precizitātes klasē.
Funkcija atvērtā trīsstūra ķēde ir nepietiekama transformatoru jaudas izmantošana, jo šādas divu transformatoru grupas jauda ir mazāka par trīs transformatoru grupas jaudu, kas savienota pilnā trīsstūrī, nevis 1,5 reizes, bet √3. vienreiz.
Diagramma attēlā. 4, b izmanto elektroietaišu nesazaroto sprieguma ķēžu barošanai 0,38 -10 kV, kas ļauj sekundāro ķēžu zemējumu uzstādīt tieši pie sprieguma transformatora.
Attēlā parādītajās ķēdes sekundārajās ķēdēs. 4, c drošinātāju vietā ir uzstādīts divpolu slēdzis, tam iedarbinot bloka kontaktu aizver signāla ķēdi «sprieguma pārrāvums»... Sekundāro tinumu zemējums tiek veikts uz vairoga iekšā. fāze B, kas papildus ir iezemēta tieši sprieguma transformatorā caur atteices drošinātāju.Slēdzis nodrošina sprieguma transformatora sekundāro ķēžu atvienošanu ar redzamu pārtraukumu. Šo shēmu izmanto elektroinstalācijās 6–35 kV, barojot sazarotās sekundārās ķēdes no diviem vai vairākiem sprieguma transformatoriem.
attēlā. 4, g sprieguma transformatori ir pieslēgti pēc trīsstūra ķēdes — zvaigznes, nodrošinot spriegumu sekundārajā līnijā U = 173 V, kas nepieciešams sinhrono ģeneratoru un kompensatoru automātiskās ierosmes vadības ierīču (ARV) darbināšanai. Lai palielinātu ARV darbības uzticamību, sekundārajās ķēdēs nav uzstādīti drošinātāji, kas ir atļauts PUE nesazarotām sprieguma ķēdēm.
Skatīt arī: Mērsprieguma transformatoru pieslēguma shēmas