Transformator de tensiune

Transformator de tensiune (VT) - una dintre varietățile de transformator coborâtor , conceput pentru măsurarea în siguranță a tensiunii în rețelele de înaltă tensiune (peste 1000V). Înfășurarea primară a VT este proiectată pentru tensiunea nominală a instalației electrice, iar tensiunea înfășurărilor secundare este standardizată, de obicei 100V. În consecință, înfășurarea voltmetrului conectat este proiectată și pentru 100V, cu toate acestea, scara dispozitivului indică nu tensiunea secundară, ci primară. Deci, de exemplu, dacă tensiunea măsurată este de 10.000 V, atunci este selectat un transformator de măsurare al cărui raport de transformare este 100. Acest lucru elimină necesitatea unor calcule suplimentare.

Transformatoarele de tensiune pot fi folosite si in instalatii de joasa tensiune (pana la 1000V), pentru izolarea galvanica a instrumentului de masura de la retea.

Cum funcționează

Transformatorul de măsurare a tensiunii în funcție de dispozitiv și de principiul de funcționare diferă puțin de transformatorul reducător de putere. Singura diferență este că VT-urile sunt proiectate pentru o putere foarte mică: modul normal de funcționare al transformatorului de tensiune de măsurare este modul inactiv.

VT constă dintr-un miez de oțel format din foi de oțel electric, o înfășurare primară și una sau două înfășurări secundare. Ca rezultat al fabricației, trebuie atinsă clasa de precizie necesară: în amplitudine și unghi. Transformatoarele de tensiune trifazate cu bornele zero retrase sunt realizate pe un circuit magnetic cu cinci nuclee, astfel încât, în cazul unui scurtcircuit pe partea de înaltă tensiune, fluxul magnetic total se închide de-a lungul miezului de oțel (atunci când este scurtcircuitat prin aer, un apare curent, ceea ce duce la supraîncălzirea transformatorului). Transformatoarele trifazate cu un circuit magnetic cu trei nuclee, pe baza motivelor de mai sus, nu au borne externe zero și nu sunt folosite pentru a înregistra „defecțiuni la pământ”. Cu cât înfășurarea secundară a transformatorului de tensiune este mai puțin încărcată (cu alte cuvinte, cu atât rezistența în circuitul secundar este mai mare), raportul de transformare real Kt este mai aproape de valoarea nominală. Acest lucru este deosebit de important la conectarea instrumentelor de măsurare la circuitul secundar, deoarece raportul de transformare afectează precizia măsurării. În funcție de sarcină, același transformator de tensiune poate funcționa în diferite clase de precizie: 0,5; unu; 3.

Tipuri de transformatoare de tensiune

Transformator de tensiune împământat - un transformator de tensiune monofazat, al cărui capăt al înfășurării primare trebuie să fie bine împământat sau un transformator de tensiune trifazat, al cărui neutru al înfășurării primare trebuie să fie strâns împământat (un transformator cu izolație slăbită a unuia dintre terminale este un ZNOM monofazat tip VT sau trifazat NTMI tip VT și US).
Transformator de tensiune fără împământare - un transformator de tensiune în care toate părțile înfășurării primare, inclusiv bornele, sunt izolate de pământ la un nivel corespunzător clasei de tensiune.
Transformator de tensiune în cascadă - un transformator de tensiune, a cărui înfășurare primară este împărțită în mai multe secțiuni conectate în serie, transferul de putere de la care la înfășurările secundare se realizează folosind înfășurări de conectare și egalizare. Se foloseste in instalatii de ultra-inalta tensiune (110kV si mai sus).
Transformator de tensiune capacitiv - un transformator de tensiune care conține un divizor capacitiv .
Un transformator cu două înfășurări este un transformator de tensiune care are o înfășurare de tensiune secundară.
Un transformator de tensiune cu trei înfășurări este un transformator de tensiune care are două înfășurări secundare: principalul și secundar. Majoritatea VT-urilor sunt cu trei înfășurări.
Transformator optoelectronic de tensiune - tip experimental VT; spre deosebire de un transformator de tensiune (electromagnetic) convențional, acesta funcționează pe un principiu fizic diferit. Proiectat pentru măsurători în instalații de ultra-înaltă tensiune (750 kV și mai mult), deoarece transformatoarele electromagnetice de tensiune pentru astfel de tensiuni înalte sunt prea voluminoase.

Aplicație

Dacă există mai multe înfășurări secundare într-un sistem trifazat, cele principale sunt conectate „într-o stea”, formând ieșiri de tensiune de fază a , b , c și un punct zero comun o , care trebuie împământat pentru a preveni consecințele izolației. defecțiune de la înfășurarea primară (în practică, faza este cel mai adesea legată la pământ „ b ” înfășurări LV ale transformatorului de tensiune). Înfășurările suplimentare sunt de obicei conectate într-o conexiune delta deschisă pentru a controla tensiunea secvenței zero. În modul normal, această tensiune este în intervalul 1-3 V din cauza erorii înfășurărilor, crescând brusc în situații de urgență în circuitele de înaltă tensiune, ceea ce face posibilă conectarea cu ușurință a dispozitivelor de protecție și automatizare a releului de mare viteză (pentru circuite cu neutru izolat - de obicei pe un semnal). Pentru a înregistra împământarea în rețea, este necesară împământarea bornei zero a înfășurării HV a transformatorului de tensiune (pentru trecerea armonicilor de ordine zero).

Caracteristicile de funcționare a transformatoarelor de tensiune sunt reglementate de capitolul 1.5 din Regulile de instalare electrică . Deci, sarcina înfășurărilor secundare ale transformatoarelor de măsură la care sunt conectate contoarele nu trebuie să depășească valorile nominale. Secțiunea transversală și lungimea firelor și cablurilor din circuitele de tensiune ale contoarelor de decontare trebuie alese astfel încât pierderile de tensiune în aceste circuite să nu fie mai mari de 0,25% din tensiunea nominală atunci când sunt alimentate de transformatoare de tensiune de clasa de precizie 0,5 și nu mai mult de 0,5% atunci când este alimentat de transformatoare de tensiune din clasa de precizie 1.0. Pentru a asigura această cerință, este permisă utilizarea cablurilor separate de la transformatoarele de tensiune la contoare. Pierderile de tensiune de la transformatoarele de tensiune la contoarele tehnice contabile nu trebuie să depășească 1,5% din tensiunea nominală.

Caracteristici ale funcționării TN în rețele cu neutru izolat și împământat

În rețelele cu un neutru împământat, în timpul unei defecțiuni la pământ, tensiunea fazei deteriorate în apropierea defecțiunii scade la zero, vectorul se obține prin adăugarea vectorilor de tensiune de fază (adăugarea vectorilor de fază situati la 120 ° unul față de celălalt), și prin urmare tensiunea crește până la tensiunea de fază. $3U_{0}$ $3U_{0}$

În rețelele cu neutru izolat, atunci când apare o defecțiune la pământ, toate tensiunile de fază (față de punctul zero) rămân neschimbate, dar în raport cu masă, tensiunile de fază cresc la liniare, în timp ce se transformă în înfășurarea secundară (cu împământare obligatorie a punctul zero al înfășurării primare a VT) sunt însumate geometric. În acest caz, vectorii acestor tensiuni sunt situați la 60 ° unul față de celălalt, apoi , unde , sunt tensiunile fazelor nedeteriorate față de pământ. Deoarece tensiunile fazelor nedeteriorate în raport cu pământul au crescut la , atunci , adică crește la o valoare triplă a tensiunii de fază relativ la zero. $3U_{0}={\sqrt {3}}U_{b}={\sqrt {3}}U_{c}$ $U_{b}$ $U_{c}$ ${\sqrt {3}}$ $3U_{0}=3U_{f}$ $3U_{0}$

Pe baza caracteristicilor de mai sus, pentru transformatoarele de tensiune pentru funcționarea în rețele cu un neutru împământat, se realizează o înfășurare suplimentară la 100 V, iar pentru rețelele cu un neutru izolat 100/3 V.

Fenomenul ferorezonanței

Transformatoarele de tensiune din rețelele cu un neutru izolat pot intra în ferorezonanță cu capacități parazite ale rețelelor de distribuție (acest fenomen nedorit este tipic în special pentru rețelele de cablu), ceea ce poate duce la defectarea acestora. Pentru a preveni deteriorarea transformatoarelor de tensiune ca urmare a ferorezonanței, au fost dezvoltate transformatoare de tensiune antirezonante de tip NAMI(T).

Parametrii transformatorului de tensiune

Următorii parametri sunt indicați pe plăcuța de identificare a transformatorului de tensiune:

Tensiunea înfășurării primare.
Tensiunea înfășurării secundare principale: pentru TT monofazate este de 100 V, pentru trifazate tensiunea de fază a înfășurării secundare este de 100/ V. $\sqrt{3}$
Tensiunea înfășurării secundare suplimentare: pentru rețele cu neutru împământat 100 V, pentru rețele cu neutru izolat 100/3 V.
Puterea nominală a transformatorului, în VA , conform clasei de precizie.
Puterea maximă a transformatorului, în VA.
Tensiune de scurtcircuit, în procente.

Denumirile TN

Transformatoarele de tensiune domestice au următoarele denumiri de litere:

H - transformator de tensiune;
T - trifazat;
O - monofazat ;
C - uscat;
M - ulei;
K - cascada sau cu corectie;
A - antirezonant;
F - într-o cutie de porțelan;
I - Controlul izolării;
L - în carcasă epoxidice turnată ;
DE - cu un divizor capacitiv de tensiune;
Z - cu o înfășurare primară împământată.

Literatură

V. N. Vavin Transformatoare de tensiune și circuitele lor secundare M., „Energie”, 1977

Surse

GOST 18685-73. Transformatoare de curent și tensiune. Termeni și definiții
Reguli de instalare a instalatiilor electrice. Ediția a șaptea.

Vezi și

Transformator