ТОП 10:

Трансформаторы напряжения (ТН)



а) Общие сведения и схемы соединения

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

Схема включения однофазного трансформа­тора напряжения показана на рис. 4.59, 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 в отличие от трансформатора тока работает в режиме, близком к холостому ходу, так как сопротивление параллельных катушек приборов и реле большое, а ток, потребляемый ими, невелик.

Номинальный коэффициент трансформации определяется сле­дующим выражением:

где — номинальные первичное и вторичное напря­жение соответственно.

-число витков первичной и вторичной обмоток трансформатора напряжения.

Рассеяние магнитного пото­ка и потери в сердечнике при­водят к погрешности измерения

Рис. 4.59. Схема включения транс­форматора напряжения: 1 — первичная обмотка; 2 — магнитопровод; 3 — вторичная обмотка

 

Так же как и в трансформа­торах тока, 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.

Погрешность зависит от конструкции магнитопровода, магнит­ной проницаемости стали и от cosφ 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.

Суммарное потребление обмоток измерительных приборов и реле, подключенных ко вторичной обмотке трансформатора на­пряжения, не должно превышать номинальную мощность транс­форматора напряжения, так как в противном случае это приведет к увеличению погрешностей.

В зависимости от назначения могут применяться трансформа­торы напряжения с различными схемами соединения обмоток. Для измерения трех междуфазных напряжений можно использовать два однофазных двухобмоточных трансформатора НОМ, НОС, НОЛ, соединенных по схеме открытого треугольника (рис. 4.60, а), а так­же трехфазный двухобмоточный трансформатор НТМК, обмотки которого соединены в звезду (рис. 4.60, б). Для измерения напря­жения относительно земли могут применяться три однофазных

б в t

Рис. 4.60. Схемы соединения обмоток трансформаторов напряжения

 

трансформатора, соединенных по схеме Yo/Yo, или трехфазный трехобмоточный трансформатор НТМИ (рис. 4.60, в). В последнем случае обмотка, соединенная в звезду, используется для присое­динения измерительных приборов, а к обмотке, соединенной в ра­зомкнутый треугольник, присоединяется реле защиты от замыканий на землю. Таким же образом в трехфазную группу соединяют­ся однофазные трехобмоточные трансформаторы типа ЗНОМ и каскадные трансформаторы НКФ.

 

б) Конструкции трансформаторов напряжения

По конструкции 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 напряжения с 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.

Рис. 4.61. Трансформаторы напряжения однофазные масляные:

атипа НОМ-35; б — типа ЗНОМ-35; 1 — ввод высокого напряжения; 2 коробка вводов НН; 3 — бак

Следует отличать однофазные двухобмоточные трансформато­ры НОМ-6, НОМ-10 (рис.15-7), НОМ-15, НОМ-35 от однофазных трехобмоточных ЗНОМ-15, ЗНОМ-20, ЗНОМ-35.

Рис. 15-7. Однофазный трансформатор на­пряжения типа НОМ-10 прежнего выпуска.

 

Схема обмоток первых показана на рис. 4.61, а. Такие транс­форматоры имеют два ввода ВН и два ввода НН, их можно соеди­нить по схемам открытого треугольника, звезды, треугольника. У трансформаторов второго типа (рис. 4.61, б) один конец обмот­ки ВН заземлен, единственный ввод ВН расположен на крышке, а вводы НН — на боковой стенке бака. Такие трансформаторы назы­ваются заземляемыми и соединяются по схеме, показанной на рис. 4.60, в.

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. На рис. 4.62 показана установка такого трансформатора в ком­плектном токопроводе. Трансформатор с помощью ножевого кон­такта 3, расположенного на вводе ВН, присоединяется к пружи­нящим контактам, закрепленным на токопроводе 1, закрытом экраном 2. К патрубку 5 со смотровыми люками 4 болтами 6 при­креплена крышка трансформатора. Таким образом, ввод ВН транс­форматора находится в закрытом отростке экрана токопровода. Зажимы обмоток НН выведены на боковую стенку бака и закры­ваются отдельным кожухом.

 

Рис. 4.62. Установка трансформато­ра напряжения ЗНОМ-20 в комп­лектном токопроводе:

/ — токопровод; 2 — экран; 3 — ножевой контакт; 4 — смотровой лючок,

5 — патрубок; 6 — крепежные болты

 

Все шире применяются тран­сформаторы напряжения с литой изоляцией. Заземляемые трансформаторы напряжения серии 3HOJI.06 имеют пять исполнений по номинальному напряжению: 6, 10, 15, 20 и 24 кВ. Магнитопровод в них лен­точный, разрезной, С-образный, что позволило увеличить класс точности до 0,2. Такие трансформаторы имеют не­большую массу, могут устанавливать­ся в любом положении, пожаробезо- пасны. 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.

В установках 110 кВ и выше применяются трансформато­ры напряжения каскадного типа НКФ (К - каскадный, Ф-фарфорофый). В этих транс­форматорах обмотка ВН равномерно распределяется по несколь­ким магнитопроводам, благодаря чему облегчается ее изоляция. Трансформатор НКФ-110 (рис. 4.63) имеет двухстержневой маг­нитопровод, на каждом стержне которого расположена обмот­ка ВН, рассчитанная на Uф/2. Так как общая точка обмотки ВН соединена с магнитопроводом, то он по отношению к земле находится под потенциалом Uф/2. Обмотки ВН изолируются от магнитопровода также на Uф/2. 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.


Рис. 4.63. Трансформатор напряжения НКФ-110:

а— схема; 6 — конструкция: / — ввод высокого напряжения; 2 — маслорасширитель; 3 — фарфоровая рубашка; 4 — основание; 5 — коробка вводов НН.

 

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 Uф/2 . Трансформаторы напряжения НКФ-330 и НКФ-500 соот­ветственно имеют три и четыре блока, т.е. шесть и восемь ступе­ней обмотки ВН. Недостатком каскадных трансформаторов напряжения является несколько большие их погрешности, увеличивающиеся с увеличени­ем числа элементов, и поэтому трансформаторы НКФ- 330 и НКФ- 500 выпускают только на класс точности 1 и 3.

Также в н.в. на высоких напряжениях от 500 кВ используются емкостные трансформаторы напряжения НДЕ с классом точности 0,5 и выше. Для установок 750 и 1150 кВ применяются трансформаторы НДЕ-750 и НДЕ-1150.

Комбинированные трансформаторы напряжения и тока.

В настоящее время на подстанци­ях применяются измерительные трансформаторы тока и напряжения в отдельных ячейках российского и зарубежного производства.

Возможно объединить в одном кожухе однофаз­ный трансформатор напряжения и трансформатор тока, как схематически показано на рис. 20-7,а. Ввод и вывод одной фазы для подключения первичной обмотки транс­форматора тока / легко осуществляется в одном про­ходном изоляторе, так как изоляция токоведущих стержней должна быть выполнена на сравнительно не­большое напряжение. Второй проходной изолятор необ­ходим для присоединения первичной обмотки трансфор­матора напряжения ко второй фазе или для соединения в звезду первичных обмоток трех таких трансформа­торов напряжения.

В сетях с глухо заземленными нейтралями и при применении фарфорового корпуса отпадает необходи­мость в громоздких проходных изоляторах (рис. 20-7,6).

 

 


а) б)

Рис. 20-7. Принципиальные схемы совмещенных транс­форматоров тока и напряжения.

а - в металлическом кожухе; б —в фарфоровом кожухе для систем с глухо заземленными нейтралями.

/—трансформатор тока; 2— трансформатор напряжения; ,? — вы­воды от трансформатора тока; 4 — вывод от трансформатора напряжения; 5 —двухстержневой проходной изолятор; 6 — сталь­ной кожух; 7— фарфоровый кожух; 8—расширитель; 9— изо­лированный вывод; 10— вывод, электрически соединенный с расширителем; // — изолятор; 12 — тележка или металлический цоколь.

 

Применение комбинирован­ного трансформатора, в ко­тором трансформаторы тока и напряжения находятся в общем корпусе, позволяет решить три важные проблемы:

 

1) правильный учет электроэнергии для каждого присоединения на подстанции

2) уменьшение площади подстанции за счет уменьшения количества ячеек с измерительными трансформаторами.

3) Стоимость комбинированного трансформатора на 30% меньше по сравнению с суммарной стоимостью трансформатора тока и напряжения.

В европейских странах применение комбинированных трансформато­ров очень распространено. Их осо­бенность в том, что трансформатор тока и трансформатор напряжения изготавливаются как единый блок с общим фарфоровым или полимер­ным изолятором, вследствие этого получается одна конструкция. Вы­пускаются трансформаторы как с бу­мажно-масляной, так и с элегазовой изоляцией.

5.5. Выбор электрических аппаратов и проводников

Выбор и проверка отдельных видов аппаратов и проводников имеют некоторую специфику и особенности, отразим это в виде табл. 10.11.

Таблица 10.11







Последнее изменение этой страницы: 2016-12-30; Нарушение авторского права страницы

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 34.234.223.162 (0.007 с.)