Укажите назначение, конструктивное выполнение измерительных трансформаторов напряжения, их условное и буквенное обозначение в схемах, нарисуйте схемы подключения к ним измерительных приборов.

Трансформаторы напряжения (ТV) по принципу работы, схемам включения и свойствам не отличаются от силовых трансформаторов, но имеют небольшую мощность. Они используются в электрических установках нап­ряжением выше 380 В для питания обмоток напряжения измерительных приборов, реле, питания оперативных цепей защиты, автоматики, сиг­нальных цепей.

Обмотки трансформатора располагаются на общем магнитопроводе. Во вторичной обмотке число витков W₂ значительно меньше, чем в первичной W₁. Трансформатор напряжения не должен перегружаться и подвергаться коротким замыканиям. Поэтому его всегда включают через предохранитель.

Номинальный коэффициент трансформации приблизительно равен отношению числа витков первичной W₁ и вторичной W₂ обмоток:

.

В трансформаторах напряжения возникают погрешности по коэффи­циенту трансформации (погрешность по напряжению) и по углу (угловая погрешность).

Погрешность по напряжению определяется по выражению:

Рис 4.6 Однофазный трансформатор напряжения: 1 — первичная обмотка; 2 — магнитопровод; 3 — вторичная обмотка

Эта погрешность влияет на точность измерения всеми видами при­боров.

Угловая погрешность влияет на измерения приборами ваттметрового типа (ваттметры, фазометры, счетчики, реле мощности и др.). Она представляет собой угол между векторами напряжения U₁ на зажимах первичной обмотки и напряжения U₂ на зажимах вторичной обмотки, повернутого на 180°.

На погрешность трансформаторов напряжения влияют токи холостого хода, сопротивление обмоток, значение вторичной нагрузки, ее коэффициент мощности и колебание первичного напряжения.

Трансформаторы напряжения выпускаются четырех классов: 0,2; 0,5; 1,0 и 3,0 — которые характеризуются определёнными допустимыми погрешностями при нагрузке трансформатора от 25% до 100% номинала. Значения погрешностей для всех классов точности приводятся в каталогах. При перегрузках трансформатор выходит из своего класса.

Для включения счётчиков применяют трансформаторы напряжения класса точности 0,5. Все остальные измерительные приборы включают на трансформаторы напряжением класса 1,0. Трансформаторы класса 3,0 используются для питания реле и вольтметров, не служащих для подсчета мощности и коэффициента мощности. Трансформаторы класса 0,2 используют в лабораторной практике.

Для измерения напряжений в высоковольтных установках с помощью трансформаторов напряжения используют однофазные или трёхфазные трансформаторы.

В сетях с изолированной нейтралью 6, 10, 35 кВ замыкание на землю не создает аварийного режима короткого замыкания. Тем не менее, получается ненормальный режим работы, который необходимо как можно скорее устранить. В этих сетях для контроля изоляции по отношению к

Охарактеризуйте виды короткого замыкания, причины их вызывающие, назовите токи определяемые в результате расчета токов короткого замыкания, их электродинамическое и термическое действие на электрооборудование.

Одним из повреждений в электрических сетях являются короткие замыкания.

Коротким замыканием называется всякое, не предусмотренное нормальными условиями работы замыкание между фазами, а в сетях с заземленной нейтралью также замыкания одной или нескольких фаз на землю или нулевой провод.

В сетях с изолированной нейтралью замыкание одной из фаз на землю не является коротким замыканием. Однако одновременное замыкание на землю двух или трех фаз является коротким замыканием.

В системах с заземленной нейтралью бывают трехфазные, двухфазные и однофазные короткие замыкания. В системах с изолированной нейтралью – трехфазные, двухфазные и двухфазные на землю. Возможны различные сочетания и комбинации из указанных выше видов коротких замыканий. Помимо коротких замыканий в одной точке могут наблюдаться одновременно короткие замыкания в различных точках сети.

Причинами коротких замыканий являются повреждения и старение изоляции, непра-вильные действия обслуживающего персонала, перенапряжение, удары молнии, неудовлетворительный уход за электрооборудованием.

При коротком замыкании резко уменьшается общее сопротивление электрической сис-темы. Это приводит к увеличению токов, протекающих в отдельных элементах электрической установки, а также к снижению напряжения, особенно вблизи от места аварии.

Увеличение токов вызывает нагрев токоведущих частей, а также ведет к механическому повреждению элементов электроустановок. Снижение напряжения отрицательно сказывается на работе потребителей, а также может привести к нарушению устойчивой работы системы.

Трехфазные короткие замыкания являются симметричными, т. к. при этом виде к.з. все фазы остаются в одинаковых условиях. Все остальные виды к.з. являются несимметричными, поскольку при каждом из них фазы находятся в неодинаковых условиях, поэтому системы токов и напряжения при этих видах к.з. искажены.

Расчет токов короткого замыкания производят для решения следующих основных задач:

- выбора схемы электрических соединений, ее оценки и сопоставления с другими;

- выявления условий работы потребителей в аварийных режимах;

- выбора аппаратов электроустановок и проверки проводников по условиям их работы при коротких замыканиях, т.е. на термическую и электродинамическую стойкость;

- проектирования защитных заземлений;

- определения влияния линий электропередачи на провода связи;

- подбора характеристик разрядников;

- проектирования и настройки релейных защит, т. е. для проверки чувствительности, параметров ее срабатывания;

- анализа аварий в электроустановках.

При расчете токов короткого замыкания определяют следующие токи короткого замыкания: -начальное действующее значение периодического составляющей тока короткого замыкания - I_по ;-- Установившееся значение - I _∞; -Ударный ток i_у

Ударный ток КЗ рассчитывается по формуле

,

где - ударный коэффициент, зависящий от соотношения индуктивного и активного сопротивлений КЗ –ой ветви.

- мощность короткого замыкания

Токи короткого замыкания оказывают электродинамическое и термическое действие.

Электродинамическое действие обусловлено электродинамической силе взаимодействия проводников с токами кз, наибольшим из токов является ударный ток кз. По нему и проверяется электрооборудование на электродинамичесую стойкость.

Условие выбора i_ск ≥ iу

i_ск -предельно-сквозной ток кз, дается в характеристиках электрооборудования

Термическое действие обусловлено выделением теплоты при прохождении установившегося тока кз. I _∞, за время действия тока короткого замыкания t _пр.

Условия выбора I ²_тер.*t _тер ≥ I ²_∞*t _пр.

I ²_тер – ток термической стойкости электрооборудования

t _тер - время термической стойкости электрооборудования