Однофазные трансформаторы напряжения

Однофазные трансформаторы напряжения получили наибольшее распространение. Они выпускаются на рабочие напряжения от 380 В до 500 кВ.

Конструктивные размеры и масса ТН определяются не мощностью, как у силовых трансформаторов, а в основном объемом изоляции первичной обмотки и размерами её выводов высокого напряжения.

Трансформаторы напряжения с номинальным напряжением от 380 В до 6 кВ имеют исполнение с сухой изоляцией (обмотки выполняются проводом марки ПЭЛ и пропитываются асфальтовым лаком).

Свердловский завод трансформаторов тока выпускает трансформаторы напряжения на 6, 10, 35 кВ с литой изоляцией.

У трансформаторов напряжением 10 - 500 кВ изоляция масляная (магнитопровод погружен в трансформаторное масло).

2.2.1. Сухие трансформаторы напряжения

Для магнитопроводов трансформаторов типа НОС-0,5 применены цельноштампованные Ш-образные пластины, магнитопроводы остальных типов шихтуются из прямоугольных пластин.

Трансформатор напряжения типа НОСК — 6 (О - однофазный, С - с сухой изоляцией, К - с компенсирующей обмоткой для уменьшения угловой погрешности, на напряжение 6 кВ) предназначен для комплектования только распределительных устройств в угольных шахтах, рис. 2.2. При установке он заливается битумной массой. Концы обмоток этого трансформатора выведены свободными гибкими изолированными проводами.

Рис. 2.2. Трансформатор напряжения НОСК-6 2.2.2. Трансформаторы напряжения с литой изоляцией

Заземляемые трансформаторы напряжения ЗНОЛ-35Б УХЛ (О -однофазные, Л - с литой изоляцией, на напряжение 35 кВ, изоляция типа Б, УХЛ - для умеренного и холодного климата) предназначены для питания электрических измерительных приборов, цепей защиты и сигнализации в электроустановках переменного тока частоты 50 или 60 Гц, рис. 2.3.

Рис. 2.3. Общий вид трансформатора ЗНОЛ-35Б

Номинальное напряжение основной вторичной обмотки 100Л/3 В, номинальное напряжение дополнительной вторичной обмотки 100 В.

Номинальная мощность основной и дополнительной обмотки в классе точности 0,5 - 150 В*А; 1 - 300 В*А; 3 - 600 В*А.

Температура воздуха при эксплуатации - от - 60 С до + 40 С с относительной влажностью воздуха 100% при 25 С.

Рис. 2.4. Общий вид группы ЗхЗНОЛ-6 и ЗхЗНОЛ-10

Трехфазная антирезонансная группа трансформаторов напряжения ЗхЗНОЛ-6 предназначена для установки в комплектные распределительные устройства (КРУ) или закрытые распределительные устройства (ЗРУ) и служит для питания электрических измерительных приборов, цепей защиты и сигнализации в электроустановках переменного тока частотой 50 или 60 Гц.Трехфазная группа устойчива к феррорезонансу и (или) воздействию перемежающейся дуги в случае замыкания одной из фаз сети на землю. Предназначена для эксплуатации при условиях:

- высота установки над уровнем моря не более 1000 м;

- температура окружающего воздуха от -45 до + 50 С;

- окружающая среда невзрывоопасная, не содержащая агрессивных газов
и паров в концентрациях, разрушающих металлы и изоляцию;

- отсутствие непосредственного воздействия солнечной радиации;

- рабочее положение в пространстве - любое.

2.2.3. Трансформаторы напряжения с масляной изоляцией

Магнитопроводы этих трансформаторов шихтованные, собраны из пластин электротехнической стали. Пластины изолированы лаковой пленкой.

Обмотки ВН состоят из одной или двух катушек (секций) и имеют электростатические экраны для защиты от перенапряжений.

Баки трансформаторов напряжения сварены из листовой стали. Форма бака - круглая, овальная или прямоугольная.

Выводные концы обмоток большинства трансформаторов присоединены к проходным фарфоровым изоляторам (вводам), установленным на крышке бака.

Трансформаторы напряжения типов ЗНОМ-3 5 и НОМ-3 5 имеют маслорасширители, установленные на вводах ВН, рис. 2.6. У ТН остальных типов маслорасширители отсутствуют, уровень масла у них находится ниже крышки на 20-30 мм.

Рис. 2.6. Трансформатор напряжения типа НОМ-35: 1 - выводы высшего напряжения, 2 - выводы низшего напряжения, 3 -расширитель, 4 - бак, 5 - маслоспусковой кран

2.3. Трехфазные трансформаторы напряжения

Габариты и стоимость ТН могут быть уменьшены путем объединения трёх однофазных ТН в - один трехфазный. Применяются трехстержневые и пятистержневые ТН.

Для контроля сопротивления изоляции систем с изолированной нейтралью применяются трехфазные пятистержневые ТН, рис. 2.7. При заземлении одной из фаз магнитные потоки, созданные обмотками неповрежденных фаз, замыкаются по крайним стержням, имеющим малое магнитное сопротивление. Дополнительные обмотки, соединенные в открытый треугольник а,х_ь обеспечивают работу сигнализации и релейной защиты. При симметричном режиме в сети на выходе а,х, напряжение отсутствует.

2.7. ТН с пятистержневым магнитопроводом

НАМИТ - 10 -2 УХЛ - трансформатор (Н - напряжения, А -антирезонансный, И - для измерения напряжения и контроля изоляции в сетях 6 и 10 кВ с любым режимом заземления нейтрали, в котором используется схема защиты от феррорезонанса, Т - трехфазный, на напряжение 10 кВ).

Номинальное напряжение основной вторичной обмотки 100В, дополнительной вторичной обмотки при однофазном замыкании сети на землю

-,100В.

Номинальная мощность основной вторичной обмотки при классе точности

0,5 - 200 В*А; 1 - 300 В*А; 3 - 600 В*А.

На рис. 2.8. приведена схема соединений трансформатора НАМИТ-10.

Рис. 2.8. Схема соединений трансформатора НАМИТ-10-2

Трансформатор состоит из двух трансформаторов напряжения, установленных в одном корпусе:

ТНКИ - трансформатор напряжения контроля изоляции. Предназначен для питания цепей измерительных приборов, учета электрической энергии, защиты и контроля изоляции.

ТИП - трансформатор нулевой последовательности. Предназначен для защиты трансформатора ТНКИ от повреждения при однофазных замыканиях.

Автоматическое изменение индуктивного сопротивления трансформатора ТНП исключает феррорезонансные процессы в любых режимах работы электрической сети с изолированной нейтралью. Благодаря этому НАМИТ-10-2 выгодно отличается от аналогичных трансформаторов (НТМИ-10, НАМИ-10, ЗхЗНОЛ-6).

2.4. Каскадные трансформаторы напряжения

При напряжениях выше 35 кВ ввиду резкого возрастания габаритов и стоимости масляные каскадные ТН нормальной конструкции состоят из одного (НКФ-110), двух (НКФ-220), трех (НКФ-330) или четырёх (НКФ-400 и НКФ-500) блоков.

Рис. 2.9. Каскадные трансформаторы напряжения

В двухкаскадном ТН на напряжение 110 кВ каждый каскад имеет свой магнитопровод (1 и П), рис. 2.9.а). Обмотки высокого напряжения каждого каскада рассчитаны на 50% фазного напряжения. Один из выводов каждой обмотки ВН соединен с магнитопроводом. На стороне низкого напряжения выходные обмотки ах, а_дх_д предназначены для питания измерительных приборов и реле в схеме защиты. Обмотка связи w_cbi расположена на магнитопроводе 1, а обмотка связи wcbz - на магнитопроводе П.

Обмотки связи служат для выравнивания распределения напряжения между обмотками при включении нагрузки.

Более совершенным является вариант б) на рис. 2.9. При этом же напряжении 11ОЛ/3 кВ ТН имеет один магнитопровод. На верхнем горизонтальном стержне магнитопровода расположены обмотки связи w_cbi и первая обмотка высокого напряжения ВН_Ь на нижнем - обмотка связи w_CB2, вторая обмотка высокого напряжения ВН₂ и две обмотки низкого напряжения НН. Один из концов каждой обмотки ВН_Ь ВН₂ соединяется с магнитопроводом. Каждая обмотка ВН имеет изоляцию относительно магнитопровода, рассчитанную на напряжение /2 и_ф, что уменьшает размеры трансформатора.

Магнитопровод с обмотками крепится на изоляционных стойках, устанавливается в фарфоровый корпус и заливается маслом.

Результирующее активное и реактивное сопротивление обмоток каскадных ТН значительно больше, чем у ТН нормального исполнения. Поэтому для получения высокого класса точности приходится снижать нагрузку.

На рис. 2.10 представлен трансформатор напряжения НКФ-110.

Рис. 2.10. Общий вид трансформатора напряжения НКФ-110: а - устройство, б - схема; 1 - зажим для присоединения к сети высшего напряжения, 2 - фарфоровый корпус, 3 - зажимы обмотки низшего напряжения, 4 - транспортные катки

3. ВЫБОР ТРАНСФОРМАТОРОВ НАПРЯЖЕНИЯ

Трансформаторы напряжения выбираются по номинальным параметрам (напряжению и току), классу точности и нагрузке, которая определяется мощностью электроизмерительных приборов и реле, подключенных к трансформатору. При этом необходимо учитывать конструктивные особенности и схемы соединения обмоток трансформатора. Номинальное напряжение трансформатора U_Н должно быть больше или равно напряжению установки, т.е. S_У£U_Н. Номинальная мощность должна быть больше или равна активной и реактивной мощности, потребляемой приборами и реле:

,

где P_S=S_ПРcosj - суммарная активная мощность, потребляемая приборами и реле;

Q_S=P_ПРtgj - реактивная суммарная мощность.

Обычно значения мощности, потребляемой приборами и реле, и их cosj даются в справочниках.

Для однофазных трансформаторов, соединенных в звезду, S_Н равна суммарной мощности всех трех фаз. Когда обмотки трансформаторов соединены по схеме открытого треугольника S_Н принимают равной двойной мощности одного трансформатора. Если вторичная нагрузки S_2S превышает номинальную мощность в выбранном классе точности, то устанавливают второй трансформатор напряжения и часть приборов присоединяют к нему. Сечения проводов в цепях трансформаторов напряжения выбирают по допустимой потере напряжения. Не более 0,25%.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Трансформаторы напряжения применяются в цепях переменного тока электроустановок при высоких напряжениях и больших токах, когда непосредственное включение контрольно-измерительных приборов, реле и приборов автоматики в первичные цепи технически невозможно, нерационально или недопустимо по условиям безопасности.

Класс точности трансформаторов напряжения характеризуется максимально допустимыми погрешностью напряжения и угловой погрешностью при определенном режиме работы трансформатора.

Трансформаторы напряжения сохраняют класс точности при изменении первичного напряжения от 80 до 120% номинального.

Сухие трансформаторы напряженияприменяются только в сухих закрытых распределительных устройствах. Основными достоинствами таких трансформаторов служат: малый вес и габариты, пожаро- и взрывобезопасность.

Трехобмоточные трансформаторы серий ЗНОМ, ЗНОЛТ и НТМИ предназначены для сетей с изолированной нейтралью, серии НКФ (кроме НКФ-110-58) – с заземленной нейтралью. Широко применяются трансформаторы напряжения серии ЗНОЛ-6. Класс точности этих трансформаторов 0.2, небольшая масса, устанавливаются в любом положении. Обычно используются в комплектных распределительных устройствах и комплектных токопроводах вместо масляных трансформаторов.

Каскадные трансформаторы напряжениявыпускаются типа НКФ на напряжение 110...500, кВ. Это однофазные каскадные трансформаторы в фарфоровом кожухе.

Дата добавления: 2015-09-03