Измерительные трансформаторы

Измерительные трансформаторы служат для включения измерительных приборов в цепь высокого напряжения. При этом измерительные приборы электрически изолируются от цепей ВН. Кроме защиты обслуживающего персонала измерительные трансформаторы дают возможность расширить пределы измерения измерительных приборов переменного тока.

Трансформаторы напряжения

К ТН подключают вольтметры и другие приборы, реагирующие на действующее значение и фазу напряжения.

ТН работает в режиме, близком к режиму ХХ. Показания вольтметра необходимо умножить на коэффициент трансформации или шкалу прибора проградуировать с учётом этого коэффициента. Через измерительные трансформаторы можно устанавливать измерительные и контрольные приборы на значительном расстоянии от первичных электрических цепей и монтировать их на щите, пульте, что удобно для оперативного ведения работы. Выполняются ТН одно- и трёхфазными, сухими и масляными. Класс точности от 0.2 до 3 (погрешность коэффициента трансформации в процентах). Погрешность прибора: 0.2 – образцовые и для точных лабораторных измерений, 0.5 – для присоединения электросчётчиков, 1 и 3 – для присоединения щитовых измерительных приборов, 0.5 и 1 и 3 – для присоединения цепей релейной защиты.

Трёхфазные ТН выполняются на напряжения до 20 кВ. Обычно используют ТН с бумажной изоляцией, пропитанной маслом.

Обозначения ТН: Н – трансформатор напряжения, Т – трёхфазный, О – однофазный, М – масляный, С – сухой, К – залитый компаундом или с компенсирующей обмоткой, И – пятистержневой со схемой соединения разомкнутого треугольника ля подключения приборов контроля изоляции. Цифры обозначают номинальное напряжение.

 

Трансформаторы тока

ТТ служат для подключения амперметров, а также токовых катушек и реле защиты. Первичную обмотку включают последовательно с приёмником энергии, и ток в ней равен току нагрузки. I₁=I_нагр.

Вторичная обмотка замкнута на амперметр, имеющий малое сопротивление, поэтому ТТ работает в режиме КЗ. Разрыв вторичной цепи ТТ недопустим, так как резко возрастает напряжение на вторичной обмотке, возможен пробой изоляции, КЗ, поражение персонала и т.д. По точности измерительные трансформаторы делят на классы: 0.2; 0.5; 1; 3; 5, определяемые допустимой погрешностью коэффициента трансформации в процентах.

Обозначения ТТ: Т – трансформатор тока, П – проходной (если нет буквы - опорный), О – одновитковый, М – многовитковый, Л – литая изоляция, Ф – фарфоровая изоляция. Цифры обозначают номинальное напряжение.

Схема включения вольтметра, амперметра, ваттметра и счётчика через ТН (Тр₁) и ТТ (Тр₂).

 

 

Автотрансформаторы

 

Автотрансформа́ тор — вариант трансформатора, в котором первичная и вторичная обмотки соединены напрямую, и имеют за счёт этого не только магнитную связь, но и электрическую. Обмотка автотрансформатора имеет несколько выводов (как минимум 3), подключаясь к которым, можно получать разные напряжения.

Преимуществом автотрансформатора является более высокий КПД, поскольку лишь часть мощности подвергается преобразованию — это особенно существенно, когда входное и выходное напряжения отличаются незначительно. Недостатком является отсутствие электрической изоляции (гальванической развязки) между первичной и вторичной цепью. В промышленных сетях, где наличие заземления нулевого провода обязательно, этот фактор роли не играет, зато существенным является меньший расход стали для сердечника, меди для обмоток, меньший вес и габариты, и в итоге — меньшая стоимость.

В автотрансформаторе (рис. 4.12.2) часть витков в обмотке высшего напряжения используется в качестве обмотки низшего напряжения, т.е. в автотрансформаторе имеется всего лишь одна обмотка, часть которой (а Х) принадлежит одновременно сторонам высшего напряжения и низшего напряжения.

На участке аХ протекает ток i₁₂ = i₂ - i₁, или переходя к действующим значениям, учитывая, что I₁ и I₂ находятся в противофазе, можно записать

Таким образом, величина тока в общей части обмоток равна разности токов I₁ и I₂.
Если коэффициент трансформации близок к единице, то I₁ и I₂ мало отличаются друг от друга, разность между ними будет также небольшой. Это позволит выполнять часть обмотки аХ проводом меньшего поперечного сечения.
Мощность, передаваемая первичной обмоткой во вторичную цепь автотрансформатора, будет равна:

Учитывая, что , ее можно записать в виде:

Здесь U₂ I₁ = S_Э, есть мощность, поступающая во вторичную цепь электрическим путем, U₂ I₁₂ = S_м - мощность, поступающая во вторичную цепь посредством магнитного потока.
Следовательно, в автотрансформаторе посредством магнитного потока передается только часть мощности, что дает возможность уменьшить поперечное сечение магнитопровода. Магнитные потери при этом также уменьшаются.
При меньшем поперечном сечении магнитопровода уменьшается средняя длина витка обмотки, следовательно, вновь уменьшается расход обмоточной меди и снижаются электрические потери.
Таким образом, автотрансформатор имеет преимущества перед трансформаторами, заключающиеся в меньшем весе, меньших размерах более высоком К.П.Д., меньшей стоимости и. т.д.
Однако эти достоинства имеют значение лишь при коэффициенте трансформации k < =2
При большем коэффициенте трансформации имеют место следующие недостатки.
Это: большие токи короткого замыкания в случае понижающего автотрансформатора (при замыкании точек а и Х напряжение u₁ окажется на небольшой части витков автотрансформатора, обладающих малым сопротивлением короткого замыкания); электрическая связь стороны высшего напряжения со стороной низшего напряжения; требующая усиления изоляции между обмотками и корпусом и возникающая опасность попадания высшего напряжения на сторону низшего напряжения.
Автотрансформаторы могут быть повышенными и пониженными, однофазными и трехфазными. Автотрансформаторы применяются в высоковольтных линиях электропередач для пуска асинхронных и синхронных двигателей в лабораторной практике и при испытаниях.
Регулировка напряжения осуществляется как переключателями, изменяющими вводимое число витков во вторичной цепи, так и посредством скользящего контакта, перемещающегося непосредственно по виткам обмотки.

 

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: