Лаб. раб. по ЭЧС и ПС / Лаб_раб №5 Трасформаторы напряжения. Трансформатор напряжения обозначение на схеме

Лаб_раб №5 Трасформаторы напряжения

Кафедра

ЭС и ЭЭС

Электромагнитные трансформаторы напряжения

Работа №5

Цель работы:

1.Назначение и основные элементы конструкции

2.Погрешности трансформаторов напряжения.

3. Схемы соединения обмоток трансформаторов напряжения.

4. Конструкции трансформаторов напряжения

5. Графическое изображение и буквенное обозначение на схемах

1.Назначение и основные элементы конструкции электромагнитных трансформаторов напряжения.

Трансформатор напряжения предназначен для понижения высокого напряжения до стандартного значения 100 или 100/√3 В и для отделения цепей измерения и релейной защиты от первичных цепей высокого напряжения.

Электромагнитный трансформатор напряжения (ТН) имеет замкнутый магнитопровод 2 (рис. 1) и две обмотки — первичную 1 (с выводами A и X и числом витков w1 ) и вторичную 3 (с выводами a и x и числом витков w2 ). Первичная обмотка включена на напряжение сети U1, а ко вторичной обмотке (напряжение U2) присоединены параллельно катушки измерительных приборов и реле. Такое взаимное присоединение приборов и реле обеспечивает на них одно и то же напряжение U2 .ТН может иметь и две вторичных обмотки расположенные на том же магнитопроводе.

Обязательным элементом конструкции ТН является изоляция: изоляция между витками обмоток, изоляция обмоток от магнитопровода и изоляция между обмотками. Для безопасности обслуживания один выход вторичной обмотки заземлен. Это заземление должно защитить вторичные цепи от высокого напряжения в случае пробоя изоляции между первичной и вторичной обмотками.

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. По этой причине для ТН не опасен разрыв вторичной цепи, но опасно короткое замыкание во вторичной цепи, так как в этом случае в обмотках ТН будут протекать большие токи. От длительного протекания этих токов защищает плавкий предохранитель F со стороны вторичной обмотки. От токов замыкания в обмотках самого ТН служат плавкие предохранители F со стороны первичной обмотки.

Рис. 1 Принципиальная конструкция однофазного трансформатора напряжения с одной вторичной обмоткой и подключение его к первичной и вторичной цепи.

Номинальный коэффициент трансформации ТН определяется следующим выражением:

где U1ном, U2ном — номинальные первичное и вторичное напряжение соответственно. Коэффициент трансформации примерно может быть выражен через отношение чисел витков обмоток: KU≈w1/w2. Чтобы ТН уменьшал первичное напряжение, необходимо выполнение условия:w1> w2.

2.Погрешности трансформаторов напряжения.

При работе ТН по его обмоткам протекают токи. В первичной обмотке протекает ток, обусловленный вторичной нагрузкой и током намагничивания, во вторичной обмотке протекает ток, обусловленный вторичной нагрузкой. Токи, протекающие в обмотках, вызывают в их активно-индуктивных сопротивлениях падения напряжения. Падения напряжения приводят к тому, что вторичное напряжение приведенное к первичной стороне KUU2 не будет равно первичному напряжениюU1. Это приводит к погешности ТН по величине и фазе. Этапогрешность зависит от конструкции магнитопровода и магнитной проницаемости стали, а также и от cosφ и величины вторичной нагрузки. Погрешность по величине, выраженная в процентах, определяется формулой:

В зависимости от номинальной погрешности различают классы точности 0,2; 0,5; 1; 3. 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.

3. Схемы соединения обмоток трансформаторов напряжения.

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. 2, а), а также трехфазный двухобмоточный трансформатор НТМК, обмотки которого соединены в звезду (рис. 2, б). Для измерения напряжения относительно земли могут применяться три однофазных

Рис. 2 Схемы соединения трансформаторов напряжения

трансформатора, соединенных по схеме Y0/Y0, или трехфазный трехобмоточный трансформатор НТМИ (рис. 2, 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.

4. 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 (соответственно буквы С, М или Л в обозначении типа трансформатора).

Трансформаторы напряженияс 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. 3. Трансформаторы напряжения однофазные масляные:

а – тип НОМ – 35;бтип ЗНОМ – 35;1– вывод высокого напряжения;2– коробка выводов низкого напряжения;3– бак.

Следует отличать однофазные двухобмоточные трансформаторы НОМ-6, НОМ-10, НОМ-15, НОМ-35 от однофазных трехобмоточных ЗНОМ-15, ЗНОМ-20, 3HOM-35.

Схема обмоток первых показана на рис. 3, 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. 3, б) один конец обмотки ВН заземлен, единственный ввод ВН расположен на крышке, а вводы НН — на боковой стенке бака. Обмотка ВН рассчитана на фазное напряжение, основная обмотка НН — на В, дополнительная обмотка — на 100/3 В. Такие трансформаторы называются заземляемыми и соединяются по схеме, показанной на рис. 2,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.

Все шире применяются трансформаторы напряжения с литой изоляцией. Заземляемые трансформаторы напряжения серии 3HQJI.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, пожаробезопасны.

В установках 110 кВ и выше применяются трансформаторы напряжения каскадного типа НКФ. В этих трансформаторах обмотка ВН равномерно распределяется по нескольким магнитопроводам, благодаря чему облегчается ее изоляция. Трансформатор НКФ-110 (рис. 4) 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 потенциаломUф/2. Обмотки ВН изолируются от магнитопровода также наUф/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. Трансформатор напряжения НКФ-110:

а — схема; б - конструкция: 1 — ввод высокого напряжения; 2 — маслорасширитель; 3 — фарфоровая рубашка; 4 — основание; 5 — коробка вводов НН

Трансформаторы напряжения 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/4. Трансформаторы напряжения НКФ-330 и НКФ-500 соответственно имеют три и четыре блока, т. е. шесть и восемь ступеней обмотки ВН.

Чем больше каскадов обмотки, тем больше их активное и реактивное сопротивления, возрастают погрешности, и поэтому трансформаторы НКФ-330, НКФ-500 выпускаются только в классах точности 1 и 3. Кроме того, чем выше напряжение, тем сложнее конструкция трансформаторов напряжения, поэтому в установках 500 кВ и выше применяются трансформаторные устройства с емкостным отбором мощности, присоединенные к конденсаторам высокочастотной связи С1 с помощью конденсатора отбора мощности С2 (рис. 5, а). Напряжение, снимаемое с С2 (10—15 кВ), подается на трансформатор TV, имеющий две вторичные обмотки, которые соединяются по такой же схеме, как и у трансформаторов НКФ или ЗНОМ. Для увеличения точности работы в цепь его первичной обмотки включен дроссель L, с помощью которого контур отбора напряжения настраивается в резонанс с конденсатором С2. Дроссель L и трансформатор TV встраиваются в общий бак и заливаются маслом. Заградитель ЗВ не пропускает токи высокой частоты в трансформатор напряжения. Фильтр присоединения Z предназначен для подключения высокочастотных постов защиты. Такое устройство получило название емкостного трансформатора напряжения НДЕ. На рис. 6 показана установка НДЕ-500-72.

При надлежащем выборе всех элементов и настройке схемы устройство НДЕ может быть выполнено на класс точности 0,5 и выше. Для установок 750 и 1150 кВ применяются трансформаторы НДЕ-750 и НДЕ-1150

Рис. 5. Схема трансформатор напряжения НДЕ:

Рис. 6. Конструкция трансформатор напряжения НДЕ – 500 – 72.:

1 — делитель напряжения; 2 — разъеди нитель; 3 — трансформатор напряжения и дроссель; 4 — заградитель высоко частотный; 5 — разрядник; 6 — привод

Графическое изображение и буквенное обозначение на схемах

TV	TV	TV
ТН без указания схемы соединения обмоток	Два однофазных ТН, соединенных по схеме открытого треугольника	Трехфазный ТН или группа из трех однофазных ТН, соединенных по схеме: звезда/звезда/разомкнутый треугольник

Отчет представил студент

ЭнФ 3-

Отчет принял

Дата

studfiles.net

Маркировка трансформаторов: буквенно-цифровые обозначения

Содержание:

Расшифровка буквенных символов
Прочие символы и обозначения
Видео: Электронные трансформаторы. Обзор, принцип работы, схема

Трансформаторы уже давно нашли широкое применение в электронных и электронно-технических системах. Они зарекомендовали себя надежными устройствами в области преобразования тока и напряжения. Однако далеко не все знают, что означает та или иная маркировка трансформаторов, нанесенная на прибор. Знание условных обозначений, позволяет определить не только тип устройства, но и его основные технические характеристики.

Расшифровка буквенных символов

Основные марки трансформаторов представлены в виде буквенных обозначений и выглядят таким образом: ТМ, ТМЗ, ТСЗ, ТСЗС, ТРДНС, ТМН, ТДНС, ТДН, ТРДН, ТРДЦН.

Данные символы соответствуют следующим техническим характеристикам:

Т – трехфазная конструкция устройства;
Р – разделение обмотки низкого напряжения на две части;
С – сухой тип трансформатора;
М – наличие масляного охлаждения трансформатора, циркуляция воздуха и масло происходит естественным путем;
Ц – в трансформаторах этого типа циркуляция воды и масла осуществляется принудительно. Движение воды происходит по трубам, а масло течет между ними в виде ненаправленного потока.
МЦ – означает естественную циркуляцию воздуха в трансформаторе и принудительную циркуляцию масла с ненаправленным потоком;
Д – соответствует масляному трансформатору с принудительной циркуляцией масла и естественной циркуляцией воздуха;
ДЦ – относится к конструкции трансформатора с принудительной циркуляцией воздуха и масла в системе охлаждения;
Н – регулировка напряжения устройства осуществляется под нагрузкой;
С – если данная буква проставлена в конце маркировки, это указывает на использование трансформатора в самой электростанции.
З – означает герметичную модель трансформатора, в котором имеется азотная подушка и отсутствует расширитель.

Прочие символы и обозначения

В маркировке трансформаторов присутствуют и другие символы, раскрывающие дополнительные технические характеристики того или иного устройства. Например, у трансформаторов с тремя обмотками в обозначении имеется еще одна буква Т, поэтому общая маркировка выглядит как ТМТН, ТДТН или ТДЦТН. Наличие буквы А указывает на автоматический тип устройства, а символ Г означает защиту от грозы, буква О – однофазную конструкцию.

Характерными особенностями силовых трансформаторов являются их номинальная мощность, класс напряжения, применяемый в работе, конструктивные особенности, условия и режим функционирования. Для более подробной расшифровки технических характеристик конкретного устройства существуют специальные таблицы.

В настоящее время выпускаются трансформаторы, которые могут работать в различных климатических условиях. Они могут быть установлены не только в специально оборудованных помещениях, но и на открытом воздухе. Поэтому, в соответствии со своим предназначением, все устройства делятся на специальные и общего назначения. Различия в системах охлаждения позволяют классифицировать их как сухие, масляные или с использованием жидкого негорючего диэлектрика.

Номинальная мощность и класс напряжения указываются после буквенных символов через дефис. Такая маркировка трансформаторов представляет собой обыкновенную дробь, где в числителе отображается значение номинальной мощности в киловаттах, а в знаменателе – класс напряжения в киловольтах.

Например, обозначение ТМ1000/1074 У1 указывает на три фазы, две обмотки и естественное масляное охлаждение. Значение номинальной мощности составляет 1000 кВА, класс напряжения – 10 кВ. Цифровое обозначение 74 соответствует году изготовления 1974. Агрегат может использоваться в умеренном климате с возможностью установки на открытом воздухе.

electric-220.ru

определение, назначение, классификацию, условные обозначения, конструкции.

Измерительные трансформаторы напряжения – это специальный понижаюжий трансформатор напряжения, предназначенный для измерения высоких значений напряжения ( выше 1 кВ) и осуществляющий гальваническое разделение цепей высокого напряжения от низковольтных измерительных приборов и реле. Благодаря трансформаторам можно применять приборы с небольшими стандартными номинальными значениями напряжения (например100 В) в высоковольтных цепях, по которым могут протекать большие токи. Измерительные трансформаторы напряжения работают в режиме, близком к холостому ходу, потому что ко вторичной обмотке трансформатора подключают приборы с относительно большим внутренним сопротивлением.

При измерениях в высоковольтных цепях трансформаторы обеспечивают безопасность обслуживания приборов, присоединенных к вторичным обмоткам. Это достигается за счет электрической изоляции (гальванического разделения) первичной и вторичной обмоток трансформаторов и заземления металлического корпуса и вторичной обмотки. При отсутствии заземления и повреждении изоляции между обмотками вторичная обмотка и подключенные к ней приборы окажутся под высоким потенциалом, что недопустимо

Измерительные трансформаторы состоят из двух изолированных друг от друга обмоток, помещенных на магнитопроводе: первичной с числом витков ω1 и вторичной с числом витков ω2 .

Схемы включения измерительных трансформаторов. а —трансформатора тока; 6 —трансформатора напряжения.

В трансформаторах напряжения первичное напряжение U1 больше вторичного U2,

поэтому у них ω1 > ω2. Обе обмотки выполняются из относительно тонкого провода (первичная — из более тонкого, чем вторичная). Вторичное номинальное напряжение U2ному стационарных трансформаторов составляет100и100/√3В при первичномноминальном напряжении U1ном до 750/√3 кВ.

По показаниям приборов, включенных во вторичные обмотки, можно определить значения измеряемых величин. Для трансформатора напряжения их показания надо умножить на действительные коэффициенты трансформации КU = U1/U2.

Магнитопроводы трансформаторов обычно изготовляют из лучших сортов кремнистой стали. Благодаря этому уменьшаются реактивные сопротивления Х1 и Х2, обусловленные соответственно потоками рассеяния первичной и вторичной обмоток трансформаторов, и, кроме того, уменьшаются ток холостого хода и потери в маг-иитопроводе.

Стационарные трансформаторы напряжения делятся на классы точности 0,2; 0,5; 1 и 3, а лабораторные - на классы 0,05, 0,1 и 0,2

Стационарные трансформаторы напряжения изготовляются на номинальные первичные напряжения до сотен киловольт при вторичном напряжении 150, 100 и 100/√3 В. Номинальные мощн о с т и с о с т а в л я ю т о т 5 д о 1200 ВА

По внешнему виду и устройству трансформаторы напряжения мало отличаются от силовых трансформаторов на небольшие мощности. Лабораторные трансформаторы чаще всего бывают переносными на несколько пределов измерения.

Для трехфазных цепей изготовляются трехфазные трансформаторы напряжения (рис 14.15). На трех стержнях магнитопровода располагаются три первичные и три вторичные обмотки. Первичные обмотки присоединяются к трехфазной цепи, к выводам вторичных обмоток присоединяются измерительные приборы

По виду охлаждения трансформаторы напряжения делятся на сухие (для напряжений до 3 кВ) и трансформаторы с заливкой маслом или изолирующей массой (для напряжений 3 кВ и выше).

Измерительные трансформаторы напряжения: схема замещения, принципы работы, векторная диаграмма, погрешности.

Схема замещения трансформатора напряжения.

Принцип дейстивия.

Переменное напряжение U1 от источника тока подается на одну из обмоток (первичную), преобразованное напряжениеU2 с выводов вторичной обмотки поступает на нагрузку (потребитель Zн).

В основе принципа преобразования напряжения в трансформаторе лежит явление электромагнитной индукции. При подаче напряжения на первичную обмотку протекающий в ее витках переменный ток i1 создает в сердечнике магнитный поток Ф.

Замыкаясь по сердечнику, этот поток индуцирует в первичной и вторичной обмотках переменные ЭДС (w1,w2), величины которых зависят от количества витков первичной (w1) и вторичной (w2) обмоток и скорости изменения этого магнитного потока (dФ/dt).

Векторная диаграмма.

Последовательность построения векторной диаграммы трансформатора напряжения от тока I2 во вторичной цепи до тока I1 в первичной цепи трансформатора такая же, как и в трансформаторе тока.

Векторы напряжений U2 на вторичной обмотке трансформатора и ЭДС Е2 находят на основании следующих уравнений:

где R и X - эквивалентные активное и реактивное сопротивления приборов во вторичной цепи; R2 и Х2 - активное сопротивление вторичной обмотки и его реактивное сопротивление, обусловленное потоком рассеяния.

Вектор первичного напряжения U1 получен путем сложения повернутого на 180° вектора ЭДС Е2 с напряжениями на активном сопротивлении R1 первичной обмотки трансформатора и его реактивном сопротивлении X1, обусловленном потоком рассеяния

Так как I1= I0 – I2, получаем:

14.3

Из 14.3 следует, что вектор первичного напряжения U1 не равен вектору вторичного напряжения U2, несмотря на то что было принято ω1= ω2. Отличие напряжений U1 и U2, а следовательно, погрешности напряжения γU и угловая δU зависят от токов I2 и I0 и сопротивлений обмоток трансформатора.

Наибольшее влияние на погрешности оказывает нагрузка во вторичной цепи трансформатора.

На рис. 14.14 приведены типичные графики погрешностей трансформатора напряжения с номинальной мощностью 50 В-А в зависимости от мощности во вторичной цепи при разных cos φ2, т. е. при разном характере нагрузки вторичной цепи. Начиная с некоторого значения мощности, погрешности непрерывно увеличиваются. Во вторичную цепь нужно включать такое количество приборов, чтобы потребляемая ими мощность не превышала номинальной мощности трансформатора, обычно указываемой на его щитке.

Рис. 14. 14. Зависимость погрешностей трансформатора напряжения от нагрузки при разных cos φ2.

5. Измерительные трансформаторы напряжения: особенности эксплуатации, примеры схем и расчётов.

Особенности работы трансформаторов напряжения регламентируются главой 1.5 Правил устройства электроустановок. Так, нагрузка вторичных обмоток измерительных трансформаторов, к которым присоединяются счетчики, не должна превышать номинальных значений. Сечение и длина проводов и кабелей в цепях напряжения расчетных счетчиков должны выбираться такими, чтобы потери напряжения в этих цепях составляли не более 0,25 % номинального напряжения при питании от трансформаторов напряжения класса точности 0,5 и не более 0,5 % при питании от трансформаторов напряжения класса точности 1,0. Для обеспечения этого требования допускается применение отдельных кабелей от трансформаторов напряжения до счетчиков. Потери напряжения от трансформаторов напряжения до счетчиков технического учета должны составлять не более 1,5 % номинального напряжения.

Особенности работы ТН в сетях с изолированной и заземлённой нейтралями

В сетях с заземлённой нейтралью при замыкании на землю напряжение повреждённой фазы около места замыкания уменьшается до нуля, вектор получается сложением векторов фазных напряжений (сложение фазных векторов, расположенных 120° относительно друг от друга) и следовательно напряжение возрастает до фазного напряжения.

В сетях с изолированной нейтралью при замыкании на землю все фазные напряжения (относительно нулевой точки) остаются без изменения, но относительно земли фазные напряжения увеличиваются до линейного, при этом трансформируясь во вторичную обмотку (при обязательном заземлении нулевой точки первичной обмотки ТН) они геометрически суммируются, при этом вектора этих напряжений расположены друг относительно друга на 60°, то , где , — напряжения неповреждённых фаз относительно земли. Поскольку напряжения неповреждённых фаз относительно земли увеличились до , то , то есть возрастает до утроенного значения фазного напряжения относительно нуля.

Исходя из вышеуказанных особенностей у ТН для работы в сетях с заземлённой нейтралью дополнительная обмотка выполняются на 100 В, а для сетей с изолированной нейтралью 100/3 В.

а) Схема включения измерительного трансформатора напряжения.

Рис. 2. Схема соединения двух однофазных трансформаторов напряжения в открытый треугольник

Рис. 3. Схема соединение трех однофазных трансформаторов напряжения в звезду

infopedia.su

Каталог товаров