Министерствовысшего профессионального образования.
Самарский ГосударственныйТехнический Университет.
Кафедра: «ЭПП»
Реферат
по предмету ПЭЭ
Измерительные трансформаторы напряжения
Работувыполнил:
студентIII-ЭТ-10
ЛомакинС. В.
Проверил:ДашковВ. М.
Самара 2003г.Измерительныетрансформаторы напряжения.
а)Общиесведения и схемы соединения
Трансформатор напряжения предназначен дляпонижения высокого напряжения до стандартного значения 100 или 100/Ö3В и для отделения цепей измерения и релейной защиты от первичных цепей высокогонапряжения. Схема включения однофазного трансформаторанапряжения показана на рис. 1; первичная обмотка включена на напряжение сети U1, а ковторичной обмотке (напряжение U2) присоединеныпараллельно катушке измерительных приборов и реле. Для безопасностиобслуживания один выход вторичной обмотки заземлен. ТН в отличие оттрансформатора тока работает в режиме, близкому к ХХ, т.к. сопротивлениепараллельных катушек приборов и реле большое, а ток, потребляемыйими, не велик. Рис.1 Схема включения трансформаторанапряжения: 1- 2- 3-
Номинальный коэффициент трансформации определяется следующим выражением:
где U1ном, U2ном –номинальные первичное и вторичное напряжение соответственно.
Рассеяниемагнитного потока и потери в сердечнике приводят к погрешности измерения
´100
Так же как итрансформаторах тока, вектор вторичного напряжения сдвинут относительно векторапервичного напряжения не точно на угол 1800. Это определяет угловуюпогрешность.
В зависимостиот номинальной погрешности различают классы точности 0,2; 0,5; 1; 3.
Погрешностьзависит от конструкции магнитопровода, магнитной проницаемости стали и от cos j вторичной нагрузки. В конструкциитрансформаторов напряжения предусматривается компенсация погрешности понапряжению путем некоторого уменьшения числа витков первичной обмотки, а такжекомпенсация угловой погрешности за счет специальных компенсирующих обмоток.
Суммарноепотребление обмоток измерительных приборов и реле,
подключенных ко вторичной обмотке ТН, не должно превышатьноминальную мощность ТН, т.к. в противном случае это приведет к увеличениюпогрешностей.
В зависимостиот назначения могут применятся ТН с различными схемами соединения обмоток. Дляизмерения трех междуфазных напряжений можно использовать два однофазныхдвухобмоточных трансформатора НОМ, НОС, НОЛ, соединенных по схеме открытоготреугольника ( рис. 2, а), а также трехфазный двухобмоточный трансформаторНТМК, обмотки которого соединены в звезду (рис.2, б). Для измерения напряженияотносительно земли могут применяться 3 однофазных трансформатора, соединенныхпо схеме Y0/Y0,или трехфазный трехобмоточный трансформатор НТМИ (рис.2, в). В последнем случаеобмотка, соединенная в звезду, используется для присоединения измерительныхприборов, а к обмотке, соединенной в разомкнутый треугольник, присоединяетсяреле защиты от замыканий на землю. Таким же образом в трехфазную группу соединяютсяоднофазные трехобмоточные трансформаторы типа ЗНОМ и каскадные трансформаторыНКФ.
Рис. 2. Схемы соединения обмоток трансформаторовнапряжения.
б) Конструкции трансформаторов напряжения
По конструкцииразличают трехфазные и однофазные трансформаторы. Трехфазные трансформаторынапряжения применяются при напряжении до 18 кВ, однофазные – на любыенапряжения. По типу изоляции трансформаторы могут быть сухими, масляными и слитой изоляцией.
Обмотки сухихтрансформаторов выполняются проводом ПЭЛ а изоляцией между обмотками служитэлетрокартон. Такие трансформаторы применяются в установках до 1000 В (НОС-0,5-трансформатор напряжения однофазный, сухой, на 0,5 кВ).
Трансформаторынапряжения с масляной изоляцией применяются на напряжение 6-1150 кВзакрытых и открытых РУ. В таких трансформаторах обмотки и магнитопровод залитымаслом, которое служит для изоляции и охлаждения. Следует отличать однофазныедвухобмоточные трансформаторы НОМ-6, НОМ-10, НОМ-15, НОМ-35 от однофазныхтрехобмоточных ЗНОМ-15, ЗНОМ-20,ЗНОМ-35.
Схема обмоток первых показана на рис.3, а.Такиетрансформаторы имеют два ввода ВН и два ввода НН, их можно соединить по схемамоткрытого треугольника, звезды, треугольника. У трансформаторов второго типа(рис.3, б) один конец обмотки ВН заземлен, единственный ввод ВН расположен накрышке, а вводы НН – на боковой стенке. Обмотка ВН рассчитана на фазноенапряжение, основная обмотка НН –на100/Ö3В, дополнительная обмотка – на 100/3 В. Такие трансформаторы называются заземляемыми и соединяются посхеме, показанной на рис. 2, в.
Рис.3. Трансформаторынапряжения однофазные масляные: а- НОМ-35; б- ЗНОМ-35; 1- ввод ВН; 2- коробка вводов НН; 3- бак.
Рис. 4. Установкатрансформатора напряжения ЗНОМ-20 в комплектном токопроводе.
Трансформаторы типов ЗНОМ-15, ЗНОМ-20, ЗНОМ-24устанавливаются в комплектных шинопроводах мощных генераторов.Для уменьшенияпотерь от намагничивания их баки выполняются из немагнитний стали.
На рисунке 3показана установка такого трансформатора в комплектном токопроводе.Трансформатор с помощью ножевого контакта 3, расположенного на вводеВН,присоединяется к пружинящим контактам, закреплённым на токопроводе1, закрытомэкраном 2. К патрубку 5 со смотровыми люками 4 болтами 6 прикреплена крышкатрансформатора. Таким образом, ввод ВН трансформатора находится в закрытомотростке экрана токопровода. Зажимы обмоток НН выведены на боковую стенку бакаи закрываются отдельным кожухом.
Трехфазныемасляные трансформаторы типа НТМИ имеют пятистержневой магнитопровод и триобмотки, соединенные по схеме, показанной на рисунке 2, в. Такие трансформаторыпредназначены для присоединения приборов контроля изоляции.
Все шире применяютсятрансформаторы напряжения с литой изоляцией. Заземляемые трансформаторынапряжения ЗНОЛ-06 имеют пять исполнений по номинальному напряжению: 6, 10,15,20 и 24 кВ. Магнитопровод в них ленточный, разрезной, С-образный, что позволилоувеличить класс точности до 0,2. Такие трансформаторы имеют небольшую массу,могут устанавливаться в любом положении, пожаробезопасны. ТрансформаторыЗНОЛ-06 предназначены для установки в КРУ и комплектных токопроводах вместомасляных трансформаторов НТМИ и ЗНОМ, а трансформаторы серии НОЛ.08 – длязамены НОМ-6 и НОМ-10.
На рис. 5. показан однофазныйдвухобмоточный трансформатор снезаземленными выводами типа НОЛ.08-6 на 6 кВ. Трансформатор представляет собойлитой блок, в который залиты обмотки и магнитопровод. Выводы первичной обмоткиА, Х, выводы вторичной обмотки расположены Рис.5. Трансформатор напряжения напереднем торце трансформатора НОЛ.08-6.
и закрыты крышкой.
В установках110 кВ и выше применяются трансформаторы напряжения каскадного типа НКФ. В этих трансформаторах обмотка ВНравномерно распределяется по нескольким магнитопрводам, благодаря чемуоблегчается ее изоляция. Трансформатор НКФ-110 (рис.6) имеет двухстержневоймагнитопровод, на каждом стержне которого расположена обмотка ВН, рассчитанныена Uф/2.
Т.к. общая точка обмотки ВН соединена с магнитопроводом, тоон по отношению к земле находится под потенциалом Uф/2. Обмотки ВН изолируютсяот магнитопровода также на Uф/2.Обмотки НН (основная и дополнительная) намотаны на нижнем стержнемагнитопровода. Для равномерного распоределения нагрузки по обмоткам ВН служитобмотка связи П. Такой блок, состоящий из магнитопровода и обмоток, помещаетсяв фарфоровую рубашку и заливается маслом. Трансформаторы напряжения (TV) на 220 кВ состоят из двух блоков,установленных один над другим, т.е. имеют два магнитопровода и четыре ступеникаскадной обмотки ВН с изоляцией на Uф/4. Трансформаторы напряжения НКФ-330 и НКФ-500соответственно имеют четыре блока, т.е. 6 и 8 ступеней обмотки ВН. Чем большекаскадов обмотки, тем больше их активное и реактивное сопротивление, возрастаютпогрешности и поэтому трансформаторы НКФ 330 и НКФ-500 выпускаются только вклассах точности 1 и 3. Кроме того, чем выше напряжение тем сложнее конструкциятрансформаторов напряжения, поэтому в установках 500 кВ и выше применяютсятрансформаторные устройства с емкостным отбором мощности, присоединенные кконденсаторам высокочастотной связи С1 с помощью конденсатора отбора мощностиС2 (рис.6). Напряжение, снимаемое с С2(10-15 кВ), подается на трансформатор TV, имеющий две вторичные обмотки, которые соединяются по такойже схеме, как и у трансформаторов НКФ или ЗНОМ. Для увеличения точности работыв цепь его первичной обмотки включен дроссель L, с помощью которого контур отбора напряжения настраивается в резонанс сконденсатором С2. Дроссель Lи трансформатор TVвстраиваются в общий бак и заливаются маслом. Заградитель ЗВ не пропускает токивысокой частоты в трансформатор напряжения. Фильтр присоединения Z предназначен дляподключения высокочастотных постов защиты, Такое устройство получило названиеемкостного трансформатора напряжения НДЕ. На рис 6, б показана установка НДЕ-500-72.
При надлежащемвыборе всех элементов и настройке схемы устройство НДЕ может быть выполнено накласс точности 0,5 и выше. Для установок 750 и 1150 кВ применяетсятрансформаторы НДЕ-750 и НДЕ-1150.
Рис. 6трансформатор напряжения НДЕ:
а)схема
б)установка НДЕ-500-72:
1- делитель
2- разъединитель
3- трансформатор напряжения и дроссель
4- заградитель высокочастотный
5- разрядник
6- привод
в) Выбор трансформаторовнапряжения
Трансформаторы напряжениявыбираются:
по напряжению установки
Uуст£Uном;
по конструкции и схемесоединения обмоток;
по классу точности;
по вторичной нагрузке
S2å£Sном,
где Sном — номинальная мощность ввыбранном классе точности, при этом следует иметь в виду, что для однофазныхтрансформаторов, соединенных в звезду, следует взять суммарную мощность всехтрех фаз, а для соединенных по схеме открытого треугольника - удвоенную мощность одного трансформатора;
S2å — нагрузка всех измерительных приборов и реле, присоединенных к трансформаторунапряжения, В·А.
Дляупрощения расчетов нагрузку можно не разделять по фазам, тогда
Есливторичная нагрузка превышает номинальную мощность в выбранном классе точности, то устанавливают второй трансформатор напряжения и часть приборов присоединяютк нему.
Сечениепроводов в цепях трансформаторов напряжения определяются по допустимой потеренапряжения. Согласно ПУЭ потеря напряжения от трансформаторов напряжения дорасчетных счетчиков должна быть не более 1.5% при нормальной нагрузке.