Предназначением измерительных трансформаторов напряжения является обеспечение понижения высокого напряжения, которое в установке переменного тока подается на измерительный прибор и реле защиты и автоматики.

Назначение трансформаторов напряжения

Непосредственное включение высокого напряжения требует использования очень громоздких приборов и реле, так как необходимо их изготовление с высоковольтной изоляцией. Однако изготовить и применять такую аппаратуру практически невозможно, тем более при напряжении, которое равно и превышает 35 кВ. На выставочных композициях процесс описан довольно подробно.

При использовании измерительного трансформатора напряжения открывается возможность осуществлять измерение высокого напряжения, применяя любой стандартный измерительный прибор, у которого расширены пределы измерения, или обмотку реле, которая включается через трансформатор напряжения.

Более того, этот трансформатор обеспечивает хорошую безопасность обслуживания измерительных приборов и реле, изолируя (отделяя) их от высокого напряжения.

Кроме того, использование трансформатора напряжения в электроустановке с высоким напряжением характеризуется повышением точности электрических измерений, точности учета электроэнергии, а также надежностью действий систем релейной защиты и противоаварийной автоматики.

Из чего состоит измерительные трансформаторы напряжения

Принципы исполнения измерительного трансформатора аналогичны силовому понижающему трансформатору.

В составе измерительного трансформатора:

  • стальной сердечник (пластины листовой электротехнической стали),

  • первичная обмотка,

  • одна или две вторичные обмотки.

Измерительный трансформатор напряжения, включающий одну вторичную обмотку

При использовании трансформаторов напряжения, включающих одну вторичную обмотку, высокое напряжение U1 подают на первичную обмотку, а измерительные приборы включают на вторичную обмотку (напряжение U2).

Соотношением первичного и вторичного номинальных напряжений рассчитывают номинальный коэффициент трансформации: Кн = U1ном / U2ном.

При этом на корпус трансформаторов напряжения возле зажимов его обмоток наносят следующие обозначения: начало первичной обмотки обозначают большой буквой А, начало вторичной – маленькой буквой а, концы обмоток — соответственно большой буквой X и маленькой буквой х.

Измерительный трансформатор напряжения, включающий две вторичные обмотки

Трансформатор напряжения, в котором использованы две вторичные обмотки, применяется не только в измерительных приборах и реле, но и в устройстве сигнализации замыкания на землю при наличии в сети изолированной нейтрали и в устройстве защиты от замыкания на землю для сетей, имеющих заземленную нейтраль.

При таком типе трансформаторов напряжения выводы вторых (дополнительных) обмоток предназначены именно для сигнализаций или защит при замыканиях на землю. Принято эти выводы обозначать, как ад и хд.

Распространенные схемы включения измерительного трансформатора напряжения

Простейшую схему с одним однофазным трансформатором напряжения применяют для пусковых шкафов двигателей и для переключательных пунктов 6 - 10 кВ с целью включения вольтметров и реле напряжений устройств АВР. Они также представлены на выставке.

Три однофазных трансформатора напряжения с одной обмоткой, соединенных вместе согласно схеме «звезда-звезда», применяют при питании трехфазной вторичной цепи: измерительный прибор, счетчик и вольтметр, контролирующий изоляцию электроустановок 0,5 - 10 кВ, в которых используется изолированная нейтраль и неразветвленная сеть и где не требуется сигнализировать о возникновении однофазных замыканий на землю.

Для того чтобы эти вольтметры обнаруживали «землю», их включают на вторичные фазные напряжения, а нуль обмоток ВН заземляют. При этом вольтметры показывают величину первичного напряжения между фазами и землей.

Если же необходимо использовать трансформатор напряжения для питания измерительного прибора, счетчика и реле, которые включаются на междуфазное напряжение, то в этом случае включение осуществляют по схеме открытого треугольника. Такая схема обеспечит симметричное междуфазное напряжение при работе трансформатора напряжения для любого класса точности.

Следует отметить, что особенностью схем открытого треугольника является недоиспользованная мощность трансформатора. Ведь мощность группы, в которую входит два трансформатора, меньше мощности группы, включающей три трансформатора, которые соединены в полный треугольник, не в полтора раза, а в 3 раз.

В электроустановке 6–35 кВ для питания разветвленных вторичных цепей двумя и более трансформаторами напряжения используют другую схему.

Во вторичной цепи вместо предохранителя устанавливают двухполюсный автомат, во время срабатывания которого блок-контактом замыкается цепь сигнала «обрыв напряжения».

При этом вторичные обмотки заземляются на щите в фазе B и непосредственно у трансформаторов напряжения с помощью пробивного предохранителя.

При необходимости обеспечения питания устройства типа автоматическое регулирование возбуждения (АРВ) синхронного генератора и компенсатора трансформатор напряжения включают согласно схеме «треугольник-звезда». При этом повышение надежности работы АРВ обеспечивается отсутствием предохранителей во вторичных цепях (что допустимо ПУЭ для неразветвленной цепи напряжения).

Особенности и виды измерительных трансформаторов

Эти агрегаты предназначаются для использования в оборудовании с переменным током. Нужно это для того, чтобы выполнить изоляцию цепи, в которую подключены измерительные устройства, а также реле от сети с высоким напряжением. В противном варианте прикосновение к ним было бы опасным для жизни либо такие приборы имели бы очень сложную конструкцию.

Также, измерительные трансформаторы способны расширить предел измерения данных устройств измерения.

Измерительные трансформаторы бывают:

  • Трансформатор тока. Данные агрегаты выполняются двухобмоточного типа и представляют собой повышающий трансформатор. Исходная обмотка тут является проводом, который проходит сквозь магнитопровод. В электрическом оборудовании «ТТ» используют для осуществления питания токовых катушек устройств измерения. Обе обмотки намотаны на один сердечник. Первичная катушка подсоединяется последовательно, а вот к вторичной подключаются сами приборы. Если «ТТ» работает, то его вторичная обмотка обязательно должна быть с нагрузкой.

  • Трансформатор напряжения. Конструкция данных агрегатов схожа с силовыми трансформаторами. Первичная и вторичная обмотка тут объединена магнитной цепью, изготовленной из специального ферромагнитного материала. Оптимальный режим работы трансформаторов напряжения считается «режим холостого хода». Обусловлено это отсутствием возможности передавать мощность. Также, отличительной особенностью таких устройств является отсутствие фазового сигнала между напряжениями вторичной и первичной обмотки.

При использовании этих двух устройств можно примерять одно и то же измерительное оборудование, с помощью которого осуществляется контроль параметров тока и напряжения. Вторичная катушка «ТТ» и «ТН» необходимо заземлить. Это позволит уберечь измерительные приборы от случайного появления завышенного напряжения, способного возникнуть при аварийных ситуациях, таких как пробой изоляции и т.д.

Данные устройства классифицируются на конвертор тока в ток, тока в неэлектрическую величину (к примеру, световой поток) и тока в напряжение. К последнему типу относятся трансреакторы либо магнитные трансформаторы.

Вся измеренная данными агрегатами информация способна отображаться в аналоговом или дискретном виде.

Кроме всего этого, измерительные трансформаторы подразделяются согласно:

  • Способу монтажа. Сюда относятся проходные, встраиваемые и опорные агрегаты.

  • Виду установки. Работа на открытом воздухе, в помещении, встроенные в электрическое оборудование, установленные в специальные установки.

  • Согласно числу коэффициента трансформации (один или несколько).

  • Количеству ступеней трансформации. Измерительные трансформаторы могут быть каскадные либо одноступенчатые.

  • Виду первичной обмотки (один или много витков).

Сегодня в электрическом оборудовании напряжение способно достигать отметки в 750 кВ и даже больше. Ну а токи могут доходить до десяток кило Ампер. Для того чтобы их измерять, используют данные устройства, которые предназначаются для изоляции приборов и реле от цепей с высоким током или напряжением.

Также, эти агрегаты уменьшают напряжение и ток до тех величин, которые удобно измерить.

Благодаря измерительным трансформаторам тока и напряжения удаётся подсоединить амперметр, вольтметр, различные приборы релейной защиты, ваттметр, счётчики энергии.

Современные измерительные трансформаторы напряжения

Измерительные трансформаторы тока и напряжения, силовые агрегаты, электроприводы и электрические машины, преобразовательная техника и множество другого – всё это вы сможете посмотреть на выставке международного масштаба «Электрооборудование. Светотехника. Автоматизация зданий».

На выставке «Электро» вы найдёте самое современное оборудование и инновационные передовые технологии.

Ежегодно данная выставка представляет общественности самые передовые достижения в области электротехники. Знаковое мероприятие международного масштаба, которое посещают компании не только с нашей страны, но и из более 20 стран мира.

На выставке обязательно будут демонстрироваться современные измерительные трансформаторы напряжения и тока.


Читайте другие наши статьи:

Энергосбережение и повышении энергетической эффективности
Светильники промышленные настенные
Силовые трансформаторы