Spänningstransformator

Spänningstransformator (VT) - en av varianterna av nedtrappningstransformator , designad för säker spänningsmätning i högspänningsnätverk (över 1000V). VT:ns primärlindning är utformad för den elektriska installationens märkspänning, och sekundärlindningarnas spänning är standardiserad, vanligtvis 100V. Följaktligen är lindningen av den anslutna voltmetern också utformad för 100V, men enhetens skala indikerar inte den sekundära utan den primära spänningen. Så, till exempel, om den uppmätta spänningen är 10 000V, väljs en mättransformator vars transformationsförhållande är 100. Detta eliminerar behovet av ytterligare beräkningar.

Spänningstransformatorer kan även användas i lågspänningsinstallationer (upp till 1000V), för galvanisk isolering av mätinstrumentet från elnätet.

Hur det fungerar

Mätning av spänningstransformator enligt enheten och funktionsprincipen skiljer sig lite från kraftnedgångstransformatorn. Den enda skillnaden är att VT är designade för mycket låg effekt: det normala driftsättet för mätspänningstransformatorn är viloläget.

VT består av en stålkärna som består av elektriska stålplåtar, en primärlindning och en eller två sekundärlindningar. Som ett resultat av tillverkningen måste den erforderliga noggrannhetsklassen uppnås: i amplitud och vinkel. Trefas spänningstransformatorer med indragna nollklämmor är gjorda på en femkärnig magnetkrets så att vid kortslutning på högspänningssidan sluter det totala magnetiska flödet längs kärnstålet (vid kortslutning genom luft, en stor ström uppstår, vilket leder till överhettning av transformatorn). Trefastransformatorer med en magnetisk trekärnig krets, baserat på ovanstående skäl, har inga externa nollklämmor och används inte för att registrera "jordfel". Ju mindre sekundärlindningen av spänningstransformatorn belastas (med andra ord, desto större resistans i sekundärlindningskretsen), är det faktiska transformationsförhållandet Kt närmare det nominella värdet. Detta är särskilt viktigt vid anslutning av mätinstrument till sekundärkretsen, eftersom transformationsförhållandet påverkar mätnoggrannheten. Beroende på belastningen kan samma spänningstransformator arbeta i olika noggrannhetsklasser: 0,5; ett; 3.

Typer av spänningstransformatorer

Jordad spänningstransformator - en enfas spänningstransformator, vars ena ände av primärlindningen måste vara tätt jordad , eller en trefas spänningstransformator, vars nolla på primärlindningen måste vara tätt jordad (en transformator med försvagad isolering på en av terminalerna är en enfas ZNOM typ VT eller trefas NTMI typ VT och US).
Icke-jordad spänningstransformator - en spänningstransformator där alla delar av primärlindningen, inklusive terminaler, är isolerade från jord till en nivå som motsvarar spänningsklassen.
Kaskadspänningstransformator - en spänningstransformator, vars primärlindning är uppdelad i flera seriekopplade sektioner, överföringen av kraft från vilken till sekundärlindningarna utförs med hjälp av anslutnings- och utjämningslindningar. Den används i ultrahögspänningsinstallationer (110kV och högre).
Kapacitiv spänningstransformator - en spänningstransformator som innehåller en kapacitiv delare .
En tvålindad transformator är en spänningstransformator som har en sekundär spänningslindning.
En trelindad spänningstransformator är en spänningstransformator som har två sekundärlindningar: huvudlindningen och sekundärlindningen. De flesta VT är trelindade.
Optoelektronisk spänningstransformator - experimentell typ VT; till skillnad från en konventionell (elektromagnetisk) spänningstransformator, fungerar den enligt en annan fysisk princip. Designad för mätningar i ultrahögspänningsinstallationer (750 kV och mer), eftersom elektromagnetiska spänningstransformatorer för så höga spänningar är för skrymmande.

Applikation

Om det finns flera sekundärlindningar i ett trefassystem, är de huvudsakliga anslutna "till en stjärna" och bildar fasspänningsutgångar a , b , c och en gemensam nollpunkt o , som måste jordas för att förhindra konsekvenserna av isolering genombrott från primärlindningen (i praktiken är fasen oftast jordad " b " LV-lindningar av spänningstransformatorn). Ytterligare lindningar är vanligtvis anslutna i en öppen deltakoppling för att styra nollsekvensspänningen. I normalt läge är denna spänning i intervallet 1-3 V på grund av felet i lindningarna, vilket kraftigt ökar i nödsituationer i högspänningskretsar, vilket gör det möjligt att enkelt ansluta höghastighetsreläskydd och automationsanordningar (för kretsar med isolerad noll - vanligtvis på en signal). För att registrera jorden i nätverket är det nödvändigt att jorda nollterminalen på spänningstransformatorns HV-lindning (för passage av nollsekvensövertoner).

Funktioner för driften av spänningstransformatorer regleras av kapitel 1.5 i de elektriska installationsreglerna . Så belastningen av sekundärlindningarna på mättransformatorerna som mätarna är anslutna till bör inte överstiga de nominella värdena. Tvärsnittet och längden på ledningar och kablar i spänningskretsarna för avräkningsmätare bör väljas så att spänningsförlusterna i dessa kretsar inte är mer än 0,25 % av märkspänningen när de drivs av spänningstransformatorer av noggrannhetsklass 0,5 och inte mer än 0,5 % när den drivs av spänningstransformatorer av noggrannhetsklass 1,0. För att säkerställa detta krav är det tillåtet att använda separata kablar från spänningstransformatorer till mätare. Spänningsförluster från spänningstransformatorer till redovisningstekniska mätare bör inte överstiga 1,5 % av märkspänningen.

Funktioner för TN-drift i nätverk med isolerad och jordad neutral

I nätverk med en jordad noll, under ett jordfel, minskar spänningen för den skadade fasen nära felet till noll, vektorn erhålls genom att lägga till fasspänningsvektorerna (tillägget av fasvektorer belägna 120 ° i förhållande till varandra), och därför ökar spänningen till fasspänningen. $3U_{0}$ $3U_{0}$

I nätverk med en isolerad nollpunkt, när ett jordfel uppstår, förblir alla fasspänningar (relativt nollpunkten) oförändrade, men i förhållande till marken ökar fasspänningarna till linjära medan de omvandlas till sekundärlindningen (med obligatorisk jordning av nollpunkten för VT:ns primärlindning) summeras de geometriskt. I det här fallet är vektorerna för dessa spänningar placerade vid 60 ° i förhållande till varandra, då , där , är spänningarna för oskadade faser i förhållande till marken. Eftersom spänningarna för de oskadade faserna i förhållande till marken har ökat till , det vill säga att den ökar till ett tredubbelt värde av fasspänningen i förhållande till noll. $3U_{0}={\sqrt {3}}U_{b}={\sqrt {3}}U_{c}$ $Du är}$ $U_{c}$ ${\sqrt {3}}$ $3U_{0}=3U_{f}$ $3U_{0}$

Baserat på ovanstående funktioner, för spänningstransformatorer för drift i nätverk med en jordad noll, utförs en extra lindning vid 100 V, och för nätverk med en isolerad noll 100/3 V.

Fenomenet ferroresonans

Spänningstransformatorer i nätverk med en isolerad noll kan gå in i ferroresonans med parasitiska kapacitanser hos distributionsnätverk (detta oönskade fenomen är särskilt typiskt för kabelnät), vilket kan leda till att de misslyckas. För att förhindra skador på spänningstransformatorer till följd av ferroresonans har antiresonansspänningstransformatorer av typen NAMI(T) utvecklats.

Spänningstransformatorparametrar

Följande parametrar anges på märkskylten för spänningstransformatorn:

Primärlindningsspänning.
Huvudsekundärlindningens spänning: för enfas VT är 100 V, för trefas är sekundärlindningens fasspänning 100/ V. $\sqrt{3}$
Spänning för ytterligare sekundärlindning: för nätverk med jordad noll 100 V, för nätverk med isolerad noll 100/3 V.
Transformatorns märkeffekt, i VA , enligt noggrannhetsklassen.
Transformatorns maximala effekt, i VA.
Kortslutningsspänning, i procent.

TN-beteckningar

Inhemska spänningstransformatorer har följande bokstavsbeteckningar:

H - spänningstransformator;
T - trefas;
O - enfas;
C - torr;
M - olja;
K - kaskad eller med korrigering;
A - antiresonant;
F - i ett porslinsfodral;
I - Isoleringskontroll;
L - i ett gjutet epoxihölje ;
DE - med en kapacitiv spänningsdelare;
Z - med jordad primärlindning.

Litteratur

V. N. Vavin Spänningstransformatorer och deras sekundära kretsar M., "Energy", 1977

Källor

GOST 18685-73. Ström- och spänningstransformatorer. Termer och definitioner
Regler för installation av elinstallationer. Sjunde upplagan.

Se även

Transformator