Pomôžte rozvoju stránky a zdieľajte článok s priateľmi!

Na prenos elektriny na veľké vzdialenosti sa napätie elektrického prúdu zvyšuje na státisíce voltov pomocou výkonových transformátorov. Keďže vysoké napätie je veľmi nebezpečné, prúd za znižovacím transformátorom sa používa na prevádzku elektrických spotrebičov. Po celej dĺžke vedenia na prenos energie však bolo nainštalovaných veľa ochranných zariadení. Na oddelenie napätí obvodov týchto zariadení od potenciálov elektrického vedenia sa používa napäťový transformátor (VT)

Tento typ prístroja sa často používa ako bezpečný spôsob pripojenia meracích prístrojov.Úlohou VT je previesť vysokonapäťové prúdy vo vedení (nad 6 kV) na bezpečnú úroveň. Použitie takýchto transformátorov znižuje náklady na prevádzku energetických systémov znížením nákladov na izoláciu zariadení pracujúcich v sieťach nízkeho napätia.

Dizajn a princíp fungovania

Štrukturálne sa HP príliš nelíši od iných typov konvertorov. Jeho zariadenie:

  • magnetické jadro laminované z elektrooceľových plechov;
  • primárna cievka;
  • jedno alebo dve sekundárne vinutia;
  • ochranný kryt (na vonkajšie konštrukcie).

Vzhľad a schematické znázornenie produktu nájdete na obr.1. Na obrázku je zariadenie s jedným (hlavným) sekundárnym vinutím. Niektoré modely majú prídavné sekundárne vinutie, ktoré je možné využiť napríklad na pripojenie meracích prístrojov.

Ryža. 1. Napäťový transformátor. Štruktúra

Upozorňujeme, že medzi svorkami primárneho vinutia a sekundárnymi cievkami nie je žiadne galvanické spojenie. Toto je hlavný rozdiel medzi prístrojovými transformátormi a konštrukciou konvenčného znižovacieho transformátora.

Ochranné kryty sú vyrobené z rôznych materiálov. V modeloch používaných na obsluhu vysokonapäťových vedení sa používajú dielektrika vyrobené z porcelánu (obr. 2),

Ryža. 2. TN pre 110 kV

Na chladenie vinutí takýchto vysokonapäťových jednotiek sa používajú špeciálne transformátorové oleje.

V sieťach stredného výkonu sa používajú modely s obalmi z epoxidovej živice (obr. 3).

Ryža. 3. VT vonkajší typ

Trojfázové VT s nulovými svorkami sú vyrobené na magnetickom obvode s piatimi tyčami.Táto konštrukcia chráni vinutia pred prehriatím, pretože v prípade jednofázových skratov v obvodoch vysokonapäťových vodičov je obvod vedení celkového magnetického toku v samotnom transformátore uzavretý pozdĺž jadrovej ocele.

Princíp činnosti sa tiež len málo líši od činnosti výkonového znižovacieho transformátora. Magnetický tok, ktorý sa vyskytuje v primárnej cievke, sa šíri pozdĺž magnetického obvodu, čo spôsobuje EMF napätie v sekundárnom vinutí. Hodnota napätia závisí od pomeru počtu závitov cievok. Keďže sekundárne vinutia pozostávajú z malého počtu závitov, výstupné napätie je tiež malé (zvyčajne nepresahuje 100 V).

Princíp činnosti HP je vysvetlený schémou na obrázku 4.

Ryža. 4. Princíp činnosti napäťového transformátora

Dôležitou úlohou pri výrobe transformátorov tohto typu je splnenie požiadaviek na dosiahnutie potrebných amplitúdových a uhlových parametrov sínusoidy, ktoré určujú príslušnú triedu presnosti: 0,5; 1; 3.V referenčných vzorkách sa používa trieda presnosti 0,2. Pri meracích prístrojoch je dôležité, aby trieda presnosti bola čo najvyššia. Čím je vyššia, tým menšia je chyba merania prístroja.

Presnosť parametrov prepočítaných striedavých prúdov závisí od zaťaženia. Čím vyššie je zaťaženie sekundárneho okruhu, tým väčšia je chyba napäťového transformátora (znížená trieda presnosti). Optimálne parametre napätia na výstupe transformátora sa dosahujú pri menovitom zaťažení. V tomto režime sa aktuálna účinnosť konverzie zvyšuje, keď sa blíži menovitému transformačnému pomeru.

Prevádzka HP je účinná pri nízkych menovitých výkonoch v sekundárnych okruhoch. Pre tieto zariadenia je dlhý nečinný stav normálny. Preto sa efektívne používajú v systémoch ochrany vedenia, ktoré sú väčšinu času v pohotovostnom režime a spotrebúvajú málo prúdu.

Odrody

Podľa konštrukcie a spôsobov pripojenia sú napäťové transformátory klasifikované nasledovne:

  • dvojvinutie VT (pozostáva z primárnej cievky a hlavného sekundárneho vinutia);
  • trojvinutie (má dve sekundárne vinutia. Jedno z nich je hlavné a druhé je doplnkové);
  • uzemnený (konštrukcia jednofázových VT, v ktorej jeden výstup primárneho vinutia smeruje k zemi. V modeloch trojfázových VT sú všetky neutrály pevne uzemnené);
  • ungrounded;
  • typ kaskádových transformátorov (kaskády sekcií tvoria primárne vinutie);
  • rodina kapacitných transformátorov, ktorých konštrukcia obsahuje prvky kapacitných deličov;
  • modely antirezonančných transformátorov (pozri obr. 5).
Ryža. 5. Model antirezonančnej VT

Môžete samostatne zvýrazniť nízkonapäťové konštrukcie, ktoré sa používajú v niektorých elektronických zariadeniach. Táto trieda elektronických transformátorov sa používa v prípadoch, keď sa v elektronických obvodoch vyžaduje izolácia, ktorá oddeľuje vysokonapäťové obvody od nízkonapäťových.

Rozlúštenie označenia

Na rozlíšenie rôznych modelov sa pre ne používa označenie písmenami:

  • Н - napäťový transformátor;
  • Т - trojfázový model;
  • О - jednofázové VT;
  • С - suché (chladené vzduchom);
  • M - olej;
  • А - antirezonančné modely;
  • К - kaskádové zariadenia;
  • Ф - typ porcelánového kufríka;
  • I - päťtyčový transformátor obsahujúci vinutie na kontrolu izolácie;
  • L - tvarovaný dizajn puzdier;
  • DE - kapacitné;
  • З - uzemnené (primárna cievka musí byť uzemnená).

Technické parametre

Základné informácie sú uvedené na typovom štítku napäťového transformátora.

Ryža. 6. Štítok transformátora

Technické parametre transformátorov:

  • hodnota napätia na vstupe primárnej fázy;
  • napätie na svorkách vinutia sekundárnej fázy;
  • účinky;
  • maximálne skratové napätia.

Dôležité informácie zahŕňajú parametre menovitého kmitočtu a triedu presnosti menovitého transformačného pomeru. Na niektorých modeloch výrobcovia špecifikujú uhlové chyby a tolerancie napätia.

Schémy zapojenia

Najjednoduchšia schéma zapojenia sa používa na obslužných miestach pre vedenia pod napätím 6 - 10 kV. Transformátory zapojené podľa tejto schémy sa používajú na zapnutie voltmetra a napájanie relé zariadenia ATS. Príklad takéhoto obvodu je znázornený na obr. 7.

Ryža. 7. Schéma zapojenia jednoduchého transformátora napätia

Obrázok 8 znázorňuje obvod používaný na zapnutie jednofázových transformátorov, aby sa do záťaží napájaných zo sekundárnych vinutí dodávalo bezpečné napätie. V tejto schéme sa používa skupina jednofázových transformátorov, ktorých cievky sú zapojené podľa hviezdicového princípu. Upozorňujeme, že primárne vinutia sú pripojené k pevne uzemnenému neutrálu.

Ryža. 8. Ďalší príklad schémy zapojenia

Tento obvod sa používa v sieťach 0,5 - 10 kV na pripojenie meracích prístrojov, meračov. Voltmetre používané na kontrolu izolácie sa zapájajú podobným spôsobom.

Obvod je účinný na príjem signálov indikujúcich jednofázové zemné poruchy. Existujú aj iné schémy pripojenia, najmä podľa typu pripojenia otvoreného trojuholníka. Zvláštnosťou takýchto schém je, že výkon skupiny dvoch HP je menší ako výkon troch zariadení pripojených podľa schémy plného trojuholníka nie 1,5-krát, ale √3-krát.

V niektorých obvodoch sa používa kombinované zapojenie vinutia. Na to je vhodné zapojenie do trojuholníka. Pri prevádzke takýchto obvodov je menovité napätie 173 V. Uvedený spôsob zapojenia sa používa v systémoch na reguláciu budenia vinutí generátorov a kompenzátorov.

Aplikácia

Hlavnou aplikáciou primárnych meničov napätia je napájanie vinutí meracích prístrojov a pripojenie ochranného relé v sieťach 380 V a vyšších. Transformátory umožňujú rozšíriť rozsahy merania a izolovať relé od vysokých medzifázových potenciálov. Zaradenie výstupov primárnych vinutí medzi fázu a zem umožňuje kalibrovať váhy prístroja s prihliadnutím na transformačný pomer, čo umožňuje riadiť primárne parametre elektrických vedení.

Zmena parametrov napätia v primárnych obvodoch ovplyvňuje správanie premenlivých magnetických tokov. Tieto poruchy sú fixované sekundárnymi vinutiami, ktoré reagujú zmenou amplitúdy prúdu a frekvencie kmitov.Signály sa posielajú do rôznych ochranných zariadení, ktoré automaticky vypínajú úseky vedení so skratmi a inými kritickými odchýlkami.

Súvisiace video

Použitá literatúra

  • Vavin V.N. "Napäťové transformátory a ich sekundárne obvody" 1977
  • Rozhkova L.D., Kozulin V.S. "Elektrické vybavenie staníc a rozvodní" 1987
  • A. G. Godzhello "Elektrické zariadenia" 2016

Pomôžte rozvoju stránky a zdieľajte článok s priateľmi!

Kategórie:

Elektrikár