Transformátor napětí

Napěťový transformátor (VT) - jedna z odrůd snižovacího transformátoru , určená pro bezpečné měření napětí v sítích vysokého napětí (nad 1000V). Primární vinutí VT je dimenzováno na jmenovité napětí elektroinstalace a napětí sekundárních vinutí je normalizované, obvykle 100V. Podle toho je i vinutí připojeného voltmetru dimenzováno na 100V, nicméně stupnice přístroje udává nikoli sekundární, ale primární napětí. Je-li tedy např. naměřené napětí 10 000 V, pak se zvolí měřicí transformátor, jehož transformační poměr je 100. Tím odpadá nutnost dalších výpočtů.

Transformátory napětí lze použít i v nízkonapěťových instalacích (do 1000V), pro galvanické oddělení měřicího přístroje od sítě.

Jak to funguje

Měřicí transformátor napětí podle zařízení a principu činnosti se jen málo liší od výkonového snižovacího transformátoru. Jediný rozdíl je v tom, že VT jsou navrženy pro velmi nízký výkon: normální režim provozu měřicího transformátoru napětí je klidový režim.

VT se skládá z ocelového jádra vyrobeného z elektrotechnických ocelových plechů, primárního vinutí a jednoho nebo dvou sekundárních vinutí. V důsledku výroby musí být dosaženo požadované třídy přesnosti: v amplitudě a úhlu. Třífázové napěťové transformátory s vytaženými nulovými vývody jsou vyrobeny na pětižilovém magnetickém obvodu tak, že v případě zkratu na straně vysokého napětí se celkový magnetický tok uzavře podél ocelového jádra (při zkratu vzduchem dojde k velkému dojde k přehřátí transformátoru). Třífázové transformátory s třížilovým magnetickým obvodem na základě výše uvedených důvodů nemají vnější nulové svorky a neslouží k registraci „zemních poruch“. Čím méně je sekundární vinutí napěťového transformátoru zatíženo (jinými slovy, čím větší je odpor v obvodu sekundárního vinutí), skutečný transformační poměr Kt se blíží jmenovité hodnotě. To je zvláště důležité při připojení měřicích přístrojů k sekundárnímu okruhu, protože transformační poměr ovlivňuje přesnost měření. V závislosti na zatížení může stejný transformátor napětí pracovat v různých třídách přesnosti: 0,5; jeden; 3.

Typy napěťových transformátorů

Uzemněný napěťový transformátor - jednofázový napěťový transformátor, jehož jeden konec primárního vinutí musí být pevně uzemněn , nebo třífázový napěťový transformátor, jehož neutrál primárního vinutí musí být pevně uzemněn (transformátor s oslabenou izolací jedné ze svorek je jednofázový ZNOM typ VT nebo třífázový NTMI typ VT a US).
Neuzemněný transformátor napětí - transformátor napětí, ve kterém jsou všechny části primárního vinutí včetně svorek izolovány od země na úroveň odpovídající napěťové třídě.
Kaskádový napěťový transformátor - napěťový transformátor, jehož primární vinutí je rozděleno do několika sériově zapojených sekcí, z nichž přenos výkonu na sekundární vinutí se provádí pomocí spojovacích a vyrovnávacích vinutí. Používá se v instalacích ultravysokého napětí (110 kV a více).
Kapacitní transformátor napětí - transformátor napětí obsahující kapacitní dělič .
Dvouvinutý transformátor je napěťový transformátor, který má jedno sekundární napěťové vinutí.
Třívinutý transformátor napětí je transformátor napětí, který má dvě sekundární vinutí: hlavní a sekundární. Většina VT je třívinutí.
Optoelektronický transformátor napětí - experimentální typ VT; na rozdíl od běžného (elektromagnetického) transformátoru napětí pracuje na jiném fyzikálním principu. Navrženo pro měření v instalacích ultravysokého napětí (750 kV a více), protože elektromagnetické transformátory napětí pro tak vysoká napětí jsou příliš objemné.

Aplikace

Pokud je v třífázovém systému více sekundárních vinutí, jsou hlavní zapojena „do hvězdy“ a tvoří fázové napěťové výstupy a , b , c a společný nulový bod o , který musí být uzemněn, aby se předešlo následkům izolace. průraz od primárního vinutí (v praxi je fáze nejčastěji uzemněna " b " NN vinutí transformátoru napětí). Přídavná vinutí jsou obvykle zapojena do otevřeného trojúhelníkového zapojení pro řízení napětí nulové složky. V normálním režimu je toto napětí v rozsahu 1-3 V kvůli chybě vinutí, prudce se zvyšuje v nouzových situacích ve vysokonapěťových obvodech, což umožňuje snadné připojení vysokorychlostních reléových ochranných a automatizačních zařízení (např. obvody s izolovaným neutrálem - obvykle na signálu). Pro registraci země v síti je nutné uzemnit nulovou svorku vn vinutí napěťového transformátoru (pro průchod harmonických nulové složky).

Vlastnosti provozu napěťových transformátorů upravuje kapitola 1.5 Pravidel elektroinstalace . Zatížení sekundárních vinutí měřicích transformátorů, ke kterým jsou měřiče připojeny, by tedy nemělo překročit jmenovité hodnoty. Průřez a délka vodičů a kabelů v napěťových obvodech zúčtovacích měřičů by měla být volena tak, aby ztráty napětí v těchto obvodech nebyly větší než 0,25 % jmenovitého napětí při napájení z napěťových transformátorů třídy přesnosti 0,5 a větší než 0,5 % při napájení napěťovými transformátory třídy přesnosti 1,0. Pro zajištění tohoto požadavku je povoleno používat samostatné kabely od napěťových transformátorů k měřičům. Ztráty napětí z napěťových transformátorů do technických účetních měřičů by neměly překročit 1,5 % jmenovitého napětí.

Vlastnosti provozu TN v sítích s izolovaným a uzemněným neutrálem

V sítích s uzemněným neutrálem se během zemního spojení napětí poškozené fáze v blízkosti poruchy sníží na nulu, vektor se získá sečtením vektorů fázového napětí (sčítání fázových vektorů umístěných vůči sobě o 120 °), a proto se napětí zvyšuje na fázové napětí. $3U_{0}$ $3U_{0}$

V sítích s izolovaným neutrálem, když dojde k zemnímu spojení, všechna fázová napětí (vzhledem k nulovému bodu) zůstanou nezměněna, ale vzhledem k zemi se fázová napětí zvýší na lineární, zatímco se transformují na sekundární vinutí (s povinným uzemněním nulový bod primárního vinutí VT) jsou geometricky sečteny. V tomto případě jsou vektory těchto napětí vůči sobě umístěny v úhlu 60°, pak , kde , jsou napětí nepoškozených fází vzhledem k zemi. Protože napětí nepoškozených fází vůči zemi vzrostlo na , tedy , to znamená, že vzroste na trojnásobek hodnoty fázového napětí vzhledem k nule. $3U_{0}={\sqrt {3}}U_{b}={\sqrt {3}}U_{c}$ $U_{b}$ $Vidíš}$ ${\sqrt {3}}$ $3U_{0}=3U_{f}$ $3U_{0}$

Na základě výše uvedených vlastností se pro napěťové transformátory pro provoz v sítích s uzemněným neutrálem provádí přídavné vinutí při 100 V a pro sítě s izolovaným neutrálem 100/3 V.

Fenomén ferrorezonance

Napěťové transformátory v sítích s izolovaným neutrálem mohou vstupovat do ferorezonance s parazitními kapacitami distribučních sítí (tento nežádoucí jev je typický zejména pro kabelové sítě), což může vést k jejich poruše. Aby se zabránilo poškození napěťových transformátorů v důsledku ferorezonance, byly vyvinuty antirezonanční napěťové transformátory typu NAMI(T).

Parametry transformátoru napětí

Na typovém štítku napěťového transformátoru jsou uvedeny následující parametry:

Napětí primárního vinutí.
Napětí hlavního sekundárního vinutí: u jednofázových VT je 100 V, u třífázového je fázové napětí sekundárního vinutí 100/ V . $\sqrt{3}$
Napětí přídavného sekundárního vinutí: pro sítě s uzemněným neutrálem 100 V, pro sítě s izolovaným neutrálem 100/3 V.
Jmenovitý výkon transformátoru ve VA podle třídy přesnosti.
Maximální výkon transformátoru ve VA.
Zkratové napětí v procentech.

Označení TN

Transformátory domácího napětí mají následující písmenná označení:

H - transformátor napětí;
T - třífázový;
O - jednofázové ;
C - suché;
M - olej;
K - kaskáda nebo s korekcí;
A - antirezonanční;
F - v porcelánovém pouzdře;
I - Kontrola izolace;
L - v litém epoxidovém pouzdře ;
DE - s kapacitním děličem napětí;
Z - s uzemněným primárním vinutím.

Literatura

V. N. Vavin Transformátory napětí a jejich sekundární obvody M., "Energy", 1977

Zdroje

GOST 18685-73. Transformátory proudu a napětí. Termíny a definice
Pravidla pro instalaci elektroinstalace. Sedmé vydání.

Viz také

Transformátor