Spændingstransformer

Spændingstransformator (VT) - en af varianterne af step-down transformer , designet til sikker spændingsmåling i højspændingsnetværk (over 1000V). VT'ens primære vikling er designet til den elektriske installations nominelle spænding, og spændingen på de sekundære viklinger er standardiseret, normalt 100V. Følgelig er viklingen af det tilsluttede voltmeter også designet til 100V, dog indikerer enhedens skala ikke den sekundære, men den primære spænding. Så for eksempel, hvis den målte spænding er 10.000V, så vælges en måletransformator, hvis transformationsforhold er 100. Dette eliminerer behovet for yderligere beregninger.

Spændingstransformatorer kan også anvendes i lavspændingsinstallationer (op til 1000V), til galvanisk isolering af måleinstrumentet fra lysnettet.

Sådan virker det

Måling af spændingstransformator i henhold til enheden og driftsprincippet adskiller sig lidt fra kraftnedgangstransformatoren. Den eneste forskel er, at VT'er er designet til meget lav effekt: den normale driftstilstand for målespændingstransformatoren er tomgangstilstand.

VT består af en stålkerne bestående af elektriske stålplader, en primær vikling og en eller to sekundære viklinger. Som et resultat af fremstillingen skal den krævede nøjagtighedsklasse opnås: i amplitude og vinkel. Trefasede spændingstransformatorer med tilbagetrukne nulklemmer er lavet på et magnetisk kredsløb med fem kerner, således at i tilfælde af kortslutning på højspændingssiden lukker den totale magnetiske flux langs kernestålet (ved kortslutning gennem luft, en stor strøm opstår, hvilket fører til overophedning af transformeren). Trefasede transformere med et magnetisk kredsløb med tre kerner, baseret på ovenstående årsager, har ikke eksterne nulklemmer og bruges ikke til at registrere "jordfejl". Jo mindre sekundærviklingen af spændingstransformatoren belastes (med andre ord, jo større modstand i sekundærviklingskredsløbet), er det faktiske transformationsforhold Kt tættere på den nominelle værdi. Dette er især vigtigt ved tilslutning af måleinstrumenter til det sekundære kredsløb, da transformationsforholdet påvirker målenøjagtigheden. Afhængigt af belastningen kan den samme spændingstransformator fungere i forskellige nøjagtighedsklasser: 0,5; en; 3.

Typer af spændingstransformatorer

Jordet spændingstransformator - en enfaset spændingstransformator, hvis den ene ende af primærviklingen skal være tæt jordet , eller en trefaset spændingstransformator, hvis nulpunkt i primærviklingen skal være tæt jordet (en transformer med svækket isolering af en af terminalerne er en enfaset ZNOM type VT eller trefaset NTMI type VT og US).
Ikke-jordet spændingstransformator - en spændingstransformator, hvor alle dele af primærviklingen, inklusive terminaler, er isoleret fra jord til et niveau svarende til spændingsklassen.
Kaskadespændingstransformator - en spændingstransformator, hvis primære vikling er opdelt i flere serieforbundne sektioner, hvorfra strømoverførslen til de sekundære viklinger udføres ved hjælp af tilslutnings- og udligningsviklinger. Den bruges i ultrahøjspændingsinstallationer (110kV og derover).
Kapacitiv spændingstransformator - en spændingstransformator, der indeholder en kapacitiv deler .
En to-vindet transformer er en spændingstransformator, der har en sekundær spændingsvikling.
En tre-vindet spændingstransformator er en spændingstransformator, der har to sekundære viklinger: hoved- og sekundærviklingen. De fleste VT'er er tre-vindede.
Optoelektronisk spændingstransformator - eksperimentel type VT; i modsætning til en konventionel (elektromagnetisk) spændingstransformator, fungerer den efter et andet fysisk princip. Designet til målinger i ultrahøjspændingsinstallationer (750 kV og mere), da elektromagnetiske spændingstransformatorer til så høje spændinger er for omfangsrige.

Ansøgning

Hvis der er flere sekundære viklinger i et trefaset system, er de vigtigste forbundet "i en stjerne", der danner fasespændingsudgange a , b , c og et fælles nulpunkt o , som skal jordes for at forhindre konsekvenserne af isolering nedbrud fra primærviklingen (i praksis er fasen oftest jordet " b " LV-viklinger af spændingstransformatoren). Yderligere viklinger er normalt forbundet i en åben deltaforbindelse for at styre nulsekvensspændingen. I normal tilstand er denne spænding i området 1-3 V på grund af fejlen i viklingerne, der stiger kraftigt i nødsituationer i højspændingskredsløb, hvilket gør det muligt nemt at tilslutte højhastighedsrelæbeskyttelse og automatiseringsenheder (f. kredsløb med isoleret neutral - normalt på et signal). For at registrere jorden i netværket er det nødvendigt at jorde nulklemmen på spændingstransformatorens HV-vikling (for passage af nulsekvensharmoniske).

Funktioner ved driften af spændingstransformatorer er reguleret af kapitel 1.5 i de elektriske installationsregler . Så belastningen af de sekundære viklinger af måletransformatorerne, som målerne er forbundet til, bør ikke overstige de nominelle værdier. Tværsnittet og længden af ledninger og kabler i afregningsmålernes spændingskredsløb bør vælges således, at spændingstabene i disse kredsløb ikke er mere end 0,25 % af den nominelle spænding, når de drives af spændingstransformatorer af nøjagtighedsklasse 0,5 og ikke mere end 0,5 %, når den drives af spændingstransformatorer af nøjagtighedsklasse 1,0. For at sikre dette krav er det tilladt at bruge separate kabler fra spændingstransformatorer til målere. Spændingstab fra spændingstransformatorer til regnskabstekniske målere bør ikke overstige 1,5 % af den nominelle spænding.

Funktioner ved TN-drift i netværk med isoleret og jordet neutral

I netværk med en jordet neutral, under en jordfejl, falder spændingen af den beskadigede fase nær fejlen til nul, vektoren opnås ved at tilføje fasespændingsvektorerne (tilsætning af fasevektorer placeret 120 ° i forhold til hinanden), og derfor stiger spændingen til fasespændingen. $3U_{0}$ $3U_{0}$

I netværk med en isoleret neutral, når en jordfejl opstår, forbliver alle fasespændinger (i forhold til nulpunktet) uændrede, men i forhold til jorden stiger fasespændingerne til lineære, mens de transformeres til sekundærviklingen (med obligatorisk jording af nulpunktet for VT'ens primære vikling) er de geometrisk opsummeret. I dette tilfælde er vektorerne af disse spændinger placeret ved 60 ° i forhold til hinanden, så , hvor , er spændingerne af ubeskadigede faser i forhold til jorden. Da spændingerne af de ubeskadigede faser i forhold til jorden er steget til , det vil sige, at den stiger til en tredobbelt værdi af fasespændingen i forhold til nul. $3U_{0}={\sqrt {3}}U_{b}={\sqrt {3}}U_{c}$ $U_{b}$ $U_{c}$ ${\sqrt {3}}$ $3U_{0}=3U_{f}$ $3U_{0}$

Baseret på ovenstående funktioner, for spændingstransformatorer til drift i netværk med en jordet neutral, udføres en ekstra vikling ved 100 V og for netværk med en isoleret neutral 100/3 V.

Fænomenet ferroresonans

Spændingstransformatorer i netværk med en isoleret neutral kan indgå i ferroresonans med parasitære kapacitanser af distributionsnetværk (dette uønskede fænomen er især typisk for kabelnetværk), hvilket kan føre til deres fejl. For at forhindre beskadigelse af spændingstransformatorer som følge af ferroresonans er der udviklet antiresonansspændingstransformatorer af typen NAMI(T).

Spændingstransformatorparametre

Følgende parametre er angivet på spændingstransformatorens mærkeplade :

Primær viklingsspænding.
Spændingen på hovedsekundærviklingen: for enfasede VT'er er 100 V, for trefasede er fasespændingen af sekundærviklingen 100/ V. $\sqrt{3}$
Spænding af ekstra sekundær vikling: til netværk med jordet neutral 100 V, til netværk med isoleret neutral 100/3 V.
Transformatorens nominelle effekt, i VA , i henhold til nøjagtighedsklassen.
Transformatorens maksimale effekt, i VA.
Kortslutningsspænding, i procent.

TN-betegnelser

Husspændingstransformatorer har følgende bogstavbetegnelser:

H - spændingstransformator;
T - trefaset;
O - enkeltfaset ;
C - tør;
M - olie;
K - kaskade eller med korrektion;
A - antiresonant;
F - i et porcelænshylster;
I - Isolationskontrol;
L - i et støbt epoxyhus ;
DE - med en kapacitiv spændingsdeler;
Z - med en jordet primærvikling.

Litteratur

V. N. Vavin Spændingstransformatorer og deres sekundære kredsløb M., "Energy", 1977

Kilder

GOST 18685-73. Strøm- og spændingstransformere. Begreber og definitioner
Regler for installation af elektriske installationer. Syvende udgave.

Se også

Transformer