Инструкция по проверке трансформаторов напряжения

ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О ТН

1. Точность работы ТН
1.1. Точность работы ТН оценивается по их погрешностям.

1.2. Погрешности по напряжению и по углу характеризуются отличием вектора вторичного напряжения от вектора первичного, возникающим из-за падений напряжения в активном и индуктивном сопротивлениях обмоток трансформатора напряжения и несовпадения этих падении напряжения по фазе с напряжениями обмоток.

Погрешность по напряжению, согласно ГОСТ на трансформаторы напряжения, выражается в процентах и определяется по формуле

(П - I)

где - номинальный коэффициент трансформации (равен отношению номинального первичного напряжения к номинальному вторичному напряжению);

- 61 -

- напряжение, приложенное к зажимам первичной обмотки;

- напряжение на зажимах вторичной обмотки.

Угловая погрешность представляет собой угол между векторами вторичного и первичного напряжения, выраженный в минутах. Если вектор вторичного напряжения опережает вектор первичного, угловая погрешность считается положительной, а если вектор вторичного напряжения отстает от вектора первичного, то - отрицательной.

Погрешности ТН повышаются при увеличении его нагрузки, так как при этом возрастает падение напряжения на сопротивлении первичной и вторичной обмоток. Чем больше нагрузка и сопротивление обмоток, тем больше погрешности.

Отсюда следует, что ограничение мощности нагрузки, подключаемой к ТН, ограничивает и его погрешности.

Для снижения погрешности на многих типах трансформаторов напряжения применяется коррекция напряжения (отмотка нескольких витков первичной обмотки), чем компенсируется уменьшение напряжения при работе ТН на вторичную нагрузку.

Кроме коррекции напряжения применяется и угловая коррекция, возможная только на трехфазных ТН. Она осуществляется смещением на фазе напряжений первичных обмоток, для чего используются компенсационные обмотки, расположенные на стержнях других фаз магнитопровода.

1.3. Для трансформаторов напряжения в соответствии с ГОСТ устанавливаются классы точности, определяющие предельно допустимые погрешности, приведенные в табл.П.1.
Т а б л и ц а П.1

Предельно допустимые погрешности трансформаторов напряжения

Класс	Погрешность
точности	по напр.	угловая, мин
0,2	0,2	10
0,5	0,5	20
I	I	40
3	3	Не нормирует.

- 62 -

Значение погрешностей трансформаторов напряжения не должны превышать указанных в табл.П.1 при:

- частоте 50 Гц;

- значениях первичного напряжении от 0,8 до 1,2 ;

- отдаваемой вторичной обмоткой мощности (при коэффициенте мощности, равном 0,8)

от 0,25до

где номинальное первичное напряжение трансформатора;

номинальная мощность трансформатора.

Номинальная мощность трансформатора напряжения согласно ГОСТ устанавливается для каждого класса точности.

Кроме номинальной мощности для каждого ТН устанавливается максимальная мощность, при которой он может длительно работать без перегрева, но вне классов точности.

2. Потери напряжения во вторичных цепях ТН 2.1. Потери напряжения (в процентах) определяются по формуле

(П.2)

где - напряжение на выводах вторичной обмотки ТН;

- напряжение на реле или на измерительных приборах.

Потери напряжения возникают вследствие падения напряжения в сопротивлении проводов. На рис.П.1 падение напряжения -во вторичной цепи показано совпадающим по фазе с током нагрузки , так как значение индуктивного сопротивления этой цепи обычно незначительно и может не приниматься во внимание.

2.2. Падение напряжения в сопротивлении вторичных цепей создает дополнительные погрешности, понижающие точность работы измерительных приборов и реле. При этом дополнительная погрешность по напряжению всегда отрицательна и равна потерям напряжения, а дополнительная угловая погрешность равна углу между векторами и (см.рис.П.1).

2.3. Значение потерь напряжения во вторичных цепях ТН зависит от cos У его нагрузки.

- 63 -

При cosУ= I потери напряжения равны падению напряжения и дополнительная угловая погрешность отсутствует. При меньших значениях cosY и неизменном падении напряжения потери напряжения уменьшаются и появляется угловая погрешность.



Поскольку в реальных условиях cos У может быть близок к I, при определении сечения проводов по допустимым потерям напряжения последние принимаются равными падению напряжения.

Наименьшее значение потерь напряжения и наибольшая угловая погрешность будут при cosY= 0. При этом, если падение напряжения равно 3%, потери напряжения составят лишь 0,5%, а дополнительная угловая погрешность - '.

3. Особенности конструктивного выполнения ТН

Трансформаторы с номинальным первичным напряжением до 18 кВ изготовляются как однофазными, так и трехфазными, на более высокие номинальные напряжения - только однофазными.

Трехфазные ТН выпускаются в двух исполнениях: двухобмоточные трехстержневые и трехобмоточные пятистержневые (риc.П.2).

Трехфазные трехстержневые ТН предназначены для питания электроизмерительных приборов и релейной защиты и имеют группу соединения Y/Yн - 0.

Изоляция их первичных обмоток рассчитана на междуфазное напряжение, которое может быть к ней длительно приложено в условиях однофазного замыкания на землю в прилежащей сети.

Трехстержневые ТН не могут использоваться для устройств контроля изоляции, поскольку необходимое в этом случае заземление нулевой точки их первичной обмотки недопустимо из-за большого магнитного сопротивления для магнитных потоков нулевой последовательности, возникающих в режиме однофазного замыкания яа землю. В трехстержневом сердечнике отсутствует замкнутый контур для указанных магнитных потоков и они могут замыкаться только

г)

через стенки бака. Возникающие при этом большие намагничивающие токи создают недопустимый перегрев обмоток трансформатора. Поэтому нулевая точка первичной обмотки у трехстержневых трансформаторов не выводятся и первичные и вторичные обмотки выполняются на фазное напряжение.

Трехфазные трехстержневые ТН типа НТС выпускаются без компенсации угловой погрешности, а типа HТMK имеют компенсационные обмотки для коррекции отрицательной угловой погрешности. Эти компенсационные обмотки с небольшим числом витков (примерно в 250 раз меньше, чем у основных первичных обмоток) включены последовательно в каждую фазу первичной обмотки со стороны нуля(см. рис. П 2,в)

- 65 -

При этом компенсационные обмотки расположены на стержнях других фаз. Таким образом, первичная обмотка имеет схему зигзага с неравными плечами, за счет чего вектор напряжения первичной обмотки смещается относительно вектора напряжения сети на угол коррекции (порядка 10-15'). Это показано на рис.П.2,в где векторы напряжения сети Uа , Uв, Uс, являющиеся суммой напряжений основных и компенсационных обмоток, опережают векторы напряжений первичных обмоток на угол компенсации . Так как векторы напряжений вторичных обмоток при положительной угловой погрешности тоже опережают векторы напряжении первичных обмоток, они приближаются к векторам напряжений сети и угловая погрешность уменьшается.

При необходимости осуществления отрицательной компенсации (например, при емкостном характере вторичной нагрузки) достаточно изменить чередование фаз, подведенных к первичной обмотке этого трансформатора (например, поменять местами фазы В и С ).

При неправильном чередовании фаз компенсационные обмотки будут увеличивать, а не уменьшать угловую погрешность.

У пятистержневьк трансформаторов типа HТМИ обмотки расположены на трех стержнях сердечника (см. рис .П.2,г). Свободные от обмоток крайние стержни предназначены для замыкания магнитных потоков нулевой последовательности.

Эти трансформаторы напряжения имеют группу соединения Ун/Ун-0. Нулевые точки первичной и вторичной обмоток, соединенных в звезду, выведены. Обмотки и их изоляция рассчитаны на междуфазное напряжение. Третья обмотка, соединенная в разомкнутый треугольник, является фильтром напряжения нулевой последовательности и предназначена для питания зашиты и сигнализации от замыканий на землю. Схема соединений трансформатора типа НTMИ показана на рис.П.2,г .

Для получения напряжения нулевой последовательности необходимо заземлять нулевую точку первичной обмотки. При этом допустима работа ТН не менее 8 ч в условиях замыкания на землю при первичном междуфазном напряжении до 1,1 Uном.

- 66 -

Однофазные ТН выполняются как двухобмоточными, так и трехобмоточными. Двухобмоточные трансформаторы типов НОС, НОМ и НОЛ предназначены для включения на междуфазное напряжение в сети с изолированной нейтралью, изоляция обмотки ВН по отношению к корпусу рассчитана на междуфазное напряжение. Дополнительную третью обмотку, предназначенную для соединения по схеме разомкнутого треугольника, имеют трансформаторы типов ЗНОЛ, ЗНОМ, НКФ и НДЕ-500, НДЕ-750.

Дополнительная обмотка однофазного трансформатора при нагрузке на основной вторичной обмотке, соответствующей классу 1, должна удовлетворять требованиям класса точности 3.

Трансформаторы напряжения типов ЗНОЛ и ЗНОМ для сети с изолированной нейтралью так же, как трехфазные типа НТМИ, могут находиться под междуфазным напряжением до 1,1Uном не менее 8 ч, несмотря на то, что их высоковольтные обмотки имеют фазное номинальное напряжение.

У ТН, предназначенных для сетей с большим током замыкания на землю, работающих с глухозаземленными нейтралями (например, сети напряжением 110 кВ и выше), дополнительные вторичные обмотки, соединяемые в разомкнутый треугольник, выполняются на номинальное напряжение 100 В (с коэффициентом трансформации ), а у трансформаторов, выпускаемых для сетей с малым током замыкания на землю, имеющих изолированную нейтраль (например, сети 35 кВ и ниже), - на

При металлическом однофазном замыкании на землю, когда напряжение поврежденной фазы равно нулю, напряжение 3Uо на paзомкнутом треугольнике у тех и других трансформаторов будет равно 100 В, если в сети с заземленной нейтралью напряжения двух неповрежденных фаз равны номинальному напряжению трансформатора и их векторы сдвинуты один по отношению к другому на угол 120°, а в сети с изолированной нейтралью линейные напряжения симметричны и равны трансформатора.

В указанных условиях отклонение напряжения 3Uо от 100 В не должно превышать % если основная вторичная обмотка включена на номинальную нагрузку, соответствующую