Схеми включення трансформаторів напруги

В електроустановках залежно від призначення застосовуються трансформатори напруги з різними схемами з'єднання обмоток. У ланцюг первинної обмотки трансформатора напруги включаються запобіжники й токоограничивающие резистори для того, щоб у випадку несправності трансформатора він не виявився причиною аварії. Запобіжники, установлені у вторинному ланцюзі, служать для захисту трансформатора від можливих замикань у цьому ланцюзі. Для забезпечення безпеки при обслуговуванні трансформатора напруги один з виводів вторинної обмотки заземлюється при його установці.

На практиці широке застосування знайшли наступні схеми з'єднання однофазних трансформаторів напруги:

Для двухобмоточных трансформаторів напруги:

• схема з'єднання у відкритий трикутник, що застосовується для включення ваттметров, лічильників і регуляторів напруги;

• схема з'єднання зірка - із заземленням нейтралей первинної й вторинної обмоток;

Для трехобмоточных трансформаторів напруги - схема з'єднання первинної й основної вторинної обмоток зірка - зірка із заземленою нейтралью, а додаткової вторинної обмотки - розімкнутий трикутник, що служить для включення реле захисту від замикання на землю.

Трифазні трансформатори напруги мають наступні схеми з'єднання:

зірка - зірка із заземленням нейтрали вторинної обмотки (трансформатор напруги типу НТМК);

зірка - зірка для первинної й основної вторинної обмотки з виведеної нейтралью й розімкнутий трикутник для додаткової вторинної обмотки (трансформатор типу НТМИ).

Контроль ізоляції мережі

Для контролю стану ізоляції мережі з ізольованої нейтралью застосовуються трансформатори напруги типу НТМИ, ЗНОМ і НАМИ. У мережах з ефективно заземленої нейтралью для контролю стану ізоляції застосовуються трансформатори напруги типу НКФ.

Залежно від режиму нейтрали фазні напруги додаткової вторинної обмотки по напрузі холостого ходу будуть відрізнятися друг від друга. При нормальній роботі мережі напруга на затискачах пекло-хд, як видно з векторних діаграм, малюнок 3.4,б і малюнок 3.5,б, дорівнює нулю.

Практично через не симетрію магнітної системи й наявності вищих гармонік у магнітному потоці напруга на затискачах пекло – х_д буде становити при нормальному режимі кілька відсотків номінального.

При заземленні якої-небудь фази мережі напруга на затискачах розімкнутого трикутника повинне стати рівним 100 У.

Розглянемо процеси, що відбуваються в трансформаторі напруги при замиканні однієї з фаз на землю в мережі з ізольованої нейтралью й у мережі із заземленої нейтралью.

У випадку замикання, наприклад, фази В у мережі із заземленої нейтралью на землю, фаза В трансформатора напруги виявляється замкнутої накоротко й напругу на обмотках цієї фази й, зокрема на додатковій обмотці, зникне. Як видно з векторної діаграми, малюнок 3.4 в, на виводах розімкнутого трикутника пекло – х_д з'являється напруга, рівне геометричній сумі напруг фаз А и С, тобто рівне фазній напрузі фази, що замкнула.

Тому що напруга на затискачах розімкнутого трикутника при замиканні на землю повинне бути рівним 100 У, та й фазна напруга додаткової вторинної обмотки повинне бути теж рівним 100 У.

а - схема мережі; б - векторні діаграми напруг при нормальному режимі роботи мережі; в - векторні діаграми напруг при замиканні фази В на землю.

Малюнок 3.4 - Мережа із заземленої нейтралью

При замиканні на землю фази В у мережі з ізольованої нейтралью фаза В трансформатора напруги виявляється замкнутої накоротко, а фази А и С виявляються під повною лінійною напругою, малюнок 3.5, і індукція в стрижнях муздрамтеатрів цих фаз збільшується в раз. Нейтральна крапка 0 при цьому переміщається в крапку В и кут між векторами ОА й ОС стає рівним 60^про замість 120^про, як це було до замикання накоротко фази В. Кут між векторами діючих фаз А З розімкнутого трикутника стає рівним 120^про замість 60^о. Звідси треба, що напруга на затискачах розімкнутого трикутника збільшується в 3 рази. Але для того, щоб при замиканні якої-небудь фази на землю напруга реле захисту виявилося рівним 100 У, необхідно, щоб фазна напруга додаткової вторинної обмотки при нормальному режимі було рівним 100:3 У.

а - схема мережі; б - векторні діаграми напруг при нормальному режимі роботи мережі; в - векторні діаграми напруг при замиканні фази В на землю.

Малюнок 3.5 - Мережа з ізольованої нейтралью

Однофазне замикання в мережі із заземленої нейтралью являє собою важкий вид ушкодження й тому воно відключається релейним захистом.

Однофазні замикання на землю в мережі з ізольованої нейтралью є характерним видом ушкоджень, вони становлять 70 - 80 % всіх ушкоджень. Виникнення замикання на землю безпосередньо роботу споживачів не порушує, тому що трикутник междуфазных напруг залишається незмінним. Тому з однофазним замиканням на землю дана мережа, відповідно до ПУЭ, може працювати протягом часу, не більше 2 годин, достатнього для виявлення ушкодженого елемента мережі.

Контроль ізоляції в мережі з ізольованої нейтралью здійснюється за допомогою трьох вольтметрів, приєднаних до основної вторинної обмотки трансформаторів напруги типу НТМИ, НАМИ або ЗНОМ, малюнок 3.5. У нормальному режимі вольтметри контролю ізоляції показують фазну напругу. При металевому замиканні фази на землю вольтметр ушкодженої фази покаже нуль, а два інших вольтметри збільшать свої показання з фазного до лінійного значення.