3.3. Трансформаторы напряжения
В релейной защите ИП напряжения предназначаются для передачи информации о напряжении на защищаемом элементе в исполняющий орган защиты. Электромагнитные трансформаторы напряжения (ТН) выполняются с замкнутым магнитопроводом из электротехнической стали. К первичной обмотке такого ТН подводится измеряемое напряжение, примерно пропорциональное первичному.
3.3.1.Принцип действия
Принцип
действия проиллюстрирован на рис. 4.7 (
– несколько тысяч витков,
– сотни витков). По принципу действия
ТН аналогичны силовым трансформаторам.
Их первичные обмотки включаются на
полное напряжение сети. Приборы,
питающиеся от вторичной обмотки,
присоединяются к ней параллельно.
Коэффициент
трансформации:
.
Он указывается в паспорте дробно,
например, 6000/100 (через отношение линейных
напряжений).
Номинальное
напряжение вторичной обмотки подбирается
так, чтобы в рассмотренном режиме
линейное напряжение на выходе было 100
В. Поэтому фазное напряжение обмотки
может быть
.
Маркировка для однофазных ТН – АХ ах (см. рис. 4.7), часто ТН имеет дополнительную обмотку адхд,, т.е. в этом случае ТН 3-х обмоточный (1 обмотка ВН и 2 обмотки НН). ТН с дополнительной обмоткой обязательно включается на фазное напряжение. Поэтому его коэффициент трансформации имеет вид (для НКФ-110-57):
ТН, вследствие потерь напряжения в обмотках от намагничивающего тока и тока нагрузки, имеют погрешность измерения, которая тем больше, чем больше ток намагничивания и ток во вторичной цепи. Для уменьшения погрешности применяют обмотки с малым индуктивным и активным сопротивлением, а для магнитопровода с целью уменьшения тока намагничивания применяют специальную сталь, имеющую повышенное значение коэффициента магнитной проницаемости. Нагрузку, присоединяемую к вторичной обмотке, ограничивают определенным значением, чтобы погрешность не превышала допускаемой. Погрешность в измерении напряжения, %, определяется выражением:
По величине погрешности в процентах ТН делят на четыре класса точности: 0,2; 0,5; 1 и 3. Один и тот же ТН может работать в различных классах точности. Высшему классу точности соответствует наименьшая нагрузка вторичной обмотки, с повышением нагрузки класс точности снижается. Высший класс точности ТН является номинальным, а нагрузка вторичной обмотки, при которой погрешность его не превышает установленной для этого класса точности, называется номинальной мощностью. Для целей РЗ достаточно иметь класс точности 3.
3.3.2.Схемы включения тн
Подключение к ВН < 35 кВ осуществляется с помощью предохранителей. Их назначение – обеспечить сохранение в работе шин при КЗ на ошиновке или выводах ВН ТН. Сам ТН этими предохранителями не защищается. При U 35 кВ предохранители не ставятся.
Вторичные цепи ТН защищаются предохранителями, если нет быстродействующих РЗ, подключенных к ТН, в противном случае ставят автоматы напряжения (тип АП 50).
Схемы включения ТН и векторные диаграммы приведены на рис.4.8; 4.9; 4.10.
Для удобства рассмотрения схем принимаются следующие положения: первичные обмотки ТН, включаемые на фазные напряжения, своими началами присоединяются к фазам, а концами — к земле; первичные обмотки ТН, включаемые на междуфазные напряжения, своими началами и концами присоединяются к фазам в циклическом порядке. Вторичные обмотки ТН заземляются. Заземляться может нейтральная точка вторичных обмоток (при соединении в звезду).
Схема соединения в звезду.
Схема представляет собой соединение трех однофазных ТН (рис.4.9) или обмоток трехфазного ТН. Первая схема используется в сетях 35 кВ и выше, а вторая — в сетях 6-10 кВ.
Схема соединения обмоток в разомкнутый треугольник (рис.4.8).
Схема выполняется двумя однофазными ТН, включаемыми на два из трех между фазных напряжений. Нагрузка может включаться на любые три междуфазных напряжения и напряжения фаз по отношению к нейтральной точке. Схема применяется в системах напряжением ниже 35 кВ, когда не требуется получения фазных напряжений по отношению к земле.
На рис.4.10 изображена унифицированная схема подключения ТН, применяемая на напряжении 110 – 500 кВ. Схема включения этого же трансформатора на СЦБ…
Топографическая диаграмма цепи – это векторная диаграмма, в которой определенным точкам цепи соответствуют определенные точки диаграммы, а напряжение между двумя точками цепи изображается вектором, соединяющим точки диаграммы.