6.2. Погрешности трансформаторов напряжения

Формула (6.1) справедлива лишь для идеального трансформатора, однако за счет падения напряжения U в первичной и вторичной обмотках действительное значение вторичного напряжения

. (6.2)

Для уменьшения U необходимо уменьшать сопротивление обмоток Z₁ и Z₂, ток намагничивания I_НАМ и ток нагрузки I₂.

ТН подразделяются на три класса: 0,5;1 и 3.

В каталогах указывается номинальная мощность – максимальная нагрузка, которую может питать ТН в гарантированном классе точности.

Связь нагрузки с номинальной мощностью отображает формула

. (6.3)

6.3. Схемы соединений трансформаторов напряжения

6.3.1. Схема соединения трансформаторов напряжения в звезду

Схема предназначена для получения напряжения фаз относительно земли и линейных напряжений.

Заземление нейтрали первичной обмотки ТН и наличие нулевого провода во вторичной цепи является обязательным условием для получения фазных напряжений относительно земли.Обмотки реле 1,2,3 включены на фазные напряжения; 4,5,6 – на линейные напряжения.С оединение ТН по схеме Y/Y может выполняться по 6 и 12 группам. Типовым является соединение по 12 группе. На рис. 6.3.1: F – плавкий предохранитель; FA – плавкий предохранитель в цепях релейной защиты. Рассмотренная схема соединений может быть выполнена посредством трех однофазных ТН или одного трехфазного пятистержневого ТН (рис.6.3.2) Трехфазные трехстержневые ТН не применяются, так как в их магнитопроводе нет пути для замыкания магнитных потоков нулевой последовательности Ф₀, создаваемых током I₀ в первичных обмотках при замыкании на землю в сети. Поток Ф₀ замыкается через воздух, это резко увеличивает I_НАМ, вызывая недопустимый нагрев трансформатора.

Возможна дополнительная обмотка на основных или дополнительных стержнях для получения напряжения нулевой последовательности (рис. 6.3.2).

Рис. 6.3.2

6.3.2. Схема соединения обмоток трансформаторов напряжения в открытый треугольник

Два однофазных ТН включены на два междуфазных напряжения. Между проводами вторичной цепи включаются реле. Схема позволяет получить 3 междуфазных напряжения.

6.3.3. Схема соединения трансформаторов напряжения в разомкнутый треугольник

Схема соединения, показанная на рис. 6.3.4, позволяет получить напряжение нулевой последовательности:

(6.4)

В нормальном режиме U_P=0.

Необходимым условием работы схемы является заземление нейтрали первичной обмотки ТН. При отсутствии заземления напряжение на реле будет отсутствовать. Для вторичной обмотки принимается U_НОМ=100 В – для сетей с заземленной нейтралью и 100/3 В –для изолированной. Практически в нормальных условиях напряжение на реле составляет U_нб = 0,5...2 В.

При однофазном КЗ в сети с заземленной нейтралью (рис. 6.3.5):

U_A=0; U_B+U_C=U_Ф=U_P.

В сети с изолированной нейтралью (рис. 6.3.6): U_P=3U_Ф, поэтому у ТН, предназначенных для таких сетей, вторичные обмотки имеют увеличенный в 3 раза коэффициент трансформации (например: 6000/100/3).

Рис. 6.3.4

Р ис. 6.3.5

Напряжение нулевой последовательности может быть получено и от специальных обмоток трехфазных ТН (см. рис. 6.3.2). Чаще всего применяются ТН с двумя вторичными обмотками. Одна соединяется по схеме звезды, а вторая – разомкнутым треугольником (см. рис. 4.3.1 б).

Вторичные обмотки ТН подлежат обязательному заземлению. Оно является защитным, обеспечивая безопасность персонала при попадании высокого напряжения во вторичные цепи. Обычно заземляется нулевая точка звезды или один из фазных проводов. В проводах, соединяющих точку заземления с обмотками ТН, не должно быть коммутационных и защитных аппаратов.