12.Конструкция, принцип действия и условия выбора трансформатора напряжения что такое трансформатор напряжения

Продолжаем разговор про измерительные трансформаторы. Доброго время суток, дорогой читатель. Статьей раньше я  рассказывал про трансформаторы тока. Мы узнали как можно измерять большие величины тока в цепи.Но, есть еще, электрическая величина — напряжение. Так вот, в технике высоких напряжений, измерение производится с помощью двух приборов: трансформатор напряжения и вольтметр. Трансформатор напряжения можно заменить шунтами и добавочными резисторами, но, скажу сразу, это очень трудоемкая штука. К тому же, шунты и добавочные сопротивления получатся громоздкими и дорогими, а прикосновение к ним в сетях высокого напряжения опасно для жизни!

Устройство трансформатора напряжения

Трансформатор напряжения состоит из двух обмоток и сердечника. Обмотки также подразделяются на первичную и вторичную. Вот тут и начинаются различия, если сравнивать трансформатор напряжения с трансформатором тока. Первичная обмотка трансформатора напряжения содержит значительно больше витков, чем вторичная. На первичную обмотку подается напряжение, которое нам нужно измерить а к вторичной обмотке подсоединяется вольтметр.

ПРИНЦИП РАБОТЫ

Поскольку у вольтметра сопротивление большое, то по вторичной обмотке течет небольшой ток. Можно считать, что трансформатор напряжения работает в режиме холостого хода (трансформатор работает без нагрузки). Фаза вторичного напряжения противоположна фазе первичного. Выводы трансформатора напряжения обозначаются следующим образом: выводы первичной -А, Х, вторичной — а, х. Я много раз сталкивался с трансформаторами напряжения и заметил, что они практически все изготавливаются с номинальным напряжением 100 В на вторичной обмотке.

Маленький совет: в целях безопасности вас и обслуживающего персонала, один зажим вторичной обмотки и стальной кожух трансформатора напряжения обязательно заземлите. Это делается для того, чтобы при пробое изоляции между обмотками провод с высоким потенциалом оказался замкнутым на землю. Еще я заметил, что трансформатор напряжения очень похож на силовой трансформатор маленькой мощности.

Трансформатор напряжения (ТН) выбирается на секции сборных шин 10кВ подстанции.

К выбираемому ТН присоединяются приборы силового трансформатора (ваттметр, варметр, счетчик активной/реактивной энергии), приборы шести отходящих линий (шесть счетчиков электроэнергии), приборы сборных шин (три вольтметра, измеряющих фазное напряжение и один - линейное)

Выбираемый ТН должен обеспечивать контроль состояния изоляции в сети 10 кВ. К установке предполагаются три трансформатора, типа ЗНОЛ (табл. 5.13 [1]) (заземляемый, напряжения, однофазный, литая изоляция).

Таблица 6.6.1. Условия выбора трансформаторов напряжения

Параметры ТН	Условие выбора
1. Род установки	ЗРУ или ОРУ
2. Номинальное первичное напряжение
3. Номинальная мощность вторичной обмотки

Таблица 6.6.2. Электроизмерительные приборы, подключенные к ТН

Наименование прибора	Тип прибора	одной катушки	Число катушек		Число приборов	Суммарная потребляемая мощность
Вольтметр	Э-378	2	1	1	1	2	-
Ваттметр	Д-335	1,5	2	1	2	6	-
Варметр	Д-335	1,5	2	1	2	6	-
Счетчик активной/ реактивной энергии	ПСЧ-4ТМ.05	0,5Вт/ 7,5ВАР	3	0,67	8	12	180
Итого		-	-	-	-	26	180

Названный ТН имеет три обмотки, позволяющие применить схему соединения основных обмоток в «звезду» с заземленной нейтралью, дополнительных – в разомкнутой «треугольник» (рис.6.6.1)

Мощность потребляемая измерительными приборами, приведена в табл. 6.6.2.

Суммарная полная мощность, потребляемая приборами,

.

Так как  , то принимаем к установке три трансформатора напряжения типа ЗНОЛ.06-10УЗ класса точности 0,5

Таблица 6.16 Выбор трансформаторов напряжения

Параметры 3×ЗНОЛ		Расчетные данные
Внутренней установки		ЗРУ
	>	Uном.РУ=10 кВ
S2.ном=3×75=225 ВА	>

Выбранные трансформаторы напряжения удовлетворяют всем условиям выбора.