12.1 Трансформаторы напряжения.

Трансформатор напряжения предназначен для понижения высокого напряжения до стандартной величины 100 В и для отделения цепей измерения и релейной защиты от первичных цепей высокого напряжения.

Трансформатор напряжения по схеме включения на­поминает силовой трансформатор, его первичная обмотка 1 включена на напряжение сети U₁ а ко вторичной обмотке 3 с напряжением U₂ присоединяются параллельно обмотки измерительных приборов и реле (рис. 12.2.а).

Для безопасности обслуживания один из выводов вторичной обмотки заземляется. Трансформатор напряжения в отличие от трансформатора тока работает с небольшой нагрузкой в режиме, близком к холостому ходу, поэтому магнитопровод 2 имеет небольшое сечение.

Номинальный коэффициент трансформации

(12.3)

где U_1ном и U_2ном — номинальные значения первичного и вторичного напряжений.

Рассеяние магнитного потока и потери в сердечнике приводят к погрешности измерения напряжения:

(12.4)

Трансформаторы напряжения могут иметь классы точности 0,2; 0,5; 1; 3, область применения которых с разными классами точности такая же, как для трансформаторов тока.

Р ис.12.2. Трансформаторы и делители напряжения

Вторичная нагрузка, обусловленная подключением измерительных приборов и реле, не должна превышать номинальную мощность трансформатора напряжения, чтобы не привести к увеличению погрешности.

По конструкции различают трехфазные и однофазные трансформаторы. Трехфазные применяются на напряжения до 10 кВ, однофазные — на любые напряжения до 1150 кВ.

В комплектных распределительных устройствах применяются трансформаторы с литой изоляцией, однофазные, с заземленным выводом первичной обмотки типа ЗНОЛ. Такие трансформаторы могут встраиваться в комплектный экранированный токопровод, для чего они снабжаются ножевыми втычными контактами. Трансформаторы напряже­ния серии ЗНОЛ предназначены для установок напряже­нием 3—24 кВ.

В комплектных распределительных устройствах применяются трансформаторы с литой изоляцией, однофазные, с заземленным выводом первичной обмотки типа ЗНОЛ. Такие трансформаторы могут встраиваться в комплектный экранированный токопровод, для чего они снабжаются ножевыми втычными контактами. Трансформаторы напряже­ния серии ЗНОЛ предназначены для установок напряжением 3—24 кВ.

Трансформаторы напряжения с масляной изоляцией применяются на напряжение 6-1150 кВ закрытых и открытых РУ. В таких трансформаторах обмотки и магнитопровод залиты маслом, которое служит для изоляции и охлаждения. В распределительных устройствах и подстанциях напряжением 6—10 кВ применяют преимущественно трансформаторы напряжения НОМ.

Трансформаторы напряжения на 6—10 кВ других типов по своему устройству, принципу действия и схеме включения в сеть почти не отличаются. Масляный трансформатор напряжения НОМ-10 показан на рис. 12.2.б. Он состоит из бака 1, заполненного маслом; изоляторов вводов ВН — 2; выводов НН — 3; обмотки ВН — 4; сердечника — 5.

В установках 110 кВ и выше применяются трансформаторы напряжения типа НФК. В этих трансформаторах обмотка высокого напряжения равномерно распределена по нескольким магнитопроводам, благодаря чему облегчается ее изоляция.

Также на напряжение 110 и 220 кВ выпускаются элегазовые трансформатор напряжения рис. 12.2.в.

Конструктивно элегазовый трансформатор напряжения представляет собой герметичный бак 1 из высокопрочного алюминиевого сплава с размещенной внутри него активной частью 2, которая осуществляет преобразование напряжения, и изоляционного ввода 3 (фарфорового или полимерного), закрепленного на баке. Изоляционной средой является элегаз. Трансформатор снабжен газотехнологической системой, с помощью которой осуществляется закачка элегаза. Контроль состояния изоляционной среды обеспечивается при помощи установленного на корпусе трансформатора сигнализатора плотности с температурной компенсацией. Внутри корпуса трансформатора установлен фильтр-осушитель элегаза. Трансформатор имеет мембранное предохранительное устройство, предназначенное для аварийного сброса давления.

В установках 500 кВ и выше применяются трансформаторы напряжения серии НДЕ с емкостным делителем напряжения.

В установках сверхвысокого напряжения электромаг­нитные измерительные трансформаторы становятся ма­лопригодными вследствие большой массы, габаритов и по­грешностей. В настоящее время они заменяются оптико-электронными трансформаторами.