2. Типовые схемы соединений трансформаторов напряжения.

К измерительным органам воздействующая величина (напря­жение) обычно подводится от первичных измерительных преобра­зователей напряжения. Они, как и первичные измерительные преобразователи тока, обеспечивают изоляцию цепей напряжения измерительных органов от высокого напряжения и позволяют независимо от номинального первичного напряжения получить стандартное значение номинального вторичного напряжения U₂ = 100В. Распространенной разновидностью первичного измеритель­ного преобразователя напряжения является измерительный транс­форматор напряжения. Трансформаторы напряжения предназначены для понижения высокого напряжения (свыше 250 В) до значения, равного 100В, необходимого для питания измерительных приборов, цепей автоматики, сигнализации и защитных устройств.

Особенностью изме­рительного трансфор­матора напряжения яв­ляется режим холосто­го хода (близкий к хо­лостому ходу) его вто­ричной цепи (рис.)

Рис. Однофазный измерительный трансформатор напряжения, схема замещения и векторная диаграмма. Первичная обмотка трансформатора TV с числом витков ω₁ включается на напряжение сети U₁. Под действием напряжения по обмотке ω₁ проходит ток намагничива­ния I_НАМ, который создает в магнитопроводе магнитный поток Ф. Магнитный поток, в свою очередь, наводит в первичной ω₁ и вто­ричной ω₂ обмотках ЭДС с действующими значениями соответст­венно Е₁ = 4,44 f ω₁Ф; Е₂ =. 4,44 f ω₂Ф. Отсюда

Е₁/E₂ = ω₁ /ω₂

Отношение ω₁ /ω2 называется коэффициентом трансформации и обозначается К_U. В режиме холостого хода ток I₂=0, а ток в первичной обмотке I₁=I_НАМ. При этом U₂=E₂ и напряжение U₁ незначительно отличается от ЭДС Е₁. Поэтому

Ku = ω₁ /ω2 = U₁/U₂.

На рис. 1.3,б показана схема замещения, а на рис. 1.3, в — векторная диа­грамма трансформатора напряжения. Работа трансформатора с нагрузкой Z_Н (в виде, например, реле напряжения KV) сопровождается прохождением тока I₂ и увеличением (по сравнению с холостым ходом) тока I₁. Эти токи создают па­дение напряжения ΔU в первичной и вторичной обмотках, вследствие чего U₂= U_l — ΔU . Из векторной диаграммы (рис. 1.3, в) следует, что вторичное на­пряжение U₂ отличается от приведенного первичного U₁ как по значению на ΔU, так и по фазе на угол δ. Поэтому трансформатор имеет две погрешности: по­грешность напряжения f_U = (ΔU /U₁) 100, или вследствие незначительности угла δ.

f_U =[ (К_U U₂ - U₁) /U₁] 100;

угловую погрешность, которая определяется углом δ между векторами напря­жений U₁ и U₂.

Значения погрешностей трансформатора напряжения определяются падени­ем напряжения ΔU, которое увеличивается с ростом вторичной нагрузки (то­ка I₂). Вместе с ним возрастают и погрешности. Поэтому нормальным режимом работы трансформатора напряжения является режим, близкий к холостому ходу.

Схема соединения обмоток трансформаторов напряжения в открытый тре­угольник (рис. 2, а). Первичные обмотки двух однофазных трансформаторов напряжения включаются на два любых междуфазных напряжения. Вторичные обмотки соединяются последовательно. Такая схема дает возможность включать реле на все междуфазные напряжения и на напряжения фаз по отношению к нулевой точке системы междуфазных напряжений. В последнем случае включение можно выполнить тремя реле, обмотки которых имеют равные сопротивления и соединены в звезду. Схема соединения двух однофазных трансформаторов в открытый треугольник является наиболее рас­пространенной. Она не может применяться в тех случаях, когда необходимо иметь фазные напряжения относительно земли.

Схема соединения обмоток трансформаторов напряжения в звезду (рис. 2, г). Эта схема, как и рассмотренная схема соединения обмоток в открытый треугольник, дает возможность включать реле на любые междуфазные напряже­ния и на напряжения фаз относительно нулевой точки системы, а также по отношению к земле, т. е. на любые фазные напря­жения.

Рассматриваемую схему можно выполнить посредством трех однофазных трансформаторов напряжения или одного трехфазного пятистержневого.

Промышленность выпускает три основных типа ТН: однофазные, трёхфазные, трёхфазные с дополнительной обмоткой.

Рис 2.Схемы соединения и активная нагрузка на фазу трансформатора

Схема соединения	а)	б)	в)
a - b	Sabcosφab
b - c	Sabcosφab
Схема соединения	г)	д)	е)
a		Scosφ
b		Scosφ
c		Scosφ