4. Трансформаторы напряжения.

4.1.Назначение тн.

Трансформаторы напряжения (ТН) предназначены для измерения напряжения, питания цепей автоматики, сигнализации и релейной защиты линий электропередачи. Для первых трех случаев могут применяться двухобмоточные ТН.

4.2. Классификация тн.

ТН различаются:

• по числу фаз: однофазные и трехфазные;

• по числу обмоток: двухобмоточные и трехобмоточные;

• по классу точности, т.е. по допускаемым значениям погрешности;

• по способу охлаждения: с масляным охлаждением (масляные), с естественным воздушным охлаждением (сухие и с литой изоляцией);

• по роду установки: для внутренней или наружной установки.

Особенностью ТН является их малая мощность при высоком напряжении первичной обмотки, т.е. ТН является маломощными понижающими трансформаторами, имеющими почти всегда большой коэффициент трансформации. Кроме того, ТН должен обладать малым падением напряжения в первичной и вторичной обмотках, чтобы иметь возможно меньшие погрешности коэффициента трансформации и угла сдвига между векторами первичного и вторичного напряжений.

4.3. Маркировка обмоток тн.

При маркировке выводов вторичных обмоток ТН за начало а принимают тот вывод, из которого ток выходит, в то время когда в первичной обмотке ток проходит от начала А к концу Х. Иными словами если на первичной стороне ток входит в начало А, то однополярным выводом, т.е. началом вторичной обмотки а, будет тот ее вывод, из которого в этот момент ток выходит. При маркировке и включении обмоток по такому правилу направление тока в реле, при включении реле через ТН останется таким же, как и при включении реле непосредственно в сети.

4.4. Погрешности тн.

ТН работает с погрешностью, искажающей вторичные напряжения как по величине так и по фазе. В идеальном ТН, работающем без погрешностей, вторичное напряжение равно:

где - напряжение подведенное к зажимам первичной обмотки ( первичное напряжение);

n_н – коэффициент трансформации идеального ТН, .

Однако за счет падения напряжения u в первичной и вторничной обмотках действительное значение вторичного напряжения будет равно:

Что вытекает из эквивалентной схемы замещения ТН.

Из этой схемы следует, что:

Таким образом, падение напряжения в обмотках ТН u обуславливает появление погрешности искажающей величину и фазу u₂ по сравнению с расчетным напряжением u₁/n_н=u . Для уменьшения погрешности ТН необходимо уменьшать сопротивление обмоток Z₁ и Z₂, ток намагничивания I_нам и ток нагрузки, т.е. вторичный ток I₂.

Допустимые погрешности нормируются при номинальном напряжении, соответственно чему ТН подразделяются на классы: 0,5; 1 и 3. Один и тот же ТН может работать в различном классе точности в зависимости от величины его нагрузки.

Согласно ГОСТ ТН промышленного применения могут выпускаться только классов точности 1 и 3, а ТН для счетчиков электроэнергии должны удовлетворять классу точности 0,5. Погрешность по величине вторичного напряжения принято оценивать в процентах:

Погрешность по фазе оценивается углом сдвига  между векторами первичного и вторичного напряжения.