Примеры соединений измерительных трансформаторов
В электроустановках широко применяют измерительные трансформаторы тока и напряжения. Первичные обмотки трансформаторов тока включают в соответствующие участки первичной сети. Первичные обмотки трансформаторов напряжения присоединяют, например, к шинам. От вторичных обмоток питаются реле защиты, счетчики и измерительные приборы.
В установках высокого напряжения измерительные трансформаторы играют двоякую роль. Во-первых, они изолируют цепи реле, счетчиков и приборов от высокого напряжения. Для обеспечения безопасности один из выводов вторичной обмотки заземляют. Во-вторых, трансформаторы тока уменьшают ток, а трансформаторы напряжения снижают напряжение до величин, при которых удобно строить и присоединять приборы. Номинальный ток вторичной обмотки трансформатора тока 5, 2 или 1 А. Номинальное вторичное напряжение трансформатора напряжения 100 В.
Система обозначения выводов трансформаторов тока
поясняется рисунком 1, а. Слева на нем показано непосредственное включение реле Р и для какого-то момента времени стрелкой изображено направление тока. Справа реле включено через трансформатор тока. Выводы его первичной обмотки (линия) названы Л1 (начало) и Л2 (конец). Выводы вторичной обмотки (измерение) И1 (начало) и И2 (конец). Сравнивая левый и правый рисунки, легко заметить, что направление тока в реле в обоих случаях одинаково.
Система обозначения выводов трансформаторов напряжения
Измерительные трансформаторы, смотря по обстоятельствам, могут соединяться в звезду, неполную звезду, треугольник, разомкнутый и открытый треугольник. Реле, счетчики и измерительные приборы, питающиеся от измерительных трансформаторов, тоже могут различно соединяться как между собой, так и с измерительными трансформаторами. На схемах, если требуется, звездочками обозначают начала обмоток (смотрите например рисунок 1, г). Ниже даны типичные примеры.
Рисунок 1. Система маркировки выводов и примеры соединений трансформаторов тока. Звездочками обозначены начала обмоток.
Примеры соединений трансформаторов тока
На рисунке 1, б три трансформатора тока и реле Р1, Р2 и Р3 соединены в звезду. В нейтральный провод включено реле Р4.
В нормальном режиме, а также при трехфазном коротком замыкании токи проходят в реле Р1, Р2, Р3, но в реле Р4 тока нет, так как геометрическая сумма токов, проходящих через реле Р1, Р2 и Р3, равна нулю.
При двухфазных коротких замыканиях ток проходит в двух поврежденных фазах (например, в фазах A и C), срабатывают реле Р1 и Р3. В реле Р4 проходит сумма токов двух фаз. Но они в данном случае равны, а по направлению противоположны. Поэтому реле Р4 не срабатывает.
При однофазном коротком замыкании (например, замыкание на землю фазы B) срабатывают реле поврежденной фазы Р2 и Р4. Таким образом, нулевой провод звезды является фильтром токов нулевой последовательности. Токи прямой и обратной последовательности через него не проходят, так как каждая из этих систем в сумме дает нуль.
Принцип действия дифференциальной защиты трансформатора Т поясняет рисунок 1, в. Слева изображены направления токов при нормальной нагрузке, а также при внешнем коротком замыкании (I1 и I2 – токи в силовой цепи). Нетрудно видеть, что ток в реле Р близок к нулю, так как вторичные токи трансформаторов тока (смотрите стрелки) проходят через реле навстречу. Конечно, коэффициенты трансформации трансформаторов тока должны быть надлежащим образом подобраны.
При коротком замыкании внутри трансформатора (рисунок 1, в справа) или на его выводах направление тока меняется, токи в реле суммируются и оно срабатывает. На рисунке 1, г дан пример дифференциальной защиты трансформатора с соединением звезда – треугольник, то есть со сдвигом первичных и вторичных токов на 30°.
В таких случаях необходимо кроме компенсации неравенства первичных и вторичных токов (путем подбора коэффициентов трансформации трансформаторов тока) компенсировать сдвиг по фазе. Компенсация сдвига по фазе достигается соединением в треугольник трансформаторов тока, установленных со стороны звезды силового трансформатора, и соединением в звезду трансформаторов тока, установленных со стороны треугольника.
Важно при этом соблюсти следующие правила:
1. Соединения трансформаторов тока должны в точности соответствовать группе соединения силового трансформатора (смотрите статью «Группы соединения трансформаторов»).
2. Трансформаторы тока и реле Р5, Р6 и Р7 должны быть соединены между собой таким образом, чтобы при внешнем коротком замыкании вторичные токи в соединительных проводах совпадали по направлению, а в реле были противоположны.
Трансформаторы напряжения
соединяют в звезду с выведенной нулевой точкой, что дает возможность измерять как линейные, так и фазные напряжения.
Для измерения линейных напряжений вольтметры включают между выводами A и B, B и C, C и A.
Для измерения фазных напряжений вольтметры включают между линейным и нулевым выводами (A – 0, B – 0, C – 0).
Если достаточно измерения одних линейных напряжений, то применяют соединение в открытый треугольник (смотрите рисунок 2, в, в статье «Разомкнутый треугольник. Открытый треугольник»). Для обнаружения замыканий на землю в сетях с изолированной нейтралью вторичные обмотки трансформаторов напряжения соединяют в разомкнутый треугольник (смотрите рисунок 1, г, в статье «Разомкнутый треугольник. Открытый треугольник»).
Пятистержневой трансформатор напряжения
Трехфазные трансформаторы напряжения (рисунок 2) выполняют обычно с пятью стержнями. Крайние стержни (без обмотки) служат для замыкания через них магнитных потоков нулевой последовательности. Эти потоки Ф0 в средних стержнях направлены в одну сторону и в сумме дают 3 Ф0.
Рисунок 2. Пятистержневой трансформатор напряжения.
Трансформатор имеет три группы обмоток. Первичные обмотки имеют выводы A, B, C и 0. Вторичные обмотки a, b, c, 0 служат для измерения фазных и линейных напряжений. Дополнительные обмотки соединены в разомкнутый треугольник. На их выводах a1 и x1 напряжение возникает только при замыкании на землю (смотрите пояснения к рисунку 1, г, в статье «Разомкнутый треугольник. Открытый треугольник»).
Источник: Каминский Е. А., «Звезда, треугольник, зигзаг» – 4-е издание, переработанное – Москва: Энергия, 1977 – 104с.
Измерительные трансформаторы напряжения маркировка
Чтобы понимать, для каких условий эксплуатации предназначен тот или иной трансформатор тока или напряжения, а также прочие разновидности, применяется особая маркировка приборов. Отечественные и импортные агрегаты имеют различное обозначение. В нашей стране чаще применяются установки, изготовленные по ГОСТу.
Маркировка трансформаторов наносится на щиток из металла на корпусе. Самые распространённые виды условных обозначений трансформаторов будут рассмотрены далее.
Информация на корпусе
Информация, представленная на видимой стороне устройства, наносится при помощи гравировки, травления или теснения. Это обеспечивает чёткость и долговечность надписи. На металлическом щитке указываются данные о заводе-изготовителе оборудования. Наносится год его выпуска, заводской номер.
Читайте также: Как заменить ТЭН на водонагревателе Термекс?
Помимо данных о производителе обязательно присутствует информация об агрегате. Указывается номер стандарта, которому соответствует представленная конструкция. Обязательно наносится показатель номинальной мощности. Для трехфазных устройств этот параметр приводится для каждой обмотки отдельно. Указывается информация о напряжении ответвлений витков катушек.
Для всех обмоток определяется показатель номинального тока. Приводится количество фаз установки, частота тока. Производитель предоставляет данные о конфигурации и группах соединения катушек.
После приведённой выше информации можно ознакомиться с параметрами напряжения короткого замыкания. Представляются требования к установке. Она может быть наружной или внутренней.
Технические характеристики позволяют определить способ охлаждения, массу масла в баке (если применяется эта система), а также массу активной части. На приводе переключателя указывается его положение. Если установка обладает сухим видом охлаждения, есть данные о мощности установки при отключённом вентиляторе.
Под щитком должен быть выбит заводской номер. Он присутствует на баке. Номер указывается на крышке возле ввода ВН, а также сверху и слева на полке балки сердечника.
Схемы подключения трансформаторов тока
Силового оборудования
Схема подключения для 110 кВ и выше:
Схема подключения для 6-10 кВ в ячейках КРУ:
Вторичные цепи
Схема включение трансформатора тока в полную звезду:
Схема включение трансформатора тока в неполную звезду(З а счет распределения токов на дополнительном приборе получается отобразить векторную сумму фаз А и С, которая противоположно направлена вектору фазы В при симметричном режиме нагрузки сети):
Схема включение трансформатора тока в неполную звезду(для контроля линейного тока с помощью реле):
Читайте также: Как подключить домофон самостоятельно в многоквартирном доме?
Схема включение трансформатора тока в полную звезду с подключением обмотки реле к фильтру нулевой последовательности(ФТНП):
Схема
Все приведённые на табличке данные можно разбить на 6 групп. Чтобы не запутаться в информации, следует рассмотреть последовательность её написания. Например, установка АТДЦТН-125000/220/110/10-У 1. Для маркировки особенностей прибора применяются следующие группы:
- I группа. А — Предназначена для указания типа прибора (силовой или автотрансформатор).
- II группа. Т — Соответствует типу сети, для которой применяется прибор (однофазная, трехфазная).
- III группа. ДЦ – Система охлаждения с принудительной циркуляцией масла и воздуха.
- IV группа. Т – Показывает количество обмоток (трехобмоточный).
- V группа. Н – Напряжение регулируется под нагрузкой.
- VI группа. Все цифры (номинальная мощность, напряжение ВН СН обмоток, климатическое исполнение, категория размещения).
О каждой категории следует узнать подробнее. Это значительно облегчит выбор.
Маркировка
Чтобы выбрать агрегат, соответствующий требованиям сети, потребуется вникнуть в особенности маркировки. Каждая установка масляного типа обозначается по следующей схеме:
Расшифровка выглядит так:
- Т – трехфазный трансформатор.
- М – масляная система охлаждения с естественной циркуляцией жидкости в системе.
- х – мощность агрегата (номинальная), кВт.
- 6(10) – напряжение обмотки ВН, кВ.
- у(ХЛ)1 – климатический тип исполнения.
На основе представленной информации каждый может подобрать правильный тип прибора. Он будет максимально соответствовать требованиям потребителя.
Разновидности
Обозначение трансформаторов обязательно начинается с разновидности оборудования. Если маркировка начинается с буквы А, это автотрансформатор. Её отсутствие говорит о том, что агрегат относится к классу силовых трансформаторов.
Обязательно приводится число фаз. Это позволяет выбрать установку, работающую от бытовой или промышленной сети. Если трансформатор подключается к трехфазной сети, в маркировке будет присутствовать Т. Однофазные же разновидности имеют букву О. Они применяются в бытовых сетях.
Если устройство обладает расщеплённой обмоткой, он будет иметь Р. Если присутствует регулировка напряжения под нагрузкой (РПН) устройство будет иметь маркировку Н на металлическом щитке. При её отсутствии можно сделать вывод об отсутствии представленной особенности в аппарате.
Читайте также: Как определить фазу и ноль разными способами
Основные характеристики трансформатора
На рис.1.3 изображен внешний вид трансформатора ТРДН-40000/110.
Рисунок 1.3 – Внешний вид трансформатора ТРДН-40000/110
В соответствии с принятой системой обозначений аббревиатура трансформатора ТРДН-40000/110-У1 расшифровывается так:Т – трехфазный трансформатор;Р – наличие ращепленной обмотки низкого напряжения;Д – охлаждение производится с естественной циркуляцией масла и принудительной циркуляцией воздуха;Н – регулирование напряжения производится под нагрузкой РПН;40000 – номинальная мощность трансформатора, кВ•А;110 – класс напряжения обмотки высокого напряжения, кВ;У1 – климатическое исполнение, категория размещения по ГОСТу 15150. Основные параметры этого трансформатора приведены в табл.1.1 [].
Таблица 1.1 – Технические параметры ТРДН-40000/110-У1
| Номинальная частота, Гц | 50 |
| Схема и группа соединения обмоток | Υн/Δ-Δ-11-11 |
| Номинальное значение напряжения ВН, кВ | 115 |
| Номинальное значение напряжения НН, кВ | 11 |
| Напряжение КЗ (ВН-НН), % | 10,5 |
| Ток холостого хода, не более, % | 0,55 |
| Ступени регулирования РПН в нейтрали ВН | ±9х1,78% |
| Полный срок службы, лет | 25 |
В требованиях для силовых трансформаторов сказано, что для обеспечения продолжительной и надежной эксплуатации трансформаторов необходимо обеспечить:
- соблюдение необходимых нагрузочных, температурных режимов и уровня напряжений;
- соблюдение характеристик трансформаторного масла и изоляции в пределах установленных норм;
- содержание в исправном состоянии устройств охлаждения трансформатора, защиты масла, регулирования напряжения и т. д.
Особые обозначения
В зависимости от категории установки могут применяться особые обозначения. Для трансформатора тока и напряжения они могут не совпадать. Вторая разновидность техники применяется при работе защитных механизмов или для измерения тока. Первая категория приборов предназначается для изменения значения переменного тока.
Трансформаторы напряжения не используют для передачи электричества большой мощности. Они способны создавать развязку от низковольтных коммуникаций. В цепях с напряжением 12В и менее применяется эта категория приборов. Основным их рабочим параметром выступает ток и напряжение первичной обмотки. Именно их величину предоставляет производитель.
Маркировка трансформаторов напряжения начинается с их конструкции. Если это проходная конструкция, она обозначается литерой П. Если её нет, это опорный вид аппаратов. Литой изолятор имеет в маркировке Л, а фарфоровый – Ф. Встроенный изолятор имеет В.
Расшифровка современных трансформаторов тока выполняется в установленной последовательности. Она начинается с Т, которая характеризует представленные приборы. Способ установки может быть проходным (П), опорным (О) или шинным (Ш). Если этот прибор присутствует в аппаратуре силовых трансформаторов, он обозначается как ВТ. Если же он встроен в масляный выключатель, то маркировка будет иметь букву В. При наружной установке прибор будет иметь Н.
Трансформаторы силовые трехфазные, двухобмоточные, герметичные распределительные серии ТМГ
Мощность от 16 до 2500 кВА, класс напряжения до 20 кВ общего назначения с естественным масляным охлаждением с переключением ответвлений без возбуждения (ПБВ), включаемые в сеть переменного тока частотой 50 Гц. Предназначены для преобразования переменного тока и служат для передачи и распределения электрической энергии в энергетических установках.
Трансформаторы ТМГ предназначены для работы в следующих условиях:
- высота установки над уровнем моря не более 1000 м;
- температура окружающего воздуха от минус 45 °С до плюс 40 °С – для трансформаторов исполнения «У»; от минус 60 °С до плюс 40 °С – для трансформаторов исполнения «УХЛ».
- Категория размещения трансформаторов – 1.
Трансформаторы масляные герметичные ТМГ допускают эксплуатацию в условиях категорий размещения 2, 3, 4.
Трансформаторы серии ТМГ не предназначены для работы в условиях тряски, вибрации, ударов, во взрывоопасной и химически активной среде.
Регулирование напряжения осуществляется на полностью отключенном трансформаторе переключателем без возбуждения (ПБВ), позволяющим регулировать напряжение ступенями по 2,5% в диапазоне до ±5%.
Трансформаторы ТМГ герметичного исполнения, не имеют расширителей. Гофрированные баки трансформаторов безопасны и имеют высокую надежность. Температурные изменения объема масла компенсируются изменением объема гофров бака за счет их упругой деформации.
Трансформаторы ТМГ комплектуются маслоуказателями поплавкового типа и предохранительными клапанами пружинного типа, настроенными на срабатывание при избыточном давлении 40 кПА.
По заказу потребителя в трансформаторах мощностью 100 кВА и выше, размещаемых в помещении, возможна установка электроконтактного мановакуумметра.
Для измерения температуры верхних слоев масла трансформаторы ТМГ комплектуются жидкостными термометрами типа ТТЖ-М 240/66 150С ТУ25-2022.0006.90.
Трансформаторы мощностью от 1000 до 2500 кВА, предназначенные для эксплуатации в помещении или под навесом, по заказу потребителя комплектуются манометрическим сигнализирующим термометром типа ТКП.
В нижней части бака имеется пластина заземления и сливная пробка. Конструкция пробки позволяет, при частичном отворачивании ее, производить отбор пробы масла.
Советуем изучить Дифференциальный автомат надежная защита электрических цепей и человека
Читайте также: Ученые выяснили, как ионные жидкости проводят электрический ток
Трансформатор ТМГ снабжается прикрепленной на видное место табличкой с основными техническими данными.
Трансформаторы мощностью от 400 кВА и выше поставляются с транспортными роликами, позволяющими осуществлять продольное или поперечное перемещение трансформатора. По специальному заказу потребителя завод может доукомплектовать транспортными роликами трансформаторы мощностью от 63 кВА.
Охладительная система
Условное обозначение трансформатора продолжается способом охлаждения. Сегодня существуют сухие, масляные разновидности. Также охладительная установка может иметь в своём составе негорючий текучий диэлектрик.
Масляные разновидности включают в себя около десятка различных конструкций оборудования. Если циркуляция жидкости внутри производится естественным путём, прибор имеет на щитке М. Если же она принудительная, здесь будет присутствовать обозначение Д. Оно соответствует также и сухим разновидностям приборов с представленным устройством внутренней циркуляции.
Если установлено оборудование с естественным движением масла и принудительным течением воды, оно маркируется сочетанием МВ. Для приборов с принудительной циркуляцией ненаправленного потока масла и естественным перемещением воздуха используется комбинация МЦ. Если же в таком устройстве направление масла чётко обозначено, маркировка будет НМЦ.
Для систем с принудительным ненаправленным движением масла и воздуха применяется обозначение ДЦ, а для направленного перемещения – НДЦ. Когда масло движется в пространстве между трубами и перегородками, по которым течёт вода, такой агрегат имеет на щитке букву Ц. Если же масло течёт по направленному вектору, прибор маркируется НЦ.
Охладительная система с жидким диэлектриком
Сегодня в «эксплуатацию» вводят новые разновидности устройств с различными улучшенными охладительными системами. Одной из них являются экземпляры техники с негорючим диэлектриком жидкого типа. Если охлаждение происходит посредством естественной циркуляции, представленная установка обозначается буквой Н. Если же присутствует принудительное движение воздуха, маркировка будет НД.
На табличке агрегатов с направленным потоком жидкого диэлектрика и принудительной циркуляцией воздуха указывается ННД. Это позволяет подобрать правильно тип аппаратуры.
Расшифровка буквенных символов
Основные марки трансформаторов представлены в виде буквенных обозначений и выглядят таким образом: ТМ, ТМЗ, ТСЗ, ТСЗС, ТРДНС, ТМН, ТДНС, ТДН, ТРДН, ТРДЦН.
- Т – трехфазная конструкция устройства;
- Р – разделение обмотки низкого напряжения на две части;
- С – сухой тип трансформатора;
- М – наличие масляного охлаждения трансформатора, циркуляция воздуха и масло происходит естественным путем;
- Ц – в трансформаторах этого типа циркуляция воды и масла осуществляется принудительно. Движение воды происходит по трубам, а масло течет между ними в виде ненаправленного потока.
- МЦ – означает естественную циркуляцию воздуха в трансформаторе и принудительную циркуляцию масла с ненаправленным потоком;
- Д – соответствует масляному трансформатору с принудительной циркуляцией масла и естественной циркуляцией воздуха;
- ДЦ – относится к конструкции трансформатора с принудительной циркуляцией воздуха и масла в системе охлаждения;
- Н – регулировка напряжения устройства осуществляется под нагрузкой;
- С – если данная буква проставлена в конце маркировки, это указывает на использование трансформатора в самой электростанции.
- З – означает герметичную модель трансформатора, в котором имеется азотная подушка и отсутствует расширитель.
Советуем изучить Элегазовые выключатели
Сухие системы
Одной из новых разновидностей являются системы сухого охлаждения. Они просты в эксплуатации и обслуживании, не требовательны и не капризны. Если исполнение установки открытое, а циркуляция воздуха происходит естественным способом, его маркируют как С.
Защищённое исполнение обозначается буквами СЗ. Корпус может быть закрыт от воздействия различных факторов окружающей среды, он называется герметичным. При естественной циркуляции воздуха в нём, маркировка имеет буквы СГ.
В воздушных охладительных системах может присутствовать принудительная циркуляция. В этом случае устройство обозначается буквами СД.
Исполнение
Установки могут отличаться между собой особенностями исполнения. Если в них присутствует принудительная циркуляция воды, это позволит понять присутствующая на корпусе буква В. При наличии защиты от грозы и поражения молнией, конструкция имеет маркировку Г.
Система может обладать естественной циркуляцией масла или негорючего диэлектрика. При этом в некоторых разновидностях используется защита с азотной подушкой. В ней нет расширителей, выводов во фланцах стенок бака. Обозначение имеет букву З.
Литая изоляция обозначается как Л. Подвесное исполнение определяет буква П. Усовершенствованная категория аппаратов обозначается как У. Они могут иметь автоматические РПН.
Оборудование с выводами и расширителем, установленными на фланцах стенках бака, маркируется буквой Ф. Энергосберегающий аппарат имеет пониженные потери энергии на холостом ходу. Его обозначают буквой Э.
Система обозначения выводов трансформаторов напряжения
Измерительные трансформаторы, смотря по обстоятельствам, могут соединяться в звезду, неполную звезду, треугольник, разомкнутый и открытый треугольник. Реле, счетчики и измерительные приборы, питающиеся от измерительных трансформаторов, тоже могут различно соединяться как между собой, так и с измерительными трансформаторами. На схемах, если требуется, звездочками обозначают начала обмоток (смотрите например рисунок 1, г). Ниже даны типичные примеры.
Рисунок 1. Система маркировки выводов и примеры соединений трансформаторов тока. Звездочками обозначены начала обмоток.
Назначение
После категории особенностей исполнения представляется информация о назначении и области применения оборудования. Маркировка с буквой Б говорит о способности конструкции прогревать грунт или бетон зимой. Такое же обозначение может иметь трансформатор, предназначенный для станков буровых.
При электрификации железной дороги нужны установки с особыми свойствами и характеристиками. Они маркируются буквой Ж. Устройства с обозначением М эксплуатируются на металлургических комбинатах.
При передаче постоянного тока по линии нужны конструкции класса П. Агрегаты для обеспечения работы погружных насосов обозначаются как ПН.
Если агрегат применяется для собственных нужд электростанции, он относится к категории С. Тип ТО применяется для обработки грунта и бетона при высокой температуре, обеспечения электроэнергией временного освещения и ручного инструмента.
В угольных шахтах применяют трансформаторы разновидности Ш, а в системе питания электричеством экскаватора – Э.
Цифры
После перечисленных обозначений могут следовать числовые значения. Это номинальное напряжение обмотки в кВ, мощность в кВА. Для автотрансформаторов добавляется информация о напряжении обмотки СН.
В маркировке может присутствовать первый год выпуска представленной конструкции. Мощность агрегатов может составлять 20,40, 63, 160, 630, 1600 кВА и т. д. Этот показатель подбирают в соответствии с эксплуатационными условиями. Существует оборудование более высокой мощности. Этот параметр может достигать 200, 500 МВА.
Продолжительность применения трансформаторов советского производства составляет порядка 50 лет. Поэтому в современных энергетических коммуникациях может применяться оборудование, выпущенное до 1968 г. Их периодически совершенствуют и реконструируют при капитальном ремонте.
ТСМ расшифровка
Эти электромагнитные устройства предназначены для трёхфазных цепей и сделаны без дополнительного охлаждения, то есть сухими. Мощность их колеблется от 0,16 до 1 кВА, чаще всего применяются для выпрямителей и полупроводниковых блоков питания. Одним из преимуществ такого устройства является то, что он может располагаться в корпусе в любом положении, горизонтальном или вертикальном.
Советуем изучить Пульсации или мерцание светодиодных ламп и других источников света?
Расшифровка его маркировки такая:
После чего указывается его мощность и дополнительные условия климатического применения.
В промышленности и в быту применяется множество сухих и масляных трансформаторов различного назначения. Если есть на них табличка заводского исполнения, то расшифровать его не составляет труда. Главное применять в соответствии с типом электроустановки, мощностью, а также чтобы напряжения и токи всех обмоток были использованы в нормальных условиях без перегрузок. Тогда эти непривередливые, надёжные и неприхотливые в обслуживании устройства могут прослужить десятки лет.
Примеры
Чтобы понимать, как трактовать информацию на корпусе аппаратуры, следует рассмотреть несколько примеров маркировок. Это могут быть следующие трансформаторы:
- ТДТН-1600/110. Трехфазный класс техники понижающего типа. Он имеет масляное принудительное охлаждение, а также устройство РПН. Номинальная мощность равняется 1600, а напряжение ВН обмотки – 110 кВ.
- АТДЦТН-120000/500/110-85. Автотрансформатор, который применяется в трехфазной сети. Он имеет три обмотки. Масляная система охлаждения имеет принудительную циркуляцию. Есть устройство РПН. Номинальная мощность составляет 120 МВА. Устройство понижает напряжение и работает между сетями 500 и 110 кВ. Разработка 1985 года.
- ТМ-100/10 – двухобмоточный агрегат, который рассчитан для работы в трехфазной сети. Масляная система циркуляции имеет естественное перемещение жидкости. Изменение напряжения происходит при помощи ПБВ узла. Номинальная мощность составляет 100 кВА, а класс обмотки – 10 кВ.
- ТРДНС-25000/35-80. Аппарат для трехфазной сети с двумя расщеплёнными обмотками. Охлаждение производится посредством принудительной циркуляции масла. В конструкции есть регулятор РПН. Применяется для нужд электростанции. Мощность агрегата составляет 25 МВА. Класс напряжения обмотки – 35 кВ. Конструкция разработана в 1980 году.
- ОЦ-350000/500. Двухобмоточное устройство для однофазной сети повышающего класса. Применяется масляное охлаждение при помощи принудительного движения жидкости. Мощность 350 МВА, напряжение обмотки 500 кВ.
- ТСЗ-250/10-79. Экземпляр для трехфазной сети с сухим способом охлаждения. Корпус защищённый. Мощность составляет 250 кВА, а обмотки – 10 кВ. Устройство создано в 1979 г.
- ТДЦТГА-350000/500/110-60. Трехобмоточный прибор для трехфазной сети. Применяется для повышения напряжения. Трансформация происходит по принципу НН-СН и НН-ВН. Конструкция разработана в 1960 году.
Расшифровка трансформаторов, примеры
Трансформаторы тока обозначаются следующим образом: • Т — Буква указывает, что это именно трансформатор тока • Вторая буква означает конструктивное исполнение: «П» — проходной, «О» – опорный трансформатор, «Ш» -шинный, «Ф» — с фарфоровой покрышкой • Третье обозначение указывает на изоляцию и систему охлаждения обмоток трансформатора «Л» — литая изоляция, «М» — масляная, Потом идет через “-“ класс изоляции, климатическое исполнение трансформаторов, и, категория установок.
Читайте также: Как сделать чертеж на компьютере в word 2010?
Пример расшифровки трансформатора тока ТПЛ — 10УХЛ4 100/5А.
- Т – тока
- П – проходной
- Л – литая изоляция
- Класс 10 кВ
- УХ – умеренного и холодного климата
- 4 – четвертая категория
- 100/5А – коэффициент трансформации как сто к пяти.
Примеры расшифровка трансформаторов напряжения: ТМ — 100/35 — трансформатор трёхфазный масляный с естественной циркуляцией воздуха и масла, номинальной мощностью 0,1 МВА, классом напряжения 35 кВ; ТДНС — 10000/35 — трансформатор трёхфазный с дутьем масла, регулируемый под нагрузкой для собственных нужд электростанции, номинальной мощностью 10 МВА, классом напряжения 35 кВ; ВРТДНУ — 180000/35/35 — трансформатор вольтодобавочный, регулировочный, трёхфазный, с масляным охлаждением типа Д, регулируемый под нагрузкой, с усиленным вводом, проходной мощностью 180 МВА, номинальное напряжение обмотки возбуждения 35 кВ, номинальное напряжения регулировочной обмотки 35 кВ; ЛТМН — 160000/10 — трансформатор линейный, трёхфазный, с естественной циркуляцией масла и воздуха, регулируемый под нагрузкой, проходной мощностью 160 МВА, номинальным линейным напряжением 10 кВ. НКФ-110-58У1 — трансформатор напряжения каскадный в фарфоровой покрышке, номинальное напряжение обмотки ВН 110 кВ, 1958 года разработки, климатическое исполнение — У1; НДЕ-500-72У1 — трансформатор напряжения с ёмкостным делителем, номинальное напряжение обмотки ВН 500 кВ, 1972 года разработки, климатическое исполнение — У1; ТНП — 12 — трансформатор тока нулевой последовательности, с подмагничиванием переменным током, охватывающий 12 жил кабеля; ТНПШ — 2 — 15 — трансформатор тока нулевой последовательности, с подмагничиванием переменным током, шинный, охватывающий 2 жилы кабеля, номинальным напряжением обмотки ВН 15 кВ.
Графические и буквенные условные обозначения в электрических схемах
Трансформатор напряжения соответственно будет называться повышающим, если на выходе со вторичной обмотки напряжение выше, чем в первичной, и понижающим, если, напряжение во вторичной обмотке ниже, чем в первичной. На рисунке ниже изображена схема работы трансформатора:
Принципиальная схема трансформатора
Красным (на рисунке ниже) обозначена первичная обмотка, синим вторичная, также изображен сердечник трансформатора, собранный из пластин специальной электротехнической стали. Буквами U1 обозначено напряжение первичной обмотки. Буквами I1 обозначен ток первичной обмотки. U2 обозначено напряжение на вторичной обмотке, I2 ток во вторичной. В трансформаторе две или более обмоток индуктивно связаны. Также трансформаторы могут использоваться для гальванической развязки цепей.
Читайте также: Лучшие кондиционеры для квартиры 2019-2020 года — 4 разных ТОПа
Принцип работы трансформатора
Принцип действия трансформатора
Коэффициент трансформации – формула
Если коэффициент трансформации меньше единицы, то трансформатор повышающий, если больше единицы, понижающий. Разберем на небольшом примере: w1 количество витков первичной обмотки равно условно равно 300, w2 количество витков вторичной обмотки равно 20. Делим 300 на 20, получаем 15. Число больше единицы, значит трансформатор понижающий. Допустим, мы мотали трансформатор с 220 вольт, на более низкое напряжение, и нам теперь нужно посчитать, какое будет напряжение на вторичной обмотке. Подставляем цифры: U2=U1кт = 22015 = 14.66 вольт. Напряжение на выходе с вторичной обмотки будет равно 14.66 вольт.
Примеры групповых соединений обмоток
Государственным стандартом предусмотрены только две группы соединения обмоток:
- Y/Y-0 или ∆/∆-0
- Y/∆-11 и ∆/Y-11
Жесткая стандартизация позволяет исключить аварии и повреждения в результате неправильных подключений. К тому же, для трансформаторов одинаковой мощности и коэффициента трансформации становится возможным параллельное включение устройств.
Остальное количество соединений используется крайне редко в отдельных случаях при невозможности использования стандартного варианта.
Тип подключения должен быть оговорен в сопроводительной документации и продублирован на шильдике устройства.
Трансформаторы на схемах
Обозначается на принципиальных схемах трансформатор так:
Обозначение трансформатора на схемах
На следующем рисунке изображен трансформатор с несколькими вторичными обмотками:
Читайте также: Маркировка трансформаторов — тока, напряжения и силовых
Трансформатор с двумя вторичными обмотками
Цифрой “1” обозначена первичная обмотка (слева), цифрами 2 и 3 обозначены вторичные обмотки (справа).
Таблица групп соединений
В таблице ниже представлены обозначения групп соединения и чередование фаз низкой и высокой сторон.
| Группа соединения | Обозначение | Чередование фаз |
| 0 | Y/Y-0 | C, B, A |
| c, b, a | ||
| ∆/∆-0 | C, B, A | |
| c, b, a | ||
| 1 | Y/∆-1 | C, B, A |
| c, b, a | ||
| ∆/Y-1 | C, B, A | |
| c, b, a | ||
| 2 | Y/Y-2 | C, B, A |
| c, b, a | ||
| ∆/∆-2 | C, B, A | |
| а, c, b | ||
| 3 | Y/∆-3 | C, B, A |
| b, a, с | ||
| ∆/Y-3 | C, B, A | |
| b, a, с | ||
| 4 | Y/Y-4 | C, B, A |
| b, a, с | ||
| ∆/∆-4 | C, B, A | |
| b, a, с | ||
| 5 | Y/∆-5 | C, B, A |
| c, b, a | ||
| ∆/Y-5 | C, B, A | |
| c, b, a | ||
| 6 | Y/Y-6 | C, B, A |
| c, b, a | ||
| ∆/∆-6 | C, B, A | |
| c, b, a | ||
| 7 | Y/∆-7 | C, B, A |
| c, b, a | ||
| ∆/Y-7 | C, B, A | |
| c, b, a | ||
| 8 | Y/Y-8 | C, B, A |
| а, c, b | ||
| ∆/∆-8 | C, B, A | |
| c, b, a | ||
| 9 | Y/∆-9 | C, B, A |
| b, a, с | ||
| ∆/Y-9 | C, B, A | |
| b, a, с | ||
| 10 | Y/Y-10 | C, B, A |
| c, b, a | ||
| ∆/∆-10 | C, B, A | |
| b, a, с | ||
| 11 | Y/∆-11 | C, B, A |
| c, b, a | ||
| ∆/Y-11 | C, B, A | |
| c, b, a |
Сварочные трансформаторы
Существуют специальные сварочные трансформаторы.
Сварочный трансформатор предназначен для сварки электрической дугой, он работает как понижающий трансформатор, снижая напряжение на вторичной обмотке, до необходимой величины для сварки. Напряжение вторичной обмотки бывает не более 80 Вольт. Сварочные трансформаторы рассчитаны на кратковременные замыкания выхода вторичной обмотки, при этом образуется электрическая дуга, и трансформатор при этом не выходит из строя, в отличие от силового трансформатора.
Силовые трансформаторы
Фото высоковольтный трансформатор
Трансформаторы с 6-10 киловольт на 380 вольт расположены вблизи потребителей. Такие трансформаторы стоят на трансформаторных подстанциях расположенных во многих дворах. Они поменьше размерами, но вместе с ВН (выключателями нагрузки) которые ставятся перед трансформатором и вводными автоматами и фидерами могут занимать двух этажное здание.
Трансформатор 6 киловольт
У трехфазных трансформаторов обмотки соединяются не так, как у однофазных трансформаторов. Они могут соединяться в звезду, треугольник и звезду с выведенной нейтралью. На следующем рисунке приведена как пример одна из схем соединения обмоток высокого напряжении и низкого напряжения трехфазного трансформатора:
Пример соединения обмоток силового трансформатора
Читайте также: Причины повреждений на воздушных линиях электропередачи
Трансформаторы существуют не только напряжения, но и тока. Такие трансформаторы применяют для безопасного измерения тока при высоком напряжении. Обозначаются на схемах трансформаторы тока следующим образом:
Изображение на схемах трансформатор тока
На фото далее изображены именно такие трансформаторы тока:
Трансформатор тока – фото
Существуют также, так называемые, автотрансформаторы. В этих трансформаторах обмотки имеют не только магнитную связь, но и электрическую. Так обозначается на схемах лабораторный автотрансформатор (ЛАТР):
Лабораторный автотрансформатор – изображение на схеме
Используется ЛАТР таким образом, что включая в работу часть обмотки, с помощью регулятора, можно получить различные напряжения на выходе. Фотографию лабораторного автотрансформатора можно видеть ниже:
В электротехнике существуют схемы безопасного включения ЛАТРа с гальванической развязкой с помощью трансформатора:
Безопасный ЛАТР изображение на схеме
Для согласования сопротивления разных частей схемы служит согласующий трансформатор. Также находят применение измерительные трансформаторы для измерения очень больших или очень маленьких величин напряжения и тока.
Как строятся векторные диаграммы
При построении векторных диаграмм надо запомнить правило, что сдвиг фаз меду фазами равняется 1200, то есть, при равенстве напряжений, концы векторов всегда будут образовывать равносторонний треугольник.
Наиболее просто составляется диаграмм для соединения звезда. В центре диаграммы ставится точка, которая соответствует объединенным концам обмоток. Из центра под углами 1200 проводятся векторы фаз. Вертикально проводят вектор средней фазы.
Для треугольника начерно проводят линию, параллельную соответствующей фазы звезды, а от ее концов, соответственно, подсоединенные к ней оставшиеся две фазы. Должно соблюдаться условие – все стороны треугольника должны быть параллельны соответствующим фазам звезды. Искомыми векторами будут проведенные линии из центра треугольника к его вершинам.
Векторные диаграммы рисуются для высокой и низкой сторон, а затем совмещаются с единым центром. Угол между одинаковыми фазами будет показывать номер группы соединения, выраженный в часах.
Отсчет нужно брать от вектора высокого напряжения к низкому.
Тороидальные трансформаторы
Промышленность изготавливает и так называемые тороидальные трансформаторы. Один из таких изображен на фото:
Фотография – тороидальный трансформатор
Преимущества таких трансформаторов по сравнению с трансформаторами обычного исполнения заключаются в более высоком КПД, меньше звуковой дребезг железа при работе, низкие значения полей рассеяния и меньший размер и вес.
Читайте также: Правильная проверка высоковольтного диода свч печи
Сердечники трансформаторов, в зависимости от конструкции могут быть различными, они набираются из пластин магнитомягкого материала, на рисунке ниже приведены примеры сердечников:
Сердечники трансформаторов – рисунок
Вот в кратце и вся основная информация о трансформаторах в радиоэлектронике, более подробно разные частные случаи можно рассмотреть на форуме. Автор AKV.
Чтение схем: трансформаторы, автотрансформаторы.
В основы обозначений трансформаторов и автотрансформаторов на электротехнических схемах принимаются обозначения обмоток, корпуса, магнитопроводов, экрана, а также и обозначения типов соединения обмоток. Давайте все это рассмотрим поподробнее.
Обмотки. В схемах (обычно в схемах электроснабжения) обмотки обозначают в виде окружности, которая проиллюстрирована на рис. № 1 . Во всех других случаях обмотки иллюстрируются полуокружностями №№ 2-5 , причем количество полуокружностей и направления выводов не устанавливается. А изображенная на рис № 3 точка, рядом с обмоткой, обозначает начало обмотки.
На электротехнических схемах, при изображении обмоток окружностями, иногда, в них вписываются обозначения №№ 13-23 вида соединения, которые приведены на рисунке ниже. Здесь под обозначениями, которые состоят из черточек, приведены поясняющие схемы.
На рисунке: № 13 – однофазная обмотка с двумя выводами. № 14 – однофазная обмотка с двумя выводами с выведенной нейтральной (средней) точкой. № 15 – соединение обмоток двух фаз в открытый треугольник. № 16 – три однофазные обмотки, каждая из которых имеет по два вывода. № 17 – трехфазная обмотка, соединенная в «звезду». № 18 – также трехфазная обмотка, соединенная в звезду с выведенной нейтралью. № 19 трехфазная обмотка, соединенная в треугольник. № 20 – трехфазная обмотка, где три фазы соединены в разомкнутый треугольник. № 21 – трехфазная обмотка, соединенная в зигзаг. № 22 – шестифазная обмотка, которая соединена в виде обратной звезды. № 23 – то же, что и № 22 , только с выведенными раздельными нейтральными точками.
Магнитопроводы. В схемах электроснабжения магнитопроводы допускается не иллюстрировать, если это, конечно, не вызывает затруднений и путаницу в схемах. Во всех других случаях этот элемент изображается обозначениями №№ 7—10 . Здесь №7 — магнитопровод ферромагнитный.
( Обратите внимание : до недавнего времени у магнитопровода было другое обозначение: 3 – тонкие черты, как бы представляющие листы стали, из которых набран магнитопровод). Затем магнитопровод стали изображать жирной чертой. В настоящее время у обозначений, толщина линий, обозначающих магнитопровод и обмотку, одинакова.
№ 8 — ферромагнитный магнитопровод с воздушным зазором. Небольшой воздушный зазор нужен в том случае, когда по обмотке проходит не только переменный, но и постоянный ток, который при отсутствии зазора мог бы насытить магнитопровод;
№ 9 — магнитодиэлектрический магнитопровод. Такие магнитопроводы применяются в радиосвязи для уменьшения потерь на вихревые токи. В этих сердечниках ферромагнитные частицы разделены массой изоляционного материала.
№ 10 — магнитопровод из немагнитного материала, например из алюминия или меди. Для немагнитного магнитопровода указывают химический символ металла. Например, буквы Cu указывают на то, что магнитопровод медный. Магнитопровод из немагнитного материала играет такую же роль, как множество короткозамкнутых витков, введенных в магнитное поле обмотки. В немагнитном магнитопроводе водятся вихревые токи, магнитное поле которых противодействует основному полю, чем достигается уменьшение индуктивности.
Корпус трансформатора и автотрансформатора – на схемах обычно не изображается. Если же надо показать, что корпус присоединен к чему-либо, то это иллюстрируется обозначением № 12 . Нередко корпус трансформатора соединяется с экраном.
Корпуса трансформаторов приходится так же показывать и в некоторых схемах релейной защиты. Экран обозначается тонкой штриховой линией
№ 6 . Подробнее про обозначения экранов, можете прочитать тут.
На обозначении № 11 проиллюстрирован регулятор, здесь он показывает, что в сборке имеется трансформаторы с регулированием напряжения с нагрузкой.
Примеры обозначений трансформаторов даны на рисунке ниже.
В разделе «а» показано однолинейное – 1 , и многолинейное – 2 обозначение однофазного трансформатора с ферромагнитным сердечником (форма I). № 3 – изображение этого же трансформатора в форме II. В разделе «б» изображены: № 4 – трансформатор с ферромагнитным магнитопроводом, который имеет воздушный зазор. № 5 трансформатор с медным (немагнитным) магнитопроводом. № 6 – трансформатор магнитодиэлектрическим магнитопроводом . № 7 – без магнитопровода.
Автотрансформаторы. Однофазный автотрансформатор в однолинейном и многолинейном изображениях проиллюстрирован ниже на рисунке по обозначениями 1 и 2 соответственно. Хорошим примером применения этих однофазных трансформаторов является: № 3 понижения напряжения сети с 220 вольт для питания прибора (например, холодильника) на напряжение в 127 вольт. № 4 показывает повышение напряжения с 127 до 220 В. Также в разделе «б» изображены трехфазные автотрансформаторы, где № 5 показывает, что обмотки соединены в звезду, а № 6 – трехфазный трансформатор с 9-ю выводами.
Как Вы видите, чтение схем не очень то и тяжелая вещь, самое главное уметь логически связать обозначения.
Программы для оформления исполнительной документации
В настоящее время чтобы оформить разработанную однолинейную схему в соответствии с требованиями ГОСТ, достаточно просто только наличия персонального компьютера и специального программного обеспечения, позволяющего выполнить эту работу. Существует несколько видов компьютерных программ, предназначенных для этих целей:
- «Компас-Электрик» – бесплатная программа, достаточно проста в использовании, пользуется популярностью среди инженерно-технических работников, трудящихся в службах главного энергетика предприятий различного профиля. Составление электрической схемы с использованием «Компас-Электрик»
- «Microsoft Visio» – бесплатная программа, которой, как правило, пользуются люди при составлении схемы электроснабжения частного дома или квартиры в разовом случае.
- «1-2-3 схема» − бесплатная программа, популярная среди студентов и начинающих специалистов в этой области техники.
- «Eagle» − программа реализуется в бесплатном и платном пакетах, различающихся по своим техническим возможностям.
- «DipTrace» − программа используется для составления электрических схем и рисования печатных плат, используемых при изготовлении электронных устройств.
- «AutoCAD Electrician» − одна из наиболее известных и распространённых программ, используемых как профессиональными проектировщиками, так и простыми пользователями, имеющими достаточный опыт работы на компьютерной технике.
Работа по составлению однолинейной схемы распределительного щита в программе «AutoCAD Electrician»
Измерительные трансформаторы тока в схемах релейной защиты и автоматики
Энергетическое оборудование электрических подстанций организационно разделяется на два вида устройств:
1. силовые цепи, по которым передается вся мощность транспортируемой энергии;
2. вторичные устройства, позволяющие контролировать происходящие процессы в первичной схеме и управлять ими.
Силовое оборудование располагают на открытых площадках или закрытых распределительных устройствах, а вторичное — на релейных панелях, внутри специальных шкафов или отдельных ячеек.
Промежуточным звеном, выполняющим функцию передачи информации между силовой частью и органами измерения, контроля, защит и управления являются измерительные трансформаторы. Они, как и все подобные устройства, имеют две стороны с разным значением напряжения:
1. высоковольтную, которая соответствует параметрам первичной схемы;
2. низковольтную, позволяющую снизить опасность воздействия силового оборудования на обслуживающий персонал и материальные затраты на создание устройств управления и контроля.
Прилагательное «измерительные» отображает назначение этих электротехнических устройств, поскольку они очень точно моделируют все процессы, происходящие на силовом оборудовании, и разделяются на трансформаторы:
2. напряжения (ТН).
Они работают по общим физическим принципам трансформации, но обладают различным конструктивным исполнением и способами включения в первичную схему.
Как сделаны и работают трансформаторы тока
Принципы работы и устройства
В конструкцию измерительного трансформатора тока заложено преобразование векторных величин токов больших значений, протекающих по первичной схеме, в пропорционально уменьшенные по величине и точно так же направленные вектора во вторичных цепях.
Конструктивно трансформаторы тока, как и любой другой трансформатор, состоит из двух изолированных обмоток, расположенных вокруг общего магнитопровода. Он изготавливается шихтованными металлическими пластинами, для плавки которых используются специальные сорта электротехнических сталей. Это делается для того, чтобы снизить магнитное сопротивление на пути прохождения магнитных потоков, циркулирующих по замкнутому контуру вокруг обмоток и уменьшить потери на вихревые токи.
Трансформатор тока для схем релейных защит и автоматики может иметь не один магнитопровод, а два, отличающиеся количеством пластин и общим объемом используемого железа. Это делается для создания двух типов обмоток, которые могут надежно работать при:
Читайте также: Выходные каскады усилителей мощности — Дарлингтон против Шиклаи.
1. номинальных условиях эксплуатации;
2. или при значительных перегрузках, вызванных токами коротких замыканий.
Первые конструкции используются для выполнения измерений, а вторые применяются для подключения защит, отключающих возникающие ненормальные режимы.
Устройство обмоток и клемм подключения
Обмотки трансформаторов тока, рассчитанные и изготовленные на постоянную работу в схеме электроустановки, отвечают требованиям безопасного прохождения тока и его теплового воздействия. Поэтому они выполняются из меди, стали или алюминия с площадью поперечного сечения, исключающей повышенный нагрев.
Поскольку первичный ток всегда больше вторичного, то обмотка для него значительно выделяется своими габаритами, как показано на картинке ниже для правого трансформатора.
На левой и средней конструкции силовой обмотки вообще нет. Вместо нее предусмотрено отверстие в корпусе, через которое пропускается питающий силовой электрический провод или стационарная шина. Такие модели используются, как правило, в электроустановках до 1000 вольт.
На выводах обмоток трансформаторов всегда предусмотрено стационарное крепление для подключения шин и соединительных проводов с помощью болтов и винтовых зажимов. Это одно из ответственных мест, где может быть нарушен электрический контакт, который способен привести к поломкам или нарушениям точной работы измерительной системы. Качеству его затяжки в первичной и вторичной схеме всегда обращается внимание при эксплуатационных проверках.
Клеммы трансформаторов тока маркируются на заводе во время изготовления и обозначаются:
Л1 и Л2 для входа и выхода первичного тока;
И1 и И2 — вторичного.
Эти индексы означают направление навивки витков относительно друг друга и влияют на правильность подключения силовых и моделируемых цепей, характеристику распределения векторов токов по схеме. На них обращают внимание при первичном монтаже трансформаторов или заменах неисправных устройств и даже исследуют различными методиками электрических проверок как до сборок устройств, так и после монтажа.
Количество витков в первичной W1 и вторичной W2 схеме не одинаково, а сильно отличается. Высоковольтные трансформаторы тока обычно имеют всего одну прямую шину, пропущенную сквозь магнитопровод, которая работает в качестве силовой обмотки. Вторичная же катушка имеет большее количество витков, которое влияет на коэффициент трансформации. Его для удобства эксплуатации записывают дробным выражением номинальных величин токов в обеих обмотках.
Например, запись 600/5 на шильдике корпуса означает, что трансформатор предназначен для включения в цепь высоковольтного оборудования с номинальным током 600 ампер, а во вторичной схеме будет трансформироваться только 5.
Каждый измерительный трансформатор тока включается в свою фазу первичной сети. Количество же вторичных обмоток для устройств релейной защиты и автоматики обычно увеличивается для раздельного использования в кернах токовых цепей для:
защит шин и ошиновок.
Такой способ позволяет исключить влияние менее ответственных цепочек на более значимые, упростить их обслуживание и проверки на действующем оборудовании, находящемся под рабочим напряжением.
С целью маркировки выводов таких вторичных обмоток применяют обозначение 1И1, 1И2, 1И3 для начал и 2И1, 2И2, 2И3 — концов.
Каждая модель трансформатора тока рассчитана для работы с определенной величиной высоковольтного напряжения на первичной обмотке. Слой изоляции, расположенный между обмотками и корпусом, должен длительно выдерживать потенциал силовой сети своего класса.
С внешней стороны изоляции высоковольтных трансформаторов тока в зависимости от назначения может применяться:
загустевшие эпоксидные смолы;
некоторые виды пластмасс.
Эти же материалы могут быть дополнены трансформаторной бумагой или маслом для изоляции внутренних пересечений проводов на обмотках и исключения межвитковых замыканий.
Класс точности ТТ
Идеально трансформатор теоретически должен работать точно, без внесения погрешностей. Однако, в реальных конструкциях происходят потери энергии на внутренний нагрев проводов, преодоление магнитного сопротивления, образование вихревых токов.
За счет этого хоть немного, но нарушается процесс трансформации, что сказывается на точности воспроизводства в масштабе первичных векторов тока их вторичными величинами с отклонениями ориентации в пространстве. Все трансформаторы тока имеют определенную погрешность измерения, которая нормируется процентным выражением отношения абсолютной погрешности к номинальному значению по амплитуде и углу.
Класс точности трансформаторов тока выражается числовыми значениями «0,2», «0,5», «1», «3», «5»,»10».
Трансформаторы с классом 0,2 работают для выполнения особо важных лабораторных замеров. Класс 0,5 предназначен для точных измерений токов, используемых приборами расчетных учетов 1-го уровня в коммерческих целях.
Измерения тока для работы реле и контрольных учетов 2-го уровня производится классом 1. К трансформаторам тока 10-го класса точности подключаются катушки отключения приводов. Они точно работают в режиме коротких замыканий первичной сети.
Схемы включения ТТ
В энергетике в основном применяются трех или черырехпроводные линии электропередач. Для контроля токов, проходящих по ним, используются разные схемы подключения измерительных трансформаторов.
1. Силовое оборудование
На фотографии показан вариант измерения токов трехпроводной силовой цепи 10 киловольт с помощью двух трансформаторов тока.
Здесь видно, что шины присоединения первичных фаз А и С подключены болтовым соединением к выводам трансформаторов тока, а вторичные цепи спрятаны за ограждение и выведены отдельным жгутом проводов в защитной трубе, которая направляется в релейный отсек для подключения цепей на клеммники.
Этот же принцип монтажа применяется и в других схемах высоковольтного оборудования, как показано на фотографии для сети 110 кВ.
Здесь корпуса измерительных трансформаторов смонтированы на высоте с помощью заземленной железобетонной платформы, что требуют правила безопасности. Подключение первичных обмоток к силовым проводам выполнено в рассечку, а все вторичные цепи выведены в рядом расположенный ящик с клеммной сборкой.
Кабельные соединения вторичных токовых цепей защищены от случайного внешнего механического воздействия металлическими чехлами и бетонными плитами.
2. Вторичные обмотки
Как уже отмечено выше, выходные керны трансформаторов тока собираются для работы с измерительными приборами или защитными устройствами. Это влияет на сборку схемы.
Если необходимо контролировать по амперметрам ток нагрузки в каждой фазе, то используется классический вариант подключения — схема полной звезды.
В этом случае каждый прибор показывает величину тока своей фазы с учетом угла между ними. Использование автоматических самописцев в этом режиме наиболее удобно позволяет отображать вид синусоид и строить по ним векторные диаграммы распределения нагрузок.
Часто на отходящих фидерах 6÷10 кВ в целях экономии устанавливают не три, а два измерительных трансформатора тока без задействования одной фазы В. Этот случай показан на расположенном выше фото. Он позволяет включить амперметры по схеме неполной звезды.
За счет перераспределения токов на дополнительном приборе получается отобразить векторную сумму фаз А и С, которая противоположно направлена вектору фазы В при симметричном режиме нагрузки сети.
Случай включения двух измерительных трансформаторов тока для контроля линейного тока с помощью реле показан на картинке ниже.
Схема полностью позволяет контролировать симметричную нагрузку и трехфазные короткие замыкания. При возникновении двухфазных КЗ, особенно АВ или ВС, чувствительность такого фильтра сильно занижена.
Распространенная схема контроля токов нулевой последовательности создается подключением измерительных трансформаторов тока в схему полной звезды, а обмотки контрольного реле к объединенному проводу нуля.
Ток, проходящий через обмотку создан сложением всех трех векторов фаз. При симметричном режиме он сбалансирован, а во время возникновения однофазных или двухфазных КЗ происходит выделение в реле составляющей дисбаланс величины.
Особенности эксплуатации измерительных трансформаторов тока и их вторичных цепей
При работе трансформатора тока создается баланс магнитных потоков, образованных токами в первичной и вторичной обмотке. В результате они уравновешены по величине, направлены встречно и компенсируют влияние созданных ЭДС в замкнутых цепях.
Если первичную обмотку разомкнуть, то по ней ток перестанет протекать и все вторичные схемы будут просто обесточены. А вот вторичную цепь при прохождении тока по первичной размыкать нельзя, иначе под действием магнитного потока во вторичной обмотке вырабатывается электродвижущая сила, которая не тратится на протекание тока в замкнутом контуре с малым сопротивлением, а используется в режиме холостого хода.
Это приводит к появлению на разомкнутых контактах высокого потенциала, который достигает несколько киловольт и способен пробить изоляцию вторичных цепей, нарушить работоспособность оборудования, нанести электрические травмы обслуживающему персоналу.
По этой причине все переключения во вторичных цепях трансформаторов тока производят по строго определенной технологии и всегда под надзором контролирующих лиц без разрыва токовых цепей. Для этого используют:
специальные виды клеммников, позволяющие устанавливать дополнительную закоротку на время разрыва выводимого из работы участка;
испытательные токовые блоки с закорачивающими перемычками;
специальные конструкции переключателей.
Регистраторы аварийных процессов
Измерительные приборы делят по виду фиксации параметров при:
номинальном режиме эксплуатации;
возникновении сверхтоков в системе.
Чувствительные элементы регистраторов прямо пропорционально воспринимают поступающий на них сигнал и также отображают его. Если величина тока поступила на их вход с искажением, то эта погрешность будет введена в показания.
По этой причине приборы, предназначенные для измерения аварийных токов, а не номинальных, подключают в керны защит трансформаторов тока, а не измерений.
Об устройстве и принципах работы измерительных трансформаторов напряжения читайте здесь: Измерительные трансформаторы напряжения в схемах релейной защиты и автоматики
Токоведущее, коммутационное, осветительное оборудования
Таблица. Изображения условные графические электрооборудования и проводок на планах. Выдержка из ГОСТ 211.614–88.
Допускается: указывать над изображением линии данные проводки (род тока, напряжение, материал, способ прокладки, отметка проводки и т.п.); количество проводников в линии указывать засечками
Пример: щит из четырёх шкафов
Пример: щит из пяти шкафов
Пример: щит из четырёх панелей управления
Примечание: допускается светильник с люминесцентными лампами изображать в масштабе чертежа
Таблица. Изображения условные графические электрооборудования и проводок на планах. Выдержка из ГОСТ 21.614–88. Изображения условные
Примечание: допускается трансформатор малой мощности изображать без прямоугольного контура