Подключение трансформатора напряжения. Трансформаторы напряжения: принцип работы, типы, подключение и применение

Что такое трансформатор напряжения и как он работает. Какие существуют типы трансформаторов напряжения. Как правильно подключить трансформатор напряжения. Где применяются трансформаторы напряжения в энергетике и промышленности.

Что такое трансформатор напряжения и зачем он нужен

Трансформатор напряжения (ТН) — это измерительный трансформатор, который применяется для понижения высокого напряжения до уровня, приемлемого для измерительных приборов и релейной защиты. Основные функции трансформатора напряжения:

• Понижение высокого напряжения до стандартного уровня 100 В или 100/√3 В
• Изоляция измерительных цепей и приборов от высокого напряжения
• Обеспечение высокой точности измерений напряжения

Трансформаторы напряжения устанавливаются на подстанциях и в распределительных устройствах для контроля напряжения, учета электроэнергии, питания цепей релейной защиты и автоматики.

Принцип работы трансформатора напряжения

Принцип действия трансформатора напряжения основан на явлении электромагнитной индукции. Конструктивно ТН состоит из:

• Магнитопровода
• Первичной обмотки с большим числом витков
• Вторичной обмотки с меньшим числом витков

При подаче на первичную обмотку высокого напряжения в магнитопроводе возникает переменный магнитный поток. Этот поток индуцирует во вторичной обмотке ЭДС, пропорциональную первичному напряжению. Коэффициент трансформации определяется соотношением числа витков обмоток:

K = U1/U2 = w1/w2

где U1, U2 — первичное и вторичное напряжение, w1, w2 — число витков первичной и вторичной обмоток.

Основные типы трансформаторов напряжения

По конструкции и принципу действия выделяют следующие типы трансформаторов напряжения:

1. Электромагнитные ТН

Это самый распространенный тип. Имеют обычную трансформаторную конструкцию с обмотками на магнитопроводе. Применяются на напряжения до 35 кВ.

2. Емкостные ТН

Содержат емкостный делитель напряжения и электромагнитный ТН. Используются на напряжениях 110 кВ и выше. Преимущества — меньшие габариты и стоимость.

3. Оптические ТН

Работают на эффекте Керра — изменении поляризации света в электрическом поле. Не имеют железного сердечника. Применяются редко из-за сложности и высокой стоимости.

Как подключить трансформатор напряжения

Правильное подключение трансформатора напряжения очень важно для обеспечения точности измерений. Основные правила подключения ТН:

1. Первичную обмотку подключают параллельно контролируемой цепи высокого напряжения
2. Вторичную обмотку соединяют со счетчиками, вольтметрами и другими измерительными приборами
3. Один вывод вторичной обмотки заземляют
4. Строго соблюдают маркировку выводов и полярность подключения
5. Сечение проводов выбирают с учетом допустимой нагрузки ТН

Типовая схема подключения однофазного ТН выглядит следующим образом:

• Вывод «А» первичной обмотки — на фазу
• Вывод «Х» первичной обмотки — на нейтраль/землю
• Вывод «а» вторичной обмотки — на прибор
• Вывод «х» вторичной обмотки — на землю

Где применяются трансформаторы напряжения

Основные области применения трансформаторов напряжения:

• Измерение напряжения в высоковольтных сетях
• Коммерческий и технический учет электроэнергии
• Питание цепей релейной защиты и автоматики
• Синхронизация генераторов
• Контроль изоляции в сетях с изолированной нейтралью

ТН устанавливаются на подстанциях, в распределительных устройствах, на вводах к потребителям. Они являются важным элементом систем измерения, защиты и управления в электроэнергетике.

Характеристики и выбор трансформаторов напряжения

При выборе трансформатора напряжения учитывают следующие основные характеристики:

• Номинальное первичное напряжение
• Номинальное вторичное напряжение (обычно 100 В или 100/√3 В)
• Класс точности (0.2, 0.5, 1.0, 3.0)
• Номинальная мощность
• Предельная мощность
• Схема и группа соединения обмоток

Выбор ТН производится по номинальному напряжению сети, требуемому классу точности и мощности подключаемых измерительных приборов. Важно не превышать номинальную нагрузку трансформатора напряжения.

Эксплуатация и обслуживание трансформаторов напряжения

Для обеспечения надежной и точной работы трансформаторов напряжения необходимо:

• Проводить периодические испытания и поверки ТН
• Контролировать нагрев обмоток и магнитопровода
• Следить за состоянием контактных соединений
• Проверять целостность изоляции
• Не допускать перегрузки по мощности
• Защищать от перенапряжений и токов короткого замыкания

При правильной эксплуатации срок службы трансформаторов напряжения составляет 25-30 лет. Своевременное обслуживание позволяет поддерживать высокую точность измерений на протяжении всего срока службы.

Подключение трансформатора тока: инструкция + фото

Содержание

• 1 Определяем трансформатор
• 2 Определяем обмотку
• 3 Подключение трансформатора напряжения
• 4 Подключение трансформатора тока

Представьте себе, что у вас оказался трансформатор. Вы о нем совершенно ничего не знаете. Именно поэтому мы поместили эту статью, в которой расскажем, как подключить трансформатор. Подключение трансформатора – это достаточно сложный процесс, который выполнять должны только профессионалы. Здесь вы узнаете, какие операции необходимо проделать перед подключением трансформатора.

Для начала вам необходимо знать, что собою представляет это устройство. Трансформатор – это достаточно сложное устройство, которое необходимо для того, чтобы преобразовывать напряжение. Обычно он имеет две или более обмоток. По назначению эти устройства могут быть как понижающими, так и повышающими.

Существуют также и автотрансформаторы. Основной их особенностью считается то, что первичная и вторичная обмотка должна подключаться вместе. Их особенность заключается в том, что они преобразовывают величину тока. Обычно их используют для подключения контрольно-измерительных приборов.

Определяем трансформатор

Например, если у вас имеется трансформатор, но вы не знаете какой именно тогда вам следует знать, на что нужно обратить внимание? Для того чтобы определить что это за устройство необходимо посмотреть на количество выводов обмоток. Трехфазные устройства могут иметь 4 вывода, а однофазные трансформаторы два вывода. Если устройство вы желаете использовать в квартире, тогда вам подойдет однофазный трансформатор. Подключение трехфазного трансформатора осуществляется только на предприятиях.

После этого вам необходимо определить тип трансформатора. Основной особенностью этого трансформатора считается мощный проводник вокруг, которого располагается обмотка. К особенности автотрансформаторов относятся небольшие габариты и наличие регулятора. В быту эти трансформаторы встретить можно достаточно редко.

Определяем обмотку

Для того чтобы определить обмотку вам необходимо использовать мультиметр. Если трансформатор будет понижающим, тогда сопротивление в первичной обмотке будет больше чем у вторичной. Обычно размер первичной обмотки немного больше чем во вторичной. Если трансформатор содержит в себе несколько обмоток, тогда необходимо измерить сопротивление каждой из них.

Подключение трансформатора напряжения

Сейчас мы вам расскажем, как подключить понижающий трансформатор. Для начала вам необходимо определить, какой параметр тока необходим потребителю. Для бытовых приборов необходим постоянный ток. В электрической сети обычно течет переменный ток и поэтому вам потребуется выпрямитель. В зависимости от вашего прибора вторичную обмотку необходимо подключить через выпрямитель. Перед тем как подключать трансформатор вам необходимо узнать как сделать трансформатор своими руками. Первичная обмотка будет подключаться прямо в сеть.

Подключение трансформатора тока

Как мы уже говорили в этой статье, трансформаторы тока должны применяться вместе с измерительными приборами. Тороидальный трансформатор подключается точно так. Подключение трансформатора предполагает в себе подключение первичной и вторичной обмотки. Первичную обмотку необходимо подключать в цепь, а вторичную обмотку к измерительным приборам. Помните, что вторичная обмотка всегда должна иметь низкую нагрузку.

Как подключить трансформатор тока: информация, маркировка, инструкция

Сегодня обсудим, как подключить трансформатор тока. Рассмотрим некоторые особенности измерительных приборов. Должны называть инструмент вспомогательным. Используется совместно со счетчиками электрической энергии, защитными цепями. Ток вторичной обмотки пропорционален потребляемому полезной нагрузкой – электрическими двигателями, нагревательными приборами, освещением. Позволит оценить параметры мощной промышленной сети без риска порчи контрольного оборудования. Косвенной выгодой становится безопасность обслуживающего персонала, снимающего показания, ведущего контроль. Значительно уменьшает требования к квалификации, снимает другие ограничения.

Общие сведения о трансформаторах тока

Трансформаторы тока создаются согласно нормативной документации. Параметры регламентированы. Например, стандартами:

1. ГОСТ 7746-2001.
2. ГОСТ 23624-2001.

Небольшой трансформатор

Дело касается коэффициента трансформации. Главный параметр, показывающий отношение меж токами первичной, вторичной обмоток. Цифра позволит сопрягать трансформатор тока с счетчиком, защитным автоматом. Причем требования значительно снижаются. Сеть потребляет 200 А, коэффициент трансформации равен 100, достаточно наличия защитного автомата 2 А. Видите, очень выгодно. Безопасность персонала расписали.

Получается, во вторичной цепи напряжение сетевое. Выгоды не получается. Собственно, поэтому прибор называется трансформатором тока. Не меняет напряжения. Напоминаем, действующее значение фазы напряжения 380 вольт составляет 220 вольт. Работа с промышленной сетью напоминает однофазные. Трансформаторов тока понадобится три. Счетчик измеряет напряжение, ток, определяя параметры:

• Полную мощность потребления в ВА.
• Реактивную мощность в вар.
• Активную мощность Вт.

Часто нужен нейтральный провод (даже в трехпроводных промышленных сетях). К трансформатору тока не относится. Включается не так, как обычный. Первичная обмотка малого сопротивления, чтобы не вносить возмущений в цепь. Включается последовательно полезной нагрузке (двигателям).

Типичный трансформатор включается следующим образом: нагрузка находится в цепи вторичной обмотки. Позволит развязать потребителя, источник по постоянному току (гальваническая развязка), получить нужные параметры. В нашем случае (!) манипуляций с входными напряжениями, токами не производится.

В цепь вторичной обмотки включается прибор измерения, контроля. Счетчики снабжены двумя катушками: тока, напряжения. В цепь вторичной обмотки включается первая. Катушка напряжения одним концом заводится на фазу, на второй подается нейтраль. Комплексный подход позволит оценить мощность. На нейтраль положено заводить один конец токовой катушки. Как узнать последовательность действий более подробно? Схема дается на приборе контроля, измерения. Трансформатор тока является изделием универсальными, тонкости нужно искать на корпусе (шильдике) стороннего оборудования.

Первичная обмотка включается последовательно полезной нагрузке, вторичная используется для внедрения в сеть устройств контроля, измерения. Подробная схема включения зависит от типа сопрягаемых устройств, приводится на корпусе, шильдике, инструкцией. Рассмотрим, как трансформатор тока обозначается электрическими схемами. На просторах сети встретим много ошибок. В предыдущих обзорах приводили рисунок трансформатора тока, просто копируем из предыдущей локации:

1. Прямой толстой линией показана первичная обмотка. К одному концу подводится фаза, к другому подключается потребитель. Холодильник, кондиционер, завод. Чертеж дан показывает трехфазное напряжение 380 вольт. Показана одна ветка. Прочие подключаются аналогично. В нижнем правом углу можем видеть измерительные катушки счетчика. Одна из возможных схем, не является догмой. Подробно электрические карты приводятся корпусами, шильдиками приборов. Можно достать на специализированном форуме.

   Подключение трансформатора тока

2. Витками схема обозначает вторичную обмотку. Иногда на рисунках точки включения могут лежать на толстой линии, не должно смущать. Для большей наглядности выводы вторичной обмотки расположили ниже. К ним подсоединяются приборы измерения, контроля. Здесь ток меньше потребляемого полезной нагрузкой (холодильники, кондиционеры) в разы. Сколько – показывает коэффициент трансформации. Кстати, согласно ГОСТ, не может быть произвольным. Значение выбирается из ряда! Согласно требованиям к измерительным приборам, контрольным, ток вторичной цепи равен 1, 2, 5 А. На такие условия работы рассчитываются счетчики, прочие контрольные, учетные приспособления. Коэффициент трансформации выбирается за счет варьирования тока полезной нагрузки, протекающего в первичной обмотке. Пределы широкие. Приводим неполный ряд, взятый из стандартов (для измерительных лабораторных трансформаторов тока), указанных выше – подробно читатели могут ознакомиться с документом самостоятельно: 0,1; 0,5; 1; 1,5; 5; 7,5; 10; 15; 20; 25; 30; 800 А; 1; 1,2; 5; 6; 8; 15; 16; 18; 30; 32; 50; 60 кА. Из неполного перечня видно: не всегда трансформатор тока понижающий. Может повысить значение тока 0,1 А до 5 А. Что позволит использовать мощные измерители простейшими цепями. Счетчик должен давать возможность учитывать существующее положение дел, некоторые предназначены для использования только с определенным коэффициентом трансформации. Подробно о пригодности прибора судим в каждом конкретном случае отдельно.

Что касается приборов, применяемых за пределами лабораторий, разброс ниже. Обратите внимание, нагрузка вторичной цепи ученых должна быть по возможности активной. Точнее говоря, если коэффициент мощности меньше 1, следует подключать только индуктивные сопротивления. По большей части выполняется, в особенности для трехфазных цепей. Сварочный аппарат на входе содержит обмотку трансформатора, двигатель подключается на катушку статора, ротора. Касается счетчиков, где витой провод послужит для оценки параметров напряжения, тока. Примеры индуктивных сопротивлений. В реальности лучше перестраховаться, если коэффициент мощности меньше 1 (реактивное сопротивление обусловило возникновение потерь), пусть лучше импеданс (комплексное сопротивление) будет индуктивным, не емкостным.

Маркировка трансформаторов тока

Различные трансформаторы

Прежде, чем произвести подключение трансформатора, убедитесь, что годится выбранным целям. Из сказанного выше понятно, как оценить количественно параметры, для применения знаний на практике следует уметь читать маркировку изделия. Код регламентируется стандартом. Приводим перечень параметров, указываемых производителем на шильдике трансформатора тока:

1. Логотип производителя с последующей надписью «трансформатор тока». Достаточно сложно промахнуться, выбрав в магазине другой прибор.
2. Тип трансформатора характеризуется конструктивными особенностями, видом изоляции. Расшифровка приводится в стандартах, указанных выше. Рядом в маркировке идет климатическое исполнение. Есть сомнения в умении читать шильдик, проще дома заранее распечатать таблицы ГОСТ. При необходимости следует изучить конструктивные особенности. Поможет понять, как подключить трансформатор, оценить пригодность для цепи в принципе.
3. Порядковый номер по реестру предприятия-изготовителя понадобится при обращении в службу поддержки (иностранные компании), используется для отчетности, если покупку осуществит не физическое лицо.
4. Номинальное напряжение первичной обмотки указывается для всех трансформаторов тока за исключением встроенных. Потому что в последнем случае электрические параметры должны быть соблюдены внешним по отношению к прибору устройством.
5. Номинальная частота может отсутствовать, если (по значению напряжения) можно понять: стандартна для государства (РФ – 50 Гц).
6. В природе встречаются трансформаторы с несколькими выводами вторичной обмотки. Позволит получить два-три прибора в одном. В зависимости от электрической схемы будет меняться коэффициент трансформации. Напротив параметров указывается номер вторичной обмотки.

   Характеристики трансформатора тока

7. Коэффициент трансформации является важнейшей величиной, идет далеко не первым в маркировке. Обозначается прямой, наклонной дробью, в числителе стоит первичный ток, в знаменателе вторичный. Коэффициент трансформации намного больше единицы. Среди лабораторных изделий найдем вопиющие исключения из правила. Планируется подключение трансформаторов тока в маломощную цепь для использования стандартных приборов учета – ищите покупку по другому номеру ГОСТ (23624-2001).
8. Класс точности важен мощным потребителям. Едва ли захочется платить лишние деньги. При необходимости обращайте внимание на параметр. Расшифровывается согласно ГОСТ 7746-2001.
9. Номинальный класс безопасности прибора свидетельствует о том, что упоминали выше: за счет более мягких условий во вторичной обмотке риск поражения электрическим током падает. При соблюдении требований никто не гарантирует 100%, что несчастный случай не произойдет. Производственный процесс сразу закладывает некую мизерную вероятность летальных исходов, наша задача цифру уменьшить. Про коэффициент безопасности вторичной обмотки трансформатора тока расскажем следующим образом. Допустим, максимальный ток счетчика составляет 20 А. Коэффициент трансформации обозначен 20/2 А. Коэффициент безопасности изделия должен равняться 10, не более. При коротком замыкании первичной обмотки сердечник войдет в насыщение, ток вторичной цепи не превысит 20 А. Счетчик не сгорит. Аналогично рассчитывается безопасность рабочего персонала.
10. Предельная кратность тесно связана с предыдущим значением. Отношение некоторого тока, при котором погрешность составляет не менее 10%, к номинальному. Предел, при котором трансформатор тока способен помогать в измерениях, выступать средством контроля.

Надеемся, читатели теперь знают, чем рассматриваемая задача отличается от вопроса о том, как подключить понижающий трансформатор 220/12 В. Совершенно разные вещи. Обмотки идут последовательно с нагрузкой, измерителем. Коэффициент трансформации показывает, какой прибор контроля можно использовать во вторичной цепи.

Трансформаторы напряжения | Трансформаторы напряжения (PT)

Трансформаторы напряжения (PT) или трансформаторы напряжения представляют собой измерительные трансформаторы, используемые для измерения напряжения. Они подключаются параллельно линии и работают по тому же принципу, что и силовые трансформаторы. Их нельзя использовать для подачи необработанной мощности на нагрузки. Они имеют точное соотношение напряжений и соотношение фаз между первичной и вторичной обмотками. Чтобы лучше понять принцип работы электрических трансформаторов, рекомендуем прочитать: Трансформатор – Работа, конструкция и виды.

Определение трансформатора напряжения или трансформатора напряжения

Трансформатор напряжения (PT) — это статическое устройство, используемое для понижения высокого напряжения до измеримого уровня для облегчения измерения и управляемости. Низкие напряжения легко измерить, и их можно использовать для управления реле защиты.

Изображение предоставлено Wordtwist

Электроэнергия передается и распределяется при различных высоких напряжениях. Эти напряжения необходимо понизить до номинального напряжения измерительных устройств для измерения напряжения. Кроме того, измерительные устройства нельзя напрямую подключать к высоковольтным цепям для проведения измерений. Кроме того, это улучшает совместимость стандартных измерительных устройств.

Принцип действия трансформаторов напряжения

Принцип действия трансформатора напряжения такой же, как у обычного трансформатора. Это работает по принципу взаимной индуктивности и закону Фарадея электромагнитной индукции . Протекание переменного тока через проводник создает переменное магнитное поле. Когда другой проводник соприкасается с этим магнитным полем, в нем индуцируется напряжение. По закону Фарадея величина индуцированного напряжения зависит от скорости изменения магнитного потока, связывающего вторую катушку, и числа витков.

ε =-N dΦ​/dt

В случае трансформаторов, поскольку скорость изменения магнитного потока между катушками почти одинакова, индуцируемое напряжение зависит от числа витков катушек.

Конструкция PT

Изображение предоставлено Alstom Grid Waynesboro

На приведенном выше изображении показана конструкция трансформатора напряжения. Можно отметить, что конструкция трансформатора напряжения несколько отличается от конструкции силового трансформатора. Он имеет магнитопровод сердечника или оболочечного типа (сердечник). Катушки намотаны на одну ветвь сердечника. Первичная и вторичная обмотки изолированы друг от друга. В некоторых трансформаторах среднего и высокого напряжения также присутствуют третичные обмотки. Первичная обмотка состоит из большого количества витков, тогда как вторичная обмотка состоит из меньшего числа витков.

Типы трансформаторов напряжения

Существует три типа трансформаторов напряжения: электромагнитно-индукционный, с емкостной связью и оптический. Конструктивные особенности трансформаторов напряжения электромагнитного индукционного типа рассмотрены выше.

Трансформатор напряжения с емкостной связью (CCVT)

Трансформатор напряжения с емкостной связью представляет собой комбинацию емкостного делителя напряжения и PT электромагнитного типа. Это экономичная альтернатива электромагнитному ПТ. Он состоит из трех частей: емкостного делителя потенциала, настроечного реактора и разделительного трансформатора, как показано на рисунке ниже.

Цепь емкостного делителя потенциала состоит из двух конденсаторов С ₁ и С ₂ , соединенных параллельно линии высокого напряжения и земле. C ₁ представляет собой последовательное соединение нескольких небольших конденсаторов. Большая часть напряжения падает на C ₁ . Настроечный реактор используется для настройки схемы на частоту сети. Кроме того, настраивающий реактор увеличивает передачу энергии. Разделительный трансформатор изолирует измерительный прибор от резонансного контура.

Изображение предоставлено: GE Grid Solutions

Оптический преобразователь напряжения

Оптический преобразователь напряжения работает по принципу эффекта Керра, согласно которому свет, отраженный от намагниченной поверхности, может изменять как поляризацию, так и интенсивность отражения. Этот отраженный свет измеряется оптическим способом и преобразуется в аналоговый сигнал, пропорциональный приложенному напряжению. Этот аналоговый сигнал можно измерить с помощью подходящего прибора. Поскольку нет магнитопровода и обмоток, эти трансформаторы значительно меньше ЦТН и обычных ПТ. Оптические трансформаторы напряжения используются редко из-за их сложности и высокой первоначальной стоимости.

Подключение трансформатора напряжения

Трансформаторы напряжения поставляются с двумя или одним вводом. Типы с одним вводом предназначены исключительно для соединений линии с землей, а типы с двумя проходами могут быть подключены либо между линией, либо между линией и землей. При подключении необходимо учитывать полярность обмотки. Измерительные устройства могут быть подключены ко вторичной обмотке трансформатора напряжения. Типовая схема подключения трансформатора напряжения показана ниже: Источник: https://control.com/textbook/electric-power-measurement-and-control/electrical-sensors/

Техническая спецификация

Нагрузка

Внешнее сопротивление во вторичной цепи в Омах при заданном коэффициенте мощности. Обычно упоминается в В.А. Это максимальная величина нагрузки, которую можно подключить к вторичной обмотке ТН без увеличения ошибки.

Класс точности

Класс точности определяет, насколько точным может быть трансформатор напряжения, когда нагрузка ниже его номинального значения. Класс точности, согласно IEC, определяется как 0,2, 0,5 или 1,0 в зависимости от применения, когда номинальная нагрузка примерно в 1,3-1,5 раза больше подключенной нагрузки обеспечивает максимальную точность.

Теги Инструменты, Распределительное устройство, Трансформатор

Copyright © 2023 Electrical Classroom. Защищено законом о защите авторских прав в цифровую эпоху Продолжая использовать этот веб-сайт, вы соглашаетесь с нашей политикой в ​​отношении файлов cookie.
Посмотреть политику конфиденциальности Посмотреть карту сайта

Журнал электрика-Понимание потенциальных трансформаторов

7 декабря

7 декабря Понимание потенциальных трансформаторов

Джеймс Бернт

Электроэнергетические системы

Введение

«ПТ» или «ТН» ( Трансформатор напряжения или Трансформатор напряжения ) представляет собой прецизионный измерительный трансформатор , подключенный параллельно высоковольтным линиям по схеме звезда-звезда по напряжению. мониторинг и защита. PT — это в основном понижающие трансформаторы с чрезвычайно точным коэффициентом трансформации. Они понижают высокое напряжение до уровня, который можно измерить стандартными измерительными приборами. ТП имеют большое количество витков в первичной обмотке и меньшее количество витков во вторичной обмотке.

Например, PT обычно оценивается в виде соотношения первичных и вторичных напряжений, например 2400:120. Это означает, что напряжение на вторичной обмотке составляет 120 В переменного тока, когда первичное напряжение составляет 2400 В переменного тока.

Подробнее о PT

PT широко используются в энергетике и коммунальном хозяйстве на электрических подстанциях и в диспетчерских. Они также используются в различных приложениях панели управления.

Существует несколько производителей трансформаторов напряжения, таких как:

• Flex-Core

• Resa Power

Дистрибьюторы PT расположены по всей континентальной части США.