Как правильно выбрать трансформаторы тока для измерений и защиты. Какие параметры нужно учитывать при выборе трансформаторов напряжения. Какие условия проверки необходимо выполнить для трансформаторов тока и напряжения.
Назначение и принцип работы измерительных трансформаторов
Измерительные трансформаторы тока и напряжения являются важнейшими элементами систем релейной защиты, автоматики и измерений в электроэнергетике. Они выполняют следующие основные функции:
- Преобразование больших первичных токов и напряжений в удобные для измерения и релейной защиты вторичные величины
- Отделение (изоляция) вторичных цепей от первичных цепей высокого напряжения
- Обеспечение возможности подключения стандартных измерительных приборов и устройств защиты
Трансформаторы тока преобразуют большие первичные токи (сотни и тысячи ампер) в стандартный вторичный ток 5 А или 1 А. Трансформаторы напряжения понижают высокое первичное напряжение до стандартного вторичного 100 В.
Основные критерии выбора трансформаторов тока
При выборе трансформаторов тока необходимо учитывать следующие основные параметры:
- Номинальное напряжение установки
- Номинальный первичный ток
- Максимальный рабочий ток цепи
- Ток электродинамической стойкости
- Ток термической стойкости
- Допустимая вторичная нагрузка
- Требуемый класс точности
Номинальное напряжение ТТ должно быть не ниже напряжения установки. Номинальный первичный ток выбирается ближайшим большим по отношению к максимальному рабочему току цепи.
Проверка трансформаторов тока на динамическую и термическую стойкость
После предварительного выбора ТТ по номинальным параметрам выполняется их проверка:
- На электродинамическую стойкость: iдин ≥ iуд
- На термическую стойкость: (Iтерм2 * tтерм) ≥ Bк
Где iдин — ток динамической стойкости ТТ, i уд — ударный ток КЗ, Iтерм — ток термической стойкости, tтерм — время термической стойкости, Bк — тепловой импульс тока КЗ.
Проверка трансформаторов тока по вторичной нагрузке
Важным условием правильной работы ТТ является выполнение требования:
r2ном ≥ r2расч = rприб + rпров + rконт
Где r2ном — номинальная допустимая нагрузка ТТ, r2расч — расчетное сопротивление вторичной цепи, rприб — сопротивление приборов, rпров — сопротивление соединительных проводов, rконт — сопротивление контактов.
Выбор трансформаторов напряжения
Основными условиями выбора трансформаторов напряжения являются:
- Соответствие номинального напряжения ТН напряжению установки
- Соответствие схемы соединения обмоток требуемой схеме
- Соответствие класса точности
- Проверка по вторичной нагрузке: S2расч ≤ S2ном
Где S2расч — расчетная вторичная нагрузка, S2ном — номинальная мощность ТН в выбранном классе точности.
Особенности выбора трансформаторов для цепей релейной защиты
При выборе трансформаторов тока и напряжения для цепей релейной защиты необходимо учитывать следующие дополнительные требования:
- Обеспечение требуемой чувствительности защиты
- Отсутствие насыщения магнитопровода при сквозных токах КЗ
- Обеспечение необходимой предельной кратности для ТТ
- Соответствие схемы соединения обмоток схеме защиты
Для дифференциальных защит трансформаторов и генераторов важно также обеспечить идентичность характеристик ТТ, устанавливаемых в разных плечах защиты.
Примеры расчета и выбора измерительных трансформаторов
Рассмотрим пример выбора трансформатора тока для линии 220 кВ:
Исходные данные: Uном = 220 кВ Iном.цепи = 600 А Iмакс.цепи = 1200 А iуд = 50 кА Bк = 750 кА2с
Выбираем ТТ типа ТФЗМ-220Б:
- Uном = 220 кВ
- I1ном = 1000 А
- iдин = 100 кА
- Iтерм = 40 кА
- tтерм = 3 с
Проверка: 1) По напряжению и току: 220 кВ = 220 кВ, 1000 А > 600 А, 1000 А > 1200 А 2) На динамическую стойкость: 100 кА > 50 кА 3) На термическую стойкость: 402 * 3 = 4800 кА2с > 750 кА2с
Таким образом, выбранный трансформатор тока удовлетворяет всем требованиям.
Современные тенденции в конструкции измерительных трансформаторов
В последние годы наблюдаются следующие тенденции в разработке и применении измерительных трансформаторов:
- Широкое внедрение оптических трансформаторов тока и напряжения
- Применение комбинированных трансформаторов тока и напряжения
- Использование антирезонансных трансформаторов напряжения
- Разработка цифровых измерительных трансформаторов
Оптические и цифровые трансформаторы обладают рядом преимуществ по сравнению с традиционными электромагнитными, в том числе более высокой точностью, широким динамическим диапазоном, отсутствием насыщения, малыми габаритами и массой.
Измерительные трансформаторы напряжения. Устройство и работа
Измерительные трансформаторы напряжения предназначены для возможности измерения высокого напряжения электроустановок переменного тока путем снижения этого напряжения для подачи на защитные реле, приборы измерения и системы автоматики.
При отсутствии измерительных трансформаторов понадобилось бы применять приборы и реле с большими габаритными размерами, так как необходима надежная изоляция от высокого напряжения, которая увеличивает размеры устройств. Изготовить такое оборудование практически невозможно, так как напряжения линий могут достигать величины 110 киловольт.
Измерительные трансформаторы для замера напряжения дают возможность применять стандартные обычные приборы для измерений электрических параметров, при этом увеличивая их диапазон измерения. Защитные реле, подключаемые через эти трансформаторы, могут применяться обычного исполнения.
Гальваническая развязка, которую обеспечивают трансформаторы путем отделения измерительной цепи от высокого напряжения, позволяет создать необходимый уровень безопасности обслуживающего персонала.
Такие трансформаторы нашли свою популярность в устройствах высокого напряжения. От их качественного функционирования зависит степень точности учета расхода электрической энергии и электрических измерений, а также автоматических аварийных систем и защитных реле.
Устройство и работа
Измерительные трансформаторы устроены аналогично понижающим силовым трансформаторам, и состоят из металлического сердечника, выполненного из электротехнической листовой стали, первичной и вторичной обмоток. Трансформаторы могут оснащаться несколькими вторичными обмотками, в зависимости от конструкции и предъявляемых требований к трансформатору.
К первичной обмотке подключается высокое напряжение, а с вторичной обмотки снимается напряжение измерительными устройствами. Коэффициент трансформации такого устройства равен отношению первичного высокого напряжения к номинальному значению вторичного напряжения.
Если бы трансформатор функционировал абсолютно без потерь и с абсолютной точностью, то оба напряжения на обеих обмотках совпадали бы по фазе, и коэффициент трансформации был бы равен единице. Однако на практике коэффициент трансформации всегда меньше единицы, так как всегда имеются некоторые потери энергии при работе трансформатора.
Погрешность измерительного трансформатора зависит от:
- Величины вторичной нагрузки.
- Магнитной проницаемости сердечника.
- Устройства магнитопровода.
Существуют методы снижения погрешности по напряжению путем снижения числа витков первичной обмотки, добавления различных компенсирующих обмоток.
Число витков первичной обмотки намного больше, чем вторичной. Измеряемое напряжение подается на первичную обмотку, к вторичной обмотке подключают различные измерительные приборы: вольтметры, ваттметры, фазометры и т.д.
Трансформаторы напряжения эксплуатируются в режимах, подобных холостому ходу. Это объясняется тем, что подключенный к вторичной обмотке прибор, например, вольтметр, обладает большим сопротивлением, и ток, протекающий по этой обмотке, очень незначителен.
Особенности подключения
Трансформаторы могут устанавливаться как на шинах подстанции, так и на каждом отдельном объекте. Перед электрическим монтажом необходимо осмотреть трансформатор на предмет необходимого уровня масла для масляных моделей, исправности армированных швов, целостности изоляции.
При проведении монтажа обе обмотки трансформатора должны быть завернуты в изоляцию, так как случайное касание выводов вторичной обмотки с проводами, находящимися под напряжением, может привести к возникновению на первичной обмотке опасного для жизни напряжения.
Для безопасности вторичную обмотку перед подключением заземляют. Это предотвращает возможность попадания высокого напряжения в цепи низкого напряжения при возможном пробивании изоляции.
Необходимо учитывать, что если к вторичной цепи подключить слишком много измерительных и других приборов, то величина тока вторичной цепи значительно увеличится, так же как и погрешность измерения. Вследствие этого необходимо следить, чтобы общая мощность присоединенных приборов не превзошла наибольший допустимый предел мощности, определенный инструкцией или паспортом трансформатора.
При превышении общей мощности допустимой величины целесообразно подключить дополнительный трансформатор, и переключить на него несколько приборов от первого трансформатора.
Трансформаторы должны иметь защиту от короткого замыкания, в противном случае при коротком замыкании обмотки перегреются, и изоляция будет повреждена. Для этого в цепях всех незаземленных проводников подключают электрические автоматы, а также рубильники (для образования видимого разрыва цепи при ее отключении). Первичную обмотку трансформатора чаще всего защищают путем установки предохранителей.
Разновидности
Измерительные трансформаторы классифицируются по нескольким признакам и параметрам. Рассмотрим основные из таких признаков и параметров.
По числу фаз:
- Однофазные.
- Трехфазные.
По количеству обмоток:
- Трехобмоточные.
- Двухобмоточные.
По методу охлаждения:
- С воздушным охлаждением (сухие).
- С масляным охлаждением.
По месту монтажа:
- Внутренние (для монтажа внутри помещений).
- Внешние (для установки снаружи помещений).
- Для распределительных устройств.
По классам точности: 0,2; 0,5; 1; 3.
Измерительные трансформаторы с несколькими обмотками
К таким трансформаторам есть возможность подключения сигнализирующих устройств, которые подают сигнал о замыкании цепи с изолированной нейтралью, а также защитных устройств, защищающих от замыканий в цепи с заземленной нейтралью.
На рисунке «а» изображена схема с 2-мя вторичными обмотками. На рисунке «б» показана схема 3-х трехфазных трансформаторов. В них первичные и основные вторичные обмотки соединены по схеме звезды, а нейтральный проводник соединен с землей. На приборы измерения могут подключаться три фазы и ноль от основных вторичных обмоток. Вспомогательные вторичные обмотки соединены «треугольником». От этих обмоток поступает сумма напряжений фаз на дополнительные устройства: сигнальные, защитные и другие.
Основные схемы подключения
Наиболее простая схема с применением однофазного трансформатора изображена на рисунке 4 «а». Она используется в панелях запуска электродвигателей, на пунктах переключения напряжением до 10 киловольт, для подключения реле напряжения и вольтметра.
Схема по рисунку 4 «б» используется для неразветвленных цепей в электроустановках от 0,4 до 10 киловольт. Это дает возможность установить заземление вторичных цепей возле трансформаторов.
Во вторичной цепи, изображенной на рисунке 4 «в», подключен двухполюсный автомат вместо предохранителей. При срабатывании автомата его контакт замкнет сигнальную цепь «обрыв цепи». Вторичные обмотки заземлены в фазе В на щите. Рубильником можно выключить вторичную цепь, и обеспечить при этом видимый разрыв. Такая схема используется в электроустановках от 6 до 35 киловольт при разветвленных вторичных цепях.
На рисунке 4 «г» измерительные трансформаторы подключены схемой «треугольник-звезда». Это позволяет создать вторичное напряжение, необходимое для приборов автоматической регулировки возбуждения компенсаторов. Для надежности функционирования этих приборов предохранители во вторичных цепях не подключают.
Похожие темы:
ГОСТ Р МЭК 61869-2-2015 Трансформаторы измерительные. Часть 2. Дополнительные требования к трансформаторам тока
ГОСТ Р МЭК 61869-2-2015
Группа П31
ОКС 17.220.20
ОКП 42 2000
66 8000
Дата введения 2016-03-01
1 ПОДГОТОВЛЕН ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский институт метрологической службы» (ФГУП «ВНИИМС»)
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом ТК 445 «Метрология энергоэффективной экономики»
3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 28 апреля 2015 г. N 306-ст
4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту МЭК 61869-2:2012* «Трансформаторы измерительные. Часть 2. Дополнительные требования к трансформаторам тока» (IEC 61869-2:2012 Instrument transformers — Part 2: Additional requirements for current transformers).
________________
* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. — Примечание изготовителя базы данных.
Официальные экземпляры международного стандарта, на основе которого подготовлен настоящий стандарт, и международных стандартов, на которые представлены ссылки, имеются в Федеральном информационном фонде технических регламентов и стандартов.
Сведения о соответствии ссылочных международных стандартов национальным стандартам Российской Федерации приведены в дополнительном приложении ДА
5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
Правила применения настоящего стандарта установлены в ГОСТ Р 1.0-2012 (раздел 8). Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного указателя «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)
Введение
Перечень всех стандартов IEC серии 61869 под общим названием «Трансформаторы измерительные», разрабатываемых техническим комитетом IEC/ТК 38, находится на электронном сайте IEC: www.iec.ch. Обзор разрабатываемых/разработанных стандартов на дату публикации настоящего стандарта представлен ниже.
Серия, объединяющая стандарты IEC | Разрабатывае- | Наименование стандарта | Перераба- |
IEC 61869-1 Общие требования к измерительным трансформаторам | IEC 61869-2 | Дополнительные требования к трансформаторам тока | 60044-1 60044-6 |
IEC 61869-3 | Дополнительные требования к трансформаторам тока | 60044-2 | |
IEC 61869-4 | Дополнительные требования к комбинированным трансформаторам | 60044-3 | |
IEC 61869-5 | Дополнительные требования к емкостным трансформаторам тока | 60044-5 | |
IEC 61869-6 Дополнительные требования к электронным измерительным трансформаторам и отдельно стоящим датчикам тока низкой мощности | IEC 61869-7 | Дополнительные требования к электронным трансформаторам тока |
СЗТТ :: Трансформаторы тока ТЗРЛ
Таблица используемых коэффициентов трансформации
Краткая информация о ТТНП
Скачать каталог на трансформаторы (pdf; 32 Мб)
Скачать каталог на трансформаторы ТВ (pdf; 3,5 Мб)
Скачать каталог «Трансформаторы для железных дорог» (pdf; 4,8 Мб)
Трансформаторы тока ТЗРЛ
ТУ16 — 2011 ОГГ.671 211.059 ТУ
взамен
ТУ16 — 2006 ОГГ.671 211.055 ТУ
Руководства по эксплуатации
Сертификаты
Версия для печати (pdf)
Требования к оформлению заказов трансформаторов предназначенных на экспорт
Назначение
Трансформаторы предназначены для работы в схемах релейной защиты от замыкания на землю путем трансформации возникших при этом токов нулевой последовательности и устанавливаются на кабель. Трансформатор устанавливается на кабель диаметром от 70, 100, 125, 150, 180 и 200 мм.
Изоляция между токоведущими жилами кабеля и обмотками трансформатора обеспечивается компаундом трансформатора и собственной изоляцией кабеля, что позволяет использовать трансформаторы в распределительных устройствах до 10 кВ.
Климатическое исполнение «У» категории 2 по ГОСТ 15150.
Рабочее положение — любое.
Трансформатор может быть использован в высоковольтных кабельных или шинных линиях (3-110) кВ при условии, что главная изоляция между токопроводящими жилами кабеля (шины) и вторичной обмоткой трансформаторов обеспечивается изоляцией кабеля (шины) или воздушным промежутком. Это допущение указано в руководстве по эксплуатации.
Таблица 1. Технические данные
|
Наименование параметра |
Норма |
| Номинальная частота, Гц |
50 или 60 |
| Номинальное напряжение, кВ |
0,66 |
| Односекундный ток термической стойкости вторичной обмотки, А |
140 |
| Испытательное одноминутное напряжение промышленной частоты, кВ |
3 |
Таблица 2. Максимальная чувствительность защиты
|
Тип реле |
Используемая шкала реле, А |
Уставка тока |
Чувствительность защиты (первичный ток, А), не более |
||
|
при работе с |
при после- |
при параллель- |
|||
| РТ-140/0,2 РТЗ-51 |
0,1–0,2 |
0,1 |
25 |
30 |
45 |
Общий вид трансформатора ТЗРЛ-75(-100; -150; -200) (чертеж)
Общий вид трансформатора ТЗРЛ-150(-180) (чертеж)
Версия для печати (pdf)
Разъемный трансформатор тока ТЗРЛ для защиты
Таблица 1. Технические характеристики
|
Наименование параметра |
Значение |
||
|
Номинальное напряжение, кВ |
0,66 |
||
|
Наибольшее рабочее напряжение, кВ |
0,8 |
||
|
Номинальная частота, Гц |
50 или 60* |
||
|
Номинальный первичный ток, А |
50-2000 |
||
|
Наибольший рабочий первичный ток, А |
50-2000 |
||
|
Номинальный вторичный ток, А |
1 |
||
|
Количество вторичных обмоток, шт. |
1 |
||
|
Номинальная вторичная нагрузка, при cos φ = 0,8 (нагрузка индуктивно – активная) |
3 – 30** |
||
|
Класс точности по ГОСТ 7746 |
10Р |
||
|
Односекундный ток термической стойкости, А, не менее |
80 |
||
|
Номинальная предельная кратность вторичной обмотки, не менее |
Уточняется при заказе |
||
Примечание *Только для трансформаторов, предназначенных для поставок на экспорт.
**Уточняется при заказе
Общий вид трансформатора (чертеж)
Версия для печати (pdf)
Разъемный трансформатор тока нулевой последовательности ТЗРЛ для микропроцессорной защиты
Назначение
Трансформаторы ТЗРЛ для микропроцессорной защиты предназначены для схем релейной защиты от замыкания на землю путем трансформации возникших при этом токов нулевой последовательности и устанавливаются на кабель.
Трансформаторы ТЗРЛ выпускаются исполнения У2 и Т2.
У или Т – климатическое исполнение по ГОСТ 15150;
2 – категория размещения по ГОСТ 15150.
Таблица 1. Технические характеритики трансформаторов ТЗРЛ для микропроцессорной защиты
|
Наименование параметра |
Значение |
|
Номинальное напряжение, кВ |
0,66 |
|
Номинальная частота, Гц |
50,60* |
|
Односекундный ток термической стойкости вторичной обмотки, А |
20,0 |
|
Чувствительность защиты по первичному току при работе с реле РТЗ-51 с током уставки 0,03 А и сопротивлении соединительных проводов 1 Ом, не более, А: |
25 |
|
Номинальный первичный ток, А, не более |
100 |
Трансформаторы ТЗРЛ для микропроцессорной защиты используются для эксплуатации с микропроцессорной защитой типа SEPAM или микропроцессорной защитой другого типа по согласованию с заказчиком.
Общий вид трансформатора (чертеж)
Версия для печати (pdf)
10. Выбор измерительных трансформаторов тока и напряжения
Трансформатор тока предназначен для уменьшения первичного тока до значений, наиболее удобных для измерительных приборов и реле, а также для отделения цепей измерения и защиты от первичных цепей высокого напряжения.
Трансформатор напряжения предназначен для понижения высокого напряжения до стандартного значения 500 или 500/, для отделения цепей измерения и релейной защиты от первичных цепей высокого напряжения.
Выбор измерительных трансформаторов тока на 500 кВ.
На ОРУ 550 кВ установлены выключатели ИВГУ – 500 -150/40У1, не имеющие встроенных трансформаторов тока. Необходимо их подобрать.
Условия выбора трансформаторов тока:
Uном.ТА ≥ Uном.уст.;
Iном.ТА ≥ Iном.цепи;
Iном.ТА ≥ Iмах.цепи.
Самой мощной является цепь автотрансформатора.
;
.
Намечаем к установке трансформатор тока ТФЗМ-500/IХЛ1.
Таблица 13.
Технические данные трансформатора тока ТФЗМ-500/IХЛ1
Номинальное напряжение, кВ | Номинальный ток | Ток динамической стойкости, кА | Термическая стойкость | Номи-нальная мощность, ВА | ||
Первич-ный | Вторич-ный | Допусти-мое время, с | Допусти-мый ток, кА | |||
500 | 500 | 5 | 90 | 1 | 34 | 30 |
Uном.ТА = 500 кВ ≥ Uном.уст. = 500 кВ;
Iном.ТА = 500 А ≥ Iном.цепи = 200 А;
Iном.ТА = 500 А ≥ Iмах.цепи = 401 А.
Проверяем выбранный трансформатор тока:
1) на электродинамическую стойкость:
iдин ≥ iуд;
90 кА > 9,63 кА.
2) на термическую стойкость:
3) на вторичную нагрузку:
r2ном ≥ rрасч. = rконт. + rпров.+ rприб.,
где rприб. – сопротивление приборов. Для определения rприб. Составляем таблицу приборов, подключаемых к ТА.
Таблица 14.
Вторичная нагрузка трансформатора тока TG 245
Наименование прибора | Тип прибора | Потребляемая мощность, ВА |
Амперметр | Э335 | 0,5 |
Отсюда .
Так как количество приборов меньше 3, то сопротивление контактов rконт. = 0,05 Ом.
Номинальная допустимая нагрузка трансформатора:
.
Индуктивное сопротивление токовых цепей мало, поэтому r2ном = z2ном = 1,2 Ом.
Определим сопротивления проводов rпров..
Пусть rпров = r2ном =1,2 Ом.
,
где ρ=0,0175 Ом·мм2 – удельное сопротивление меди, l =100 м. Подбираем большее стандартное сечение провода Sстанд. = 1,5 мм2.
.
Получим r2ном = 1,2 Ом ≥ rрасч. = rконт. + rпров.+ rприб = 0,05+0,7+0,02=0,77 Ом
Таким образом, выбранный ТФЗМ-500/IХЛ1 подходит для применения.
Выбор измерительных трансформаторов тока на 220 кВ.
На ОРУ 220 кВ установлены выключатели ВГТ-220-40/2500У1, не имеющие встроенных трансформаторов тока. Необходимо их подобрать.
Условия выбора трансформаторов тока:
Uном.ТА ≥ Uном.уст.;
Iном.ТА ≥ Iном.цепи;
Iном.ТА ≥ Iмах.цепи.
Самой мощной является цепь среднего напряжения трансформатора.
;
;
где S=Рмах 220/cosφ220 = 260/0,89=292,13 МВА.
Намечаем к установке трансформатор тока ТФЗМ-220Б IIIХЛ1.
Таблица 15.
Технические данные трансформатора тока ТФЗМ-220Б IIIХЛ1
Номинальное напряжение, кВ | Номинальный ток | Ток динамической стойкости, кА | Термическая стойкость | Номи-нальная мощность, ВА | ||
Первич-ный | Вторич-ный | Допусти-мое время, с | Допусти-мый ток, кА | |||
220 | 1000 | 5 | 100 | 1 | 39,2 | 30 |
Uном.ТА = 220 кВ ≥ Uном.уст. = 110 кВ;
Iном.ТА = 1000 А ≥ Iном.цепи = 383,5 А;
Iном.ТА = 1000 А ≥ Iмах.цепи = 767 А.
Проверяем выбранный трансформатор тока:
1) на электродинамическую стойкость:
iдин ≥ iуд;
100 кА > 27,7 кА.
2) на термическую стойкость:
3) на вторичную нагрузку:
r2ном ≥ rрасч. = rконт. + rпров.+ rприб.,
где rприб. – сопротивление приборов. Для определения rприб. Составляем таблицу приборов, подключаемых к ТА.
Таблица 16.
Вторичная нагрузка трансформатора тока ТФЗМ-220Б IIIХЛ1
Наименование прибора | Тип прибора | Потребляемая мощность, ВА |
Амперметр | Э335 | 0,5 |
Ваттметр | Д335 | 0,5 |
Варметр | Д335 | 0,5 |
Счетчик активной энергии | ЦЭ6804 | 0,2 |
Счетчик реактивной энергии | ЦЭ6804 | 0,6 |
Итого | 2,3 |
Отсюда .
Так как количество приборов больше 3, то сопротивление контактов rконт. = 0,1 Ом.
Номинальная допустимая нагрузка трансформатора:
.
Индуктивное сопротивление токовых цепей мало, поэтому r2ном = z2ном = 1,2 Ом.
Определим сопротивления проводов rпров..
Пусть rпров = r2ном = 1,2 Ом.
,
где ρ=0,0175 Ом·мм2 – удельное сопротивление меди, l =70 м. Подбираем большее стандартное сечение провода Sстанд. = 2,5 мм2.
.
Получим r2ном = 1,2 Ом ≥ rрасч. = rконт. + rпров.+ rприб = 0,1+0,49+0,09=0,68 Ом
Таким образом, выбранный ТА ТФЗМ-220Б IIIХЛ1подходит для применения.
Выбор измерительных трансформаторов тока на 10 кВ.
В цепях РУ 10 кВ трансформаторы тока встроены в КРУ, поэтому их не выбираем.
Выбор измерительных трансформаторов напряжения на РУ 500 кВ.
Условия выбора трансформатора напряжения TV:
по напряжению установки Uном.TV ≥ Uуст.;
по схеме соединения обмоток
Этим условиям удовлетворяет трансформатор напряжения НКФ-500-78.
Таблица 17.
Технические данные трансформатора напряжения НКФ-500-78
Класс напряжения, кВ | Номинальное напряжение обмоток | Номинальная мощность в классе точности 1, ВА | Предельная мощность Sмах, ВА | |
ВН, кВ | НН, кВ | |||
500 | 500/ | 100/ | 500 | 2000 |
Uном.TV = 500 кВ ≥ Uуст. = 500 кВ.
Выбранный трансформатор проверяем по условию: S2расч. ≤ S2ном.
Вторичная нагрузка на TV подсчитывается в режиме, когда одна из систем шин выведена в ремонт. Составим таблицу вторичных нагрузок.
Таблица 18.
Вторичные нагрузки трансформатора напряжения НКФ-500-78
Наименование цепи | Наименование приборов | Тип прибора | Потребляемая мощность, ВА | Коли-чество катушек | Коли-чество приборов | Sрасч.ВА |
Обходной выключатель | Ваттметр | Д335 | 1,5 | 2 | 2 | 6 |
Варметр | Д335 | 1,5 | 2 | 2 | 6 | |
Счетчик активной энергии | Ц6804 | 2,5 | 2 | 2 | 10 | |
Счетчик реактивной энергии | Ц6811 | 1 | 2 | 2 | 4 | |
Фиксирующий прибор | ФИП | 3 | 1 | 2 | 6 | |
Линия 220 кВ | Ваттметр | Д335 | 1,5 | 2 | 7 | 21 |
Варметр | Д335 | 1,5 | 2 | 7 | 21 | |
Фиксирующий прибор | ФИП | 3 | 1 | 7 | 21 | |
Сборные шины 220 кВ | Вольтметр | Э378 | 1,5 | 1 | 1 | 1,5 |
Вольтметр регистрирующий | Н344 | 1,5 | 1 | 1 | 1,5 | |
Фиксирующий прибор | ФИП | 3 | 1 | 1 | 3 | |
Осциллограф | — | — | — | 1 | ||
Релейная защита | Микропро-цессорная | — | 0,5 | — | 17 | 8,5 |
S2расч. = 109,5 ВА ≤ S2ном = 500 ВА.
Таким образом, выбранный трансформатор напряжения НКФ-500-78 проходит по вторичной нагрузке. НКФ-500-78– это каскадный трансформатор напряжения в фарфоровой покрышке для работы в районе с умеренным климатом на открытом воздухе.
Выбор измерительных трансформаторов напряжения на РУ 220 кВ.
Условия выбора трансформатора напряжения TV:
по напряжению установки Uном.TV ≥ Uуст.;
по схеме соединения обмоток
Этим условиям удовлетворяет трансформатор напряжения НКФ-220-58У1.
Таблица 19.
Технические данные трансформатора напряжения НКФ-220-58У1
Класс напряжения, кВ | Номинальное напряжение обмоток | Номинальная мощность в классе точности 0,5, ВА | Предельная мощность Sмах, ВА | |
ВН, кВ | НН, кВ | |||
220 | 220/ | 100/ | 400 | 2000 |
Uном.TV = 220 кВ ≥ Uуст. = 220 кВ.
Выбранный трансформатор проверяем по условию: S2расч. ≤ S2ном.
Вторичная нагрузка на TV подсчитывается в режиме, когда одна из систем шин выведена в ремонт. Составим таблицу вторичных нагрузок.
Таблица 20.
Вторичные нагрузки трансформатора напряжения НКФ-110-58У1
Наименование цепи | Наименование приборов | Тип прибора | Потребляемая мощность, ВА | Коли-чество катушек | Коли-чество приборов | Sрасч.ВА |
Обходной выключатель | Ваттметр | Д335 | 1,5 | 2 | 2 | 6 |
Варметр | Д335 | 1,5 | 2 | 2 | 6 | |
Счетчик активной энергии | Ц6804 | 2,5 | 2 | 2 | 10 | |
Счетчик реактивной энергии | Ц6811 | 1 | 2 | 2 | 4 | |
Фиксирующий прибор | ФИП | 3 | 1 | 2 | 6 | |
Линия 110 кВ | Ваттметр | Д335 | 1,5 | 2 | 3 | 9 |
Варметр | Д335 | 1,5 | 2 | 3 | 9 | |
Фиксирующий прибор | ФИП | 3 | 1 | 3 | 9 | |
Сборные шины 110 кВ | Вольтметр | Э378 | 1,5 | 1 | 1 | 1,5 |
Вольтметр регистрирующий | Н344 | 1,5 | 1 | 1 | 1,5 | |
Фиксирующий прибор | ФИП | 3 | 1 | 1 | 3 | |
Осциллограф | — | — | — | 1 | ||
Релейная защита | Микропро-цессорная | — | 0,5 | — | 8 | 4 |
Автотранс-форматор | Ваттметр | Д335 | 1,5 | 2 | 2 | 6 |
Варметр | Д335 | 1,5 | 2 | 2 | 6 | |
Счетчик активной энергии | Ц6804 | 2,5 | 2 | 2 | 10 | |
Счетчик реактивной энергии | Ц6811 | 1 | 2 | 2 | 4 |
S2расч. = 95гшщк ВА ≤ S2ном = 400 ВА.
Таким образом, выбранный трансформатор напряжения НКФ-220-58У1 проходит по вторичной нагрузке. НКФ-220-58У1– это каскадный трансформатор напряжения в фарфоровой покрышке для работы в районе с умеренным климатом на открытом воздухе.
Выбор измерительных трансформаторов напряжения на РУ 10 кВ.
Условия выбора трансформатора напряжения TV:
по напряжению установки Uном.TV ≥ Uуст.;
по схеме соединения обмоток
Этим условиям удовлетворяет трансформатор напряжения ЗНОЛ-06-10У3.
Таблица 21.
Технические данные трансформатора напряжения ЗНОЛ-06-10У3
Класс напряжения, кВ | Номинальное напряжение обмоток | Номинальная мощность в классе точности 0,5, ВА | Предельная мощность Sмах, ВА | |
ВН, кВ | НН, кВ | |||
10 | 10/ | 100/ | 75 | 400 |
Uном.TV = 10 кВ ≥ Uуст. = 10 кВ.
Выбранный трансформатор проверяем по условию: S2расч. ≤ S2ном.
Вторичная нагрузка на TV подсчитывается в режиме, когда одна из систем шин выведена в ремонт. Составим таблицу вторичных нагрузок.
Таблица 22.
Вторичные нагрузки трансформатора напряжения ЗНОЛ-06-10У3
Наименование цепи | Наименование приборов | Тип прибора | Потребляемая мощность, ВА | Коли-чество катушек | Коли-чество приборов | Sрасч.ВА |
Линия 10 кВ | Счетчик активной энергии | Ц6804 | 2,5 | 2 | 3 | 15 |
Счетчик реактивной энергии | Ц6811 | 1 | 2 | 3 | 6 | |
Сборные шины 10 кВ | Вольтметр | Э378 | 1,5 | 1 | 1 | 1,5 |
Вольтметр регистрирующий | Н344 | 1,5 | 1 | 1 | 1,5 | |
Автотранс-форматор | Ваттметр | Д335 | 1,5 | 2 | 1 | 3 |
Варметр | Д335 | 1,5 | 2 | 1 | 3 | |
Счетчик активной энергии | Ц6804 | 2,5 | 2 | 1 | 5 | |
Счетчик реактивной энергии | Ц6811 | 1 | 2 | 1 | 2 | |
Релейная защита | Микропро-цессорная | — | 0,5 | — | 20 | 10 |
S2расч. = 47 ВА ≤ S2ном = 75 ВА.
Таким образом, выбранный трансформатор напряжения ЗНОЛ-06-10У3 проходит по вторичной нагрузке. ЗНОЛ-06-10У3 – это однофазный трансформатор напряжения с одним заземляющим вводом обмотки высшего напряжения, выполненный с литой изоляцией и для работы в районе с умеренным климатом в закрытом помещении с естественной вентиляцией.
Эксплуатация измерительных трансформаторов | Бесплатные дипломные работы на DIPLOMKA.NET
Эксплуатация трансформаторов тока. У трансформаторам тока, находящихся в эксплуатации, проверяют: наличие закороток на свободных концах вторичных обмоток, исправность изолирующих элементов, надежность присоединения шин РУ к выводам первичных обмоток,’ сохранность токопроводящего слоя графитовой краски (54% графита, 32% лака, 14% бензина), состояние изоляции вторичной обмотки, уровень масла (в маслонаполненных трансформаторах). Трансформаторы тока с пониженной изоляцией подвергают сушке первичным током при короткозамкнутой вторичной обмотке или вторичным током при короткозамкнутой первичной обмотке.
В процессе эксплуатации трансформаторов тока производят систематическую проверку сопротивления изоляции вторичных цепей (вторичных обмоток трансформатора тока, токовых катушек реле, контакторов и приводов, токовых цепей контрольно-измерительных
приборов и др.). Сопротивление изоляции вторичных цепей, измеренное мегаомметром на 1000 В, должно быть не менее 1 МОм для каждого присоединения. Вторичные цепи испытывают приложением в течение 1 мин напряжения переменного тока 2 кВ или же одноминутным испытанием изоляции мегаомметром на 2500 В. Периодичность испытаний повышенным напряжением 1 раз в 3 года, а измерения сопротивления изоляции — в сроки, определяемые местными инструкциями.
Не реже 1 раза в год проверяют масло эксплуатируемых трансформаторов тока сокращенным анализом и испытанием электрической прочности: масло должно отвечать нормам, а его пробивное напряжение (испытанное в стандартном разряднике) должно быть у трансформаторов тока на номинальное напряжение 35 KB не менее 30 кВ. У находящихся в эксплуатации трансформаторов тока должны быть заземлены все металлические части, связанные со вторичной обмоткой (кожух, фланцы, основание, цоколь, тележка и т. п.), а также один из выводов вторичной обмотки, если это допустимо по условиям работы схемы релейной защиты. Работы, связанные с переключениями в цепях вторичных обмоток, а также с размыканием этих цепей, — следует производить только после отключения трансформаторов тока от сети. Выполнение указанных операций без отключения трансформаторов тока допускается только в цепях, снабженных специальными, зажимами для закорачивания.
Б. Эксплуатация трансформаторов напряжения. Трансформаторы напряжения подвергают осмотрам: 1 раз в сут.— в РУ с постоянным дежурным персоналом; 1—2 раза в мес.— в РУ без дежурного персонала. При осмотре трансформаторов напряжения проверяют: а) уровень масла в маслоуказателях и отсутствие течи масла из бака в арматуры; б) отсутствие влаги и скоплений пыли на выводах; в) целость заземляющей шины, соединяющей корпус (кожух, бак, цоколь) трансформатора напряжения с сетью заземления; г) отсутствие воспринимаемых на слух характерных звуков разряда (потрескивания) внутри трансформатора; д) сохранность добавочных сопротивлений, предохранителей и плавких вставок.
При ремонте электрооборудования РУ одновременно проверяют сопротивление изоляции обмоток и электрическую прочность масла трансформаторов напряжения. Сопротивление изоляции обмоток ВН не нормируется. Оценку качества изоляции обмотки ВН производят но ряду характерных величин: углу диэлектрических потерь, отношению сопротивления изоляции, замеренного при 15°С, к сопротивлению при 60°C (R15/R60) > 1,2, а также сравнением с данными предыдущих замеров. В последнем случае при снижении показателей более чем на 30% изоляция подлежит сушке.
Параметры трансформатора тока | Заметки электрика
Доброго времени суток, уважаемые гости и читатели сайта «Заметки электрика».
Сегодня мы рассмотрим основные характеристики и параметры трансформаторов тока. Эти параметры будут необходимы нам для правильного выбора трансформаторов тока.
Итак, поехали.
Основные характеристики и параметры трансформаторов тока
1. Номинальное напряжение трансформатора тока
Первым основным параметром трансформатора тока, конечно же, является его номинальное напряжение. Под номинальным напряжением понимается действующая величина напряжения, при которой может работать ТТ. Это напряжение можно найти в паспорте на конкретный трансформатор тока.
Существует стандартный ряд номинальных значений напряжения у трансформаторов тока:
Ниже смотрите примеры трансформаторов тока с номинальным напряжением 660 (В) и 10 (кВ). Разница на лицо.
2. Номинальный ток первичной цепи трансформатора тока
Номинальный ток первичной цепи, или можно сказать, номинальный первичный ток — это ток, протекающий по первичной обмотке трансформатора тока, при котором предусмотрена его длительная работа. Значение первичного номинального тока также указывается в паспорте на конкретный трансформатор тока.
Обозначается этот параметр индексом — I1н
Существует стандартный ряд номинальных значений первичных токов у выпускаемых трансформаторов тока:
Прошу обратить внимание на то, что ТТ со значением номинального первичного тока 15, 30, 75, 150, 300, 600, 750, 1200, 1500, 3000 и 6000 (А) в обязательном порядке должны выдерживать наибольший рабочий первичный ток, равный соответственно, 16, 32, 80, 160, 320, 630, 800, 1250, 1600, 3200 и 6300 (А). В остальных случаях наибольший первичный ток не должен быть больше номинального значения первичного тока.
Ниже на фото показан трансформатор тока с номинальным первичным током равным 300 (А).
3. Номинальный ток вторичной цепи трансформатора тока
Еще одним параметром трансформатора тока является номинальный ток вторичной цепи, или номинальный вторичный ток — это ток, протекающий по вторичной обмотке трансформатора тока.
Значение номинального вторичного тока, тоже отображается в паспорте на трансформатор тока и оно всегда равно 1 (А) или 5 (А).
Обозначается этот параметр индексом — I2н
Сам лично ни разу не встречал трансформаторы тока со вторичным током 1 (А). Также по индивидуальному заказу можно заказать ТТ с номинальным вторичным током равным 2 (А) или 2,5 (А).
4. Вторичная нагрузка трансформатора тока
Под вторичной нагрузкой трансформатора тока понимается полное сопротивление его внешней вторичной цепи (амперметры, обмотки счетчиков электрической энергии, токовые реле релейной защиты, различные токовые преобразователи). Это значение измеряется в омах (Ом).
Обозначается индексом — Z2н
Также вторичную нагрузку трансформатора тока можно выразить через полную мощность, измеряемую в вольт-амперах (В*А) при определенном коэффициенте мощности и номинальном вторичном токе.
Если сказать точно по определению, то вторичная нагрузка трансформатора тока — это вторичная нагрузка с коэффициентом мощности (cos=0,8), при которой сохраняется установленный класс точности трансформатора тока или предельная кратность первичного тока относительно его номинального значения.
Вот так сложно написал, но просто вчитайтесь в текст внимательнее и все поймете.
Обозначается индексом — S2н.ном
И здесь тоже существует ряд стандартных значений номинальной вторичной нагрузки трансформаторов тока, выраженных через вольт-амперы при cos=0,8:
Чтобы выразить эти значения в омах, то воспользуйтесь следующей формулой:
К этому вопросу мы еще с Вами вернемся. В следующих статьях я покажу Вам как самостоятельно можно рассчитать вторичную нагрузку трансформатора тока наглядным примером из своего дипломного проекта. Чтобы ничего не пропустить, подписывайтесь на новые статьи с моего сайта. Форму подписки Вы можете найти после статьи, либо в правой колонке сайта.
5. Коэффициент трансформации трансформатора тока
Еще одним из основных параметров трансформатора тока является коэффициент трансформации. Коэффициент трансформации трансформатора тока — это отношение величины первичного тока к величине вторичного тока.
При расчетах коэффициент трансформации разделяют на:
- действительный (N)
- номинальный (Nн)
В принципе их названия говорят сами за себя.
Действительный коэффициент трансформации — это отношение действительного первичного тока к действительному вторичному току. А номинальный коэффициент — это отношение номинального первичного тока к номинальному вторичному току.
Вот примеры коэффициентов трансформации трансформаторов тока:
- 150/5 (N=30)
- 600/5 (N=120)
- 1000/5 (N=200)
- 100/1 (N=100)
6. Электродинамическая стойкость
Здесь сразу нужно внести ясность, что такое ток электродинамической стойкости — это максимальное значение амплитуды тока короткого замыкания за все время его протекания, которую трансформатор тока выдерживает без каких-либо повреждений, препятствующих дальнейшей его исправной работе.
Своими словами, это способность трансформатора тока противостоять механическим и разрушающим воздействиям тока короткого замыкания.
Ток электродинамической стойкости обозначается индексом — Iд.
Есть такое понятие, как кратность электродинамической стойкости. Обозначается индексом Кд и является отношением тока электродинамической стойкости Iд к амплитуде номинального первичного тока I1н.
Требования электродинамической стойкости не распространяются на шинные, встроенные и разъемные трансформаторы тока. Читайте статью про классификацию трансформаторов тока. По другим типам трансформаторов тока данные о токе электродинамической стойкости можно найти все в том же паспорте.
7. Термическая стойкость
Что такое ток термической стойкости?
А это максимальное действующее значение тока короткого замыкания за промежуток времени t, которое трансформатор тока выдерживает без нагрева токоведущих частей до превышающих допустимых температур и без повреждений, препятствующих дальнейшей его исправной работе. Так вот температура токоведущих частей трансформатора тока, выполненных из меди не должна быть больше 250 градусов, из алюминия — 200.
Ток термической стойкости обозначается индексом — ItТ.
Своими словами, это способность трансформатора тока противостоять тепловым воздействиям тока короткого замыкания за определенный промежуток времени.
Существует такое понятие, как кратность тока термической стойкости. Обозначается индексом Кт и является отношением тока термической стойкости ItТ к действующему значению номинального первичного тока I1н.
Все данные о токе термической стойкости Вы можете найти в паспорте на трансформатор тока.
Ниже я представляю Вашему вниманию скан-копию этикетки на трансформатор тока типа ТШП-0,66-5-0,5-300/5 У3, где указаны все его вышеперечисленные основные параметры и характеристики.
P.S. На этом я завершаю свою статью про основные характеристики и параметры трансформаторов тока. В следующих статьях я расскажу Вам про обозначение выводных концов, принцип работы трансформатора тока, режимы работы, класс точности и другие интересные темы.
Если статья была Вам полезна, то поделитесь ей со своими друзьями:
Трансформаторы тока — Измерение тока и напряжения — Измерительное оборудование
SAH Electronics предлагает доступные и компактные трансформаторы тока.
5,00 €
Доступность: 61 шт.
Трансформатор тока
250 / 5A
Используется с амперметрами, электросчетчиками или многофункциональными измерительными приборами. Обеспечьте ток от 0 до 5 А во вторичной обмотке, пропорциональный первичному току.
Подробнее5 €.00
Наличие: 73 шт.
Трансформатор тока
100 / 5A
Используется с амперметрами, электросчетчиками или многофункциональными измерительными приборами. Обеспечьте ток от 0 до 5 А во вторичной обмотке, пропорциональный первичному току.
Узнать больше5,00 €
Доступность: 27 шт.
Трансформатор тока
150 / 5A
Используется с амперметрами, электросчетчиками или многофункциональными измерительными приборами. Обеспечьте ток от 0 до 5 А во вторичной обмотке, пропорциональный первичному току.
Подробнее€ 5,00
Доступность: 63 шт.
Трансформатор тока
30 / 5A
Используется с амперметрами, электросчетчиками или многофункциональными измерительными приборами. Обеспечьте ток от 0 до 5 А во вторичной обмотке, пропорциональный первичному току.
Подробнее5,00 €
Доступность: 66 шт.
Трансформатор тока
300 / 5A
Используется с амперметрами, электросчетчиками или многофункциональными измерительными приборами.Обеспечьте ток от 0 до 5 А во вторичной обмотке, пропорциональный первичному току.
Узнать больше5,00 €
Доступность: 51 шт.
Трансформатор тока
40 / 5A
Используется с амперметрами, электросчетчиками или многофункциональными измерительными приборами. Обеспечьте ток от 0 до 5 А во вторичной обмотке, пропорциональный первичному току.
Узнать больше5,00 €
Доступность: 135 шт.
Трансформатор тока
50 / 5A
Используется с амперметрами, электросчетчиками или многофункциональными измерительными приборами.Обеспечьте ток от 0 до 5 А во вторичной обмотке, пропорциональный первичному току.
Узнать больше5,00 €
Наличие: 29 шт.
Трансформатор тока
200 / 5A
Используется с амперметрами, электросчетчиками или многофункциональными измерительными приборами. Обеспечьте ток от 0 до 5 А во вторичной обмотке, пропорциональный первичному току.
Узнать больше7,00 €
Доступность: 44 шт.
Трансформатор тока
500 / 5A
Используется с амперметрами, электросчетчиками или многофункциональными измерительными приборами.Обеспечьте ток от 0 до 5 А во вторичной обмотке, пропорциональный первичному току.
Узнать больше
Трансформатор напряжения | Статья о трансформаторе напряжения от The Free Dictionary
измерительный трансформатор для понижения напряжения в цепях измерения и контроля. При использовании трансформатора напряжения цепи вольтметров, частотомеров, электросчетчиков, устройств автоматического управления и контроля могут быть изолированы от цепей высокого напряжения; это делает возможным стандартизацию номинального напряжения контрольно-измерительной аппаратуры, которое обычно составляет 100 вольт (В).Различают трансформаторы напряжения переменного тока (обычно известные просто как трансформаторы) и трансформаторы постоянного тока.
Первичная обмотка трансформатора напряжения переменного тока ( см. , рисунок 1) состоит из большого количества w 1 витков и подключена параллельно цепи, напряжение которой U 1 составляет быть измеренным или контролироваться. Измерительные или контрольные приборы подключаются к клеммам вторичной обмотки, которая имеет Вт 2 витка ( Вт 2 ≪ Вт 1 ).Поскольку внутреннее сопротивление таких приборов относительно высокое, трансформатор напряжения работает в условиях, близких к условиям холостого хода, что означает, что, если не учитывать потери напряжения в обмотках, U 1 и U 2 можно рассматривать как приблизительно равное соответствующим электродвижущим силам и пропорциональное w 1 и w 2 — то есть U 1 w 2 ≈ U 2 w 1 .Если отношение w 1 / w 2 — коэффициент трансформации — известно, высокое первичное напряжение может быть определено из измерений низкого напряжения на вторичной обмотке. Примерный характер соотношения между U l и U 2 обусловлен наличием в измеренном значении U 1 ошибок напряжения и угловых погрешностей. Эти ошибки устраняются в компенсированных трансформаторах напряжения.
Трансформаторы напряжения используются в основном в высоковольтном распределительном оборудовании. Выпускаются однофазные и трехфазные типы. Большинство трансформаторов на напряжение выше 6 кВ заполнены маслом. Для напряжений выше 100 кВ обычно используют каскадные трансформаторы. Лабораторные трансформаторы напряжения обычно многодиапазонного типа.
(Обсуждение трансформаторов постоянного тока, см. .)
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Вавин В.Н. Трансформаторные напряжения и их вторичные цепи .Ленинград, 1967.Электрические измерения . Под редакцией Э. Г. Шрамкова. Москва, 1972.
Большая Советская Энциклопедия, 3-е издание (1970-1979). © 2010 The Gale Group, Inc. Все права защищены.
Последние вопросы и ответы о трансформаторах
Что такое трансформатор и как он работает?
Трансформатор — это статическое электрическое оборудование, предназначенное для преобразования переменного тока из одного напряжения в другое. Он может быть разработан для «повышения» или «понижения» напряжения и работает по принципу магнитной индукции.
Трансформатор не имеет движущихся частей и представляет собой полностью статичное твердотельное устройство, обеспечивающее при нормальных условиях долгую и безотказную жизнь. В простейшей форме он состоит из двух или более катушек изолированного провода, намотанного на многослойный стальной сердечник. Когда напряжение подается на одну катушку, называемую первичной, оно намагничивает железный сердечник.
Затем в другой катушке, называемой вторичной или выходной катушкой, индуцируется напряжение. Изменение уровня напряжения (или отношения разности потенциалов) между первичной и вторичной обмотками зависит от соотношения витков двух катушек.
Почему гудят трансформаторы?
Шум трансформатора возникает из-за явления, при котором кусок магнитной листовой стали расширяется при намагничивании. Когда намагниченность снимается, она возвращается в исходное состояние. Это явление называется магнитострикцией. Трансформатор магнитно возбуждается переменным током и напряжением, так что он удлиняется и сжимается дважды в течение полного цикла намагничивания.
Намагниченность любой точки на листе варьируется, поэтому растяжение и сжатие неоднородны.Сердечник трансформатора изготовлен из множества листов специальной стали, чтобы уменьшить потери и смягчить возникающий тепловой эффект. Расширения и сжатия происходят беспорядочно по всему листу, и каждый лист неустойчиво ведет себя по отношению к своему соседу, поэтому вы можете видеть, что это за движущаяся, извивающаяся конструкция в возбужденном состоянии.
Эти удлинители имеют крошечные размеры и поэтому обычно не видны невооруженным глазом. Однако их достаточно, чтобы вызвать вибрацию и, как следствие, шум.Подача напряжения на трансформатор создает магнитный поток или магнитные силовые линии в сердечнике. Степень магнитного потока определяет величину магнитострикции и, следовательно, уровень шума.
Снижение уровня магнитного потока помогает уменьшить шум? Напряжения трансформатора устанавливаются системными требованиями. Отношение этих напряжений к количеству витков в обмотке определяет величину намагничивания. Это соотношение напряжения к числу витков определяется в основном из соображений экономической надежности.
Следовательно, величина магнитного потока при нормальном напряжении фиксирована.Это также фиксирует уровень шума и вибрации. Кроме того, увеличение (или уменьшение) намагниченности не влияет эквивалентным образом на магнитострикцию. С технической точки зрения связь не является линейной.
Какая польза от кранов?
Ответвители предусмотрены на некоторых трансформаторах на обмотке высокого напряжения для корректировки условий низкого или высокого напряжения и по-прежнему обеспечивают полное номинальное напряжение на клеммах вторичной обмотки. Ответвители обычно устанавливаются на 1,25%, 2,5% выше и ниже номинального первичного напряжения.
В чем разница между трансформаторами «изолирующими», «изолирующими» и «экранированными»?
Изолирующие и разделительные трансформаторы идентичны. Эти термины используются для описания разделения первичной и вторичной обмоток. Экранированный трансформатор включает металлический экран между первичной и вторичной обмотками для ослабления (уменьшения) переходных шумов.
Могут ли трансформаторы работать при напряжении, отличном от номинального?
В некоторых случаях трансформаторы могут работать при напряжениях ниже номинального напряжения, указанного на паспортной табличке.Ни в коем случае трансформатор не должен эксплуатироваться с превышением номинальных значений, указанных на паспортной табличке, если не предусмотрено устройство РПН. При работе ниже номинального напряжения соответственно снижается мощность в кВА.
Могут ли трансформаторы 60 Гц работать при 50 Гц?
Трансформаторы мощностью 1 кВА и выше, рассчитанные на частоту 60 Гц, не должны использоваться в сети 50 Гц из-за более высоких потерь и, как следствие, повышения температуры. Однако любой трансформатор на 50 Гц будет работать в режиме 60 Гц.
Можно ли параллельно использовать трансформаторы?
Однофазные трансформаторы могут использоваться параллельно только в том случае, если их напряжения равны.Если используются неравные напряжения, в замкнутой сети между двумя трансформаторами существует циркулирующий ток, который вызывает чрезмерный нагрев и сокращает срок службы трансформатора. Кроме того, значения импеданса каждого трансформатора должны отличаться друг от друга в пределах 7,5%.
Зачем мне больший выключатель при реверсе
Обычно выходная обмотка наматывается первой и поэтому находится ближе всего к сердечнику. При использовании в качестве обмотки возбуждения получается более высокий пусковой ток.
В большинстве случаев пусковой ток в 10–12 раз превышает ток полной нагрузки в течение 1/10 секунды. При обратном питании трансформатора пусковой ток может быть в 16 раз больше. В этом случае необходимо использовать выключатель большего размера с более высоким рейтингом AIC, чтобы трансформатор оставался в рабочем состоянии.
Отводы работают одинаково при обратном питании трансформатора?
Отводы обычно находятся в первичной обмотке для регулировки входящего напряжения. Если на трансформатор подается обратное питание, отводы находятся на выходной стороне и могут использоваться для регулировки выходного напряжения.
Почему я могу получить неправильное выходное напряжение при установке повышающего трансформатора?
Клеммы трансформатора имеют маркировку в соответствии с подключениями высокого и низкого напряжения. Клемма H обозначает соединение с высоким напряжением, а клемма X обозначает соединение с более низким напряжением. Распространенное заблуждение состоит в том, что клеммы H являются первичными, а выводы X — вторичными.
Это верно для понижающих трансформаторов, но в повышающем трансформаторе соединения должны быть поменяны местами.Первичная обмотка низкого напряжения подключается к клеммам X, а вторичная обмотка высокого напряжения подключается к клеммам H.
Могут ли трансформаторы вырабатывать трехфазное питание от однофазного источника?
№. Фазопреобразователи или фазосдвигающие устройства, такие как реакторы и конденсаторы, необходимы для преобразования однофазной энергии в трехфазную.
Что такое регулирование в трансформаторе?
Регулирование напряжения в трансформаторах — это разница между напряжением полной нагрузки и напряжением холостого хода.Обычно это выражается в процентах.
Что такое повышение температуры в трансформаторе?
Повышение температуры трансформатора — это средняя температура обмоток, масла и изоляции, превышающая существующую температуру окружающей среды.
Что такое класс изоляции?
Класс изоляции был оригинальным методом, использовавшимся для различения изоляционных материалов, работающих при различных температурах.
Буквы использовались для разных обозначений.Буквенные классификации были заменены температурой системы изоляции в градусах Цельсия.
Температура системы — это максимальная температура в самой горячей точке обмотки.
Одна система изоляции лучше другой?
Не обязательно. Это зависит от области применения и получаемой рентабельности. Системы изоляции более высокого температурного класса стоят дороже, а более крупные трансформаторы дороже в строительстве.
Таким образом, более дорогие изоляционные системы с большей вероятностью будут обнаружены в более крупных установках кВА.
Связаны ли повышение температуры с фактической температурой поверхности?
Нет. Это можно сравнить с обычной лампочкой. Температура нити лампочки может превышать 2000 градусов, но температура поверхности лампы достаточно низка, чтобы ее можно было прикоснуться голыми руками.
Что подразумевается под импедансом в трансформаторах?
Импеданс — это токоограничивающая характеристика трансформатора, выражаемая в процентах.
Каков КПД трансформатора?
КПД трансформатора определяется как отношение полезной выходной мощности к входной, причем эти два значения измеряются в одном устройстве.Его единица измерения — ватты (Вт) или кВт. Обозначается.
Почему так важен импеданс?
Он используется для определения отключающей способности распределительного устройства, используемого для защиты первичной обмотки трансформатора.
Какие бывают трансформаторы в зависимости от их использования?
На основании их использования
- Силовой трансформатор: Используется в сети передачи, высокий рейтинг
- Распределительный трансформатор: используется в распределительной сети, сравнительно более низкий номинал, чем у силовых трансформаторов.
Какие потери в трансформаторе?
В любой электрической машине «потери» можно определить как разницу между входной и выходной мощностью. Электрический трансформатор — это статическое устройство, поэтому в нем отсутствуют механические потери (например, потери от ветра или трения). Трансформатор состоит только из электрических потерь (потерь в стали и в меди). Потери трансформатора аналогичны потерям в машине постоянного тока, за исключением того, что трансформаторы не имеют механических потерь.
Потери в трансформаторе объясняются ниже:
(I) Потери в сердечнике или железе
Потери на вихревые токи и гистерезисные потери зависят от магнитных свойств материала, из которого изготовлен сердечник. Следовательно, эти потери также известны как потери в сердечнике или потери в стали . Гистерезис потерь в трансформаторе:
Потери на гистерезис связаны с перемагничиванием сердечника трансформатора. Эти потери зависят от объема и марки чугуна, частоты перемагничивания и величины магнитной индукции.Его можно получить по формуле Штейнмеца:
Вт ч = ηB макс 1,6 фВ (Вт)
где η = постоянная гистерезиса Штейнмеца
В = объем сердечника в м 3
Потери на вихревые токи в трансформаторе:
В трансформаторе переменный ток подается на первичную обмотку, которая создает переменный намагничивающий поток. Когда этот поток соединяется со вторичной обмоткой, он создает в ней наведенную ЭДС. Но некоторая часть этого потока также связана с другими проводящими частями, такими как стальной сердечник, железный корпус или трансформатор, что приведет к наведенной ЭДС в этих частях, вызывая в них небольшой циркулирующий ток.Этот ток называется вихревым током. Из-за этих вихревых токов некоторая энергия будет рассеиваться в виде тепла.
(Ii) Потери меди в трансформаторе
Потери в меди возникают из-за омического сопротивления обмоток трансформатора. Потери в меди для первичной обмотки I 1 2 R 1 , а для вторичной обмотки I 2 2 R 2 . Где I 1 и I 2 — ток первичной и вторичной обмоток соответственно, R 1 и R 2 — сопротивления первичной и вторичной обмоток соответственно.Понятно, что потери в Cu пропорциональны квадрату тока, а ток зависит от нагрузки. Следовательно, потери в меди в трансформаторе зависят от нагрузки.
Есть ли у вас трансформаторы заземления типа «Зигзаг»?
Да. Эта система может использоваться либо для заземления, либо для развития четвертого провода из трехфазного трехпроводного провода. (нейтральный)
Что такое BIL и как он применяется к трансформаторам?
BIL — это аббревиатура от Basic Impulse Level.Импульсные испытания — это диэлектрические испытания, которые заключаются в приложении высокочастотного напряжения крутого фронта волны между обмотками, а также между обмотками и землей. BIL трансформатора — это метод выражения скачка напряжения, который трансформатор выдержит без пробоя.
Что такое возбуждающий ток?
Ток возбуждения — это ток или амперы, необходимые для возбуждения. Возбуждающий ток в большинстве осветительных и силовых трансформаторов варьируется от примерно 10% для небольших размеров около 1 кВА и менее до примерно 2% для больших размеров 750 кВА.
Определение трансформатора
Это статическое устройство для преобразования электрической энергии из одной цепи переменного тока в другую без изменения частоты. Он изменяет напряжение с высокого на низкий и с низкого на высокое с соответствующим увеличением или уменьшением тока. Если напряжение увеличивается, говорят, что оно повышается. Если он уменьшен, то он называется уменьшенным.
Принцип действия электрического трансформатора
Когда одна катушка, такая как первичная, подключена к источнику переменного тока, течет ток и в сердечнике создается переменный магнитный поток.Большая часть этого потока связана с вторичной обмоткой второй катушки. Закон электромагнитной индукции. Если цепь замкнута, ток будет течь. Вторичное напряжение зависит от отношения витков вторичной обмотки к числу витков первичной обмотки.
Испытания трансформатора
На трансформаторе выполняются два испытания: испытание на обрыв цепи и испытание на короткое замыкание. Эти испытания выполняются для определения параметра или констант трансформатора, эффективности и регулирования.
1.Тест на обрыв цепи
Это также называется тестом без нагрузки. Он определяет потери в стали и ток холостого хода. Одна обмотка трансформатора, обычно сторона низкого напряжения, подключена к его нормальному источнику питания с помощью амперметра для измерения напряжения, приложенного к обмотке, и ваттметра для измерения, измеренного трансформатором без нагрузки. обмотка высокого напряжения остается открытой. В этих условиях в сердечнике образуется нормальный магнитный поток, следовательно, возникают нормальные потери в стали. Потребляемый ток будет ваттметром и укажет на потери в стали.
2. Тест на короткое замыкание
Этот тест используется для определения потерь в меди при полной нагрузке, а также эквивалентных сопротивлений и реактивных сопротивлений, относящихся к стороне измерения. В этом испытании обмотки высокого напряжения уменьшенное значение напряжения увеличивается до тех пор, пока в этой обмотке не будет течь полный ток нагрузки. Приложенное напряжение составляет небольшую часть нормального рабочего напряжения, создаваемый взаимный поток очень мал, и, следовательно, потерями в сердечнике при этом напряжении можно пренебречь.Ваттметр во время этого теста показывает общие потери в меди.
Что такое распределительный трансформатор?
Трансформатор мощностью до 200 кВА, используемый для понижения напряжения распределения до стандартного рабочего напряжения, известен как распределительные трансформаторы. Они работают все 24 часа в сутки, независимо от того, несут они груз или нет. Энергия теряется в потерях в железе в течение дня, в то время как потери в меди учитывают потери энергии при нагрузке трансформатора.Следовательно, потери в стали распределительного трансформатора должны быть небольшими по сравнению с потерями в меди при полной нагрузке, другими словами, они должны быть спроектированы так, чтобы иметь максимальный КПД при нагрузке, намного меньшей, чем полная, примерно на 50 процентов. Благодаря низким потерям в стали, распределительный трансформатор имеет хороший КПД в течение всего дня. Эти трансформаторы обладают хорошей стабилизацией напряжения.
Что такое силовой трансформатор?
Эти трансформаторы имеют номинальную мощность около 20 кВА и находятся на генерирующих станциях и подстанциях на каждой линии электропередачи для повышения или понижения напряжения.Они могут быть одно- или трехфазными. Они запускаются в периоды нагрузки и отключаются в периоды небольшой нагрузки. Поэтому силовой трансформатор должен быть спроектирован таким образом, чтобы иметь максимальный КПД при полной или близкой к ней нагрузке. Силовые трансформаторы спроектированы так, чтобы иметь значительно большее реактивное сопротивление утечки, чем допустимое в распределительных трансформаторах, потому что в случае силового трансформатора регулирование напряжения менее важно, чем эффект ограничения тока более высокого реактивного сопротивления утечки.
Важные факты о трансформаторе
1. В идеальном трансформаторе без нагрузки первичное подаваемое напряжение уравновешивается вторичным.
2. Концентрические обмотки используются в трансформаторе с сердечником, при этом низкотемпературная обмотка размещается рядом с сердечником.
3. Перекрестные обмотки используются для обмотки высокого напряжения трансформаторов малой мощности.
4. Величина взаимного потока в трансформаторе одинакова на всех уровнях.
5. Индуцированная ЭДС во вторичной обмотке трансформатора будет зависеть от частоты, магнитного потока и количества витков во вторичной обмотке.
