Примеры соединений измерительных трансформаторов

опубликовано: .

     СОДЕРЖАНИЕ:

  1. Система обозначения выводов трансформаторов тока.
  2. Система обозначения выводов трансформаторов напряжения.
  3. Примеры соединений трансформаторов тока.
  4. Соединение трансформаторов напряжения.
  5. Пятистержневой трансформатор напряжения.

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

Начала обмоток называются A, B, C и a, b, c; концы X, Y, Z и x, y, z, то есть так же, как у силовых трансформаторов (смотрите статью "Группы соединения трансформаторов").

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.

Система обозначения выводов трансформаторов

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 (A0, B0, C0).

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.

Пятистержневой трансформатор напряжения

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").

Другие, примеры даны в статье "Искусственная нулевая точка".

Источник: Каминский Е. А., "Звезда, треугольник, зигзаг" – 4-е издание, переработанное – Москва: Энергия, 1977 – 104с.

1 1 1 1 1 Рейтинг 0.00 (0 Голоса -ов)