2. Назначение трансформаторов напряжения.

Трансформаторы напряжения (ТН) предназначены для понижения высокого напряжения до значения, равного 100 В, необходимого для питания измерительных приборов, цепей автоматики, сигнализации и защитных устройств.

Для питания защитных устройств применяются трехобмоточные трансформаторы с дополнительной вторичной обмоткой.

Применение трансформаторов напряжения позволяет использовать для измерения на высоком напряжении стандартные измерительные приборы, расширяя пределы измерения; обмотки реле, включаемых через ТН, также могут иметь стандартные исполнения.

Трансформатор напряжения изолирует измерительные приборы и реле от высокого напряжения, благодаря чему обеспечивается безопасность их обслуживания.

ТН применяются в наружных или внутренних электроустановках переменного тока напряжением 0,38 – 110 кВ и номинальной частотой 50 Гц от их работы зависит точность электрических измерений и учета электроэнергии, а также надежность действия релейной защиты и противоаварийной автоматики. ТН с двумя вторичными обмотками предназначается не только для питания измерительных приборов и реле, но и для работы в устройстве сигнализации замыкания на землю в сети с изолированной нейтралью.

Трехобмоточные трансформаторы серии ЗНОМ, НОМ и НТМИ, НАМИ предназначены для сетей с изолированной нейтралью, серии НКФ – с заземленной нейтралью.

Типовое обозначение трансформаторов напряжения расшифровывается следующим образом:

НКФ – трансформатор напряжения каскадный в фарфоровой покрышке;

НОМ – трансформатор напряжения однофазный масляный;

ЗНОМ – трансформатор напряжения однофазный масляный с заземленным выводом первичной обмотки;

НТМИ – трансформатор напряжения трехфазный масляный с дополнительной вторичной обмоткой (для контроля изоляции сети);

НАМИ – трансформатор напряжения антирезонансный масляный с обмоткой для контроля изоляции;

НТМК – трансформатор напряжения трехфазный масляный с компенсирующей обмоткой для уменьшения угловой погрешности;

Цифровая часть в обозначении трансформаторов напряжения обозначает – класс напряжения.

2. Классификация трансформаторов напряжения

Классификация трансформаторов напряжения осуществляется по следующим отличительным признакам.

По назначению трансформаторы напряжения могут применяться с различными схемами соединения обмоток. Из всех возможных способов соединения обмоток трансформатора наибольшее распространение получили следующие: «звезда-звезда-нуль» (понизительные потребительские трансформаторы), «звезда-треугольник» и «звезда-нуль-треугольник» (повысительные трансформаторы).

Для измерения трех междуфазных напряжений можно использовать два однофазных двухобмоточных трансформатора НОМ, НОС, соединенных по схеме открытого треугольника, а также трехфазный двухобмоточный трансформатор НТМК, обмотки которого соединены в звезду. Для измерения напряжения относительно земли могут применяться три однофазных трансформатора, соединенные по схеме «звезда–нуль-звезда-нуль», или трехфазный трехобмоточный трансформатор.

В этом случае обмотка, соединенная в звезду, используется для присоединения измерительных приборов, а к обмотке, соединенной в разомкнутый треугольник, присоединяются реле защиты от замыкания на землю. Таким же образом в трехфазную группу соединяются однофазные трехобмоточные трансформаторы типа ЗНОМ и каскадные трансформаторы НКФ.

Одним из существенных недостатков трехфазного потребительского трансформатора со схемой соединения «звезда-звезда-нуль» является перегрузка отдельных фаз при несимметричной нагрузке (как правило при преобладании бытовой и осветительной нагрузок). Поэтому наиболее эффективным способом борьбы с несимметрией является в этом случае использование трансформатора со схемой соединения «звезда-зигзаг-нуль».

Обмотка каждой фазы низшего напряжения состоит из двух половин, расположенных на разных сердечниках. Поэтому при несимметричной нагрузке на фазы магнитный поток распределяется в магнитопроводе более равномерно, чем при схеме «звезда». Кроме того, трансформатор с такой схемой соединения имеет минимально возможное сопротивление токам нулевой последовательности, возникающих в результате несимметричной нагрузки фаз. Вследствие этого уменьшается несимметрия напряжений, обусловленная несимметрией токов,и, тем самым улучшается качество электрической энергии в сельских распределительных сетях 0,38 кВ.

Кроме того по назначению же трансформаторы различают силовые (предназначенные для передачи и распределения электрической энергии) и специальные (сварочные, измерительные, печные, испытательные, инструментальные, автотрансформаторы и другие).

По числу фаз конструктивно различают трехфазные и однофазные трансформаторы. Трехфазные трансформаторы напряжения применяются при напряжении до 18 кВ, однофазные – на любые напряжения.

Для трансформирования трехфазного тока можно использовать группу, составленную из трех однофазных трансформаторов или один трехфазный трансформатор. Трехфазная группа однофазных трансформаторов имеет ряд существенных недостатков: громоздкость, большая масса, высокая стоимость. Поэтому такой способ трансформации променяют только при очень больших мощностях (свыше 10 МВ∙А), когда конструкция трехфазного трансформатора получается излишне громоздкой.

Сердечник трехфазного трансформатора состоит из трех вертикальных стержней, которые по концам замкнуты стальными ярмами. На каждом из сердечников помещают первичную и вторичную обмотки одной из трех фаз.

По типу изоляции трансформаторы могут быть сухими маслянами Обмотки сухих трансформаторов выполняются проводом ПЭЛ (провод эмалированный, лакированный). Изоляцией между обмотками служит электрокартон. В готовом виде обмотки пропитываются асфальтовым лаком. Такие трансформаторы выпускаются на напряжение не выше 6 кВ типов НОС-0,5; НОСК-6; НТС-0,5.

Буквы в названии обозначают: Н – трансформатор напряжения; О – однофазный; Т – трехфазный; С – сухой; К – комплектующий.

Трансформатор НОСК-6 предназначается только для комплектования высоковольтных распределительных устройств в шахтах; при установке он заливается битумной массой. Большей степенью надежности обладает трансформатор с литой изоляцией на основе компаунда из метакриловых смол и кварца. Трансформатор имеет Ш-образный магнитопровод, охватывающий обмотку снаружи. Обмотки залиты компаундом. Габаритные размеры таких трансформаторов намного меньше размеров масляных трансформаторов, что является его несомненным преимуществом.

В масляных трансформаторах обмотки и магнитопровод находятся в баке и залиты маслом, которое служит и для изоляции, и для охлаждения. Вследствие незначительного колебания уровня масла маслорасширители имеются только у трансформаторов ЗНОМ-35 и НКФ, у остальных масло не доливается до крышки на 20 – 30 мм.

По числу обмоток трансформаторы подразделяются на двухобмоточные и трехобмоточные.

По роду установки трансформаторы различают для внутренней и наружной установки.