- •Министерство энергетики и угольной
- •Издание снуяЭиП,
- •2012 Содержание
- •Введение
- •1 Измерительные трансформаторы напряжения
- •1.1 Назначение измерительных трансформаторов напряжения и их классификация
- •1.2 Основные параметры трансформаторов напряжения и маркировка его вводов
- •Маркировка вводов измерительного тн
- •1.3 Схема замещения и векторная диаграмма измерительного трансформатора напряжения
- •1.4 Ёмкостные трансформаторы напряжения
- •1.5 Работа измерительных трансформаторов напряжения в переходных режимах
- •1.6 Схемы соединения обмоток тн и реле
- •1.6.1 Схема соединения обмоток тн в звезду
- •1.6.2 Схема соединения обмоток тн в неполный треугольник
- •1.6.3 Схема соединения обмоток тн для получения напряжений нп
- •1.7 Назначение и устройство пятистержневого трёхобмоточного тн
- •2 Трансреакторы и фазоповоротные схемы
- •2.1 Назначение, устройство и принцип действия трансреактора
- •2.2 Схемы включения обмоток трансреактора
- •2.3 Общие сведения о фазоповоротных схемах
- •2.4 Rc – фазоповоротные схемы
- •2.5 Rl – фазоповоротные схемы
- •3 Перечень контрольных вопросов
- •Список литературы
1 Измерительные трансформаторы напряжения
1.1 Назначение измерительных трансформаторов напряжения и их классификация
В релейной защите измерительные трансформаторы напряжения предназначены:
- для передачи информации о величине напряжения на защищаемом элементе электрической сети в измерительные органы РЗ;
- для понижения первичного напряжения сети до величин, приемлемых для нормального функционирования цепей напряжения измерительных органов устройств РЗ;
- для изолирования низковольтных цепей устройств РЗ от высоковольтных цепей защищаемых элементов.
Измерительные трансформаторы напряжения (ТН) имеют ряд исполнений, основными из которых являются:
- электромагнитные ТН;
- ёмкостные ТН;
- измерительные ТН каскадного типа.
Электромагнитные ТН по принципу действия и конструктивному выполнению аналогичны силовым трансформаторам. Трансформатор напряжения состоит из стального сердечника (магнитопровода) и двух обмоток – первичной W1 и вторичной W2, изолированных друг от друга и от магнитопровода. Сердечник ТН набирается из тонких пластин трансформаторной стали. Первичная обмотка W1 имеет большое число витков (несколько тысяч). Вторичная обмотка W2 имеет значительно меньшее число витков. К первичной обмотке ТН подводится измеряемое (контролируемое) фазное или междуфазное напряжение U1 от защищаемого элемента. Вторичное напряжение U2, пропорциональное первичному, подаётся в устройство РЗ или на измерительные приборы (вольтметры, ваттметры).
Первичная обмотка W1 включается непосредственно в сеть высокого напряжения. На станциях и подстанциях трансформатор напряжения своей первичной обмоткой (W1) подключается к шинам подстанции (станции) или к иным тоководам. Ко вторичной обмотке W2 трансформатора напряжения подключается сеть низкого переменного напряжения, с помощью которой вторичное напряжение U2 подаётся на входные зажимы различных реле.
Под действием напряжения сети U1 по первичной обмотке ТН проходит ток I1, создающий в сердечнике магнитный поток Ф1. Поток Ф1, пересекая витки вторичной обмотки, индуцирует в ней ЭДС Е2. При
Рисунок 1.1 Общее устройство и схема включения измерительного ТН. Маркировка вводов однофазного двухобмоточного ТН
разомкнутой вторичной цепи (режим работы ТН – холостой ход) значение напряжения на зажимах ах U2xx равно значению ЭДС Е2. В свою очередь, действующее значение ЭДС Е2 определяют по формуле
, (1.1)
где - магнитный поток намагничивания сердечника в случае холостого хода, когда I2 = 0, .
Врежиме ХХ значение первичного токаI1, а следовательно и Ф1, ограничивается полным сопротивлением первичной обмотки Z1. Поскольку число витков первичной обмотки велико, то активное и индуктивное сопротивления первичной обмотки ТН также велики. Полное сопротивление Z1 первичной обмотки определяется из треугольника сопротивлений.
(1.2)
Из сказанного выше можно сделать вывод: трансформатор напряжения, работающий в режиме ХХ, не оказывает на первичную цепь заметного шунтирующего действия.
В нагрузочном режиме, когда ко вторичной обмотке ТН подключены реле и протекает ток I2 , в сердечнике возникает магнитный поток Ф2 , пропорциональный току I2 и встречный потоку Ф1. В установившемся режиме (при наличии нагрузки) в результате геометрического сложения потоков Ф1 и Ф2 в сердечнике ТН устанавливается единый магнитный поток намагничивания Фнам . В нагрузочном режиме значение тока I1 несколько больше, чем в режиме ХХ. Однако, и в этом режиме (когда к ТН подключены реле) трансформатор напряжения не оказывает на первичную цепь заметного шунтирующего действия.
В режиме ХХ напряжение U2хх во столько раз меньше первичного, во сколько раз число витков первичной обмотки больше числа витков вторичной обмотки, т.е.
(1.3)
Отношение чисел витков первичной и вторичной обмоток называется витковым коэффициентом трансформации
(1.4)
Учитывая последнее выражение, можно записать:
(1.5)
Если ко вторичной обмотке ТН подключены реле и (или) измерительные приборы, то напряжение на её зажимах ах U2 будет меньше ЭДС на величину падения напряжения в сопротивлении вторичной обмотки. Это падение напряжения невелико, и в расчётах не учитывается. Поэтому принимают
(1.6)