Гост 18685-73 трансформаторы тока и напряжения. термины и определения

Проверка класса точности трансформатора тока

При питании обмоток счетчиков для расчета с энергосистемой погрешность не должна превышать 0,5%, измерительных приборов – 1%, релейной защиты – 3%. Для подключения приборов дифференциальной защиты и защиты от замыканий на землю применяют трансформаторы тока класса 10Р.

Ниже приведена таблица  допустимых величин нагрузки вторичной цепи для некоторых трансформаторов тока в зависимости от требуемого класса точности:

Вторичной нагрузкой трансформатора тока Z_н.т.т называется полное сопротивление вторичной цепи Z₂ в омах. Оно равно сумме сопротивлений всех последовательно включенных катушек приборов и реле, переходных контактов и соединительных проводов:

Где ∑Z_приб. – сумма полных сопротивлений приборов, Ом; Z_пров – сопротивление соединительных проводов, Ом; n_k – число контактов; 0,01 – среднее сопротивление одного контакта, Ом;

В приведенной выше формуле допущено алгебраическое сложение полных сопротивлений, что для данного случая не дает серьезной погрешности.

Для практических расчетов суммарное сопротивление контактов можно принимать равным 0,1 Ом.

Принимая по каталогам допустимое Z_н.т.т и сопротивление включенных приборов, можно определить требуемое сечение соединительных проводов:

Как правило, Z_пров.≈ R_пров., следовательно:

Где: l_расч. – расчетная длина в метрах в соответствии со схемами включения приборов (схемы ниже); l – действительное расстояние соединительных проводов в один конец от клемм трансформатора тока до места установки приборов.

Ниже в таблице приведены средние данные сопротивлений измерительных приборов и реле, которые могут быть использованы для определения нагрузки вторичной цепи трансформатора тока:

По условиям механической прочности сечения проводов токоведущих цепей должны быть не менее 2,5 мм2.

Пример

Определить сечение медных соединительных проводов вторичной цепи трансформатора тока, установленных на вводе 10 кВ в РУ подстанции по схеме показанной ниже. Трансформаторы тока должны иметь класс точности 0,5. Расстояние между трансформаторами тока, установленными в РУ 10 кВ, и щитом, в котором установлены приборы 20 метров. Сопротивление переходных контактов принимаем равными 0,1 Ом.

Решение

Сопротивление приборов, подключенных к наиболее загруженной фазе (в данном случае фаза А или С):

По каталогу для трансформатора тока ТПЛ10 при классе точности 0,5   Z_н.т.т = 0,4 Ом.

Получаем значения сопротивления проводов:

Сечение проводов определяем без учета незначительной нагрузки фазы В. Тогда l_расч. = 1,5l:

Принимается ближайшее стандартное значение 4 мм2.

Технические характеристики ТТ

Последующие параметры соответствуют значениям таблицы 5 на страницах 5-6.
 Номинальное напряжение трансформатора (исключая встроенные изделия):

• 0,66; 3, 6 кВ;
• 10, 15, 20, 24, 27, 35 кВ;
• 110, 150, 220, 330, 500, 750 кВ.

Наибольшее рабочее напряжение:

• при номинальном 0,66 кВ – 0,72 кВ;
• при номинальном 3 кВ и более – по стандарту ГОСТ 1516.3.

Номинальный первичный ток:

• 1 или 5 А;
• 10; 12,5; 15, 20, 25, 30, 40, 50, 60, 75 А (только для этой строки допустимо умножение на 10 или дробь);
• 80, 100, 150, 200, 300, 400, 500, 600, 750, 800 А;
• 1000, 1200, 1500, 1600, 2000, 3000, 4000, 5000, 6000, 8000 А;
• 10, 12, 14, 16, 18, 20, 25, 28, 30, 32, 35, 40 кА (значения данной строки в тысячах ампер).

Рабочий первичный ток равен номинальному или больше него. Точные значения приведены в таблице 11 на страницах 12-13.
 Вторичный ток – 1, 2 или 5 А.
 
Номинальная вторичная нагрузка:

• при коэффициенте мощности Cos φ₂ = 1 равна 0,5; 1,0; 2,0; 2,5 или 5,0 В·А;
• при коэффициенте мощности Cos φ₂ = 0,8 (наличие индуктивно-активных нагрузок) равна 3, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 40, 50, 60, 75 или 100 В·А.

Класс точности вторичных обмоток ТТ:

• для измерений или учёта – 0,1; 0,2; 0,5; 1, 3, 5, 10;
• для коммерческого учёта – 0,2S или 0,5S (первый точнее);
• для защиты – 5Р или 10Р.

* 100 срад = 1 рад (сантирадиан и радиан соответственно). Аналогия 100 см = 1 м.
Точное воспроизведение таблицы 9 на странице 10 стандарта ГОСТ 7746.
 
 Сопротивление изоляции обмоток:

Таблица соответствует пункту 6.2.3 на странице 7 стандарта ГОСТ 7746.
 
 

Список литературы

• Савинцев Ю.М. Особенности конструкции масляных энергоэффективных трансформаторов. . (Дата обращения 28.08.2019).
• Савинцев Ю.М. Экспертный анализ рынка силовых трансформаторов: Часть 1: I — III габарит / Юрий Михайлович Савинцев. — : — Издательские решения, 2015. — 86 с.
• Савинцев Ю.М. Нефтяным скважинам — энергоэффективный трансформатор// Промышленные страницы Сибири. — 2011. — № 10 (58). — С. 46 — 48.
• Трансформаторы для преобразовательных установок. . (Дата обращения 28.08.2019).
• Трансформаторы для промышленных печей. . (Дата обращения 28.08.2019).
• Савинцев Ю.М. Главная парадигма повышения трансформаторных подстанций в сетях электроснабжения России. . (Дата обращения 28.08.2019).

Трансформаторы тока Общие технические условия

Предисловие

Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ Р 1.0-92 «Межгосударственная система стандартизации. Основные положения и ГОСТ 1.2-2009 «Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные. правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, применения, обновления и отмены»

Сведения о стандарте

1 РАЗРАБОТАН Обществом с ограниченной ответственностью «Ц СВЭП» (ООО «Ц СВЭП») и Открытым акционерным обществом «Свердловский завод трансформаторов тока» (ОАО «СЗТТ»)

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 016 «Электроэнергетика»

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 10 декабря 2015 г. № 48)

За принятие проголосовали:

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 23 июня 2016 г. № 674 ст межгосударственный стандарт ГОСТ 7746-2015 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 марта 2017 г.

5 В настоящем стандарте учтены основные нормативные положения международных стандартов: МЭК 61869-1 (2007) «Трансформаторы измерительные. Часть 1. Общие требования» («Instrument transformers — Part 1: General requirements». NEQ); МЭК 61869-2 (2012) «Измерительные трансформаторы. Часть 2. Дополнительные требования к трансформаторам тока» («Instrument transformers — Part 2: Additional requirements for current transformers». NEQ)

6 ВЗАМЕН ГОСТ 7746-2001

Область применения

Настоящий стандарт распространяется на электромагнитные трансформаторы тока (далее — трансформаторы) на номинальное напряжение от 0.66 до 750 кВ включительно, предназначенные для передачи сигнала измерительной информации приборам измерения, защиты, автоматики, сигнализации и управления в электрических цепях переменного тока частотой 50 или 60 Гц. разработанные после 1 января 2016 г.

Дополнительные требования к отдельным видам трансформаторов в связи со спецификой их конструкции или назначения (например, для каскадных трансформаторов, трансформаторов, предназначенных для работы с нормированной точностью в переходных режимах, трансформаторов для установки в комплектных распределительных устройствах (КРУ), пофазно экранированных токопроводах. комбинированных) следует устанавливать в стандартах, технических условиях, договорах или контрактах (далее — документации) на трансформаторы конкретных типов.

Стандарт не распространяется на трансформаторы лабораторные, нулевой последовательности, суммирующие, блокирующие, насыщающиеся.

Классификация (виды) трансформаторов тока по ГОСТ 7746

В дальнейшем используем аббревиатуру ТТ – трансформатор тока.
 
1. По типу конструкции (допустимо сочетание нескольких типов):

• опорный (в маркировке буква «О»);
• проходной (буква «П»);
• шинный (буква «Ш»);
• встроенный (буква «В»);
• разъёмный (буква «Р»);
• одноступенчатый (без обозначения);
• каскадный (буква «К»).

Соответствует таблице 2 на странице 4.
 
2. По виду изоляции:

• с фарфоровой покрышкой (в маркировке буква «Ф»);
• с твёрдой и воздушной изоляцией, с полимерной покрышкой (без обозначения);
• маслонаполненные (буква «М»);
• газонаполненные (буква «Г»);
• литая (буква «Л»);
• в пластмассовом корпусе (буква «П»).

Соответствует таблице 3 на странице 4.
 
3. По числу ступеней трансформации:

• одноступенчатые;
• каскадные;

4. По числу вторичных обмоток:

• с одной;
• с несколькими.

5. Обмотки трансформаторов применяют (назначают класс точности):

• для измерения;
• для учёта;
• для защиты, автоматики, управления и сигнализации;
• для измерений, а также защиты, автоматики, управления и сигнализации.

Соответствует таблице 4 на странице 4.
 
6. По числу коэффициентов трансформации:

• с одним;
• с несколькими:
  • при этом изменяют число витков в первичной и/или вторичной обмотке;
  • при этом сделаны несколько обмоток с разным числом витков.

Трансформаторы для электроснабжения преобразовательных устройств

Генерация и транспортировка электрической энергии происходит на переменном трехфазном токе. Но очень многим промышленным потребителям требуется постоянный ток. Для преобразования переменного тока в постоянный и наоборот используются различные преобразовательные устройства.

В состав преобразовательного устройства входят :

• специальный преобразовательный силовой трансформатор;
• полупроводниковые вентили;
• уравнительные и сглаживающие реакторы;
• устройства управления вентилями или трансформатором;
• вспомогательные устройства для включения, отключения, охлаждения и защиты.

Преобразовательный силовой трансформатор служит для изменения значения напряжения сети и его согласования с входным напряжением преобразователя. С помощью преобразовательного трансформатора сеть постоянного тока изолируется от сети переменного тока, увеличивается число фаз вентильных обмоток для уменьшения величины пульсации выпрямленного напряжения и тока, улучшения формы сетевого тока.

Особенности комплекса оборудования преобразователя повлекло за собой изменение конструкции всех основных элементов трансформатора в сравнении со стандартными силовыми трансформаторами в распределительной сети. Так магнитопровод преобразовательного трансформатора может представлять собой:

• совокупность магнитопроводов трех однофазных трансформаторов;
• состоять из одного трехстержневого магнитопровода трехфазного трансформатора;
• образовывать смешанную магнитную систему, состоящую из двух и более трехфазных магнитопроводов.

Обмотки преобразовательного трансформатора имеют специальные названия: сетевая обмотка (эквивалент обмотки ВН) и вентильная обмотка (эквивалент обмотки НН). Сетевая обмотка присоединяется к сети переменного тока, вентильная обмотка, присоединяется к вентильным преобразователям. В преобразовательных силовых трёхфазных трансформаторах применяются две основные схемы соединения сетевых обмоток: звезда и треугольник. Схемы соединения вентильных обмоток чаще всего применяются двух видов:

• простая звезда, двойная звезда, простой зигзаг, двойной зигзаг и дважды двойной зигзаг; это так называемые разомкнутые (лучевые) схемы;
• треугольник, шестиугольник — это так называемые замкнутые схемы.

Воплощение всех перечисленных особенностей в реальных конструкциях преобразовательных трансформаторов приведено на рисунках 3 и 4.

Преобразовательный однофазный трансформатор мощностью 400 кВА производства ООО «Трансформер»Преобразовательный трехфазный трансформатор мощностью 1000 кВА производства ООО «Трансформер»

Виды электросчётчиков

Индукционные

Индукционные – представляют собой знакомое практически каждому устройство. Их характерной особенностью является постоянно вращающееся колёсико за прозрачным стеклом. Оно крутиться с разной скоростью и зависит это от расхода электричества. Чем он выше, тем быстрее раскручивается колёсико.

Показания можно увидеть на специальных барабанах с изображёнными цифрами. Принцип работы у него следующий. В конструкции есть 2 катушки. Одна из них катушка напряжения. Она ограничивает переменный ток, а также служит неким барьером для различного рода помех.

Ещё её функция заключается в создании магнитного потока, который эквивалентен проходящему через неё напряжению. Вторая катушка называется токовой. Она также производит магнитный поток, но только он соразмерен силе тока.

Оба магнитных потока в итоге проникают через специальный алюминиевый диск. Поскольку они имеют параболическую траекторию, то проходят сквозь вышеупомянутую преграду 2 раза. За счёт этого и возникают силы, которые заставляют алюминиевый диск крутиться.

Вследствие этого ось, на которой он расположен, оказывает действие на те самые барабаны с цифрами посредством зубчато-винтовой передачи. Таким образом, показания зависят от скорости вращения диска из алюминия, а она, в свою очередь, зависит от магнитных потоков, которые создаются катушками.

В итоге, чем выше напряжения в электросети, тем больше будут цифры на барабанах. Такие счётчики достаточно широко распространены даже в век высоких технологий.

К их достоинствам можно отнести:

1. Высокую надёжность.
2. Долговечность.
3. Абсолютную независимость от случайных перепадов напряжения.
4. Невысокую цену.

Однако есть у них несколько недостатков:

1. Низкий класс точности.
2. Фактическое отсутствие какой-либо защиты от хищения электроэнергии.
3. Большой расход электричества самим счётчиком.
4. Неизбежный рост погрешности при малых нагрузках.
5. Большие габаритные размеры.

Электронные

Электронные – в наши времена более выгодны и используются несколько чаще. Они превосходят индукционные по классу точности и дают возможность учитывать такой показатель, как многотарифность.

Такой тип счётчика работает на основе преобразования аналогового сигнала, который поступает с датчика электрического тока. Прибор превращает его в цифровой код, который по числовому показателю равен потребляемой энергии. Затем полученный код расшифровывается в микроконтроллере и после этого на цифровом экране можно увидеть показания.

Счётчик электрического типа обладает гораздо большим числом достоинств, чем индукционный собрат, к ним относят:

1. Высокий класс точности.
2. Многотарифность.
3. Измерение расхода всех типов электричества.
4. Хранение всех показаний.
5. Легкодоступность информации.
6. При попытке хищения происходит фиксация несанкционированного доступа.
7. Возможность снимать показания с прибора дистанционно.
8. Небольшие габаритные размеры.

К малому числу недостатков относятся:

1. Высокая чувствительность устройства к перепадам напряжения.
2. Относительно высокая стоимость
3. Сложность при обслуживании и ремонте.

Классификация трансформаторов напряжения

ТНы классифицируются по следующим параметрам:

• напряжение первичной обмотки (3, 6, 10 … 750кВ)
• напряжение основной вторичной обмотки (100 В — для однофазных, включаемых между фазами, трехфазных; 100√3 — однофазных, включаемых между фазой и землей
  напряжение дополнительной вторичной обмотки (100В — однофазные в сети с заземленной нейтралью, 100√3 — однофазные в сети с изолированной нейтралью
• число фаз (однофазные, трехфазные)
• количество обмоток (двухобмоточные, трехобмоточные)
• класс точности (0,1 0,2 0,5 1 3 3Р 6Р)
• способ охлаждения (сухие, масляные, газонаполненные)
• изоляция (воздушно-бумажная, литая, компаунд, газ, масло, фарфор)

На напряжение 6, 10кВ используют литые ТНы, залитые эпоксидной смолой. Эти аппараты устанавливают в распредустройствах. Они занимают меньшие габариты, по сравнению с масляными. Также к их плюсам стоит отнести меньшее количество ухода за ними.

электромагнитные и емкостные

Если открыть объемы и нормы испытаний электрооборудования на странице ТНов, то можно увидеть, что трансформаторы напряжения там разделяются на электромагнитные и емкостные. В чем же состоит различие этих типов оборудования.

Электромагнитными считаем все ТНы в которых преобразование происходит по принципу, описанному выше (магнитные потоки, ЭДС и так далее). Индукционный ток, в брошюрах западных производителей их называют индуктивными, в противоположность емкостным. По моему всё именно так.

А вот емкостные трансформаторы напряжения, или же всё таки емкостные делители напряжения… Тут история умалчивает. Принцип работы такого оборудования можно понять, если нарисовать схему.

Вот, например схема ТН марки НДЕ-М. Они выпускаются на напряжение выше 110кВ. Состоит из емкостного делителя и электромагнитного устройства.
Емкостной делитель состоит из конденсаторов С1 и С2. Принцип емкостного делителя в следующем. Напряжение линии Л делится обратно пропорционально величинам емкостей С1 и С2. То есть мы подключаем к С2 наш ТН и напряжение на нем пропорционально входному, которое идет по Л, но гораздо меньше его. Раз рассматриваем НДЕ, то вот табличка величин напряжения для разных классов оборудования.

Электромагнитное устройство состоит из понижающего трансформатора, реактора и демпфера.

Реактор предназначен для компенсации емкостного сопротивления и следовательно уменьшения погрешности.

Электромагнитный демпфер предназначен для устранения субгармонических колебаний, которые могут возникать при включениях и коротких замыканиях в обмотках ТНа.

Чем выше класс напряжения, тем емкостные трансформаторы напряжения выгоднее своих собратьев. За счет снижения размеров изоляции и материалов.

Последние статьи

Самое популярное

Полезные сервисы

1.5.19

Нагрузка вторичных обмоток измерительных
трансформаторов, к которым присоединяются счетчики, не должна превышать
номинальных значений.

Сечение и длина проводов и кабелей в цепях напряжения
расчетных счетчиков должны выбираться такими, чтобы потери напряжения в этих
цепях составляли не более 0,25% номинального напряжения при питании от
трансформаторов напряжения класса точности 0,5 и не более 0,5% при питании от
трансформаторов напряжения класса точности 1,0. Для обеспечения этого
требования допускается применение отдельных кабелей от трансформаторов
напряжения до счетчиков.

Потери напряжения от трансформаторов напряжения до
счетчиков технического учета должны составлять не более 1,5% номинального
напряжения.

1.5.21

Для обходных выключателей 110 и 220 кВ со встроенными
трансформаторами тока допускается снижение класса точности этих трансформаторов
тока на одну ступень по отношению к указанному в 1.5.16.

Для обходного выключателя 110 кВ и шиносоединительного
(междусекционного) выключателя 110 кВ, используемого в качестве обходного, с
отдельно стоящими трансформаторами тока (имеющими не более трех вторичных
обмоток) допускается включение токовых цепей счетчика совместно с цепями защиты
при использовании промежуточных трансформаторов тока класса точности не более
0,5; при этом допускается снижение класса точности трансформаторов тока на одну
ступень.

Такое же включение счетчиков и снижение класса точности
трансформаторов тока допускается для шиносоединительного (междусекционного)
выключателя на напряжение 220 кВ, используемого в качестве обходного, с
отдельно стоящими трансформаторами тока и на напряжение 110-220 кВ со
встроенными трансформаторами тока.

Угловая погрешность.

Она представляет собой угол между вектором первичного тока I’1 и вторичного тока I2 (d). Она выражается в градусах, минутах или сантирадианах и считается положительной, когда вектор I2 опережает вектор I’1. Угловая погрешность может быть определена через величины угла потерь g (угол между Ф в магнитопроводе и I*нам) и a (угол между U1 и I1) угла между векторами ЭДС Е2 и вторичного I2. Величина отрезка (рис.3.7) . Угол между I2 и I’нам равен (90-(a+g)). Значение угловой погрешности равно:

Полная погрешность.

Точность работы ТТ, предназначенных для релейной защиты, характеризуется полной погрешностью в условиях установившегося режима. Согласно ГОСТ 7746-68 полная погрешность представляет собой действующее значение разности мгновенных значений токов i₂ и i’₁. Полная погрешность e, выраженная в процентах равна:

где I’1 – действующее значение первичного тока;

i₂ и i’₁ – мгновенные значения вторичного и первичного токов;

Т – длительность периода тока.

Если полная погрешность не превышает 10%, то она может быть выражена упрощенной формулой:

Из приведенных выражений видно, что чем больше намагничивающий ток ТТ, тем больше его погрешности. Чрезмерно большие погрешности могут вызвать неправильные действия устройств РЗА. Уменьшение погрешностей ТТ сводится к уменьшению намагничивающего тока.

Ток намагничивания состоит из составляющей , обусловленной активными потерями на гистерезис от вихревых токов в магнитопроводе ТТ, и составляющей , создающей магнитный поток Ф, который индуцирует во вторичной обмотке ЭДС I2. При этом >>.

Для уменьшения магнитопровод ТТ выполняется из шихтованной стали, имеющей небольшие активные потери. Для уменьшения второй составляющей нужно уменьшить Ф_т, связанный с соотношением .

Для ограничения погрешностей нужно ограничивать величину магнитного потока Ф или магнитной индукции В=Ф/S, не допуская насыщения магнитопровода. Из принципа работы ТТ вытекает, что поток Фт, должен иметь такую величину, при которой наведенная им вторичная ЭДС Е2 была бы достаточной для компенсации падения напряжения в цепи вторичной обмотки:

Т.е. чем больше I2 и Zн тем быстрее растет Фт и растет . Уменьшение Е2 (Фт) достигается уменьшением Zн и уменьшением I2 достигается повышением n_Т . Уменьшение достигается увеличением сечения и применения стали с высокой магнитной проницаемостью. Таким образом, для уменьшения погрешности ТТ должен работать в прямолинейной части характеристики намагничивания. Это условие обеспечивается:

а) конструктивными параметрами сердечниками;

б) правильностью выбора Zн;

в) снижением величины вторичного тока, что достигается выбором соответствующего коэффициентом трансформации n_Т.

1.5.18

Присоединение токовых обмоток счетчиков к вторичным
обмоткам трансформаторов тока следует проводить, как правило, отдельно от цепей
защиты и совместно с электроизмерительными приборами.

Допускается производить совместное присоединение токовых
цепей, если раздельное их присоединение требует установки дополнительных
трансформаторов тока, а совместное присоединение не приводит к снижению класса
точности и надежности цепей трансформаторов тока, служащих для учета, и
обеспечивает необходимые характеристики устройств релейной защиты.

Использование промежуточных трансформаторов тока для
включения расчетных счетчиков запрещается (исключение см. в 1.5.21).

Измерительные трансформаторы

В этом классе работают два вида устройств, обеспечивающих в целях измерения параметров сети преобразования:

Измерительные трансформаторы создаются с высоким классом точности. Во время эксплуатации их метрологические характеристики периодически подвергают поверке на правильность измерения как величин, так и углов отклонения векторов тока и напряжения.

Трансформаторы тока

Главная особенность их устройства заключается в том, что они постоянно эксплуатируются в режиме короткого замыкания. У них вторичная обмотка полностью закорочена на маленькое сопротивление, а остальная конструкция приспособлена для такой работы.

Чтобы исключить аварийный режим входная мощность ограничивается специальным устройством первичной обмотки: в ней создается всего один виток, который не может создать при протекании по нему тока большого падения напряжения на обмотке и, соответственно, передать в магнитопровод высокую мощность.

Этот виток врезается непосредственно в силовую цепь, обеспечивая его последовательное подключение. У отдельных конструкций просто создается сквозное отверстие в сердечнике, через которое пропускают провод с первичным током.

Нагрузку вторичных цепей трансформатора тока, находящегося под напряжением, нельзя разрывать. Все провода и соединительные клеммы по этой причине изготавливаются с повышенной механической прочностью. В противном случае на разорванных концах сразу возникает высоковольтное напряжение, способное повредить вторичные цепи.

Благодаря работе трансформаторов тока создается возможность обеспечения постоянного контроля и анализа нагрузок, протекающих в электрической системе. Особенно это актуально на высоковольтном оборудовании.

   Измерительные трансформаторы тока 110 кВ

Номинальные значения вторичных токов измерительных трансформаторов энергетики принимают в 5 ампер для оборудования до 110 кВ включительно и 1 А — выше.

Широкое применение трансформаторы тока нашли в измерительных приборах. За счет использования конструкции раздвижного магнитопровода удается быстро выполнять различные замеры без разрыва электрической цепи, что необходимо делать при использовании обычных амперметров.

Токовые клещи с раздвижным магнитопроводом трансформатора тока позволяют обхватить любой проводник с напряжением и замерить величину и угол вектора тока.

Трансформаторы напряжения

Отличительная особенность этих конструкций заключается в том, что они работают в режиме, близком к состоянию холостого хода, когда величина их выходной нагрузки невысокая. Они подключается к той системе напряжений, величина которой будет измеряться.

   Измерительный трансформатор напряжения 110 кВ

Измерительные трансформаторы напряжения обеспечивают гальваническую развязку оборудования первичных и вторичных цепей, работают в каждой фазе высоковольтного оборудования.

Из них создают целые комплексы систем измерения, позволяющие фильтровать и выделять различные составляющие векторов напряжения, учет которых необходим для точной работы защит, блокировок, систем сигнализации.

За счет работы трансформаторов тока и напряжения снимают вектора вторичных величин, пропорциональные первичным в реальном масштабе времени. Это позволяет не только создавать цепи измерения и защит по току и напряжению, но и за счет математических преобразований векторов анализировать состояние мощностей и сопротивлений в действующей электрической системе.

Группы соединений обмоток

Для включения трансформатора на параллельную работу с другими трансформаторами имеет значение сдвиг фаз между э. д. с. первичной и вторичной обмоток. Для характеристики этого сдвига вводится понятие о группе соединений обмоток.

На рисунке 2, а показаны обмотки однофазного трансформатора, намотанные по левой винтовой линии и называемые поэтому «левыми», причем у обеих обмоток начала A, a находятся сверху, а концы X, x – снизу. Будем считать э. д. с. положительной, если она действует от конца обмотки к ее началу. Обмотки на рисунке 2, а сцепляются с одним и тем же потоком. Вследствие этого э. д. с. этих обмоток в каждый момент времени действуют в одинаковых направлениях – от концов к началам или наоборот, то есть они одновременно положительны или отрицательны. Поэтому э. д. с. EA и Ea совпадают по фазе, как показано на рисунке 2, а. Если же у одной из обмоток переменить начало и конец (рисунок 2, б), то направление ее э. д. с., действующей от конца к началу, изменится на обратное и э. д. с. EA и Ea будут иметь сдвиг 180°. Такой же результат получится, если на рисунке 2, а одну из обмоток выполнит «правой».

Для обозначения сдвига фаз обмоток трансформатора векторы их линейных э. д. с. уподобляют стрелкам часового циферблата, причем вектор обмотки ВН принимают за минутную стрелку и считают, что на циферблате часов она направлена на цифру 12, а вектор обмотки НН принимают за часовую стрелку. Тогда на рисунке 2, а часы будут показывать 0 или 12 часов, и такое соединение обмоток поэтому называется группой 0 (ранее в этом случае применялось название «группа 12»). На рисунке 2, б часы будут показывать 6 часов, и такое соединение называется группой 6. Соответственно соединение обмоток однофазных трансформаторов согласно рисунку 2, а обозначается I/I-0, а согласно рисунку 2, б – I/I-6. В России стандартизированы и изготовляются однофазные трансформаторы только соединением I/I-0.

Рассмотрим теперь трехфазный трансформатор с соединением обмоток ВН и НН в звезду, причем предположим, что 1) обмотки ВН и НН имеют одинаковую намотку (например, «правую»); 2) начала и концы обмоток расположены одинаково (например, концы снизу, а начала сверху); и 3) одноименные обмотки (например, A и a, а также B и b, C и c) находятся на общих стержнях (рисунок 3, а). Тогда звезды фазных э. д. с. и треугольники линейных э. д. с. будут иметь вид, показанный на рисунке 3, б. При этом одноименные векторы линейных э. д. с. (например, E_AB и E_ab) направлены одинаково, то есть совпадают по фазе, и при расположении их на циферблате часов, согласно изложенному правилу, часы будут показывать 0 часов (рисунок 3, в). Поэтому схема и группа соединений такого трансформатора обозначается Y/Y-0.

Если на рисунке 3, а произвести круговую перемаркировку (или перестановку) фаз обмотки НН и разместить фазу a на среднем стержне, фазу b – на правом и c – на левом, то на векторной диаграмме НН (рисунок 3, б) произойдет круговая перестановка букв a, b, c по часовой стрелке. При этом получится группа соединений 4, а при обратной круговой перестановке будет группа соединений 8. Если переменить местами начала и концы обмоток, то получатся еще группы соединений 6, 10 и 2. Значит, при соединении по схеме Y/Y возможно шесть групп соединений, причем все они четные. Такие же группы соединений можно получить при схеме соединений Δ/Δ.

Допустим теперь, что обмотки соединены по схеме Y/Δ, как показано на рисунке 4, а, и соблюдены те же условия, которые были оговорены для рисунка 3, а. Тогда векторные диаграммы э. д. с. обмоток ВН и НН будут иметь вид, показанный на рисунке 4, б. При этом одноименные линейные э. д. с. (напрмер, E_AB и E_ab) будут сдвинуты на 30° и расположатся на циферблате часов, как показано на рисунке 4, в. Соединение обмоток такого трансформатора обозначаются Y/Δ-11. При круговых перестановках фаз и при перемаркировке начал и концов одной из обмоток (или при установке вместо перемычек ay, bz, cx  в треугольнике на рисунке 4, а перемычек az, bx, cy) можно получить также другие нечетные группы: 1, 3, 5, 7 и 9.

Большой разнобой в схемах и группах соединений изготовляемых трансформаторов нежелателен. Поэтому ГОСТ 11677-85,»Трансформаторы силовые. Общие технические условия», предусматривает изготовление трехфазных силовых трансформаторов со следующими группами соединений обмоток: Y/Y0-0, Y0/Y-0, Y/Δ-11, Y0/Δ-11, Y/Z0-11,  Δ/Y0-11, и Δ /Δ-0. При этом первым обозначено соединение обмотки ВН, вторым – соединение обмотки НН, а индекс «0» указывает на то, что наружу выводится нулевая точка обмотки.