Instrumentide pingetrafod
Pingetrafo eesmärk ja tööpõhimõte
Mõõtepingetrafot kasutatakse vahelduvvooluseadmete kõrgepinge vähendamiseks kaitseks ja automatiseerimiseks arvestitele ja releedele.
Kõrgepinge otseühendus nõuaks väga tülikaid seadmeid ja releed, kuna neid on vaja rakendada kõrgepinge isolatsiooniga. Selliste seadmete tootmine ja kasutamine on praktiliselt võimatu, eriti pingetel 35 kV ja üle selle.
Pingetrafode kasutamine võimaldab kõrgepinge mõõtmiseks kasutada standardseid mõõteseadmeid, laiendades nende mõõtepiire; Pingetrafode kaudu ühendatud releemähistel võib olla ka standardversioone.
Lisaks isoleerib (eraldab) pingetrafo kõrgepingest mõõteseadmed ja releed, tagades sellega nende teenindamise ohutuse.
Pingetrafosid kasutatakse laialdaselt kõrgepinge elektripaigaldistes, täpsus sõltub nende tööst elektrilised mõõtmised ja elektriarvestust, samuti releekaitse ja avariiautomaatika töökindlust.
Mõõtepingetrafo vastavalt projekteerimispõhimõttele ei erine toiteallika astmeline trafo… See koosneb terassüdamikust, mis koosneb elektrilistest teraslehtplaatidest, primaarmähisest ja ühest või kahest sekundaarmähisest.
Joonisel fig. 1a on kujutatud ühe sekundaarmähisega pingetrafo skemaatiline diagramm. Primaarmähisele rakendatakse kõrgepinge U1 ja sekundaarpingele U2 on ühendatud mõõteseade. Primaar- ja sekundaarmähise algus on tähistatud tähtedega A ja a, otsad X ja x. Selliseid tähiseid kantakse tavaliselt pingetrafo kerele selle mähiste klemmide kõrval.
Primaarvoolu nimipinge ja sekundaarvoolu nimipinge suhet nimetatakse nimipingeks. teisendustegur pingetrafo Kn = U1nom / U2nom
Riis. 1. Pingetrafo skeem ja vektorskeem: a — diagramm, b — pingevektori diagramm, c — pingevektori diagramm
Kui pingetrafo töötab ilma vigadeta, kattuvad selle primaar- ja sekundaarpinged faasis ja nende väärtuste suhe on võrdne Kn-ga. Teisendusteguriga Kn = 1 pinge U2= U1 (joon. 1, c).
Legend: H — üks klemm on maandatud; O — ühefaasiline; T — kolmefaasiline; K — kaskaad või kompensatsioonimähisega; F — s portselanist välisisolatsioon; M - õli; C — kuiv (õhuisolatsiooniga); E — mahtuvuslik; D on jagaja.
Primaarmähise (HV) klemmid on tähistatud A, X ühefaasiliste ja A, B, C, N kolmefaasiliste trafode jaoks. Sekundaarmähise (LV) põhiklemmid on tähistatud vastavalt a, x ja a, b, c, N, sekundaarmähise klemmid — ad techend.
Esmalt ühendatakse primaar- ja sekundaarmähis vastavalt klemmidega A, B, C ja a, b, c. Peamised sekundaarmähised on tavaliselt ühendatud tärniga (ühendusrühm 0), täiendavad - vastavalt avatud kolmnurga skeemile. Nagu teate, on võrgu normaalse töö ajal lisamähise klemmide pinge nullilähedane (tasakaalustamata pinge Unb = 1 - 3 V) ja maandusrikete korral võrdub see kolmekordse pinge 3UО väärtusega. nulljärjestuse UО faasiga.
Maandatud nulliga võrgus on maksimaalne väärtus 3U0 võrdne faasipingega, isoleeritud - kolmefaasilise pinge pingega. Vastavalt sellele tehakse täiendavad mähised nimipingega Unom = 100 V ja 100/3 V.
Nimipinge TV on selle nimipinge primaarmähis; see väärtus võib erineda isolatsiooniklassist. Sekundaarmähise nimipingeks eeldatakse 100, 100/3 ja 100/3 V. Tavaliselt töötavad pingetrafod tühikäigurežiimil.
Kahe sekundaarmähisega instrumentide pingetrafod
Kahe sekundaarmähisega pingetrafod, lisaks toitearvestitele ja releedele, on ette nähtud maandusrikete signalisatsiooniseadmete käitamiseks isoleeritud nulliga võrgus või maandusrikete kaitseks maandatud nulliga võrgus.
Kahe sekundaarmähisega pingetrafo skemaatiline diagramm on näidatud joonisel fig. 2, a. Teise (lisa)mähise klemmid, mida kasutatakse maandusrikete korral signaalimiseks või kaitseks, on tähistatud ad ja xd.
Joonisel fig. 2.6 näitab skeemi kolme sellise pingetrafo kaasamise kohta kolmefaasilisse võrku. Primaar- ja põhisekundaarmähis on ühendatud tähega. Primaarmähise neutraal on maandatud. Peamiste sekundaarmähiste arvestitele ja releedele saab rakendada kolme faasi ja nulli. Täiendavad sekundaarmähised on ühendatud avatud kolmnurgaga. Nendest juhitakse kõigi kolme faasi faasipingete summa signaal- või kaitseseadmetesse.
Võrgu, kuhu pingetrafo on ühendatud, normaalse töö korral on see vektori summa null. Seda võib näha joonisel fig. 2, c, kus Ua, Vb ja Uc on primaarmähistele rakendatud faasipingete vektorid ning Uad, Ubd ja Ucd - primaar- ja sekundaarmähiste pingevektorid. sekundaarsete lisamähiste pinged, mis langevad suunalt kokku vastavate primaarmähiste vektoritega (sama, mis joonisel 1, c).
Riis. 2. Kahe sekundaarmähisega pingetrafo. a — diagramm; b — kaasamine kolmefaasilisse vooluringi; c — vektordiagramm
Vektorite Uad, Ubd ja Ucd summa saadakse nende kombineerimisel vastavalt lisamähiste ühendamise skeemile, kusjuures eeldatakse, et nii primaar- kui ka sekundaarpinge vektorite nooled vastavad trafo mähiste algusele.
Saadud pinge 3U0 faasi C mähise lõpu ja faasi A mähise alguse vahel diagrammil on null.
Tegelikes tingimustes on avatud delta väljundis tavaliselt tühine tasakaalustamatuse pinge, mis ei ületa 2–3% nimipingest. See tasakaalustamatus on põhjustatud sekundaarfaasi pingete pidevast vähesest asümmeetriast ja nende kõvera kuju väikesest kõrvalekaldest sinusoidist.
Pinge, mis tagab avatud kolmnurga vooluringile rakendatud releede töökindla töö, ilmneb ainult pingetrafo primaarmähise külje maandusrikete korral. Kuna maandusrikked on seotud voolu läbimisega läbi nulli, nimetatakse sümmeetriliste komponentide meetodil avatud kolmnurga väljundis tekkivat pinget nulljärjestuse pingeks ja tähistatakse 3U0. Selles tähistuses näitab number 3, et pinge selles vooluringis on kolme faasi summa. Tähis 3U0 viitab ka häire- või kaitsereleele rakendatud avatud kolmnurga väljundahelale (joonis 2.6).
Riis. 3. Ühefaasilise maandusrikkega primaar- ja sekundaarmähiste pingete vektorskeemid: a — maandatud nulliga võrgus, b — isoleeritud nulliga võrgus.
Pinge 3U0 on ühefaasilise maandusrike jaoks kõrgeim väärtus.Tuleb arvestada, et isoleeritud nulliga võrgus on pinge maksimaalne väärtus 3U0 palju suurem kui maandatud nulliga võrgus.
Pingetrafode üldised lülitusskeemid
Lihtsaim skeem, kasutades ühte ühefaasiline pingetrafonäidatud joonisel fig. 1, a kasutatakse mootorikappide käivitamisel ja 6-10 kV lülituspunktides AVR-seadme voltmeetri ja pingerelee sisselülitamiseks.
Joonisel 4 on kujutatud ühefaasiliste ühemähisega pingetrafode ühendusskeemid kolmefaasiliste sekundaarahelate varustamiseks. Joonisel fig 1 näidatud kolmetärniliste ühefaasiliste trafode rühm. 4, a, kasutatakse mõõteseadmete, mõõteseadmete ja voltmeetrite toiteks isolatsiooniseireks 0,5-10 kV elektripaigaldistes isoleeritud neutraalse ja hargnemata võrguga, kus ühefaasilise maanduse esinemisest signaalimine ei ole vajalik.
Nendel voltmeetritel "maanduse" tuvastamiseks peavad need näitama faaside ja maa vahel olevate primaarpingete suurust (vt vektorskeemi joonisel 3.6). Selleks on HV-mähiste neutraalne maandatud ja voltmeetrid on ühendatud sekundaarse faasi pingetega.
Kuna ühefaasiliste maandusrikete korral saab pingetrafosid pingestada pikka aega, peab nende nimipinge ühtima esimese liini pingega. Selle tulemusena väheneb tavarežiimis faasipingel töötades iga trafo ja seega ka kogu grupi võimsus üks kord √3. Kuna ahelas on null sekundaarmähis maandatud, paigaldatakse sekundaarkaitsmed kõigisse kolme faasi .
Riis. 4.Ühe sekundaarmähisega ühefaasiliste pingemõõtetrafode ühendusskeemid: a — isoleeritud nulliga 0,5 — 10 kV elektripaigaldiste täht-täheahel, b — elektripaigaldiste avatud kolmnurkahel 0,38 — 10 kV, c — sama elektripaigaldised 6 — 35 kV, d — pingetrafode kaasamine 6 — 18 kV vastavalt kolmnurkse täheskeemile sünkroonmasinate ARV seadmete toiteks.
Joonisel fig. 4.6 ja pingetrafod, mis on ette nähtud mõõteseadmete toiteks, faasifaasipingega ühendatud arvestid ja releed on ühendatud avatud kolmnurga ahelasse. See skeem tagab sümmeetrilise pinge liinide Uab, Ubc, U°Ca vahel pingetrafode töötamisel mis tahes täpsusklassis.
Funktsioon avatud kolmnurkahel on trafode võimsuse ebapiisav kasutamine, kuna sellise kahest trafost koosneva rühma võimsus on mitte 1,5-kordse, vaid √3 võrra väiksem kui kolmest trafost koosneva rühma võimsusest, mis on ühendatud terviklikuks kolmnurgaks. üks kord.
Joonisel fig. 4, b kasutatakse elektripaigaldiste hargnemata pingeahelate varustamiseks 0,38 -10 kV, mis võimaldab sekundaarahelate maanduse paigaldada otse pingetrafole.
Joonisel fig. 4, c, kaitsmete asemel on paigaldatud kahepooluseline kaitselüliti, mille käivitamisel ploki kontakt sulgeb signaaliahela «pingekatkestus»... Sekundaarmähiste maandus teostatakse kilbil aastal faas B, mis on lisaks rikkekaitsme kaudu maandatud otse pingetrafosse.Lüliti tagab pingetrafo sekundaarahelate lahtiühendamise nähtava katkestusega. Seda skeemi kasutatakse elektripaigaldistes 6–35 kV hargnenud sekundaarahelate toitmisel kahest või enamast pingetrafost.
Joonisel fig. 4, g pingetrafod on ühendatud vastavalt kolmnurga ahelale — täht, mis annab sekundaarliinile pinge U = 173 V, mis on vajalik sünkroongeneraatorite ja kompensaatorite automaatsete ergutusjuhtimisseadmete (ARV) toiteks. ARV töökindluse suurendamiseks ei ole sekundaarahelates kaitsmeid paigaldatud, mis on lubatud PUE hargnemata pingeahelate jaoks.
Vaata ka: Mõõtepingetrafode ühendusskeemid