Выбор измерительных трансформаторов реферат
Обновлено: 05.07.2024
Функция "чтения" служит для ознакомления с работой. Разметка, таблицы и картинки документа могут отображаться неверно или не в полном объёме!
Министерство высшего профессионального образования.
Самарский Государственный Технический Университет.
по предмету ПЭЭ
Измерительные трансформаторы напряжения
Работу выполнил:
студент III-ЭТ-10
Ломакин С. В.
Измерительные трансформаторы напряжения.
а)Общие сведения и схемы соединения
Трансформатор напряжения предназначен для понижения высокого напряжения до стандартного значения 100 или 100/3 В и для отделения цепей измерения и релейной защиты от первичных цепей высокого напряжения. Схема включения однофазного трансформатора напряжения показана на рис. 1; первичная обмотка включена на напряжение сети U1, а ко вторичной обмотке (напряжение U2) присоединены параллельно катушке измерительных приборов и реле. Для безопасности обслуживания один выход вторичной обмотки заземлен. ТН в отличие от трансформатора тока работает в режиме, близкому к ХХ, т.к. сопротивление параллельных катушек приборов и реле большое, а ток, потребляемый ими, не велик.
Номинальный коэффициент трансформации определяется следующим выражением:
где U1ном , U2ном – номинальные первичное и вторичное напряжение соответственно.
Рассеяние магнитного потока и потери в сердечнике приводят к погрешности измерения
Так же как и трансформаторах тока , вектор вторичного напряжения сдвинут относительно вектора первичного напряжения не точно на угол 1800. Это определяет угловую погрешность.
В зависимости от номинальной погрешности различают классы точности 0,2; 0,5; 1; 3.
Погрешность зависит от конструкции магнитопровода, магнитной проницаемости стали и от cos вторичной нагрузки. В конструкции трансформаторов напряжения предусматривается компенсация погрешности по напряжению путем некоторого уменьшения числа витков первичной обмотки, а также компенсация угловой погрешности за счет специальных компенсирующих обмоток.
Суммарное потребление обмоток измерительных приборов и реле,
подключенных ко вторичной обмотке ТН, не должно превышать номинальную мощность ТН, т.к. в противном случае это приведет к увеличению погрешностей.
В зависимости от назначения могут применятся ТН с различными схемами соединения обмоток. Для измерения трех междуфазных напряжений можно использовать два однофазных двухобмоточных трансформатора НОМ, НОС, НОЛ, соединенных по схеме открытого треугольника ( рис. 2, а), а также трехфазный двухобмоточный трансформатор НТМК, обмотки которого соединены в звезду (рис.2,б). Для измерения напряжения относительно земли могут применяться 3 однофазных трансформатора, соединенных по схеме Y0/Y0, или трехфазный трехобмоточный трансформатор НТМИ (рис.2, в). В последнем случае обмотка, соединенная в звезду, используется для присоединения измерительных приборов, а к обмотке, соединенной в разомкнутый треугольник, присоединяется реле защиты от замыканий на землю. Таким же образом в трехфазную группу соединяются однофазные
Перечень необходимых измерительных приборов принимаем по табл.4.11. Выбираем трансформатор напряжения типа НКФ-330−83У1, Uном= 330/ кВ, S2ном =400 В· А в классе точности 0,5. Подсчет вторичной нагрузки приведен в табл.10.13. Перечень необходимых измерительных приборов принимаем по табл.4.11. Выбираем трансформатор напряжения типа НКФ-110−83У1, Uном=110 кВ, S2ном=400 В· А в классе точности 0,5… Читать ещё >
Выбор измерительных трансформаторов тока и напряжения для заданных цепей ( реферат , курсовая , диплом , контрольная )
Рис. 10.1. Схема подключения измерительных трансформаторов
По таблице П4.5 [1] выбираем трансформаторы тока ТА1 наружной установки на 330 кВ типа ТФУМ-330У1.
Таблица 10.1. Расчетные и каталожные данные.
Условия выбора
Uуст=330 кВ.
Uном =330 кВ.
Imах =490 А.
Iном1 =500 А.
iу= 15,86 кА.
iдин=49,5 кА.
Bк =12,8 кАІ· с.
IтІ· tт=19,3І·2=745 кАІ· с.
Z2ном =2 Ом.
ТФУМ-330У1- трансформаторы тока опорного типа в фарфоровом корпусе с бумажно-масляной изоляцией с U — образной первичной обмоткой; трансформатор имеет один магнитопровод с обмоткой класса 0,5 и три магнитопровода для релейной защиты класса 10Р.
Для проверки ТА1 по вторичной нагрузке, пользуясь схемой включения рис. 10.2 и каталожными данными приборов, определяем нагрузку по фазам для наиболее загруженного трансформатора.
Таблица 10.2. Вторичная нагрузка трансформатора тока.
Прибор
Нагрузка, В· А, фазы.
Из рис. 10.2 и табл. 10.2 видно, что наиболее загруженные трансформаторы тока фаз, А и С. Общее сопротивление приборов:
где Sприб — мощность, потребляемая приборами, В· А; I2 — вторичный номинальный ток прибора, I2=5 А.
rприб= 3,5/5І=0,14 Ом.
Допустимое сопротивление проводов:
где rк — сопротивление контактов, принимается 0,05 Ом при двух-трёх приборах и 0,1 Ом при большем числе приборов.
Для цепей РУ 330 кВ применяется кабель с медными жилами, ориентировочная длина ?=150 м, трансформаторы тока соединены в полную звезду, поэтому ?=?расч, тогда сечение соединительных проводов:
где ?расч — расчётная длина, зависящая от схемы соединения трансформаторов тока, м; с — удельное сопротивление материала провода, для медных проводов с=0,0175 Ом· ммІ/м.
Принимаем контрольный кабель КВВГнг с жилами сечением 2,5 ммІ.
Выбираем трансформаторы тока ТА2, встроенные в блочные трансформаторы на стороне ВН типа ТВТ 330-I-600/1.
Таблица 10.3. Расчетные и каталожные данные.
Расчетные данные
Uном =330 кВ.
Iном1 =600А.
(kт· Iном1)І·tт=(25·0,6)І·3=675 кАІ· с.
Z2ном = 30 Ом.
Таблица 10.4. Вторичная нагрузка трансформатора тока.
Прибор
Нагрузка, В· А, фазы.
Рис. 10.3. Схема включения контрольно-измерительных приборов
Из рис. 10.3 и табл. 10.4 видно, что все фазы загружены равномерно. Общее сопротивление приборов:
rприб= 0,5/1І=0,5 Ом.
Допустимое сопротивление проводов:
Трансформаторы тока соединены в полную звезду, поэтому ?=?расч, тогда сечение соединительных проводов:
Принимаем контрольный кабель КВВГнг с жилами сечением 2,5 ммІ.
По таблице П4.5 [1] выбираем трансформаторы тока наружной установки на 110 кВ типа ТФЗМ-110У1.
Таблица 10.5. Расчетные и каталожные данные.
Условия выбора
Uуст=110 кВ.
Uном =110 кВ.
Imах =1050 А.
Iном1 =1500 А.
iу= 42,5 кА.
iдин=158 кА.
Bк =95 кАІ· с.
IтІ· tт=68І·3=13 872 кАІ· с.
Z2ном =0,8 Ом.
ТФЗМ-110У1- трансформаторы тока опорного типа в фарфоровом корпусе с бумажно-масляной изоляцией с первичной и вторичной обмотками, выполненными в виде звеньев; трансформатор имеет один магнитопровод с обмоткой класса 0,5 и два магнитопровода для релейной защиты класса 10Р.
Для проверки ТА1 по вторичной нагрузке, пользуясь схемой включения рис. 8.4 и каталожными данными приборов, определяем нагрузку по фазам для наиболее загруженного трансформатора.
Рис. 10.4. Схема включения контрольно-измерительных приборов.
Трансформатор напряжения предназначен для понижения высокого напряжения до стандартного значения 100 или 100/ √ 3 В и для отделения цепей измерения и релейной защиты от первичных цепей высокого напряжения. Схема включения однофазного трансформатора напряжения показана на рис. 1; первичная обмотка включена на напряжение сети U 1 , а ко вторичной обмотке (напряжение U 2 ) присоединены параллельно катушке измерительных приборов и реле. Для безопасности обслуживания один выход вторичной обмотки заземлен. ТН в отличие от трансформатора тока работает в режиме, близкому к ХХ, т.к. сопротивление параллельных катушек приборов и реле большое, а ток,
потребляемый ими, не велик.
Рис.1 Схема включения трансформатора напряжения :
- первичная обмотка;
- магнитопровод;
- вторичная обмотка;
Номинальный коэффициент трансформации определяется следующим выражением:
где U 1ном , U 2ном – номинальные первичное и вторичное напряжение соответственно.
Рассеяние магнитного потока и потери в сердечнике приводят к погрешности измерения
× 100
Так же как и трансформаторах тока , вектор вторичного напряжения сдвинут относительно вектора первичного напряжения не точно на угол 180 0 . Это определяет угловую погрешность.
В зависимости от номинальной погрешности различают классы точности 0,2; 0,5; 1; 3.
Погрешность зависит от конструкции магнитопровода, магнитной проницаемости стали и от cos φ вторичной нагрузки. В конструкции трансформаторов напряжения предусматривается компенсация погрешности по напряжению путем некоторого уменьшения числа витков первичной обмотки, а также компенсация угловой погрешности за счет специальных компенсирующих обмоток.
Суммарное потребление обмоток измерительных приборов и реле,
подключенных ко вторичной обмотке ТН, не должно превышать номинальную мощность ТН, т.к. в противном случае это приведет к увеличению погрешностей.
В зависимости от назначения могут применятся ТН с различными схемами соединения обмоток. Для измерения трех междуфазных напряжений можно использовать два однофазных двухобмоточных трансформатора НОМ, НОС, НОЛ, соединенных по схеме открытого треугольника ( рис. 2, а), а также трехфазный двухобмоточный трансформатор НТМК, обмотки которого соединены в звезду (рис.2,б). Для измерения напряжения относительно земли могут применяться 3 однофазных трансформатора, соединенных по схеме Y 0 /Y 0 , или трехфазный трехобмоточный трансформатор НТМИ (рис.2, в). В последнем случае обмотка, соединенная в звезду, используется для присоединения измерительных приборов, а к обмотке, соединенной в разомкнутый треугольник, присоединяется реле защиты от замыканий на землю. Таким же образом в трехфазную группу соединяются однофазные трехобмоточные трансформаторы типа ЗНОМ и каскадные трансформаторы НКФ.
Рис. 2. Схемы соединения обмоток трансформаторов напряжения.
б) Конструкции трансформаторов напряжения
По конструкции различают трехфазные и однофазные трансформаторы. Трехфазные трансформаторы напряжения применяются при напряжении до 18 кВ, однофазные – на любые напряжения. По типу изоляции трансформаторы могут быть сухими, масляными и с литой изоляцией.
Обмотки сухих трансформаторов выполняются проводом ПЭЛ а изоляцией между обмотками служит элетрокартон. Такие трансформаторы применяются в установках до 1000 В (НОС-0,5- трансформатор напряжения однофазный, сухой, на 0,5 кВ).
Трансформаторы напряжения с масляной изоляцией применяются на напряжение 6-1150 кВ закрытых и открытых РУ. В таких трансформаторах обмотки и магнитопровод залиты маслом, которое служит для изоляции и охлаждения. Следует отличать однофазные двухобмоточные трансформаторы НОМ-6, НОМ-10, НОМ-15, НОМ-35 от однофазных трехобмоточных ЗНОМ-15, ЗНОМ-20, ЗНОМ-35.
Схема обмоток первых показана на рис.3,а.Такие трансформаторы имеют два ввода ВН и два ввода НН, их можно соединить по схемам открытого треугольника, звезды, треугольника. У трансформаторов второго типа (рис.3,б) один конец обмотки ВН заземлен, единственный ввод ВН расположен на крышке, а вводы НН – на боковой стенке. Обмотка ВН рассчитана на фазное напряжение, основная обмотка НН – на100/ √ 3 В, дополнительная обмотка – на 100/3 В. Такие трансформаторы называются заземляемыми и соединяются по схеме, показанной на рис. 2,в.
Рис.3. Трансформаторы напряжения однофазные масляные: а- НОМ-35; б- ЗНОМ-35; 1- ввод ВН; 2- коробка вводов НН; 3- бак.
Рис. 4. Установка трансформатора напряжения ЗНОМ-20 в комплектном токопроводе.
Трансформаторы типов ЗНОМ-15, ЗНОМ-20, ЗНОМ-24 устанавливаются в комплектных шинопроводах мощных генераторов.Для уменьшения потерь от намагничивания их баки выполняются из немагнитний стали.
На рисунке 3 показана установка такого трансформатора в комплектном токопроводе. Трансформатор с помощью ножевого контакта 3, расположенного на вводеВН, присоединяется к пружинящим контактам, закреплённым на токопроводе1, закрытом экраном 2. К патрубку 5 со смотровыми люками 4 болтами 6 прикреплена крышка трансформатора. Таким образом, ввод ВН трансформатора находится в закрытом отростке экрана токопровода. Зажимы обмоток НН выведены на боковую стенку бака и закрываются отдельным кожухом.
Трехфазные масляные трансформаторы типа НТМИ имеют пятистержневой магнитопровод и три обмотки, соединенные по схеме, показанной на рисунке 2, в. Такие трансформаторы предназначены для присоединения приборов контроля изоляции.
Все шире применяются трансформаторы напряжения с литой изоляцией. Заземляемые трансформаторы напряжения ЗНОЛ-06 имеют пять исполнений по номинальному напряжению: 6, 10,15, 20 и 24 кВ. Магнитопровод в них ленточный, разрезной, С-образный, что позволило увеличить класс точности до 0,2. Такие трансформаторы имеют небольшую массу, могут устанавливаться в любом положении, пожаробезопасны. Трансформаторы ЗНОЛ-06 предназначены для установки в КРУ и комплектных токопроводах вместо масляных трансформаторов НТМИ и ЗНОМ, а трансформаторы серии НОЛ.08 – для замены НОМ-6 и НОМ-10.
и закрыты крышкой.
В установках 110 кВ и выше применяются трансформаторы напряжения каскадного типа НКФ. В этих трансформаторах обмотка ВН равномерно распределяется по нескольким магнитопрводам, благодаря чему облегчается ее изоляция. Трансформатор НКФ-110 (рис.6) имеет двухстержневой магнитопровод, на каждом стержне которого расположена обмотка ВН, рассчитанные на U ф /2.
Т.к. общая точка обмотки ВН соединена с магнитопроводом, то он по отношению к земле находится под потенциалом U ф /2. Обмотки ВН изолируются от магнитопровода также на U ф /2. Обмотки НН (основная и дополнительная) намотаны на нижнем стержне магнитопровода. Для равномерного распоределения нагрузки по обмоткам ВН служит обмотка связи П. Такой блок, состоящий из магнитопровода и обмоток, помещается в фарфоровую рубашку и заливается маслом. Трансформаторы напряжения (TV) на 220 кВ состоят из двух блоков, установленных один над другим, т.е. имеют два магнитопровода и четыре ступени каскадной обмотки ВН с изоляцией на U ф /4. Трансформаторы напряжения НКФ-330 и НКФ-500 соответственно имеют четыре блока, т.е. 6 и 8 ступеней обмотки ВН. Чем больше каскадов обмотки, тем больше их активное и реактивное сопротивление, возрастают погрешности и поэтому трансформаторы НКФ 330 и НКФ-500 выпускаются только в классах точности 1 и 3. Кроме того, чем выше напряжение тем сложнее конструкция трансформаторов напряжения, поэтому в установках 500 кВ и выше применяются трансформаторные устройства с емкостным отбором мощности, присоединенные к конденсаторам высокочастотной связи С1 с помощью конденсатора отбора мощности С2 (рис.6). Напряжение, снимаемое с С2 (10-15 кВ), подается на трансформатор TV, имеющий две вторичные обмотки, которые соединяются по такой же схеме, как и у трансформаторов НКФ или ЗНОМ. Для увеличения точности работы в цепь его первичной обмотки включен дроссель L, с помощью которого контур отбора напряжения настраивается в резонанс с конденсатором С2. Дроссель L и трансформатор TV встраиваются в общий бак и заливаются маслом. Заградитель ЗВ не пропускает токи высокой частоты в трансформатор напряжения. Фильтр присоединения Z предназначен для подключения высокочастотных постов защиты, Такое устройство получило название емкостного трансформатора напряжения НДЕ. На рис 6,б показана установка НДЕ-500-72.
При надлежащем выборе всех элементов и настройке схемы устройство НДЕ может быть выполнено на класс точности 0,5 и выше. Для установок 750 и 1150 кВ применяется трансформаторы НДЕ-750 и НДЕ-1150.
Читайте также: