Конструкция и схема подключения трансформатора напряжения НТМИ-10

Перед тем как разобраться с подключением трансформатора тока, нужно понять, что такое вообще трансформатор и зачем он нужен. Трансформатор — это электромагнитное устройство, которое предназначено для преобразования величины напряжения. При этом работа его возможна только с переменным напряжением или в крайнем случае с пульсирующим. Если к любому трансформатору подсоединить чистое постоянное напряжение, то на выходе его между выводами потенциал будет равен нулю. Всякий трансформатор состоит из первичной обмотки и одной или нескольких вторичных, в зависимости от его назначения и конструкции.

Назначение и конструктивные особенности

1. измерительные;
2. защитные;
3. промежуточные;
4. лабораторные.

Одним из видов переносного устройства являются измерительные клещи. Ими очень легко можно измерять токи в цепях до 1 кВ. Правда, и по току их диапазон измерения очень небольшой, нагрузки в 1000 Ампер им будет измерять проблематично.

Соединение трансформаторов тока и обмоток реле в неполную звезду

Симметричная нагрузка при трехфазном КЗ.

Двухфазное КЗ

Как установить трансформатор тока

Как работает и как выбрать трансформатор тока

По роду и способу установки они делятся на:

1. Проходные;
2. Опорные;
3. Встроенные в электрооборудование;
4. Для электроустановок до 1 кВ или выше;
5. Для наружной установки в ОРУ (открытых распределительных устройствах);
6. Для внутренней установки в ЗРУ (закрытых распределительных устройствах).

Зачастую в цепях с маломощными двигателями и трансформаторами рассчитанных на 1 кВ и ниже установка трансформатора тока не требуется. Это всевозможные понижающие трансформаторы освещения, компрессоры, вентиляторы, обогревательные системы. Вообще, в быту трансформаторы тока устанавливаются крайне редко, разве что на трансформаторах, питающих целые районы или группы домов.

Трансформатор тока подключение

Рассмотрим несколько вариантов подключения трансформаторов тока в цепи трёхфазного напряжения.

Эта схема, где три трансформатора тока соединены в звезду, широко применена для защиты цепей от однофазных и многофазных коротких замыканий. Если в цепях протекает ток ниже того, на который настроены реле КА1-КА3, то это называется рабочим нормальным режимом работы и ни одна из защит не будет срабатывать. Ток, который протекает через реле К0 считается как геометрическая сумма токов всех трёх фаз. При увеличении тока в одной из фаз вырастит ток и в цепи защитного трансформатора сработает одно или несколько реле КА1-КА3, в зависимости от места повышения тока. Это необязательно случится при коротком замыкании, даже если нагрузка на контролируемом оборудовании будет выше номинальной, то произведёт отключение. Тем самым спасая дорогостоящее электрооборудование от ненормального режима работы. При замыкании на землю ток появится и в цепи реле К0, тем самым отключая электроустановку.

Схема с трансформаторами применяется для защиты от межфазных замыканий для организации цепей с заземлённой нейтралью. Схема с неполной звездой чаще всего используется для маломощных источников и потребителей, когда существуют и дополнительные виды разнообразных защит.

Такой вид соединения в треугольник, с одной стороны и в звезду с другой — используется в электроустановках для дифференциальной защиты.

Подключение трансформаторов тока, таким образом, даёт возможность защиты от межфазных замыканий и превышения тока в каждой из фаз, но отсутствует отключение при коротком замыкании на землю. Поэтому подключается так в исключительных очень редких случаях.

Схемы подключения обмоток ТТ

Существуют такие базовые схемы соединения вторичных обмоток трансформатора тока при питании защитных релейных устройств:

1. Схема полной звезды. В этом случае во всех силовых фазных линиях коммутируют трансформаторы тока. Вторичные их обмотки соединяют схемой звезды с релейными обмотками. В точку нуля должны сходиться все клеммы ТТ одноименного значения. По такой схеме на короткое замыкание (КЗ) любой фазы будет реагировать свое реле. Если произойдет КЗ на земляной шине, то в звезде (в проводе нуля) сработает реле.
   Читайте также:  Что такое беспроводный звонок, устройство, принцип работы, как выбрать
2. Схема соединения обмоток трансформатора в неполную звезду. Такой вариант предполагает установку ТТ не на все фазы, только на две. Обмотки вторичные соединяют также с реле звездой. Такая схема эффективно действует только при закорачивании между фазами. При КЗ фазы на ноль (где не был установлен ТТ) система защиты не сработает.

3. Схема треугольник – на трансформаторах, звезда – на реле. Здесь ТТ своими разноименными клеммами вторичных обмоток последовательно соединяют треугольником. Вершины этого треугольника переходят к лучам звезды, где реле устанавливают. Применяется при таких видах защиты схема как дистанционная и дифференциальная.

4. Схема соединения ТТ по принципу двух фаз разности. Схема только на междуфазные реагирует КЗ при чувствительности необходимой.

5. Схема нулевой последовательности фильтрации токов.

Монтаж трансформатора тока

Трансформатор тока — принцип работы, назначение и устройство

Перед тем как выполнить непосредственно сам монтаж трансформатора тока необходимо провести его ревизию и проверку сопротивления изоляции. Если она низкая то есть менее 1 кОм на 1 Вольт, то для начала хорошенько просушите его с помощью тепловентилятора или другой тепловой пушки. Сопротивление изоляции стоит при этом проверять каждые полчаса. Во время ревизии также проверяют комплектность устройства, элементов крепежа, состояние фарфоровых диэлектрических частей и корпуса. Осмотреть нужно:

• колодку вторичных выводов для цепей защиты и контроля;
• наличие их обозначений, маркировку;
• паспортную таблицу;
• состояние резьбы на болтовых соединениях выводов;
• наличие гаек и шайб.

Перед тем как непосредственно начать монтаж трансформатора тока, конечно же, всё начинается с отключения высоковольтной установки, проверки отсутствия напряжения на токоведущих частях, а также установки переносных заземлений. Всё это является основными мерами безопасности персонала, производящего монтаж. Затем производится разметка в месте установки, и если необходимо то выполняются сверлильные работы в местах крепления конструкции. Если в помещении сыро, то стоит принять меры, препятствующие образованию коррозии (установка сушек и покраска контактных соединений). Запрещается установка трансформатора и монтаж, таким образом, чтобы их корпуса находились вплотную к друг, к другу. Расстояние должно быть не менее 100 мм.

Желательно если есть возможность то таблички с маркировкой должны быть видны из-за ограждений.

Главное правило подключения любого трансформатора тока, это запрет включения его в цепь без нагрузки на вторичной обмотке. Если нет возможности подключить прибор, то их необходимо соединить между собой, чтобы не возникло большое напряжение на ней, которое почти всегда приводит к выходу из строя измерительного устройства.

Принцип работы измерительных трансформаторов

Внутренне устройство и метод работы трансформаторов тока базируется на простых принципах, схема несложная. Первичная обмотка катушки подключается последовательно, чтобы протекал фазовый нагрузочный ток. После возникает индукция электромагнитного поля, которая переходит на обмотку вторичной катушки. В последнюю врезают трехфазные трансформаторы.

Для уменьшения используется коэффициент трансформации, благодаря которому во второстепенную обмотку поступает меньшее количество электроэнергии. Так обеспечивается нормальная работа счетчика, а показатели на выходе необходимо умножать на число коэффициента, чтобы получилось истинное значение израсходованного напряжения.

Таким образом, трансформаторный механизм преобразует высокое напряжение на входе в приемлемое для счетчика. Оборудование работает при частоте в 50Гц и токе 5А. например, если устройство имеет предельный показатель нагрузки в 100А, данные на выходе умножаются на 20 (100 разделить на 5).

Благодаря переходникам обеспечивается защита счетчиков от перепадов напряжения, коротких замыканий, перегрузок. Более того, если сгорит трансформатор, его легче заменить, чем электротехнический счетчик.

При подключении стоит учитывать и некоторые недостатки. Наиболее распространенный вариант – не учитывается стартовое значение тока прибора учета. В таком случае счетчик просто не сможет начать работу.

Несоблюдение полярности при подключении – еще одна часто допускаемая ошибка. На входе катушки первичной обмотки находится две клеммы – одна для фазы L1, другая для нагрузки L2. Измерительная обмотка для катушки также оснащена двумя клеммами (И1 и И2). Кабель требуется подключать на соответствующие контакты, предварительно рассчитав предельную нагрузку.

Если некорректно соединить микроконтакты и провода, возникнет короткое замыкание. Подобное может привести к выходу устройств из строя, возгораниям.

Монтаж силовых трансформаторов

Установка силового трансформатора должна выполняться специально обученными бригадами под руководством высококвалифицированных электротехнического персонала. Они должны иметь достаточный опыт по производству этих работ в чётком соответствии с ТТМ 16.800.723–80. Масляные трансформаторы, применяемые в силовых электроустановках, отправлять завод изготовитель может в следующих состояниях:

1. С залитым полностью маслом и собранные;
2. Частично разобранные, с герметичным баком, в котором масло залито ниже крышки;
3. Демонтированные частично без масла, бак заполнен инертным газом;

Все работы по монтажу трансформаторов выполняются в чёткой регламентированной последовательности

1. Разгрузка электрооборудования после прибытия с завода изготовителя;
2. Транспортировка к месту установки;
3. Подготовительные монтажные работы;
4. Проверка состояния всех обмоток и переключателей;
5. Установка на выполненный заранее крепкий фундамент;
6. Монтаж охлаждающей системы и заливка масла, подключение вентиляторов обдува;
7. Осмотр на отсутствие течи масляной продукции;
8. Испытание трансформатора и пробное включение выполняется сразу без нагрузки в течение суток.

При этом монтаж трансформаторов лучше и безопаснее производить в светлое время суток.

Параллельное подключение трансформаторов

Параллельная работа их необходима для обеспечения большей мощности потребителям, которых они снабжают энергией. Для организации и включения силовых трансформаторов в параллель необходимо учесть пять основных правил и условий:

1. Одинаковы группы соединения обмоток;
2. Одинаковы коэффициенты трансформации всех преобразователей включаемых в параллель. Допускается разница в пределах ±0,5%;
3. Выполнена правильная фазировка;
4. Напряжение короткого замыкания всех трансформаторов должно быть равным или отличается не более чем на 10%;
5. Соотношение мощностей должно отличаться не более чем в три раза.

Перед тем как подключить трансформатор в такую параллельную работу необходимо убедиться в выполнении всех этих пунктов.

Схемы соединения обмоток трансформаторов силовых

Для трехфазных сетей существуют три основные схемы соединения обмоток силовых трансформаторов. Каждый из способов такого соединения имеет свое влияние на режим работы трансформатора.

Соединение звездой – это когда существует общая точка объединения начал или концов всех обмоток (нулевая точка). Здесь присутствует следующая закономерность:

• Фазные и линейные токи имеют одинаковую величину.
• Напряжение фазное (между фазой и нейтралью) меньше линейного (между фазами) на корень из 3.

Касаемо обмоток высшего (ВН), среднего (СН) и низшего (НН) напряжения чаще применяют схемы:

• Соединяют звездой обмотки ВН, выводя провод из точки ноль для повышающих и понижающих Т любой мощности.
• Обмотки СН соединяют аналогично.
• НН обмотки редко соединяют звездой у понижающих трансформаторов, но, когда это происходит, выводят нулевой провод.

Соединение треугольником предполагает последовательное включение трансформатора в контур, где начало одной обмотки имеет контакт с концом другой, начало другой с концом последней и начало последней с концом первой. Из вершин треугольника выходят отводы электричества. В такой схеме соединения обмоток трехфазного трансформатора присутствует закономерность:

• Фазные и линейные напряжения имеют одинаковую величину.
• Фазные токи меньше линейных на корень из 3.

В треугольник, как правило, соединяют обмотки НН любых понижающих и повышающих трехфазных Т на две, три обмотки, а также мощных однофазных собираемых в группы. Для ВН и СН обычно не используют соединение треугольником.

Соединение зигзаг-звезда характеризуется выравниванием магнитного потока по фазам трансформатора, если нагрузка на них во вторичных обмотках распределена неравномерно.

Если трансформатор подключить наоборот

Трансформатор — это уникальное устройство, которое может работать как в одну, так и в другую сторону. То есть, как повышающий трансформатор может стать понижающим, так и наоборот. Например, если он рассчитан на подключении к его первичной обмотке напряжения 6 кВ, а на вторичной при этом должно появиться 0,4 кВ, то он также может работать и в другую сторону. Если на вторичную обмотку будет подано 0,4 кВ, то на первичной появится 6 кВ. Эта особенность может быть очень опасной при проведении профилактических и текущих ремонтов этого оборудования. Обязательно отключение их и с низкой, и с высокой стороны. Нужно помнить это правило при подготовке рабочих мест.

Схемы и группы соединения обмоток трансформаторов

Кроме схем соединения, существуют группы, под которыми понимают не что иное, как смещение векторных направлений линейных ЭДС первичных обмоток относительно электродвижущей силы во вторичных обмотках. Эти угловые расхождения могут изменяться в пределах 360 градусов. Факторами, определяющим группу являются:

• Направление витков обмотки.
• Способ расположения на сердечнике катушки.

Для удобства обозначения групп приняли часовой угловой отсчет, деленный на 30 градусов. Поэтому получилось 12 групп (от 0 до 11). При всех основных схемах соединения обмоток трансформаторов возможны все смещения на угол, кратный 30 градусам.

Как подключить понижающий трансформатор

Чаще всего установка трансформатора требуется чтобы понизить напряжение. Поэтому, как правильно подключить трансформатор такого понижающего назначения, вопрос который звучит очень часто. При подключении этого устройства, главное правильно выбрать его в соответствии с:

• Величиной входного напряжения, то есть подаваемого на первичную;
• Величиной выходного напряжения на выводах, их может быть несколько, в зависимости от конструкции;
• Мощностью, которая зависит уже от мощности потребителей.

Подключение диодного моста к трансформатору может быть выполнено если есть необходимость получения постоянного напряжения. Вот схемы подключения диодного моста к однофазной, или к трёхфазной сети.

Симметрирующий трансформатор

Если понижающий трансформатор нагружать неравномерно то произойдёт перекос фаз, что является отрицательно влияющим механизмом. Следствием такой работы и потребления электроприёмников будет увеличение потребления электроэнергии, а со временем сбои и преждевременное разрушение изоляции. Безопасность питающихся потребителей при этом будет под угрозой. Для того чтобы не допустить этого нужно симметрировать фазы, за счёт применения симметрирующих трансформаторов.

Как видно из схемы здесь есть дополнительная обмотка, которая должна выдерживать номинальной ток одной из фаз. Она включается в разрыв нулевого проводника, что приводит к неплохим результатам, то есть симметричному вырабатыванию равных токов в нагрузке.

1305 ₽ Подробнее

435 ₽ Подробнее

Смартфоны Samsung Galaxy S20

Для чего нужна третья гармоника

В электротехнике есть понятие намагничивающего тока. Именно он формирует электродвижущую силу (ЭДС). Форма такого тока не является синусоидальной, так как здесь присутствуют высшие гармонические составляющие. За передачу кривой фазного напряжения без искажений (искаженная форма нежелательна для работы оборудования) отвечает третья гармоника.

Для получения третьей гармоники обязательным условием есть соединение в треугольник хотя бы одной обмотки. Если же за базовую принята схема соединения обмоток трансформатора звезда-звезда, например, в трансформаторах на две обмотки, получить третью гармонику невозможно без дополнительного технического вмешательства. Тогда на трансформатор доматывают третью обмотку, которую соединяют треугольником иногда без выводов.