В вериги за променлив ток често се използват електрически машини, наречени трансформатори. Всички те са предназначени да преобразуват стойността на тока, но задачите в същото време могат да бъдат напълно различни. Следователно в електротехниката има такива понятия като токов трансформатор (CT), напрежение (VT) и силови трансформатор (TC). Всеки от тях ще работи само при правилно свързване на намотките на трансформатора.
Какво е токов трансформатор
Токовите трансформатори са електрически устройства, които се използват във вериги с висок ток за извършване на безопасни измервания на тока, както и за свързване на защитни устройства с ниско вътрешно съпротивление.
Структурно такива устройства са трансформатори с ниска мощност, свързани последователно във веригата на електрическото оборудване, където има ниво на средно и високо напрежение. Показанията се вземат във вторичната верига на инструмента.
Стандартите за токови трансформатори стандартизират такива технически показатели на устройствата:
- Коефициент на трансформация.
- Фазасмяна.
- Якост на изолационния материал.
- Стойността на товароносимост във вторичния.
- Маркировка на терминала.
Основното правило, което трябва да запомните при сглобяването на схемата за свързване на намотките на токовия трансформатор, е недопустимостта на празен ход във вторичната верига. Въз основа на това можете да изберете следните режими на работа за TT:
- Свързващо съпротивление на натоварване.
- Работа на късо съединение (късо съединение).
Какво е трансформатор на напрежение
Отделна група трансформатори, използвани в променливотокови мрежи с напрежение над 380 V. Основната задача на устройствата е захранване на измервателни уреди (IP), вериги за релейна защита и галванична изолация на оборудване от високоволтови линии за безопасността на персонала по поддръжката.
Дизайнът на HP не се различава фундаментално от TS. Те понижават напрежението до 100 V, което вече се подава към IP. Инструменталните скали се калибрират, като се вземе предвид коефициентът на трансформация на измереното напрежение на първичната намотка.
Какво е силовият трансформатор
Основните електрически машини, използвани в подстанциите и у дома, са силови трансформатори. Те действат като преобразуватели на напрежение от една стойност към друга, като същевременно поддържат формата на електрическия сигнал. Има понижаващи и повишаващи електрически машини.
TS са трифазни и еднофазни за две или три намотки. Трифазните обикновено се използват за преразпределение на енергията в мощни електрическимрежи, еднофазни могат да бъдат намерени във всяко домакинско оборудване, като например захранвания.
CT схеми за свързване на намотките
Има такива основни схеми за свързване на вторичните намотки на токов трансформатор при захранване на защитни релейни устройства:
- Схема на пълна звезда. В този случай токовите трансформатори се превключват във всички фазови линии. Техните вторични намотки са свързани чрез звездна верига с релейни намотки. Всички клеми на CT с една и съща стойност трябва да се доближат до нулевата точка. Според тази схема релето ще реагира на късо съединение (късо съединение) на всяка фаза. Ако възникне късо съединение на заземяващата шина, тогава релето ще работи в звездата (в нулевия проводник).
- Схема за свързване на намотките на трансформатора в непълна звезда. Тази опция включва инсталиране на CT не на всички фази, а само на две. Вторичните намотки също са свързани към звездното реле. Такава схема е ефективна само при късо съединение между фазите. Ако фазата е на късо съединение до нула (където CT не е инсталиран), системата за защита няма да работи.
- Диаграма на трансформатори, звезда на релета. Тук CT са свързани последователно с триъгълник с техните противоположни изводи на вторичните намотки. Върховете на този триъгълник отиват към лъчите на звездата, където е инсталирано релето. Използва се за такива видове защитни схеми като дистанционна и диференциална.
- СхемаCT връзки по принципа на двуфазна разлика. Веригата реагира само на късо съединение фаза-фаза с необходимата чувствителност.
- Виги за филтриране на тока с нулева последователност.
Електрически схеми за намотките на трансформатор на напрежение
По отношение на VT, когато захранват релейна защита и измервателно оборудване, те използват както напрежение фаза-фаза, така и линейно напрежение (между фаза и земя). Най-често използваните схеми са базирани на принципа на отворен триъгълник и непълна звезда.
Триъгълник се използва, когато има нужда от две или три фазови напрежения, звезда при свързване на три VT, ако фазовото и линейното напрежение се използват едновременно за измервания и защита.
За електрически устройства с две допълнителни вторични намотки се използва превключваща верига, при която главните намотки на първичното и вторичното предназначение са свързани със звезда. С помощта на отворен триъгълник се сглобяват допълнителни намотки. С тази схема можете да получите напрежението на 0-та последователност за реакцията на релейната система при късо съединение във верига със заземен проводник.
Електрически схеми за намотките на силови трансформатори
За трифазни мрежи има три основни схеми за свързване на намотките на силови трансформатори. Всеки от начините на такова свързване има свое собствено влияние върху режима на работа на трансформатора.
Връзка със звезда е, когато има обща точка на съединение на началата или краищата на всички намотки (нулева точка). Ето следнотомодел:
- Фазовите и линейните токове имат една и съща стойност.
- Фазовото напрежение (между фазата и неутралата) е по-малко от линейното напрежение (между фазите) с корен квадратен от 3.
По отношение на намотките с високо (HV), средно (SN) и ниско (LV) напрежение, по-често се използват схеми:
- Свържете високоволтовите намотки със звезда, водейки проводника от нулевата точка за увеличаване и намаляване на T на всяка мощност.
- CH намотките са свързани по същия начин.
- HV намотките рядко се свързват със звезда за понижаващи трансформатори, но когато го направят, нулевият проводник се извежда.
Триъгълна връзка включва свързване на трансформатора последователно във верига, където началото на една намотка има контакт с края на другата, началото на другата с края на последният и началото на последния с края на първия. От върховете на триъгълника има изходи за електричество. В такава схема на свързване за намотките на трифазен трансформатор има модел:
- Фазовите и линейните напрежения са еднакви стойности.
- Фазовите токове са по-малки от линейните с корен квадратен от 3.
В триъгълник, като правило, НН намотките на всеки понижаващ и повишаващ трифазен T са свързани към две, три намотки, както и мощни еднофазни, сглобени в групи. За HV и MV, делта връзката обикновено не се използва.
Зигзагообразна звезда връзка се характеризира с изравняване на магнитния поток във фазите на трансформатора, ако натоварването върху тях във вторичните намотки е неравномерно разпределено.
Схеми и групи за свързване на намотки на трансформатор
В допълнение към схемите за свързване има групи, които се разбират като нищо повече от изместване на векторните посоки на линейната ЕДС на първичните намотки спрямо електродвижещата сила във вторичните намотки. Тези ъглови несъответствия могат да варират в рамките на 360 градуса. Факторите, които определят групата са:
- Посоката на завоите на намотката.
- Методът за местоположение в сърцевината на бобината.
За удобство на обозначаването на групи, ние приехме почасово ъглово броене, разделено на 30 градуса. Следователно имаше 12 групи (от 0 до 11). С всички основни схеми на свързване на намотките на трансформатора са възможни всички премествания с ъгъл, кратен на 30 градуса.
Какво е третият хармоник за
В електротехниката съществува концепцията за намагнетизиращ ток. Той е този, който формира електродвижещата сила (EMF). Формата на такъв ток не е синусоидална, тъй като тук присъстват по-високи хармонични компоненти. Третият хармоник е отговорен за предаването на кривата на фазовото напрежение без изкривяване (изкривената форма е нежелателна за работата на оборудването).
За да се получи третият хармоник, необходимо условие е триъгълна връзка на поне една намотка. Ако схемата за свързване на намотките на трансформатора звезда-звезда се приеме като основна, например в трансформатори с две намотки, е невъзможно да се получи третият хармоник без допълнителна техническа намеса. След това третата намотка се навива върху трансформатора, който е свързан в триъгълник, понякога без проводници.
