Transformator tegangan instrumen

Tujuan dan prinsip pengoperasian transformator tegangan

Transformator tegangan pengukur digunakan untuk menurunkan tegangan tinggi yang disuplai dalam instalasi AC ke meter dan relai untuk perlindungan dan otomatisasi.

Sambungan tegangan tinggi langsung akan membutuhkan perangkat dan relai yang sangat rumit karena kebutuhan untuk mengimplementasikannya dengan isolasi tegangan tinggi. Produksi dan penggunaan peralatan semacam itu praktis tidak mungkin dilakukan, terutama pada tegangan 35 kV ke atas.

Penggunaan transformator tegangan memungkinkan penggunaan alat pengukur standar untuk mengukur tegangan tinggi, memperluas batas pengukurannya; kumparan relai yang terhubung melalui transformator tegangan juga dapat memiliki versi standar.

Selain itu, transformator tegangan mengisolasi (memisahkan) alat pengukur dan relai dari tegangan tinggi, sehingga memastikan keamanan layanannya.

Transformator tegangan banyak digunakan pada instalasi listrik tegangan tinggi, akurasi tergantung pada operasinya pengukuran listrik dan meteran listrik, serta keandalan proteksi relai dan otomatisasi darurat.

Transformator tegangan pengukur, menurut prinsip desain, tidak berbeda dari transformator step-down catu daya… Ini terdiri dari inti baja yang terdiri dari pelat lembaran baja listrik, gulungan primer dan satu atau dua gulungan sekunder.

Dalam gambar. 1a menunjukkan diagram skematik transformator tegangan dengan belitan sekunder tunggal. U1 tegangan tinggi diterapkan ke belitan primer dan alat pengukur dihubungkan ke tegangan sekunder U2. Awal belitan primer dan sekunder ditandai dengan huruf A dan a, diakhiri dengan X dan x. Penunjukan seperti itu biasanya diterapkan pada badan trafo tegangan di sebelah terminal belitannya.

Rasio tegangan pengenal primer dengan tegangan pengenal sekunder disebut tegangan pengenal. faktor transformasi trafo tegangan Kn = U1nom / U2nom

Beras. 1. Skema dan diagram vektor transformator tegangan: a — diagram, b — diagram vektor tegangan, c — diagram vektor tegangan

Ketika transformator tegangan beroperasi tanpa kesalahan, tegangan primer dan sekundernya cocok dalam fase dan rasio nilainya sama dengan Kn. Dengan faktor transformasi Kn = 1 tegangan U2= U1 (Gbr. 1, c).

Legenda: H — satu terminal di-ground; O — fase tunggal; T — tiga fase; K — kaskade atau dengan koil kompensasi; F — s insulasi luar porselen; M—minyak; C — kering (dengan insulasi udara); E—kapasitif; D adalah pembagi.

Terminal lilitan primer (HV) diberi label A, X untuk fase tunggal dan A, B, C, N untuk transformator fase tiga. Terminal utama belitan sekunder (LV) masing-masing diberi tanda a, x dan a, b, c, N, terminal belitan tambahan sekunder — ad techend.

Mula-mula belitan primer dan sekunder dihubungkan ke terminal A, B, C dan a, b, c. Belitan sekunder utama biasanya terhubung dalam bintang (grup koneksi 0), tambahan - sesuai dengan skema delta terbuka. Seperti yang Anda ketahui, selama operasi normal jaringan, tegangan pada terminal belitan tambahan mendekati nol (tegangan tidak seimbang Unb = 1 — 3 V), dan untuk gangguan pembumian sama dengan tiga kali nilai tegangan 3UО dengan fase UО urutan nol.

Dalam jaringan dengan ground netral, nilai maksimumnya adalah 3U0 sama dengan tegangan fasa, dengan tegangan tegangan tiga fasa terisolasi. Dengan demikian, belitan tambahan dari tegangan pengenal Unom = 100 V dan 100/3 V dilakukan.

TV voltase pengenal adalah belitan primer voltase pengenalnya; nilai ini mungkin berbeda dari kelas insulasi. Tegangan nominal belitan sekunder diasumsikan 100, 100/3 dan 100/3 V. Biasanya, transformator tegangan beroperasi dalam mode tanpa beban.

Transformator tegangan instrumen dengan dua belitan sekunder

Transformator tegangan dengan dua belitan sekunder, selain meter daya dan relai, dirancang untuk mengoperasikan perangkat pensinyalan gangguan pembumian di jaringan dengan netral terisolasi atau untuk perlindungan gangguan pembumian di jaringan dengan netral yang dibumikan.

Diagram skematik transformator tegangan dengan dua belitan sekunder ditunjukkan pada Gambar. 2, sebuah. Terminal belitan kedua (tambahan), yang digunakan untuk pensinyalan atau perlindungan jika terjadi gangguan pembumian, diberi label ad dan xd.

Dalam gambar. 2.6 menunjukkan diagram penyertaan tiga transformator tegangan seperti itu dalam jaringan tiga fase. Gulungan sekunder primer dan utama terhubung bintang. Netral dari belitan primer di-ground. Tiga fase dan netral dapat diterapkan pada meter dan relai dari belitan sekunder utama. Belitan sekunder tambahan dihubungkan dalam delta terbuka. Dari sini, jumlah tegangan fase dari ketiga fase diumpankan ke perangkat pensinyalan atau pelindung.

Dalam operasi normal jaringan di mana trafo tegangan dihubungkan, jumlah vektor ini adalah nol. Ini dapat dilihat dari diagram vektor pada gambar. 2, c, di mana Ua, Vb dan Uc adalah vektor dari tegangan fasa yang diterapkan pada belitan primer, dan Uad, Ubd dan Ucd adalah vektor tegangan dari belitan tambahan primer dan sekunder. tegangan belitan tambahan sekunder, searah dengan vektor belitan primer yang sesuai (sama seperti pada Gambar 1, c).

Beras. 2. Trafo tegangan dengan dua belitan sekunder. a—diagram; b — inklusi dalam sirkuit tiga fase; c — diagram vektor

Jumlah vektor Uad, Ubd dan Ucd diperoleh dengan menggabungkannya sesuai dengan skema untuk menghubungkan belitan tambahan, sementara diasumsikan bahwa panah dari vektor tegangan primer dan sekunder sesuai dengan awal belitan transformator.

Tegangan yang dihasilkan 3U0 antara akhir belitan fase C dan awal belitan fase A pada diagram adalah nol.

Dalam kondisi aktual, biasanya terdapat tegangan ketidakseimbangan yang dapat diabaikan pada keluaran delta terbuka, tidak melebihi 2 hingga 3% dari tegangan pengenal. Ketidakseimbangan ini disebabkan oleh asimetri kecil tegangan fase sekunder yang selalu ada dan sedikit penyimpangan bentuk kurva mereka dari sinusoidal.

Tegangan yang menjamin operasi relai yang andal yang diterapkan pada sirkuit delta terbuka hanya muncul jika terjadi gangguan pembumian di sisi belitan primer transformator tegangan. Karena gangguan pembumian dikaitkan dengan aliran arus melalui netral, tegangan yang dihasilkan pada keluaran delta terbuka sesuai dengan metode komponen simetris disebut tegangan urutan-nol dan dilambangkan 3U0. Dalam notasi ini, angka 3 menunjukkan bahwa tegangan pada rangkaian ini adalah penjumlahan dari tiga fasa. Penunjukan 3U0 juga mengacu pada sirkuit keluaran delta terbuka yang diterapkan pada alarm atau relai proteksi (Gbr. 2.6).

Beras. 3. Diagram vektor tegangan belitan tambahan primer dan sekunder dengan gangguan pembumian fase tunggal: a — dalam jaringan dengan netral yang diarde, b — dalam jaringan dengan netral terisolasi.

Tegangan 3U0 memiliki nilai tertinggi untuk gangguan pembumian satu fasa.Harus diperhitungkan bahwa nilai maksimum tegangan 3U0 di jaringan dengan netral terisolasi jauh lebih tinggi daripada di jaringan dengan netral yang dibumikan.

Skema switching umum transformator tegangan

Skema paling sederhana menggunakan satu transformator tegangan satu fasaditunjukkan pada gambar. 1, a, digunakan saat menghidupkan kabinet motor dan pada titik peralihan 6-10 kV untuk menyalakan voltmeter dan relai tegangan perangkat AVR.

Gambar 4 menunjukkan diagram koneksi untuk transformator tegangan belitan tunggal fase tunggal untuk memasok sirkuit sekunder tiga fase. Sekelompok transformator fase tunggal tiga bintang ditunjukkan pada Gambar. 4, a, digunakan untuk memberi daya pada alat pengukur, alat pengukur dan voltmeter untuk pemantauan isolasi pada instalasi listrik 0,5-10 kV dengan jaringan netral terisolasi dan tidak bercabang, di mana pensinyalan terjadinya pembumian fase tunggal tidak diperlukan.

Untuk mendeteksi "pembumian" pada voltmeter ini, mereka harus menunjukkan besarnya tegangan primer antara fase dan bumi (lihat diagram vektor pada Gambar 3.6). Untuk tujuan ini, netral belitan HV dibumikan dan voltmeter dihubungkan ke tegangan fasa sekunder.

Karena dalam kasus gangguan pembumian satu fasa, transformator tegangan dapat diberi energi untuk waktu yang lama, tegangan pengenalnya harus sesuai dengan tegangan saluran-ke-saluran pertama. Akibatnya, dalam mode normal, ketika beroperasi pada tegangan fasa, daya masing-masing transformator, dan oleh karena itu seluruh kelompok, berkurang satu kali √3. Karena sirkuit memiliki nol belitan sekunder yang diarde, sekering sekunder dipasang di ketiga fase .

Beras. 4.Diagram koneksi transformator pengukur tegangan fase tunggal dengan satu belitan sekunder: a — sirkuit bintang-bintang untuk instalasi listrik 0,5 — 10 kV dengan nol terisolasi, b — sirkuit delta terbuka untuk instalasi listrik 0,38 — 10 kV, c — sama untuk instalasi listrik 6 — 35 kV, d — penyertaan transformator tegangan 6 — 18 kV sesuai dengan skema bintang segitiga untuk menyalakan perangkat ARV mesin sinkron.

Dalam gambar. 4.6 dan trafo tegangan yang dirancang untuk memberi daya pada alat pengukur, meter dan relai yang terhubung ke tegangan fase-fase dihubungkan dalam sirkuit delta terbuka. Skema ini memberikan tegangan simetris antara saluran Uab, Ubc, U°Ca saat mengoperasikan transformator tegangan dalam kelas akurasi apa pun.

Fungsi dari rangkaian delta terbuka adalah penggunaan daya transformator yang tidak mencukupi, karena kekuatan kelompok dua transformator seperti itu kurang dari kekuatan kelompok tiga transformator yang terhubung dalam segitiga utuh bukan 1,5 kali, tetapi oleh √3 sekali .

Diagram pada gambar. 4, b digunakan untuk memasok sirkuit tegangan tidak bercabang dari instalasi listrik 0,38 -10 kV, yang memungkinkan pentanahan sirkuit sekunder dipasang langsung ke transformator tegangan.

Di sirkuit sekunder dari sirkuit yang ditunjukkan pada gambar. 4, c, alih-alih sekering, pemutus kutub ganda dipasang, ketika dipicu, kontak blok menutup sirkuit sinyal «gangguan tegangan»... Pembumian belitan sekunder dilakukan pada pelindung di fase B, yang juga di-ground langsung ke transformator tegangan melalui sekering kegagalan.Sakelar memastikan pemutusan sirkuit sekunder transformator tegangan dengan jeda yang terlihat. Skema ini digunakan dalam instalasi listrik 6 — 35 kV saat memberi makan sirkuit sekunder bercabang dari dua atau lebih transformator tegangan.

Dalam gambar. 4, g transformator tegangan dihubungkan sesuai dengan sirkuit delta — bintang, memberikan tegangan pada saluran sekunder U = 173 V, yang diperlukan untuk menyalakan perangkat kontrol eksitasi otomatis (ARV) dari generator dan kompensator sinkron. Untuk meningkatkan keandalan operasi ARV, sekering di sirkuit sekunder tidak dipasang, yang diperbolehkan PUE untuk sirkuit tegangan tidak bercabang.

Lihat juga: Diagram koneksi untuk mengukur transformator tegangan