หม้อแปลงแรงดันไฟฟ้าของเครื่องมือ

วัตถุประสงค์และหลักการทำงานของหม้อแปลงแรงดัน

หม้อแปลงวัดแรงดันไฟฟ้าใช้เพื่อลดแรงดันไฟฟ้าสูงที่จ่ายในการติดตั้งไฟฟ้ากระแสสลับไปยังมิเตอร์และรีเลย์สำหรับการป้องกันและระบบอัตโนมัติ

การเชื่อมต่อไฟฟ้าแรงสูงโดยตรงจะต้องมีอุปกรณ์และรีเลย์ที่ยุ่งยากมาก เนื่องจากจำเป็นต้องติดตั้งฉนวนไฟฟ้าแรงสูง การผลิตและการใช้อุปกรณ์ดังกล่าวแทบจะเป็นไปไม่ได้เลย โดยเฉพาะที่แรงดันไฟฟ้า 35 kV ขึ้นไป

การใช้หม้อแปลงแรงดันไฟฟ้าช่วยให้สามารถใช้อุปกรณ์วัดมาตรฐานในการวัดไฟฟ้าแรงสูง ขยายขีดจำกัดการวัด ขดลวดรีเลย์ที่เชื่อมต่อผ่านหม้อแปลงแรงดันไฟฟ้าสามารถมีรุ่นมาตรฐานได้เช่นกัน

นอกจากนี้ หม้อแปลงแรงดันไฟฟ้ายังแยก (แยก) อุปกรณ์วัดและรีเลย์ออกจากไฟฟ้าแรงสูง จึงมั่นใจได้ถึงความปลอดภัยในการให้บริการ

หม้อแปลงแรงดันไฟฟ้าใช้กันอย่างแพร่หลายในการติดตั้งไฟฟ้าแรงสูง ความแม่นยำขึ้นอยู่กับการทำงาน การวัดทางไฟฟ้า และการวัดค่าไฟฟ้า ตลอดจนความน่าเชื่อถือของการป้องกันรีเลย์และระบบอัตโนมัติในกรณีฉุกเฉิน

การวัดแรงดันไฟฟ้าหม้อแปลงตามหลักการออกแบบไม่แตกต่างจาก หม้อแปลงไฟฟ้าแบบสเต็ปดาวน์… ประกอบด้วยแกนเหล็กที่ประกอบด้วยแผ่นเหล็กแผ่นไฟฟ้า ขดลวดปฐมภูมิ และขดลวดทุติยภูมิหนึ่งหรือสองเส้น

ในรูป 1a แสดงแผนผังของหม้อแปลงแรงดันไฟฟ้าที่มีขดลวดทุติยภูมิเดียว U1 ไฟฟ้าแรงสูงถูกนำไปใช้กับขดลวดปฐมภูมิและอุปกรณ์วัดเชื่อมต่อกับแรงดันไฟฟ้าทุติยภูมิ U2 จุดเริ่มต้นของขดลวดปฐมภูมิและทุติยภูมิจะถูกทำเครื่องหมายด้วยตัวอักษร A และ a ลงท้ายด้วย X และ x การกำหนดดังกล่าวมักใช้กับตัวหม้อแปลงแรงดันที่อยู่ติดกับขั้วของขดลวด

อัตราส่วนของแรงดันไฟฟ้าที่กำหนดของแรงดันไฟฟ้าหลักต่อแรงดันไฟฟ้าที่กำหนดของแรงดันไฟฟ้าสำรองเรียกว่าแรงดันไฟฟ้าที่กำหนด ปัจจัยการเปลี่ยนแปลง หม้อแปลงแรงดันไฟฟ้า Kn = U1nom / U2nom

ข้าว. 1. แบบแผนและแผนภาพเวกเตอร์ของหม้อแปลงแรงดันไฟฟ้า: a — แผนภาพ, b — แผนภาพเวกเตอร์แรงดันไฟฟ้า, c — แผนภาพเวกเตอร์แรงดันไฟฟ้า

เมื่อหม้อแปลงแรงดันไฟฟ้าทำงานโดยไม่มีข้อผิดพลาด แรงดันไฟฟ้าปฐมภูมิและทุติยภูมิจะตรงกันในเฟสและอัตราส่วนของค่าจะเท่ากับ Kn ด้วยปัจจัยการเปลี่ยนแปลง Kn = 1 แรงดันไฟฟ้า U2= U1 (รูปที่ 1, c)

คำอธิบาย: H — ขั้วหนึ่งต่อสายดิน; O — เฟสเดียว; ที — สามเฟส; K — น้ำตกหรือขดลวดชดเชย; F - s ฉนวนกันความร้อนภายนอกพอร์ซเลน; M — น้ำมัน C — แห้ง (พร้อมฉนวนกันอากาศ); E — ความจุ; D เป็นตัวหาร

ขั้วต่อขดลวดปฐมภูมิ (HV) มีป้ายกำกับ A, X สำหรับเฟสเดียว และ A, B, C, N สำหรับหม้อแปลงสามเฟส ขั้วหลักของขดลวดทุติยภูมิ (LV) มีเครื่องหมาย a, x และ a, b, c, N ตามลำดับ ขั้วของขดลวดเพิ่มเติมทุติยภูมิ — ad techend

ในตอนแรก ขดลวดปฐมภูมิและทุติยภูมิเชื่อมต่อกับขั้ว A, B, C และ a, b, c ตามลำดับ ขดลวดทุติยภูมิหลักมักจะเชื่อมต่อกับดาว (กลุ่มการเชื่อมต่อ 0) เพิ่มเติม - ตามรูปแบบเดลต้าเปิด อย่างที่คุณทราบ ในระหว่างการทำงานปกติของเครือข่าย แรงดันไฟฟ้าที่ขั้วของขดลวดเพิ่มเติมจะใกล้เคียงกับศูนย์ (แรงดันไฟฟ้าไม่สมดุล Unb = 1 — 3 V) และสำหรับความผิดพลาดของโลกจะเท่ากับสามเท่าของค่าแรงดันไฟฟ้า 3UO ด้วยเฟส UO ลำดับศูนย์

ในเครือข่ายที่มีความเป็นกลางต่อสายดิน ค่าสูงสุดคือ 3U0 เท่ากับแรงดันเฟส โดยแยก - แรงดันไฟสามเฟส ดังนั้นขดลวดเพิ่มเติมของแรงดันไฟฟ้า Unom = 100 V และ 100/3 V จึงดำเนินการ

ทีวีแรงดันไฟฟ้าที่กำหนดคือขดลวดปฐมภูมิของแรงดันไฟฟ้าที่กำหนด ค่านี้อาจแตกต่างจากชั้นฉนวน แรงดันไฟฟ้าที่กำหนดของขดลวดทุติยภูมิจะถือว่าเป็น 100, 100/3 และ 100/3 V โดยปกติแล้ว หม้อแปลงแรงดันไฟฟ้าจะทำงานในโหมดไม่โหลด

หม้อแปลงแรงดันไฟฟ้าของเครื่องมือที่มีขดลวดทุติยภูมิสองเส้น

หม้อแปลงแรงดันไฟฟ้าที่มีขดลวดทุติยภูมิสองเส้น นอกเหนือไปจากมิเตอร์จ่ายไฟและรีเลย์ ได้รับการออกแบบให้ใช้งานอุปกรณ์ส่งสัญญาณความผิดปกติของสายดินในเครือข่ายที่มีสายกลางแยกหรือสำหรับการป้องกันสายดินในเครือข่ายที่มีสายดินเป็นกลาง

แผนผังของหม้อแปลงแรงดันไฟฟ้าที่มีขดลวดทุติยภูมิสองเส้นแสดงในรูปที่ 2, ก. ขั้วต่อของขดลวดที่สอง (เพิ่มเติม) ซึ่งใช้สำหรับการส่งสัญญาณหรือการป้องกันในกรณีที่เกิดข้อผิดพลาดลงดิน จะมีข้อความกำกับว่า โฆษณา และ xd

ในรูป 2.6 แสดงไดอะแกรมของการรวมหม้อแปลงแรงดันไฟฟ้าสามตัวในเครือข่ายสามเฟส ขดลวดปฐมภูมิและขดลวดทุติยภูมิหลักเชื่อมต่อกับดาว ความเป็นกลางของขดลวดปฐมภูมินั้นต่อสายดิน สามารถใช้สามเฟสและนิวทรัลกับมิเตอร์และรีเลย์จากขดลวดทุติยภูมิหลักได้ ขดลวดทุติยภูมิเพิ่มเติมเชื่อมต่ออยู่ในเดลต้าเปิด จากสิ่งเหล่านี้ ผลรวมของแรงดันเฟสของทั้งสามเฟสจะถูกส่งไปยังอุปกรณ์ส่งสัญญาณหรืออุปกรณ์ป้องกัน

ในการทำงานปกติของเครือข่ายที่เชื่อมต่อหม้อแปลงแรงดันไฟฟ้า ผลรวมเวกเตอร์นี้เป็นศูนย์ สามารถดูได้จากไดอะแกรมเวกเตอร์ในรูปที่ 2, c โดยที่ Ua, Vb และ Uc เป็นเวกเตอร์ของแรงดันเฟสที่ใช้กับขดลวดปฐมภูมิ และ Uad, Ubd และ Ucd เป็นเวกเตอร์แรงดันไฟฟ้าของขดลวดเพิ่มเติมหลักและรอง แรงดันไฟฟ้าของขดลวดเพิ่มเติมทุติยภูมิซึ่งตรงกับทิศทางของเวกเตอร์ของขดลวดปฐมภูมิที่สอดคล้องกัน (เหมือนกับในรูปที่ 1, c)

ข้าว. 2. หม้อแปลงแรงดันที่มีขดลวดทุติยภูมิสองเส้น เอ — ไดอะแกรม; ข — รวมอยู่ในวงจรสามเฟส ค — แผนภาพเวกเตอร์

ผลรวมของเวกเตอร์ Uad, Ubd และ Ucd ได้มาจากการรวมเข้าด้วยกันตามรูปแบบการเชื่อมต่อขดลวดเพิ่มเติมในขณะที่สันนิษฐานว่าลูกศรของเวกเตอร์ของแรงดันไฟฟ้าทั้งหลักและรองสอดคล้องกับจุดเริ่มต้นของขดลวดหม้อแปลง

แรงดันไฟฟ้าผลลัพธ์ 3U0 ระหว่างจุดสิ้นสุดของขดลวดเฟส C และจุดเริ่มต้นของขดลวดเฟส A ในแผนภาพเป็นศูนย์

ภายใต้สภาวะที่เกิดขึ้นจริง มักจะมีแรงดันไฟฟ้าไม่สมดุลเล็กน้อยที่เอาต์พุตของเดลต้าแบบเปิด ซึ่งไม่เกิน 2 ถึง 3% ของแรงดันไฟฟ้าที่กำหนด ความไม่สมดุลนี้เกิดจากความไม่สมมาตรเล็กน้อยของแรงดันไฟฟ้าเฟสทุติยภูมิและการเบี่ยงเบนเล็กน้อยของรูปร่างของเส้นโค้งจากไซน์ไซด์

แรงดันไฟฟ้าที่รับประกันการทำงานที่เชื่อถือได้ของรีเลย์ที่ใช้กับวงจรเดลต้าเปิดจะปรากฏเฉพาะในกรณีที่เกิดข้อผิดพลาดลงดินที่ด้านข้างของขดลวดปฐมภูมิของหม้อแปลงแรงดันไฟฟ้า เนื่องจากความผิดพลาดของโลกเกี่ยวข้องกับการผ่านของกระแสผ่านความเป็นกลาง แรงดันผลลัพธ์ที่เอาต์พุตของเดลต้าเปิดตามวิธีการของส่วนประกอบสมมาตรจึงเรียกว่าแรงดันลำดับศูนย์และแสดงแทน 3U0 ในสัญกรณ์นี้ หมายเลข 3 ระบุว่าแรงดันไฟฟ้าในวงจรนี้เป็นผลรวมของสามเฟส การกำหนด 3U0 ยังหมายถึงวงจรเอาต์พุตเดลต้าเปิดที่ใช้กับสัญญาณเตือนหรือรีเลย์ป้องกัน (รูปที่ 2.6)

ข้าว. 3. แผนภาพเวกเตอร์ของแรงดันไฟฟ้าของขดลวดเพิ่มเติมหลักและรองที่มีความผิดปกติของดินเฟสเดียว: a — ในเครือข่ายที่มีความเป็นกลางต่อสายดิน b — ในเครือข่ายที่มีความเป็นกลางแยก

แรงดันไฟฟ้า 3U0 มีค่าสูงสุดสำหรับฟอลต์ลงดินเฟสเดียวควรคำนึงว่าค่าสูงสุดของแรงดันไฟฟ้า 3U0 ในเครือข่ายที่มีค่าเป็นกลางแยกนั้นสูงกว่าในเครือข่ายที่มีค่าเป็นกลางต่อสายดินมาก

แผนการสลับทั่วไปของหม้อแปลงแรงดัน

รูปแบบที่ง่ายที่สุดโดยใช้หนึ่ง หม้อแปลงแรงดันเฟสเดียวแสดงในรูป 1, a, ใช้เมื่อสตาร์ทตู้มอเตอร์และที่จุดสวิตช์ 6-10 kV เพื่อเปิดโวลต์มิเตอร์และรีเลย์แรงดันไฟฟ้าของอุปกรณ์ AVR

รูปที่ 4 แสดงแผนภาพการเชื่อมต่อสำหรับหม้อแปลงแรงดันไฟฟ้าขดลวดเฟสเดียวสำหรับจ่ายวงจรทุติยภูมิสามเฟส กลุ่มของหม้อแปลงเฟสเดียวสามดาวที่แสดงในรูป 4, a, ใช้กับอุปกรณ์วัดพลังงาน, อุปกรณ์วัดและโวลต์มิเตอร์สำหรับการตรวจสอบฉนวนในการติดตั้งไฟฟ้า 0.5-10 kV ด้วยเครือข่ายที่เป็นกลางและแยกอิสระซึ่งไม่จำเป็นต้องมีการส่งสัญญาณการต่อสายดินแบบเฟสเดียว

ในการตรวจจับ "สายดิน" บนโวลต์มิเตอร์เหล่านี้ จะต้องแสดงขนาดของแรงดันไฟฟ้าปฐมภูมิระหว่างเฟสและสายดิน (ดูแผนภาพเวกเตอร์ในรูปที่ 3.6) เพื่อจุดประสงค์นี้ ขดลวด HV ที่เป็นกลางจะถูกต่อลงดินและโวลต์มิเตอร์จะเชื่อมต่อกับแรงดันเฟสทุติยภูมิ

เนื่องจากในกรณีของความผิดพลาดของสายดินแบบเฟสเดียว หม้อแปลงแรงดันไฟฟ้าสามารถจ่ายไฟได้เป็นเวลานาน แรงดันไฟฟ้าที่กำหนดจะต้องตรงกับแรงดันไฟฟ้าระหว่างบรรทัดแรก เป็นผลให้ในโหมดปกติเมื่อทำงานที่แรงดันเฟสกำลังของหม้อแปลงแต่ละตัวและของทั้งกลุ่มจะลดลง √3 หนึ่งครั้ง เนื่องจากวงจรไม่มีขดลวดทุติยภูมิเป็นศูนย์จึงมีการติดตั้งฟิวส์ทุติยภูมิในทั้งสามเฟส .

ข้าว. 4.แผนภาพการเชื่อมต่อของหม้อแปลงวัดแรงดันไฟฟ้าเฟสเดียวที่มีขดลวดทุติยภูมิหนึ่งอัน: a — วงจรสตาร์สตาร์สำหรับการติดตั้งไฟฟ้า 0.5 — 10 kV พร้อมศูนย์แยก, b — วงจรเดลต้าเปิดสำหรับการติดตั้งไฟฟ้า 0.38 — 10 kV, c — เหมือนกันสำหรับ การติดตั้งระบบไฟฟ้า 6 — 35 kV, d — การรวมหม้อแปลงแรงดันไฟฟ้า 6 — 18 kV ตามรูปแบบดาวสามเหลี่ยมสำหรับจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์ ARV ของเครื่องซิงโครนัส

ในรูป 4.6 และหม้อแปลงแรงดันที่ออกแบบมาสำหรับอุปกรณ์วัดกำลัง มิเตอร์และรีเลย์ที่เชื่อมต่อกับแรงดันเฟสต่อเฟสถูกเชื่อมต่อในวงจรเดลต้าเปิด รูปแบบนี้ให้แรงดันไฟฟ้าสมมาตรระหว่างบรรทัด Uab, Ubc, U°Ca เมื่อใช้งานหม้อแปลงแรงดันไฟฟ้าในระดับความแม่นยำใดๆ

ฟังก์ชั่น วงจรเดลต้าเปิด นี่คือการใช้พลังงานของหม้อแปลงไม่เพียงพอเนื่องจากกำลังของกลุ่มของหม้อแปลงสองตัวนั้นน้อยกว่ากำลังของกลุ่มของหม้อแปลงสามตัวที่เชื่อมต่อในรูปสามเหลี่ยมที่สมบูรณ์ไม่ใช่ 1.5 เท่า แต่โดย √3 ครั้งเดียว.

แผนภาพในรูป 4, b ใช้ในการจ่ายวงจรแรงดันไฟฟ้าแบบแยกส่วนของการติดตั้งระบบไฟฟ้า 0.38 -10 kV ซึ่งช่วยให้สามารถติดตั้งสายดินของวงจรทุติยภูมิเข้ากับหม้อแปลงแรงดันไฟฟ้าได้โดยตรง

ในวงจรทุติยภูมิของวงจรที่แสดงในรูป 4, c, แทนฟิวส์, มีการติดตั้งเบรกเกอร์สองขั้ว, เมื่อมีการทริกเกอร์, หน้าสัมผัสของบล็อกจะปิดวงจรสัญญาณ «แรงดันไฟฟ้าหยุดชะงัก»... การต่อสายดินของขดลวดทุติยภูมิจะดำเนินการบนแผงป้องกันใน เฟส B ซึ่งต่อลงดินโดยตรงกับหม้อแปลงแรงดันผ่านฟิวส์ขัดข้องสวิตช์ช่วยให้มั่นใจได้ว่าวงจรทุติยภูมิของหม้อแปลงแรงดันไฟฟ้าจะตัดการเชื่อมต่อที่มองเห็นได้ รูปแบบนี้ใช้ในการติดตั้งระบบไฟฟ้า 6 — 35 kV เมื่อป้อนวงจรทุติยภูมิแยกจากหม้อแปลงแรงดันไฟฟ้าสองตัวขึ้นไป

ในรูป 4, g หม้อแปลงแรงดันไฟฟ้าเชื่อมต่อตามวงจรเดลต้า - ดาวโดยให้แรงดันไฟฟ้าที่สายรอง U = 173 V ซึ่งจำเป็นสำหรับการจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์ควบคุมการกระตุ้นอัตโนมัติ (ARV) ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและเครื่องชดเชยแบบซิงโครนัส เพื่อเพิ่มความน่าเชื่อถือของการทำงานของ ARV ไม่อนุญาตให้ติดตั้งฟิวส์ในวงจรทุติยภูมิซึ่งได้รับอนุญาต ปู สำหรับวงจรแรงดันไฟฟ้าที่ไม่ได้แบรนช์

ดูสิ่งนี้ด้วย: แผนภาพการเชื่อมต่อของหม้อแปลงวัดแรงดัน