Схема включения однофазного ТН

Первичная обмотка ТН изолируется от вторичной соответственно классу напряжения установки. Для безопасности обслуживания один вывод вторичной обмотки заземляется. Таким образом, ТН изолирует измерительные приборы и реле от цепи высокого напряжения и делает безопасным их обслуживание.

Схема включения однофазного ТН дана на рис. 8.2.4. Первичная обмотка w₁присоединена к цепи высокого напряжения через предохранители FU1, FU2. Вторичная обмотка w₂ питает нагрузку в виде обмоток измерительных приборов или реле защиты через предохранители FU3, FU4. В нормальной конструкции заземляются и вторичная обмотка w₂ и магнитопровод.

Предохранители FU3, FU4 служат для защиты ТН от КЗ в цепи нагрузки.

Предохранители FU1, FU2 на высоковольтной стороне служат для защиты сети от КЗ в ТН. Целесообразно применение токоограничивающих предохранителей типа ПКТ или стреляющих с ограничивающим резистором. Вследствие высокого сопротивления обмоток самого ТН при КЗ во вторичной цепи ток в первичной цепи мал (порядка нескольких ампер) и недостаточен для срабатывания предохранителей FU1, FU2. Этим объясняется установка предохранителей FU3, FU4 во вторичной цепи.

Рис. 8.2.4. Схема включения однофазного ТН

Конструкция ТН

При напряжении до 35 кВ конструкции ТН и силовых трансформаторов аналогичны.

ТН имеет одну обмотку ВН и одну или две (основную и дополнительную) обмотки НН.

ТН могут выполняться сухими (на U до 10 кВ и для внутренней установки) или масляными (на U более 10 кВ и для наружной установки.)

Перспективным является отказ от масляной изоляции. В этом случае применяется заливка ТН эпоксидным компаундом. Наряду с резким сокращением массы и габаритов упрощается эксплуатация. ТН с литой пластмассовой изоляцией пожаробезопасны, удобны в передвижных установках и КРУ.

Для U до 35 кВ выпускаются однофазные ТН, у которых оба или один из выводов обмотки ВН изолированы от земли (второй вывод заземлён).

Устройство сухого трёхфазного ТН следующее.

На трехстержневом шихтованном магнитопроводе расположены три первичные и три вторичные обмотки. Обмотки слоевые, намотаны на соответствующие изоляционные каркасы. Присоединительные концы выведены на соответствующие изолированные зажимы. Однофазные трансформаторы выполняются тоже на трехстержневых магнитопроводах, крайние стержни половинного сечения. Катушки (одна ВН и одна НН) располагаются на среднем стержне.

У масляных ТН магнитопроводы с обмотками располагаются либо в стальных баках при напряжениях до 35 кВ, либо в фарфоровых покрышках, заполненных маслом.

Основные схемы включения однофазных ТН нормального исполнения показаны на рис. 8.2.2. В схеме рис. 8.2.5, а используются ТН, у которых оба вывода первичной обмотки изолированы от земли. Такая схема удобна при измерении мощности и энергии. К каждому ТН может подключаться номинальная нагрузка. Схема позволяет получать как фазное, так и линейное напряжение Uca = -(Uab+Ubc).В последнем случае измерительные приборы подключаются между точками а и с. Однако при таком включении создаются дополнительные погрешности за счет тока приборов, проходящего через обе вторичные обмотки. В

этом случае нагрузка ТН должна быть меньше номинальной.

Рис. 8.2.5. Схемы включения ТН в трёхфазных цепях

В схеме рис. 8.2.5, б могут применяться ТН с одним заземленным выводом первичной обмотки. Каждая из обмоток подключена к фазному напряжению сети, поэтому номинальное напряжение ТН должно равняться Uном тн = Uном/ . Нагрузка подключается по схеме звезды или треугольника. Номинальное напряжение каждой вторичной обмотки равно 100/ .

Для контроля сопротивления изоляции и питания защиты, срабатывающей при КЗ на землю, имеются дополнительные обмотки, которые включаются по схеме разомкнутого треугольника а_Дх_Д. При симметричном режиме сумма ЭДС, наводимых в этих обмотках, равна нулю. Если один из проводов заземляется, то равновесие ЭДС нарушается и на выводах разомкнутого треугольника возникает напряжение, которое подается на звуковой сигнализатор.

При U 35 кВ применяются каскадные схемы (рис. 8.2.6), позволяющие уменьшить габариты и массу трансформаторов.

В двухкаскадном ТН на напряжение 110кВ (рис. 8.2.6) каждый каскад имеет свой магнитопровод ( и ). Обмотки высокого напряжения ВН каждого каскада рассчитаны на 50 % фазного напряжения. Один из выводов каждой обмотки ВН соединен с магнитопроводом. На стороне низкого напряжения НН выходные обмотки ах, а_Дх_Д предназначены для питания измерительных приборов и реле в схеме защиты. Обмотка связи _CBl расположена на магнитопррводе , а обмотка связи _CB2 — на магнитопроводе . Обмотки связи служат для выравнивания распределения напряжения между обмотками при включении нагрузки.

Рис. 8.2.6. Каскадные трансформаторы напряжения

Более совершенным является вариант рис. 8.2.6, б. При этом же напряжении 100/ кВ ТН имеет один магнитопровод. На верхнем горизонтальном стержне магнитопровода расположены обмотки связи _CBl и первая обмотка высокого напряжения ВН1, на нижнем — обмотка связи _CB2, вторая обмотка высокого напряжения ВН₂ и две обмотки низкого напряжения НН, Один из концов каждой обмотки ВН₁иВН₂ соединяется с магнитопроводом. Каждая обмотка ВН имеет изоляцию относительно магнитопровода, рассчитанную на напряжение 1/2 Uф, что уменьшает размеры ТН.

В трансформаторах на напряжение 110 кВ для снижения атмосферных перенапряжений необходимо равномерное распределение напряжения по катушкам обмотки ВН. С этой целью поверх обмоток располагаются экраны Эк, которые электрически соединяются с последними витками этих обмоток, Магнитопровод с обмотками крепится на изоляционных стойках. Устанавливается в фарфоровый кожух и заливается маслом.

ТН на напряжение 220 кВ собирается из двух ТН на 110кВ. Аналогично выполняются ТН на напряжения до 500 кВ. Для выравнивания напряжения между каскадами применяют охранные кольца, Изоляция верхних элементов, подвергающихся большей электрической нагрузке, соответственно усиливается.

Результирующее активное и индуктивное сопротивление обмоток каскадных ТН значительно больше, чем у ТН нормального исполнения. Поэтому для получения

высокого класса точности приходится снижать нагрузку.

Как указывалось, для ТН характерна малая плотность тока в обмотках. В том случае, когда ТН используется как источник мощности и погрешность не играет особой роли, нагрузку обмоток можно значительно увеличить. Так, например, для ТН типа НОМ-10 при классе точности 0,5 допустима нагрузка 80 В-А, хотя максимальная мощность, которая может быть снята со вторичной обмотки, равна 720 В-А.