Ve střídavých obvodech se často používají elektrické stroje zvané transformátory. Všechny jsou navrženy tak, aby převáděly hodnotu proudu, ale úkoly zároveň mohou být zcela odlišné. Proto v elektrotechnice existují takové pojmy jako proudový transformátor (CT), napětí (VT) a výkonový transformátor (TC). Kterýkoli z nich bude fungovat pouze se správným připojením vinutí transformátoru.
Co je proudový transformátor
Proudové transformátory jsou elektrická zařízení, která se používají v silnoproudých obvodech za účelem provádění bezpečných měření proudu a také pro připojení ochranných zařízení s nízkým vnitřním odporem.
Konstrukčně jsou taková zařízení nízkopříkonové transformátory zapojené do série v obvodu elektrického zařízení, kde je hladina středního a vysokého napětí. Údaje se odečítají v sekundárním okruhu přístroje.
Normy pro proudové transformátory standardizují takové technické indikátory zařízení:
- Transformační poměr.
- Fázeshift.
- Síla izolačního materiálu.
- Hodnota nosnosti v sekundáru.
- Značení svorek.
Hlavním pravidlem, které je třeba pamatovat při sestavování schématu zapojení vinutí proudového transformátoru, je nepřípustnost volnoběhu v sekundárním okruhu. Na základě toho můžete pro TT vybrat následující provozní režimy:
- Připojovací odpor zátěže.
- Provoz nakrátko (zkrat).
Co je napěťový transformátor
Samostatná skupina transformátorů používaných ve střídavých sítích s napětím nad 380 V. Hlavním úkolem přístrojů je napájení měřicích přístrojů (IP), reléových ochranných obvodů a galvanické oddělení zařízení od vedení vysokého napětí. pro bezpečnost personálu údržby.
Design HP se zásadně neliší od TS. Snižují napětí na 100 V, které je již přiváděno do IP. Váhy přístroje jsou kalibrovány s ohledem na transformační poměr měřeného napětí na primárním vinutí.
Co je výkonový transformátor
Hlavní elektrické stroje používané v rozvodnách a doma jsou výkonové transformátory. Fungují jako převodníky napětí jedné hodnoty na druhou, přičemž zachovávají tvar elektrického signálu. Existují snižovací a zvyšující elektrické stroje.
TS jsou třífázové a jednofázové pro dvě nebo tři vinutí. Třífázové se obvykle používají k přerozdělení energie ve výkonných elektrickýchjednofázové sítě lze nalézt v jakémkoli domácím vybavení, jako jsou napájecí zdroje.
Schémata zapojení vinutí CT
Existují tato základní schémata pro připojení sekundárních vinutí proudového transformátoru při napájení zařízení ochranného relé:
- Schéma plné hvězdy. V tomto případě jsou proudové transformátory spínány ve všech silových fázových vedeních. Jejich sekundární vinutí jsou spojena hvězdicovým obvodem s reléovými vinutími. Všechny svorky CT stejné hodnoty musí konvergovat k nulovému bodu. Podle tohoto schématu bude relé reagovat na zkrat (zkrat) jakékoli fáze. Pokud dojde ke zkratu na zemní sběrnici, relé bude fungovat ve hvězdě (v nulovém vodiči).
- Schéma pro připojení vinutí transformátoru do neúplné hvězdy. Tato možnost zahrnuje instalaci CT ne na všechny fáze, ale pouze na dvě. Sekundární vinutí jsou také připojena k relé do hvězdy. Takové schéma je účinné pouze při zkratování mezi fázemi. Pokud je fáze zkratována na nulu (tam, kde CT nebyl nainstalován), ochranný systém nebude fungovat.
- Schéma na transformátorech, hvězda na relé. Zde jsou CT zapojeny do série s trojúhelníkem s jejich protilehlými vývody sekundárních vinutí. Vrcholy tohoto trojúhelníku jdou k paprskům hvězdy, kde je instalováno relé. Používá se pro takové typy schémat ochrany, jako je vzdálená a diferenciální.
- SchémaPřipojení CT podle principu dvoufázového rozdílu. Obvod reaguje pouze na mezifázové zkraty s požadovanou citlivostí.
- Proudový filtrační obvod s nulovou posloupností.
Schémata zapojení pro vinutí transformátoru napětí
Pokud jde o VT, když napájejí ochranu relé a měřicí zařízení, používají jak sdružené napětí, tak síťové napětí (mezi fází a zemí). Nejčastěji používaná schémata jsou založena na principu otevřeného trojúhelníku a neúplné hvězdy.
Trojúhelník se používá, když jsou potřeba dvě nebo tři sdružená napětí, hvězda při připojení tří VT, pokud se pro měření a ochranu používá současně fázové a lineární napětí.
Pro elektrická zařízení se dvěma přídavnými sekundárními vinutími se používá spínací obvod, kde jsou hlavní vinutí primárního a sekundárního účelu spojena hvězdou. Pomocí otevřeného trojúhelníku jsou sestavena další vinutí. Pomocí tohoto obvodu můžete získat napětí 0-té sekvence pro reakci reléového systému na zkrat v obvodu s uzemněným vodičem.
Schémata zapojení pro vinutí výkonových transformátorů
U třífázových sítí existují tři hlavní schémata připojení vinutí výkonových transformátorů. Každý ze způsobů takového zapojení má svůj vliv na způsob provozu transformátoru.
Hvězdové spojení je, když existuje společný bod spojení začátků nebo konců všech vinutí (nulový bod). Zde je následujícívzor:
- Fázový a linkový proud mají stejnou hodnotu.
- Fázové napětí (mezi fází a nulovým vodičem) je menší než lineární napětí (mezi fázemi) o druhou odmocninu 3.
U vinutí vysokého (VN), středního (SN) a nízkého (NN) napětí se častěji používají schémata:
- Propojte vinutí VN s hvězdou, veďte vodič z nulového bodu pro zvýšení a snížení T jakéhokoli výkonu.
- Vinutí CH jsou zapojena stejným způsobem.
- Vn vinutí jsou u snižovacích transformátorů jen zřídka zapojována do hvězdy, ale když se tak stane, nulový vodič je vyveden.
Zapojení trojúhelníku zahrnuje zapojení transformátoru do série v obvodu, kde začátek jednoho vinutí má kontakt s koncem druhého, začátek druhého s koncem druhý a začátek druhého s koncem prvního. Z vrcholů trojúhelníku jsou vývody elektřiny. V takovém schématu připojení pro vinutí třífázového transformátoru existuje vzor:
- Fázové a síťové napětí mají stejnou hodnotu.
- Fázové proudy jsou menší než lineární proudy o odmocninu 3.
V trojúhelníku jsou zpravidla NN vinutí libovolného snižovacího a zvyšovacího třífázového T připojena ke dvěma, třem vinutím a také k výkonným jednofázovým sestaveným ve skupinách. Pro VN a VN se připojení do trojúhelníku běžně nepoužívá.
Zapojení cik-cak-hvězda se vyznačuje vyrovnáním magnetického toku ve fázích transformátoru, pokud je jejich zatížení v sekundárních vinutích nerovnoměrně rozloženo.
Schémata a skupiny pro připojení vinutí transformátoru
Kromě schémat zapojení existují skupiny, které nejsou chápány jako nic jiného než posunutí vektorových směrů lineárního EMF primárních vinutí vzhledem k elektromotorické síle v sekundárních vinutích. Tyto úhlové odchylky se mohou lišit v rozsahu 360 stupňů. Faktory, které určují skupinu, jsou:
- Směr závitů vinutí.
- Metoda umístění na jádru cívky.
Pro usnadnění označování skupin jsme přijali hodinový úhlový počet dělený 30 stupni. Bylo tedy 12 skupin (od 0 do 11). Se všemi základními schématy zapojení vinutí transformátoru jsou možné všechny posuny o násobek úhlu 30 stupňů.
Jaká je třetí harmonická pro
V elektrotechnice existuje koncept magnetizačního proudu. Je to on, kdo tvoří elektromotorickou sílu (EMF). Tvar takového proudu není sinusový, protože jsou zde přítomny vyšší harmonické složky. Třetí harmonická je zodpovědná za přenos křivky fázového napětí bez zkreslení (zkreslená forma je pro provoz zařízení nežádoucí).
Pro získání třetí harmonické je předpokladem zapojení do trojúhelníku alespoň jednoho vinutí. Pokud se za základní vezme schéma zapojení vinutí transformátoru hvězda-hvězda, např. u transformátorů se dvěma vinutími není možné získat třetí harmonickou bez dodatečného technického zásahu. Poté se třetí vinutí navine na transformátor, který je zapojen do trojúhelníku, někdy bez vývodů.
