Строительство измерительного трансформатора напряжения

Трансформатор напряжения или трансформатор напряжения — это понижающий трансформатор, который используется для преобразования высоких значений напряжения в дробные значения. Измерительные приборы, такие как амперметры, вольтметры и ваттметры, предназначены для работы с низким напряжением. Подключение этих измерительных устройств напрямую к высоковольтным линиям для измерения может привести к их перегоранию или повреждению. Поэтому для целей измерения используется трансформатор напряжения.

Первичные обмотки трансформатора напряжения подключаются непосредственно к измеряемой линии, а его вторичные выводы — к измерительному прибору. Трансформатор напряжения преобразует высокое напряжение измеряемой линии в дробное значение, подходящее для измерительного прибора.

Конструкция трансформатора напряжения почти идентична конструкции силового трансформатора, однако есть некоторые небольшие различия:

• При конструировании трансформатора напряжения учитываются факторы, такие как стоимость, эффективность и регулирование. В отличие от этого, трансформатор напряжения проектируется с учетом параметров производительности. В частности, соотношение напряжения к числу витков остается постоянным, а фазовая разница между входным и выходным сигналами минимизируется.

• Силовые трансформаторы могут сталкиваться с проблемами перегрева из-за перегрузки. Поскольку выход трансформатора напряжения относительно мал, проблема перегрева в нем не возникает.

Части трансформатора напряжения
Вот основные компоненты трансформатора напряжения.

Сердечник

Сердечник трансформатора напряжения может быть либо сердечниковым, либо оболочечным. В сердечниковом трансформаторе обмотки окружают сердечник. Наоборот, в оболочечном трансформаторе сердечник окружает обмотки. Оболочечные трансформаторы предназначены для работы с низким напряжением, тогда как сердечниковые трансформаторы используются для высоковольтных применений.
Обмотки

Первичные и вторичные обмотки трансформатора напряжения расположены коаксиально. Такая конфигурация используется для минимизации утечки реактивной мощности.
Примечание по утечке реактивной мощности: Не весь поток, создаваемый первичной обмоткой трансформатора, связывается со вторичной обмоткой. Небольшая часть потока связана только с одной из обмоток, и это называется утечкой потока. Утечка потока индуцирует самоиндуктивную реактивную мощность в обмотке, с которой она связана. Реактивная мощность, в общем, означает сопротивление, которое оказывает элемент цепи изменению напряжения и тока. Эта самоиндуктивная реактивная мощность называется утечкой реактивной мощности.
В низковольтном трансформаторе изоляция располагается рядом с сердечником для уменьшения проблем, связанных с изоляцией. Одна катушка служит первичной обмоткой в низкопотенциальном трансформаторе. Однако, в большом трансформаторе напряжения одна катушка делится на более мелкие части, чтобы снизить требования к изоляции между слоями.

Изоляция

Для изоляции между обмотками трансформатора напряжения обычно используются хлопчатобумажная лента и камбрик. В низковольтных трансформаторах обычно не применяется комбинированная изоляция. Высоковольтные трансформаторы используют масло в качестве изоляционной среды. Трансформаторы с номинальной мощностью свыше 45 кВА используют фарфор в качестве изолятора.

Вводы
Ввод — это изолированное устройство, которое позволяет подключить трансформатор к внешней цепи. Вводы трансформатора обычно изготовлены из фарфора. Трансформаторы, использующие масло в качестве изоляционной среды, оснащены маслонаполненными вводами.
Двухвводный трансформатор используется в системах, где линия, к которой он подключен, не находится под земным потенциалом. Трансформаторы, подключенные к заземленному нейтральному проводнику, требуют только одного высоковольтного ввода.
Подключение трансформатора напряжения
Первичная обмотка трансформатора напряжения подключается к высоковольтной линии передачи, напряжение которой необходимо измерить. Вторичная обмотка трансформатора подключается к измерительному прибору, который определяет величину напряжения.