V izmeničnih tokokrogih se pogosto uporabljajo električni stroji, imenovani transformatorji. Vsi so zasnovani za pretvorbo vrednosti toka, vendar so naloge hkrati lahko povsem različne. Zato v elektrotehniki obstajajo koncepti, kot so tokovni transformator (CT), napetost (VT) in močnostni transformator (TC). Vsak od njih bo deloval le s pravilno povezavo navitij transformatorja.
Kaj je tokovni transformator
Tokovni transformatorji so električne naprave, ki se uporabljajo v visokotokovnih vezjih za izvajanje varnih meritev toka, pa tudi za povezovanje zaščitnih naprav z nizkim notranjim uporom.
Strukturno so takšne naprave transformatorji nizke moči, ki so zaporedno povezani v tokokrogu električne opreme, kjer obstaja srednja in visoka napetost. Odčitki se vzamejo v sekundarnem krogu instrumenta.
Standardi za tokovne transformatorje standardizirajo takšne tehnične kazalnike naprav:
- Razmerje preoblikovanja.
- fazapremik.
- Trdnost izolacijskega materiala.
- Vrednost nosilnosti v sekundarni.
- Oznake terminalov.
Glavno pravilo, ki si ga morate zapomniti pri sestavljanju priključnega diagrama navitij tokovnega transformatorja, je nedopustnost prostega teka v sekundarnem tokokrogu. Na podlagi tega lahko izberete naslednje načine delovanja za TT:
- Priključni upor obremenitve.
- Delovanje kratkega stika (kratkega stika).
Kaj je napetostni transformator
Ločena skupina transformatorjev, ki se uporabljajo v izmeničnih omrežjih z napetostmi nad 380 V. Glavna naloga naprav je napajanje merilnih instrumentov (IP), relejnih zaščitnih vezij in galvanska izolacija opreme od visokonapetostnih vodov za varnost vzdrževalnega osebja.
Zasnova HP-ja se bistveno ne razlikuje od TS. Znižajo napetost na 100 V, ki je že napajana v IP. Instrumentne lestvice so kalibrirane ob upoštevanju razmerja transformacije izmerjene napetosti na primarnem navitju.
Kaj je močnostni transformator
Glavni električni stroji, ki se uporabljajo v podpostajah in doma, so energetski transformatorji. Delujejo kot napetostni pretvorniki ene vrednosti v drugo, hkrati pa ohranjajo obliko električnega signala. Obstajajo električni stroji za znižanje in dvig.
TS so trifazni in enofazni za dve ali tri navitja. Trifazni se običajno uporabljajo za prerazporeditev energije v močnih električnihomrežij, enofazno lahko najdemo v kateri koli gospodinjski opremi, kot je napajalnik.
CT povezovalni diagrami navitja
Obstajajo takšne osnovne sheme za priključitev sekundarnih navitij tokovnega transformatorja pri napajanju zaščitnih relejnih naprav:
- Shema polne zvezde. V tem primeru se tokovni transformatorji preklopijo v vseh napajalnih faznih vodah. Njihova sekundarna navitja so povezana z zvezdastim vezjem z navitji releja. Vsi priključki CT enake vrednosti se morajo približati ničelni točki. V skladu s to shemo bo rele reagiral na kratek stik (kratek stik) katere koli faze. Če pride do kratkega stika na ozemljitvenem vodilu, bo rele deloval v zvezdi (v ničelni žici).
- Shema za povezovanje navitij transformatorja v nepopolno zvezdo. Ta možnost vključuje namestitev CT ne na vse faze, samo na dve. Sekundarna navitja so povezana tudi z zvezdastim relejem. Takšna shema je učinkovita le pri kratkem stiku med fazami. Če je faza v kratkem stiku na nič (kjer CT ni bil nameščen), zaščitni sistem ne bo deloval.
- Diagram na transformatorjih, zvezda na relejih. Tu so CT povezani zaporedno s trikotnikom s svojimi nasprotnimi sponkami sekundarnih navitij. Vrata tega trikotnika gredo do žarkov zvezde, kjer je nameščen rele. Uporablja se za takšne vrste zaščitnih shem, kot so daljinski in diferencialni.
- ShemaCT priključki po principu dvofazne razlike. Vezje reagira samo na medfazne kratke stike z zahtevano občutljivostjo.
- tokovno filtrirno vezje ničelnega zaporedja.
Priključni načrti za navitja napetostnega transformatorja
Kar zadeva VT, ko napajajo relejno zaščito in merilno opremo, uporabljajo tako medfazno napetost kot omrežno napetost (med fazo in zemljo). Najpogosteje uporabljene sheme temeljijo na principu odprtega trikotnika in nepopolne zvezde.
Trikotnik se uporablja, ko sta potrebni dve ali tri medfazne napetosti, zvezda pri povezovanju treh VT, če se fazna in linearna napetost uporabljata hkrati za meritve in zaščito.
Za električne naprave z dvema dodatnima sekundarnima navitjema se uporablja stikalno vezje, kjer sta glavna navitja primarnega in sekundarnega namena povezana z zvezdo. S pomočjo odprtega trikotnika se sestavijo dodatna navitja. S tem vezjem lahko dobite napetost 0-te sekvence za odziv relejnega sistema na kratek stik v vezju z ozemljeno žico.
Priključni načrti za navitja močnostnih transformatorjev
Za trifazna omrežja obstajajo tri glavne sheme za povezovanje navitij močnostnih transformatorjev. Vsak od načinov takšne povezave ima svoj vpliv na način delovanja transformatorja.
zvezdasta povezava je, ko obstaja skupna točka združitve začetkov ali koncev vseh navitij (ničelna točka). Tukaj je naslednjevzorec:
- Fazni in linijski tokovi imajo enako vrednost.
- Fazna napetost (med fazo in nevtralno) je manjša od linearne napetosti (med fazami) za kvadratni koren 3.
V zvezi z navitji visoke (HV), srednje (SN) in nizke (LV) napetosti se pogosteje uporabljajo sheme:
- Povežite visokonapetostna navitja z zvezdo, ki vodi žico od ničelne točke za povečanje in zmanjšanje T katere koli moči.
- CH navitja so povezana na enak način.
- HV navitja so redko povezana z zvezdico za padajoče transformatorje, toda ko se to zgodi, se nevtralna žica izvleče.
trikotna povezava vključuje zaporedno povezovanje transformatorja v vezje, kjer je začetek enega navitja v stiku s koncem drugega, začetek drugega s koncem slednji in začetek slednjega s koncem prvega. Od oglišč trikotnika so izhodi električne energije. V takšni povezovalni shemi za navitja trifaznega transformatorja je vzorec:
- Fazna in omrežna napetost sta enake vrednosti.
- Fazni tokovi so manjši od linearnih tokov za kvadratni koren 3.
V trikotniku so praviloma NN navitja katerega koli padajočega in naraščajočega trifaznega T priključena na dva, tri navitja, pa tudi na močna enofazna, sestavljena v skupine. Za VN in MV se delta povezava običajno ne uporablja.
Cikcak zvezdasta povezava je značilna poravnava magnetnega toka v fazah transformatorja, če je obremenitev na njih v sekundarnih navitjih neenakomerno razporejena.
Sheme in skupine za povezovanje navitij transformatorja
Poleg povezovalnih shem obstajajo skupine, ki se razumejo kot nič drugega kot premik vektorskih smeri linearne EMF primarnih navitij glede na elektromotorno silo v sekundarnih navitjih. Ta kotna odstopanja se lahko razlikujejo znotraj 360 stopinj. Dejavniki, ki določajo skupino, so:
- Smer zavojev navijanja.
- Način lociranja na jedru tuljave.
Za udobje označevanja skupin smo sprejeli urno kotno štetje, deljeno s 30 stopinjami. Zato je bilo 12 skupin (od 0 do 11). Pri vseh osnovnih povezovalnih shemah navitij transformatorja so možni vsi premiki za kot, večkratnik 30 stopinj.
Kaj je tretja harmonika za
V elektrotehniki obstaja koncept magnetnega toka. On je tisti, ki tvori elektromotorno silo (EMF). Oblika takega toka ni sinusna, saj so tukaj prisotne višje harmonske komponente. Tretji harmonik je odgovoren za prenos krivulje fazne napetosti brez popačenja (popačena oblika je nezaželena za delovanje opreme).
Za pridobitev tretje harmonike je predpogoj trikotna povezava vsaj enega navitja. Če vzamemo za osnovno shemo povezave navitja transformatorja zvezda-zvezda, na primer pri transformatorjih z dvema navitjema, je brez dodatnega tehničnega posega nemogoče dobiti tretji harmonik. Nato se tretji navitje navije na transformator, ki je povezan v trikotnik, včasih brez vodnikov.
