Schéma zapojení proudových transformátorů

Síťové obvody často používají elektrické stroje, tzv. Transformátory. Všechny jsou určeny k převodu aktuální hodnoty, ale úkoly mohou být zcela odlišné. Proto v elektrotechnice existují koncepty jako proudový transformátor (TT), napětí (ТН) a výkonový transformátor (ТС). Kterákoli z nich bude pracovat pouze se správnou schémou připojení vinutí transformátoru.

Co je proudový transformátor

Proudové transformátory jsou elektrické přístroje, které se používají v obvodech s vysokým proudem pro účely měření bezpečného proudu, jakož i pro připojení ochranných zařízení s nízkým vnitřním odporem.

Strukturálně jsou takové zařízení transformátory s nízkým výkonem, které jsou sériově připojeny k okruhu elektrických zařízení, kde je přítomno střední a vysoké napětí. V sekundárním okruhu zařízení jsou odečteny hodnoty.

Normy pro proudové transformátory normalizují takové technické ukazatele zařízení:

• Koeficient transformace.
• Fázový posun.
• Pevnost izolačního materiálu.
• Hodnota zatížení v sekundárním krytu.
• Označení svorek.

Hlavním pravidlem, které je třeba vzít v úvahu při sestavování schématu připojení proudových transformátorů, je nepřípustnost volnoběhu v sekundárním okruhu. Na základě toho je možné zvolit takové provozní režimy pro TT:

• Připojení odporu zátěže.
• Pracujte v případě zkratu (zkrat).

Co je to transformátor napětí?

Samostatnou skupinu transformátorů používá v sítích střídavého napětí 380 V. Hlavním cílem těchto zařízení - provádění výkonu měřicí jednoúčelové zařízení (SP), obvody ochranných relé a elektrickou izolaci zařízení od vedení vysokého napětí pro bezpečnostní personál.

Konstrukce VT se zásadně neliší od TS. Snižují napětí na 100 V, které je již přiváděno do PI. Přístrojové váhy se třídí s přihlédnutím k poměru transformace naměřeného napětí na primárním vinutí.

Co je výkonový transformátor?

Hlavní elektrické stroje používané v rozvodnách a doma jsou výkonové transformátory. Působí jako měniče napětí jedné velikosti na druhou, při zachování tvaru elektrického signálu. K dispozici jsou spouštěcí a zvedací elektrické stroje.

TS jsou třífázové a jednofázové pro dva nebo tři vinutí. Třífázové jsou obvykle používány k přerozdělení energie v silných elektrických sítích, jednofázové lze nalézt v jakémkoliv domácím zařízení, například v napájecích jednotkách.

Schémata zapojení pro vinutí CT

Existují základní schémata připojení sekundárních vinutí transformátoru proudu na napájení ochranných relé:

1. Schéma celé hvězdy. V tomto případě všechny napájecí fáze vedou proudové transformátory. Jejich sekundární vinutí jsou spojena hvězdicovým obvodem s vinutím relé. Do nulového bodu musí být všechny koncová zařízení TT stejné hodnoty konvergovány. Při takovém schématu bude relé reagovat na zkrat (KZ) jakékoli fáze. Pokud na zemní sběrnici dojde k chybě, relé se vypne v hvězdě (v nulovém vodiči).
   
2. Schéma připojení vinutí transformátoru k částečné hvězdě. Tato volba zahrnuje instalaci TT ne pro všechny fáze, pouze pro dvě. Sekundární vinutí jsou také připojena k relé hvězdou. Takový obvod je účinný pouze při zkratování mezi fázemi. Pokud je zkratová fáze nula (kde nebyl nastaven žádný TT), ochranný systém nebude fungovat.
   
3. Schéma trojúhelníku je na transformátorech, hvězda na relé. TT jsou zde sériově spojeny trojúhelníkem s různými svorkami sekundárních vinutí. Vrcholy tohoto trojúhelníku přejdou k paprskům hvězdy, kde jsou nastavena relé. Schéma se používá pro takové typy ochrany jako dálkové a diferenciální.
   
4. Schéma spojení CT podle principu dvou fází rozdílu. Obvod pouze pro fázovou fázi reaguje zkratováním s požadovanou citlivostí.
   
5. Schéma nulové sekvence proudového filtrování.

Schémata zapojení vinutí transformátoru napětí

Pokud jde o VT, když dodávají reléovou ochranu a měřící zařízení, používají se napětí mezi fázemi a fázové (mezi fázemi a zeminou). Nejčastěji používané schémata jsou otevřený trojúhelník a neúplný princip hvězdy.

Trojúhelník se používá, když je tam potřeba dvě nebo tři fáze do fáze napětí, zatímco zapojení do hvězdy tři VT-li současně používat fázová napětí a linie v průběhu měření a ochrany.

U elektrických zařízení s dvěma dalšími sekundárními vinutími se používá inkluzní obvod, kde jsou primární vinutí primárního a sekundárního účelu spojena hvězdou. Pomocí otevřeného trojúhelníku se sbírají další vinutí. Pomocí tohoto obvodu lze získat 0-sekvenční napětí, aby reagoval systém relé na zkrat v obvodu s uzemněným vodičem.

Schémata připojení vinutí výkonových transformátorů

U třífázových sítí existují tři základní schémata pro připojení vinutí výkonových transformátorů. Každý ze způsobů takového spojení má vliv na provozní režim transformátoru.

Připojení hvězd - to je, když existuje společný bod kombinace počátků nebo konců všech vinutí (nulový bod). Zde je následující pravidelnost:

• Fázové a lineární proudy mají stejnou hodnotu.
• Fázové napětí (mezi fází a neutrálem) je menší než lineární (mezi fázemi) na kořenu 3.
  

Pokud jde o vinutí vyšších (BH), středních (HF) a nižších (HH) napětí, častěji se používají následující schémata:

• Připojte hvězdu vinutí VN a vezměte vodič z bodu nula pro zvedání a snižování T libovolného výkonu.
• Vinutí CH jsou spojeny podobným způsobem.
• NN vinutí jsou zřídka propojena hvězdou s krokovými transformátory, ale když k tomu dojde, výstup nulový vodič.

Spojení v trojúhelníku zahrnuje postupné zahrnutí transformátoru do obvodu, kde začátek jednoho vinutí je v kontaktu s koncem druhého, začátek druhého s koncem druhého a začátek druhého s koncem prvního. Z vrcholků trojúhelníku vystupuje kohoutek elektřiny. V tomto schématu připojení vinutí třífázového transformátoru existuje pravidelnost:

• Fázové a síťové napětí mají stejnou hodnotu.
• Fázové proudy jsou menší než lineární proudy na kořeny 3.

V trojúhelníku zpravidla připojte vinutí HH jakéhokoli spouštění a zvedání třífázového T na dva, tři vinutí, stejně jako silné jednofázové seskupitelné do skupin. U BH a SN se spojení obvykle nepoužívá v trojúhelníku.

Zigzag Star Connection je charakterizován vyrovnáním magnetického toku po fázích transformátoru, pokud je zatížení v sekundárních vinutích nerovnoměrně rozloženo.

Schémata a skupiny připojení vinutí transformátorů

Vedle schémat připojení existují skupiny, které chápou, že nemají nic jiného než posun vektorových směrů lineárního EMF primárních vinutí vzhledem k elektromotorické síle v sekundárních vinutích. Tyto úhlové rozdíly se mohou lišit o 360 stupňů. Faktory určující skupinu jsou:

• Směr otáčení vinutí.
• Způsob umístění na jádře cívky.

Pro usnadnění skupinového označení bylo přijato hodinové úhlové čtení, dělené o 30 stupňů. Proto bylo 12 skupin (od 0 do 11). Se všemi základními obvody spojení vinutí transformátoru jsou všechna posunutí možná o úhel, který je násobkem 30 stupňů.

Proč je třetí harmonická?

V elektrotechnice existuje pojem magnetizujícího proudu. Je to on, kdo tvoří elektromotorickou sílu (EMF). Tvar tohoto proudu není sinusový, protože zde jsou přítomny vyšší harmonické složky. Pro přenos křivky napětí fáze-fáze bez zkreslení (zkreslený tvar je nežádoucí pro provoz zařízení), odpovídá třetí harmonická.

Pro získání třetí harmonické je nutné spojit alespoň jedno vinutí v trojúhelníku. Pokud se základnový obvod používá k připojení vinutí transformátoru hvězda-hvězdička, například v transformátorech ke dvěma vinutím, nemůže být dosažena třetí harmonická bez dalších technických zásahů. Pak je na transformátoru navinut třetí vinutí, které je spojeno trojúhelníkem někdy bez závěrů.