계기 전압 변압기

전압 변압기의 작동 목적 및 원리

측정 전압 변압기는 보호 및 자동화를 위해 AC 설비에서 미터 및 계전기로 공급되는 고전압을 강압하는 데 사용됩니다.

고전압을 직접 연결하려면 고전압 절연으로 구현해야 하기 때문에 매우 번거로운 장치와 릴레이가 필요합니다. 이러한 장비의 생산 및 사용은 특히 35kV 이상의 전압에서 사실상 불가능합니다.

변압기를 사용하면 표준 측정 장치를 사용하여 고전압을 측정할 수 있어 측정 한계가 확장됩니다. 전압 변압기를 통해 연결된 릴레이 코일도 표준 버전을 가질 수 있습니다.

또한 변압기는 측정 장치와 계전기를 고전압으로부터 분리(분리)하여 서비스의 안전을 보장합니다.

전압 변압기는 고전압 전기 설비에 널리 사용되며 정확도는 작동에 따라 다릅니다. 전기 측정 전기 계량, 계전기 보호 및 비상 자동화의 신뢰성.

설계 원칙에 따라 측정 전압 변압기는 다음과 다르지 않습니다. 전원 강압 변압기… 전기강판으로 구성된 철심과 1차 권선과 1~2개의 2차 권선으로 구성되어 있습니다.

무화과에서. 그림 1a는 단일 2차 권선이 있는 변압기의 개략도를 보여줍니다. 고전압 U1이 1차 권선에 인가되고 측정 장치가 2차 전압 U2에 연결됩니다. 1차 권선과 2차 권선의 시작 부분은 문자 A와 a로 표시되고 끝 부분은 X와 x로 표시됩니다. 이러한 지정은 일반적으로 권선 단자 옆의 변압기 본체에 적용됩니다.

1차측 정격전압과 2차측 정격전압의 비율을 정격전압이라고 합니다. 변환 계수 전압 변압기 Kn = U1nom / U2nom

쌀. 1. 전압 변압기의 구성표 및 벡터 다이어그램: a — 다이어그램, b — 전압 벡터 다이어그램, c — 전압 벡터 다이어그램

변압기가 오류 없이 작동하면 1차 전압과 2차 전압의 위상이 일치하고 값의 비율은 Kn과 같습니다. 변환 계수 Kn = 1 전압 U2= U1 (그림 1, c).

범례: H — 한 단자가 접지됨; O — 단상; T - 삼상; K - 캐스케이드 또는 보상 코일 포함; F — s 도자기 외부 절연; M — 오일; C - 건조 (공기 절연 포함); E — 용량성; D는 약수입니다.

1차 권선(HV) 단자에는 단상용 A, X, 3상 변압기용 A, B, C, N이 표시되어 있습니다. 2차 권선(LV)의 주 단자는 각각 a, x 및 a, b, c, N으로 표시되며 2차 추가 권선의 단자는 ad techend입니다.

처음에 1차 권선과 2차 권선은 단자 A, B, C 및 a, b, c에 각각 연결됩니다. 주 2 차 권선은 일반적으로 개방형 델타 방식에 따라 추가로 별 모양 (연결 그룹 0)에 연결됩니다. 아시다시피 네트워크가 정상적으로 작동하는 동안 추가 권선 단자의 전압은 0에 가깝고 (불평형 전압 Unb = 1 - 3V) 접지 오류의 경우 3UО 전압 값의 3 배와 같습니다 제로 시퀀스 UО 위상.

접지된 중성점이 있는 네트워크에서 최대값은 위상 전압과 동일한 3U0이며 분리된 3상 전압 스트레스가 있습니다. 따라서 정격 전압 Unom = 100V 및 100/3V의 추가 권선이 수행됩니다.

정격 전압 TV는 정격 전압 1차 권선입니다. 이 값은 절연 등급과 다를 수 있습니다. 2차 권선의 공칭 전압은 100, 100/3 및 100/3 V로 가정합니다. 일반적으로 변압기는 무부하 모드에서 작동합니다.

2차 권선이 있는 계측기 전압 변압기

2차 권선이 있는 전압 변압기는 미터 및 계전기에 전력을 공급하는 것 외에도 절연된 중성선이 있는 네트워크에서 접지 오류 신호 장치를 작동하거나 접지된 중성선이 있는 네트워크에서 접지 오류 보호를 위해 설계되었습니다.

두 개의 2차 권선이 있는 변압기의 개략도가 그림 1에 나와 있습니다. 2, 가. 지락의 경우 신호 또는 보호에 사용되는 두 번째(추가) 권선의 단자는 ad 및 xd로 표시됩니다.

무화과에서. 2.6은 3상 네트워크에 이러한 변압기 3개를 포함하는 다이어그램을 보여줍니다. 1차 권선과 주 2차 권선은 별 모양으로 연결되어 있습니다. 1차 권선의 중성선은 접지되어 있습니다. 주 2차 권선에서 미터 및 계전기에 3상 및 중성선을 적용할 수 있습니다. 추가 2차 권선은 개방형 델타로 연결됩니다. 이들로부터 3상 모두의 상 전압 합계가 신호 또는 보호 장치에 공급됩니다.

변압기가 연결된 네트워크의 정상 작동에서 이 벡터 합계는 0입니다. 이것은 그림의 벡터 다이어그램에서 볼 수 있습니다. 2, c, 여기서 Ua, Vb 및 Uc는 1차 권선에 적용되는 상 전압의 벡터이고 Uad, Ubd 및 Ucd는 1차 및 2차 추가 권선의 전압 벡터입니다. 해당 1 차 권선의 벡터와 방향이 일치하는 2 차 추가 권선의 전압 (그림 1, c와 동일).

쌀. 2. 2차 권선이 있는 전압 변압기. a — 도표; b - 3상 회로에 포함; c — 벡터 다이어그램

벡터 Uad, Ubd 및 Ucd의 합은 추가 권선을 연결하는 방식에 따라 결합하여 얻어지지만 1차 및 2차 전압 벡터의 화살표는 변압기 권선의 시작 부분에 해당한다고 가정합니다.

다이어그램에서 위상 C 권선의 끝과 위상 A 권선의 시작 사이의 결과 전압 3U0은 0입니다.

실제 조건에서 일반적으로 정격 전압의 2~3%를 초과하지 않는 개방 델타 출력에서 ​​무시할 수 있는 불균형 전압이 있습니다. 이 불균형은 항상 존재하는 2차 위상 전압의 약간의 비대칭과 정현파에서 곡선 모양의 약간의 편차에 의해 생성됩니다.

개방형 델타 회로에 적용된 릴레이의 안정적인 작동을 보장하는 전압은 전압 변압기의 1차 권선 측에 지락이 있는 경우에만 나타납니다. 지락은 중성선을 통한 전류 통과와 관련이 있기 때문에 대칭 구성 요소 방법에 따라 개방 델타 출력의 결과 전압을 제로 시퀀스 전압이라고하며 3U0으로 표시됩니다. 이 표기법에서 숫자 3은 이 회로의 전압이 세 위상의 합임을 나타냅니다. 3U0 지정은 알람 또는 보호 계전기에 적용되는 개방 델타 출력 회로를 나타냅니다(그림 2.6).

쌀. 3. 단상 지락이 있는 1차 및 2차 추가 권선의 전압 벡터 다이어그램: a — 접지된 중성선이 있는 네트워크에서, b — 격리된 중성선이 있는 네트워크에서.

전압 3U0은 단상 지락에 대해 가장 높은 값을 갖습니다.분리된 중성점이 있는 네트워크에서 전압 3U0의 최대값이 접지된 중성점이 있는 네트워크보다 훨씬 높다는 점을 고려해야 합니다.

전압 변압기의 일반적인 스위칭 방식

하나를 사용하는 가장 간단한 체계 단상 전압 변압기그림에 나와 있습니다. 1, a는 모터 캐비닛을 시작할 때와 AVR 장치의 전압계 및 전압 계전기를 켜기 위해 6-10kV 스위칭 포인트에서 사용됩니다.

그림 4는 3상 2차 회로에 전원을 공급하기 위한 단상 단권 전압 변압기의 연결 다이어그램을 보여줍니다. 그림 3에 표시된 3개의 스타 단상 변압기 그룹. 4, a는 단상 접지 발생에 대한 신호가 필요하지 않은 절연 중성선 및 분기되지 않은 네트워크가있는 0.5-10kV의 전기 설비에서 절연 모니터링을 위해 측정 장치, 측정 장치 및 전압계에 전력을 공급하는 데 사용됩니다.

이 전압계에서 "접지"를 감지하려면 위상과 접지 사이의 기본 전압 크기를 표시해야 합니다(그림 3.6의 벡터 다이어그램 참조). 이를 위해 HV 권선의 중성선이 접지되고 전압계가 2차 위상 전압에 연결됩니다.

단상 지락의 경우 변압기는 장시간 통전될 수 있으므로 정격 전압은 첫 번째 선간 전압과 일치해야 합니다. 결과적으로 일반 모드에서 상 전압에서 작동할 때 각 변압기의 전력, 따라서 전체 그룹의 전력이 √3씩 한 번 감소합니다.회로에 접지된 2차 권선이 없기 때문에 2차 퓨즈가 3상 모두에 설치됩니다. .

쌀. 4.하나의 2차 권선이 있는 단상 전압 측정 변압기의 연결 다이어그램: a — 격리된 0이 있는 0.5 — 10kV의 전기 설비용 스타-스타 회로, b — 0.38 — 10kV 전기 설비용 개방형 델타 회로, c — 동일한 전기 설비 6 - 35kV, d - 동기식 기계의 ARV 장치에 전원을 공급하기 위한 삼각 별 방식에 따른 전압 변압기 6 - 18kV 포함.

무화과에서. 4.6 및 위상 전압에 연결된 측정 장치, 미터 및 계전기에 전원을 공급하도록 설계된 전압 변압기는 개방형 델타 회로에 연결됩니다. 이 구성표는 전압 변압기를 모든 정확도 등급으로 작동할 때 Uab, Ubc, U°Ca 선 사이에 대칭 전압을 제공합니다.

기능 개방 델타 회로 이것은 두 개의 변압기 그룹의 전력이 완전한 삼각형으로 연결된 세 개의 변압기 그룹의 전력보다 1.5 배가 아니라 √3만큼 적기 때문에 변압기 전력의 불충분 한 사용입니다. 한 번 .

그림의 다이어그램. 4, b는 전기 설비 0.38 -10kV의 분기되지 않은 전압 회로를 공급하는 데 사용되며, 이를 통해 2차 회로의 접지를 변압기에 직접 설치할 수 있습니다.

그림에 표시된 회로의 보조 회로에서. 4, c, 퓨즈 대신 이중 극 차단기가 설치되어 트리거되면 블록의 접점이 신호 회로를 닫습니다 «전압 중단»... 2 차 권선의 접지는 실드에서 수행됩니다. 고장 퓨즈를 통해 변압기에 직접 추가로 접지되는 위상 B.이 스위치는 눈에 띄는 단선으로 전압 변압기의 2차 회로를 분리합니다. 이 구성표는 두 개 이상의 전압 변압기에서 분기된 2차 회로를 공급할 때 6 - 35kV의 전기 설비에 사용됩니다.

무화과에서. 4, g 전압 변압기는 델타 회로-스타에 따라 연결되어 동기식 발전기 및 보상기의 자동 여자 제어 장치 (ARV)에 전원을 공급하는 데 필요한 2 차 라인 U = 173V에 전압을 제공합니다. ARV 작동의 신뢰성을 높이기 위해 2차 회로에 퓨즈를 설치하지 않는 것이 허용됩니다. PUE 분기되지 않은 전압 회로용.

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