Измерительные трансформаторы

Измерительные трансформаторы применяются для расширения пределов измерения приборов переменного тока.

Различают измерительные трансформаторы напряжения и измерительные трансформаторы тока.

Измерительные трансформаторы напряжения служат для включения вольтметров и обмоток напряжения других измерительных приборов и реле. Такие трансформаторы отделяют цепи высокого напряжения от измерительных цепей, что обеспечивает безопасность обслуживающего персонала и упрощает изоляцию токоведущих цепей.

Принципиальная схема трансформатора напряжения и включение его в сеть высокого напряжения показана на рис. 4.11.

Рис. 4.11

Измеряемое высокое напряжение U1 подается на первичную обмотку трансформатора с выводами А и Х; к вторичной обмотке низшего напряжения U2 с выводами а и х подключается вольтметр. Так как сопротивление вольтметра очень велико, то трансформатор напряжения работает в режиме, близком к холостому ходу.

Номинальный коэффициент трансформации:

Трансформатор напряжения так же, как и измерительные приборы, имеют класс точности 0,5; 1,0; 3,0.

Измерительные трансформаторы тока служат для включения амперметров и токовых обмоток других измерительных приборов. Принципиальная схема трансформатора тока и схема его включения показана на рис. 4.12.

Рис. 4.12

Первичная обмотка трансформатора с выводами Л1 и Л2 включается в цепь или линию, в которой определяется ток I, а вторичная обмотка с выводами И1 и И2 замыкается амперметром. Сопротивление амперметра очень мало, поэтому трансформатор работает в режиме, близком к короткому замыканию.

Ток I1 находится по показаниям амперметра через коэффициент трансформации: I1 = K I2.

Трансформатор тока имеет классы точности 0,2; 0.5; 1; 3; 10.

У трансформатора тока, включенного в линию нельзя размыкать вторичную обмотку, т.к. в этом случае возрастает ЭДС вторичной обмотки и потери в стали, что может привести к опасным для жизни перенапряжениям и разрушению изоляции. Если во время работы необходимо отсоединить амперметр, то предварительно вторичная обмотка закорачивается специально для этого предназначенным рубильником Q.

Сварочный трансформатор

Сварочный трансформатор предназначен для понижения напряжения от 220 В или 380 В до 60 - 70 В (дуговая электросварка) или до 14 В (контактная сварка).

Сварочные трансформаторы рассчитаны на работу при больших силах тока - порядка 300 А, а также и при режиме короткого замыкания. Сила тока короткого замыкания ограничивается путем увеличения индуктивного сопротивления обмотки. Это достигается благодаря использованию магнитных шунтов, включаемых в магнитопровод, или изменению воздушного зазора в магнитопроводе индуктивной катушки, соединенной последовательно с вторичной обмоткой трансформатора (рис.4.13).

Рис. 4.13

1 - первичная обмотка; 2 - сердечник; 3 - вторичная обмотка; 4 - обмотка дросселя; 5 - неподвижная часть сердечника; 6 - подвижная часть сердечника; 7 - винтовое соединение;

Трехфазные трансформаторы

Сердечник трехфазного трансформатора имеет трехстержневую конструкцию.

Обмотки трехфазного трансформатора расположены на стержнях так же, как и в однофазном трансформаторе, т.е. обмотка низшего напряжения НН размещается ближе к стрежню, а обмотки высшего напряжения ВН - на обмотках низшего напряжения. Начала обмоток высшего напряжения обозначаются прописными буквами А, В, С, а концы фаз - X, Y, Z. Если обмотка высшего напряжения имеет выведенную нулевую точку, то этот зажим обозначается цифрой 0. Начала обмоток низшего напряжения обозначаются строчными буквами a, b, c, концы фаз - x, y, z; вывод нулевой точки 0.

Обмотки трехфазного трансформатора могут соединяться звездой и треугольником, зигзагом (рис.4.14).

Рис. 4.14

Схемы соединения обмоток обозначают дробью, в числителе указывается схема соединения обмоток ВН, а в знаменателе – обмоток НН(Δ/Y) или группой (определяется цифрой циферблата, на которую указывает вектор линейного напряжения при условии, что вектор линейного напряжения первичного напряжения на “ноль часов”)(рис.4.15).

Рис. 4.15

На практике нашли применение следующие способы соединения обмоток трехфазного трансформатора: Y/Y0 или Y/Y; Y/Δ; Δ/Δ. По ГОСТу приняты для эксплуатации только три группы соединения: Y/Y - 12; Y/Δ - 11 и Y0/Δ - 11.

Коэффициент трехфазных трансформаторов определяется как отношение линейных напряжений первичной и вторичной цепи.

При соединении Y/Y, Δ/Δ рассчитывается по формулам:

При соединении Y/Δ, Δ/Y коэффициент трансформации выражается следующими формулами:

На каждом трансформаторе имеется щиток, на котором указывается тип трансформатора, его номинальная мощность, номинальные напряжения (линейные), потери в режимах холостого хода и короткого замыкания, напряжение короткого замыкания в процентах от номинального напряжения, линейные токи при номинальной мощности, частота, число фаз, схема и группа соединения обмоток.