Измерительные трансформаторы напряжения применяются при измерении высоких напряжений переменного тока. В этих трансформаторах первичное напряжение U1 больше вторичного U2, поэтому у них w1 < w2 . обе обмотки выполняются из большого количества витков относительно тонкого провода. Вторичное номинальное напряжение U2 н стандартизировано и составляет 100 или 100/√ 3 В.
Первичная обмотка трансформатора напряжения включается в измеряемую цепь параллельно. Ее выводы маркируются буквами А и Х. к выводам вторичной обмотки, маркируемым буквами а, х подключают параллельно вольтметры и напряженческие цепи ваттметров, счетчиков и других приборов – рис. 3.6. Измерительные трансформаторы напряжения работают в режиме, близком к холостому ходу, т.к. во вторичную обмотку подключается нагрузка с большим сопротивлением.
Номинальный коэффициент трансформации трансформатора:
U1н w1
К Uном ═ ——— ═ ——
24 U2н w2
Он указывается на щитке трансформатора наряду со значением номинальной мощности и первичного напряжения. Зная показания
U1
A X
Рис. 3.6. Схема включения
W1 трансформатора
напряжения.
Ф1
W2
a U2 x
I2
V
вольтметра U2 и коэффициент трансформации, можно определить первичное напряжение:
U1 = U2 KUном
При напряжениях, отличных от номинальных, коэффициент трансформации несколько отличается от номинального. Погрешность коэффициента трансформации, называемая погрешностью по напряжению, определяется по формуле:
γu = (1 – KU/ KUн) 100.
Угловая погрешность трансформатора напряжения δU представляет собой фазовый угол между вектором напряжения U1 и вектором напряжения U2 , повернутым на 180О С.
При выборе трансформатора нужно обеспечить выполнение условия S=I2 U2 ≤ Sн.
На рисунке 3.7. приведена векторная диаграмма измерительного трансформатора напряжения. Для наглядности она построена с учетом допущения w1=w2. I1x1
U1 I0
I1R1 I1 Рис. 3.7. Векторная
- E2 -U2 -I2 диаграмма трансформатора
δ напряжения.
I0
0 Ф0
U2
I2R2 I2Z2
I2 E2
I2x2 25
Векторы напряжений вторичной обмотки U2 и ЭДС Е2 стоят с учетом известных соображений:
Ú2 = Í2 (R + jx);0
Ė2 = Ú2+Í2(R2+jx2).
Здесь R и х – параметры с учетом того, что Í1=Í0 - Í2, :
Ú1 = - Е2+Í1(R + jx1) =-Ú2+ Í0jx1 – Ỉ2(R1+ R2) – Í2j (x1+x2).
Следовательно, даже при допущении w1=w2 напряжение U1 и U2 не равны. Отличие напряжений, а следовательно, погрешности γU, δU зависят от токов и сопротивлений обмоток. Наибольшее влияние на погрешность оказывает нагрузка вторичной цепи. Увеличивая ток I0, можно повысить магнитную индукцию в магнитопроводе до 0,6 – 1,0 Тл, что на порядок выше, чем в измерительных трансформаторах тока. Это позволяет резко уменьшить число витков обмоток и увеличить сечение проводов (уменьшая R1, R2, х1, х2).
Первичное напряжение может доходить до сотен киловольт, а номинальные мощности до 1200 ВА.
Для трехфазных цепей изготавливаются трехфазные измерительные трансформаторы напряжения. По виду охлаждения трансформаторы могут быть сухие (до 3 кВ), с заливкой масла или специальной изолирующей массы.
A
B
C Рис. 3.7. Трехфазный
x y трансформатор напряжения.
z
x y z
a b c
