Что такое потенциальный трансформатор? Принцип работы, точность и руководство по выбору

Что такое потенциальный трансформатор?

Трансформатор потенциала (ПТ), также известный как трансформатор напряжения (ТН), представляет собой измерительный трансформатор, который снижает высокое первичное напряжение до стандартизированного, гораздо более низкого вторичного напряжения. Его вторичная обмотка питает измерительные приборы, реле защиты, устройства синхронизации и цепи управления; он не предназначен для передачи энергии.

Различие имеет большее значение, чем имя. Силовой трансформатор передает большое количество энергии, а PT точно воспроизводит напряжение. Типичный ПТ выдерживает нагрузку только от 10 ВА до 75 ВА, однако он должен удерживать погрешность коэффициента передачи и погрешность фазы в строгих пределах, чтобы измерение доходов, координация защиты и решения о переключении основывались на точной картине сети.

Как работает преобразователь потенциала

ПТ работает по тому же принципу электромагнитной индукции, что и любой трансформатор. Его первичная обмотка включена параллельно линии, напряжение которой необходимо измерить. Переменный поток в сердечнике индуцирует пропорциональное напряжение во вторичной обмотке. При коэффициенте трансформации 100 к 1 первичная обмотка на 11 000 В выдает на вторичной обмотке напряжение 110 В при номинальном напряжении. Три конструктивных пункта отличают ПТ от обычного силового трансформатора:

• Параллельное соединение. Первичная обмотка воспринимает полное напряжение системы, но потребляет лишь небольшой ток возбуждения, поэтому сам ПТ практически не потребляет энергии.
• Точность превыше эффективности. Сердечник работает при низкой плотности потока, чтобы оставаться линейным во всем диапазоне рабочего напряжения, а обмотки устроены так, чтобы уменьшить реактивное сопротивление утечки и ошибку коэффициента трансформации.
• Безопасный стандартизированный вывод. Вторичная обмотка обычно рассчитана на напряжение 100, 110 или 120 В и должна быть надежно заземлена. В качестве правила безопасности вторичный трансформатор PT должен никогда не подвергаться короткому замыканию , поскольку возникающий ток повреждения приведет к перегреву и разрушению обмоток.

Ключевые компоненты преобразователя потенциала

PT компактен по сравнению с распределительным трансформатором, но его конструкция требует больших усилий. Изоляция должна выдерживать полное линейное напряжение, в то время как магнитная цепь сохраняет точное соотношение.

Сердечник и обмотки

Сердечник изготовлен из пластин кремнистой стали с высокой проницаемостью и работает при заведомо низкой плотности потока, чтобы уменьшить насыщение и искажения формы сигнала. Первичная обмотка рассчитана на полный уровень изоляции системы и часто включает в себя ответвления для регулировки коэффициента усиления. Вторичная обмотка расположена рядом с первичной, чтобы поддерживать низкое реактивное сопротивление рассеяния, что напрямую повышает точность фазы.

Система изоляции

Для сетей среднего напряжения до 35 кВ ПТ обычно заливают эпоксидной смолой или изготавливают с масляно-бумажной изоляцией. PT, отлитые из эпоксидной смолы, часто используются внутри помещений и внутри распределительных устройств, поскольку они устойчивы к влаге и не требуют особого обслуживания. В наружных высоковольтных установках чаще применяют масляные или элегазовые конструкции.

Втулки и корпус

Втулки из фарфора или силиконовой резины выводят первичные клеммы к сетевому соединению, а вторичные клеммы располагаются в клеммной коробке низкого напряжения. Номинальные характеристики корпуса и путь утечки должны соответствовать месту установки, будь то закрытое распределительное устройство, наружная подстанция или прибрежная зона с высоким уровнем загрязнения.

Для чего нужен трансформатор напряжения?

На подстанции почти каждая функция защиты и измерения зависит от изображения напряжения, подаваемого ПТ. Его основные области применения:

• Измерение напряжения и энергии. Вольтметры, счетчики энергии, анализаторы мощности и мониторы качества электроэнергии считывают масштабированное вторичное напряжение и умножают его на коэффициент PT.
• Защита. Реле пониженного напряжения, повышенного напряжения, направленные и дистанционные реле используют входы PT для обнаружения неисправностей и нештатных состояний.
• Проверка синхронизма. Прежде чем два фидера или генератора будут соединены параллельно, PT на каждой стороне позволяет синхронизирующему реле сравнивать величину напряжения и угол фазы.
• Обнаружение замыканий на землю. Три трансформатора тока фаза-нейтраль с вторичной обмоткой с разрывом треугольника создают остаточное напряжение, которое указывает на замыкание на землю даже в неэффективно заземленных сетях.
• Контроль напряжения и сброс нагрузки. В схемах автоматизации распределения используются сигналы PT для переключения отводов трансформатора, переключения батарей конденсаторов и отключения низковольтной нагрузки.

Выбор вторичного соединения, будь то звезда, треугольник или разорванный треугольник, является решением инженерной защиты, и та же логика обмотки проявляется во всей остальной части сети. Полезной отправной точкой является руководство по подключению трехфазного трансформатора , что объясняет, как эти конфигурации ведут себя на практике.

Поскольку реле и счетчики рассчитаны на стандартизированные входы, трансформаторы напряжения производятся с четко определенными уровнями вторичного напряжения, как показано в Таблице 1.

Трансформатор потенциала и трансформатор тока: в чем разница?

PT часто упоминается вместе с трансформатором тока (ТТ), поскольку оба являются измерительными трансформаторами: PT измеряет напряжение, а CT — ток. Их нельзя поменять местами, а неправильное подключение любого из них создает серьезную опасность.

Правило эксплуатации, которое следует запомнить: ПТ ведет себя как источник небольшого напряжения, поэтому его вторичная обмотка должна никогда не подвергаться короткому замыканию ; ТТ ведет себя как источник тока, поэтому его вторичная обмотка должна никогда не быть разомкнутым . Обе вторичные цепи всегда должны быть заземлены для обеспечения безопасности персонала и оборудования.

Классы точности, нагрузка и что проверить перед покупкой ПТ

Ценность ПТ зависит от его точности в реальных условиях эксплуатации. В спецификации доминируют два параметра: класс точности и нагрузка.

Класс точности

Такие стандарты, как IEC 61869-3, определяют классы измерения (0,2, 0,5, 1,0, 3,0) и классы защиты (3P, 6P). Например, измерительный ТН класса 0,5 ограничивает погрешность напряжения до 0,5 процента при номинальной нагрузке, тогда как классы защиты допускают большую погрешность, но должны сохранять надежную работу во время переходных перенапряжений.

Бремя

Бремя is the load connected to the secondary, expressed in volt-amperes (VA). A relay, a meter, and the interconnecting wiring may together present 25 VA, so the PT must have a rated burden at least equal to that value. If the connected burden rises beyond the rated burden, ratio error and phase error grow beyond the class limit.

Практический контрольный список выбора

• Класс напряжения и уровень изоляции. Установите максимальное напряжение системы, обычно 12 кВ, 24 кВ или 40,5 кВ для сетей среднего напряжения.
• Соотношение и связь. Убедитесь, что ПТ подключен по схеме «линия-линия», «линия-нейтраль» или «разомкнутый треугольник», и укажите правильное вторичное напряжение.
• Класс точности and rated burden. Убедитесь, что класс измерения соответствует требованиям коммунального предприятия или проекта и что номинальная нагрузка распространяется на все подключенные устройства.
• Коэффициент напряжения. В системах с неэффективным заземлением ПТ обычно должен выдерживать напряжение, в 1,9 раз превышающее номинальное, в течение 30 секунд, что требует конструкции сердечника, отличной от той, которая используется в глухозаземленных сетях.
• Среда. Укажите внутреннюю или наружную конструкцию, степень защиты корпуса и путь утечки в зависимости от уровня загрязнения на объекте.

ПТ в торговой сети

ПТ никогда не заменяет силовой трансформатор. На распределительном фидере 10 кВ или 20 кВ один или несколько трансформаторов напряжения питают коммерческие счетчики, реле защиты и удаленные терминальные устройства, но фактическая передача мощности зависит от отдельного распределительного трансформатора. Смешение этих двух ролей — одна из наиболее распространенных ошибок спецификации.

Для коммунальных предприятий и промышленных предприятий «рабочей лошадкой» распределения электроэнергии остается масляный трансформатор. Низкие потери Трансформаторы распределительные масляные 10 кВ и 20 кВ серии S11-S22 обычно используются в сочетании с панелями измерения на базе PT на подстанциях и в распределительных помещениях. Граница между этими двумя обязанностями прописана в ст. Практическое руководство по выбору силового трансформатора и распределительного трансформатора .

Масляный распределительный трансформатор на заказ 10 кВ, 20 кВ S11/S13/S20/S22 Поставщики Трансформатор Detong Китай оптом 10 кВ, 20 кВ S11/S13/S20/S22, поставщики масляных распределительных трансформаторов и 10 кВ, 20 кВ S11/S13/S20/S2... Посмотреть продукт →

Внутренние и пожароопасные помещения

Когда трансформатор необходимо установить внутри здания, больницы, торгового центра или промышленного цеха, конструкция сухого типа позволяет избежать риска пожара и утечки, свойственного маслонаполненному оборудованию. Многие проекты выбирают Трансформаторы сухого типа, отлитые из эпоксидной смолы от 800 кВА до 25 000 кВА, поскольку обмотки из литой смолы выдерживают влажность, пыль и частичный разряд в течение длительных интервалов обслуживания.

Трансформатор сухого типа, отлитый на заказ из эпоксидной смолы - поставщики от 800 до 25000 кВА, Compa Трансформатор Detong Китай оптом Трансформатор сухого типа, отлитый из эпоксидной смолы - поставщики от 800 до 25000 кВА и Трансформатор сухого типа, отлитый из эпоксидной смолы ... Посмотреть продукт →

Компактные и коробчатые решения

В точках распределения с ограниченным пространством ПТ, измерительный шкаф, распределительное устройство и трансформатор могут находиться в одном корпусе. Для питающих столбов, сельских сетей и коммерческих вольеров Американский комбинированный трансформатор коробчатого типа. помещает входную защиту, измерение и распределительный трансформатор в один защищенный от атмосферных воздействий шкаф, сокращая время установки и упрощая обслуживание. Если вы просматриваете всю сборку вокруг ПТ, то полное руководство по высоковольтным распределительным устройствам объясняет, как трансформаторы напряжения, выключатели и вводы работают вместе на одной панели.

Изготовленные на заказ американские поставщики комбинированных трансформаторов коробчатого типа, компания - Zhejiang Deto Detong Transformer Китай оптовые американские поставщики комбинированных трансформаторов коробчатого типа и американская компания по производству комбинированных трансформаторов коробчатого типа, ... Посмотреть продукт →

Ставим трансформатор напряжения на место

Трансформатор потенциала – это небольшое, но важное связующее звено между высоковольтной сетью и низковольтными приборами, которые ее контролируют. Он безопасно снижает напряжение, удерживает соотношение и фазу в жестких пределах и обеспечивает изоляцию, защищающую людей и механизмы управления.

При указании ПТ проверьте соотношение, класс точности, нагрузку, уровень изоляции и вторичное подключение; выберите блок, рассчитанный на максимальное напряжение системы и схему заземления; и соблюдайте правила вторичной цепи: никогда не замыкайте накоротко вторичную обмотку трансформатора тока, никогда не размыкайте вторичную обмотку трансформатора тока и всегда заземляйте вторичную обмотку. И если проекту действительно нужен трансформатор, несущий нагрузку, помните, что PT — это глаза системы защиты, а не замена самого силового трансформатора.