W obwodach prądu przemiennego często stosuje się maszyny elektryczne zwane transformatorami. Wszystkie mają na celu przeliczanie wartości prądu, ale zadania w tym samym czasie mogą być zupełnie inne. Dlatego w elektrotechnice istnieją takie koncepcje, jak przekładnik prądowy (CT), napięciowy (VT) i transformator mocy (TC). Każdy z nich będzie działał tylko z prawidłowym podłączeniem uzwojeń transformatora.
Co to jest przekładnik prądowy
Przekładniki prądowe są urządzeniami elektrycznymi stosowanymi w obwodach wysokoprądowych w celu wykonywania bezpiecznych pomiarów prądu, a także do podłączania urządzeń zabezpieczających o niskiej rezystancji wewnętrznej.
Konstrukcyjnie takie urządzenia to transformatory małej mocy połączone szeregowo w obwód urządzeń elektrycznych, w którym występuje średni i wysoki poziom napięcia. Odczyty są pobierane w obwodzie wtórnym przyrządu.
Normy dla przekładników prądowych standaryzują takie wskaźniki techniczne urządzeń:
- Współczynnik transformacji.
- Fazazmiana.
- Wytrzymałość materiału izolacyjnego.
- Wartość ładowności w wtórnym.
- Oznaczenia zacisków.
Główną zasadą, o której należy pamiętać podczas montażu schematu połączeń uzwojeń przekładnika prądowego, jest niedopuszczalność biegu jałowego w obwodzie wtórnym. Na tej podstawie można wybrać następujące tryby pracy dla TT:
- Podłączanie rezystancji obciążenia.
- Praca zwarciowa (zwarcie).
Co to jest przekładnik napięciowy
Oddzielna grupa transformatorów stosowana w sieciach prądu przemiennego o napięciach powyżej 380 V. Głównym zadaniem urządzeń jest zasilanie przyrządów pomiarowych (IP), obwodów ochronnych przekaźników oraz izolacja galwaniczna urządzeń od linii wysokiego napięcia dla bezpieczeństwa personelu zajmującego się konserwacją.
Konstrukcja HP nie różni się zasadniczo od TS. Obniżają napięcie do 100 V, które jest już dostarczane do IP. Skale przyrządów są kalibrowane z uwzględnieniem przekładni transformacji mierzonego napięcia na uzwojeniu pierwotnym.
Co to jest transformator mocy
Głównymi maszynami elektrycznymi używanymi w podstacjach iw domu są transformatory mocy. Pełnią rolę konwerterów napięcia jednej wartości na drugą, zachowując jednocześnie kształt sygnału elektrycznego. Istnieją maszyny elektryczne obniżające i podwyższające.
TS są trójfazowe i jednofazowe dla dwóch lub trzech uzwojeń. Trójfazowe są zwykle używane do redystrybucji energii w potężnym elektrycznymsieci jednofazowe można znaleźć w każdym sprzęcie gospodarstwa domowego, takim jak zasilacze.
Schematy połączeń uzwojeń przekładników prądowych
Istnieją takie podstawowe schematy podłączania uzwojeń wtórnych przekładnika prądowego podczas zasilania przekaźników ochronnych:
- Schemat pełnej gwiazdy. W takim przypadku przekładniki prądowe są przełączane we wszystkich liniach fazowych. Ich uzwojenia wtórne są połączone w gwiazdę z uzwojeniami przekaźnika. Wszystkie zaciski CT o tej samej wartości muszą zbiegać się do punktu zerowego. Zgodnie z tym schematem przekaźnik zareaguje na zwarcie (zwarcie) dowolnej fazy. W przypadku zwarcia na szynie uziemiającej przekaźnik zadziała w gwiazdę (w przewodzie zerowym).
- Schemat łączenia uzwojeń transformatora w niekompletną gwiazdę. Ta opcja obejmuje instalację przekładnika prądowego nie na wszystkich fazach, tylko na dwóch. Uzwojenia wtórne są również podłączone do przekaźnika gwiazdowego. Taki schemat jest skuteczny tylko przy zwarciu między fazami. Jeśli faza jest zwarta do zera (gdzie nie zainstalowano przekładnika prądowego), system zabezpieczający nie będzie działał.
- Schemat transformatorów, gwiazda na przekaźnikach. Tutaj przekładniki prądowe są połączone szeregowo z trójkątem z przeciwległymi zaciskami uzwojeń wtórnych. Wierzchołki tego trójkąta przechodzą do promieni gwiazdy, w której zainstalowany jest przekaźnik. Jest używany do takich typów schematów ochrony jak zdalny i różnicowy.
- SchematPołączenia przekładników prądowych zgodnie z zasadą różnicy dwóch faz. Obwód reaguje tylko na zwarcia międzyfazowe z wymaganą czułością.
- Obwód filtrowania prądu o zerowej sekwencji.
Schematy połączeń uzwojeń przekładników napięciowych
W odniesieniu do przekładników napięciowych, gdy zasilają one zabezpieczenia przekaźników i sprzęt pomiarowy, wykorzystują zarówno napięcie międzyfazowe, jak i napięcie sieciowe (między fazą a ziemią). Najczęściej używane schematy są oparte na zasadzie otwartego trójkąta i niepełnej gwiazdy.
Trójkąt jest używany, gdy potrzebne są dwa lub trzy napięcia międzyfazowe, gwiazda przy podłączaniu trzech przekładników napięciowych, jeśli napięcia fazowe i liniowe są używane jednocześnie do pomiarów i ochrony.
W przypadku urządzeń elektrycznych z dwoma dodatkowymi uzwojeniami wtórnymi stosowany jest obwód przełączający, w którym uzwojenia główne celów pierwotnych i wtórnych są połączone gwiazdą. Za pomocą otwartego trójkąta montowane są dodatkowe uzwojenia. Za pomocą tego obwodu można uzyskać napięcie 0-tej sekwencji dla odpowiedzi układu przekaźnikowego na zwarcie w obwodzie z uziemionym przewodem.
Schematy połączeń uzwojeń transformatorów mocy
W przypadku sieci trójfazowych istnieją trzy główne schematy łączenia uzwojeń transformatorów mocy. Każdy ze sposobów takiego połączenia ma swój wpływ na tryb pracy transformatora.
Połączenie w gwiazdę występuje, gdy istnieje wspólny punkt połączenia początków lub końców wszystkich uzwojeń (punkt zerowy). Oto następującewzór:
- Prądy fazowe i liniowe mają tę samą wartość.
- Napięcie fazowe (między fazą a przewodem neutralnym) jest mniejsze niż napięcie liniowe (między fazami) o pierwiastek kwadratowy z 3.
W odniesieniu do uzwojeń wysokiego (WN), średniego (SN) i niskiego (nn) napięcia, częściej stosowane są schematy:
- Połącz uzwojenia WN gwiazdą, prowadząc przewód od punktu zerowego w celu zwiększania i zmniejszania T dowolnej mocy.
- Uzwojenia CH są połączone w ten sam sposób.
- Uzwojenia WN rzadko są połączone w gwiazdę dla transformatorów obniżających napięcie, ale kiedy tak się dzieje, przewód neutralny jest wyprowadzony.
Połączenie trójkątne polega na podłączeniu transformatora szeregowo w obwód, w którym początek jednego uzwojenia styka się z końcem drugiego, a początek drugiego z końcem ten ostatni i początek drugiego z końcem pierwszego. Z wierzchołków trójkąta znajdują się wyloty prądu. W takim schemacie połączeń dla uzwojeń transformatora trójfazowego istnieje wzór:
- Napięcia fazowe i sieciowe mają tę samą wartość.
- Prądy fazowe są mniejsze niż prądy liniowe o pierwiastek kwadratowy z 3.
W trójkącie z reguły uzwojenia niskiego napięcia dowolnego trójfazowego T obniżającego i podwyższającego napięcie są połączone z dwoma, trzema uzwojeniami, a także mocną jednofazową montowaną w grupach. W przypadku WN i SN połączenie w trójkąt nie jest zwykle używane.
Połączenie zygzak-gwiazda charakteryzuje się wyrównaniem strumienia magnetycznego w fazach transformatora, jeśli obciążenie ich w uzwojeniach wtórnych jest nierównomiernie rozłożone.
Schematy i grupy do łączenia uzwojeń transformatora
Oprócz schematów połączeń istnieją grupy, które są rozumiane jako nic innego jak przesunięcie kierunków wektorów liniowej siły elektromotorycznej uzwojeń pierwotnych względem siły elektromotorycznej w uzwojeniach wtórnych. Te rozbieżności kątowe mogą się różnić w zakresie 360 stopni. Czynniki, które determinują grupę to:
- Kierunek zwojów uzwojenia.
- Metoda lokalizacji na rdzeniu cewki.
Dla wygody wyznaczania grup przyjęliśmy godzinową liczbę kątową podzieloną przez 30 stopni. W związku z tym było 12 grup (od 0 do 11). Przy wszystkich podstawowych schematach połączeń uzwojeń transformatora możliwe są wszystkie przemieszczenia o kąt wielokrotności 30 stopni.
Jaka jest trzecia harmoniczna dla
W elektrotechnice istnieje pojęcie prądu magnesującego. To on tworzy siłę elektromotoryczną (EMF). Postać takiego prądu nie jest sinusoidalna, ponieważ występują tu składowe wyższych harmonicznych. Trzecia harmoniczna odpowiada za przesyłanie krzywej napięcia fazowego bez zniekształceń (postać odkształcona jest niepożądana dla pracy urządzenia).
Aby uzyskać trzecią harmoniczną, warunkiem wstępnym jest połączenie w trójkąt przynajmniej jednego uzwojenia. Jeżeli schemat połączeń uzwojenia transformatora gwiazda-gwiazda przyjmiemy jako podstawowy, na przykład w transformatorach z dwoma uzwojeniami, nie da się uzyskać trzeciej harmonicznej bez dodatkowej interwencji technicznej. Następnie trzecie uzwojenie jest nawijane na transformator, który jest połączony w trójkąt, czasem bez wyprowadzeń.
