इन्स्ट्रुमेंट व्होल्टेज ट्रान्सफॉर्मर्स

व्होल्टेज ट्रान्सफॉर्मरच्या ऑपरेशनचा उद्देश आणि तत्त्व

मापन व्होल्टेज ट्रान्सफॉर्मरचा वापर AC इंस्टॉलेशन्समध्ये पुरवलेला उच्च व्होल्टेज मीटर आणि रिलेला संरक्षण आणि ऑटोमेशनसाठी खाली करण्यासाठी केला जातो.

थेट उच्च व्होल्टेज कनेक्शनसाठी खूप अवजड उपकरणे आणि रिलेची आवश्यकता असते कारण त्यांना उच्च व्होल्टेज इन्सुलेशनसह लागू करण्याची आवश्यकता असते. अशा उपकरणांचे उत्पादन आणि वापर व्यावहारिकदृष्ट्या अशक्य आहे, विशेषत: 35 केव्ही आणि त्यावरील व्होल्टेजवर.

व्होल्टेज ट्रान्सफॉर्मरचा वापर उच्च व्होल्टेज मोजण्यासाठी मानक मोजमाप यंत्रांचा वापर करण्यास परवानगी देतो, त्यांची मापन मर्यादा विस्तृत करते; व्होल्टेज ट्रान्सफॉर्मरद्वारे जोडलेल्या रिले कॉइलमध्ये मानक आवृत्त्या देखील असू शकतात.

याव्यतिरिक्त, व्होल्टेज ट्रान्सफॉर्मर उच्च व्होल्टेजपासून मापन उपकरणे आणि रिले वेगळे (वेगळे) करतो, ज्यामुळे त्यांच्या सेवेची सुरक्षितता सुनिश्चित होते.

व्होल्टेज ट्रान्सफॉर्मर मोठ्या प्रमाणावर उच्च व्होल्टेज इलेक्ट्रिकल इंस्टॉलेशन्समध्ये वापरले जातात, अचूकता त्यांच्या ऑपरेशनवर अवलंबून असते विद्युत मोजमाप आणि वीज मीटरिंग, तसेच रिले संरक्षण आणि आपत्कालीन ऑटोमेशनची विश्वासार्हता.

मापन व्होल्टेज ट्रान्सफॉर्मर, डिझाइन तत्त्वानुसार, वेगळे नाही वीज पुरवठा स्टेप-डाउन ट्रान्सफॉर्मर… यात स्टीलचा कोर असतो ज्यामध्ये इलेक्ट्रिकल स्टील शीट प्लेट्स, एक प्राथमिक वळण आणि एक किंवा दोन दुय्यम विंडिंग असतात.

अंजीर मध्ये. 1a एकल दुय्यम वळण असलेल्या व्होल्टेज ट्रान्सफॉर्मरचे योजनाबद्ध आकृती दर्शविते. प्राथमिक वळणावर उच्च व्होल्टेज U1 लागू केले जाते आणि दुय्यम व्होल्टेज U2 शी मोजण्याचे साधन जोडलेले असते. प्राथमिक आणि दुय्यम विंडिंग्सची सुरुवात A आणि a अक्षरांनी चिन्हांकित केली जाते, X आणि x ने समाप्त होते. अशा पदनाम सामान्यतः व्होल्टेज ट्रान्सफॉर्मरच्या शरीरावर त्याच्या विंडिंग्सच्या टर्मिनल्सच्या पुढे लागू केले जातात.

प्राथमिकचे रेट केलेले व्होल्टेज ते दुय्यमचे रेट केलेले व्होल्टेज याला रेटेड व्होल्टेज म्हणतात. परिवर्तन घटक व्होल्टेज ट्रान्सफॉर्मर Kn = U1nom / U2nom

तांदूळ. 1. व्होल्टेज ट्रान्सफॉर्मरची योजना आणि वेक्टर आकृती: a — डायग्राम, b — व्होल्टेज व्हेक्टर डायग्राम, c — व्होल्टेज व्हेक्टर डायग्राम

जेव्हा व्होल्टेज ट्रान्सफॉर्मर त्रुटींशिवाय कार्य करतो, तेव्हा त्याचे प्राथमिक आणि दुय्यम व्होल्टेज टप्प्यात जुळतात आणि त्यांच्या मूल्यांचे गुणोत्तर Kn सारखे असते. परिवर्तन घटक Kn = 1 व्होल्टेज U2= U1 (Fig. 1, c) सह.

आख्यायिका: H — एक टर्मिनल ग्राउंड आहे; ओ - सिंगल-फेज; टी - तीन-चरण; के - कॅस्केड किंवा भरपाई कॉइलसह; F — s पोर्सिलेन बाह्य इन्सुलेशन; एम - तेल; सी - कोरडे (हवा इन्सुलेशनसह); ई - कॅपेसिटिव्ह; D हा विभाजक आहे.

प्राथमिक वळण (HV) टर्मिनल्सना सिंगल-फेजसाठी A, X आणि थ्री-फेज ट्रान्सफॉर्मरसाठी A, B, C, N असे लेबल दिले जाते. दुय्यम वळण (LV) चे मुख्य टर्मिनल अनुक्रमे a, x आणि a, b, c, N, दुय्यम अतिरिक्त वळणाचे टर्मिनल — ad techend चिन्हांकित केले आहेत.

प्रथम प्राथमिक आणि दुय्यम विंडिंग्स अनुक्रमे A, B, C आणि a, b, c टर्मिनल्सशी जोडलेले आहेत. मुख्य दुय्यम विंडिंग्स सहसा तारा (कनेक्शन गट 0) मध्ये जोडलेले असतात, अतिरिक्त - ओपन डेल्टा योजनेनुसार. तुम्हाला माहिती आहे की, नेटवर्कच्या सामान्य ऑपरेशन दरम्यान, अतिरिक्त विंडिंगच्या टर्मिनल्सवरील व्होल्टेज शून्याच्या जवळ असते (असंतुलित व्होल्टेज Unb = 1 — 3 V), आणि पृथ्वीच्या दोषांसाठी ते 3UO व्होल्टेजच्या मूल्याच्या तिप्पट असते. शून्य अनुक्रम UO फेज सह.

ग्राउंडेड न्यूट्रल असलेल्या नेटवर्कमध्ये, कमाल मूल्य 3U0 फेज व्होल्टेजच्या बरोबरीचे असते, पृथक् - तीन-फेज व्होल्टेज तणावासह. त्यानुसार, रेटेड व्होल्टेज Unom = 100 V आणि 100/3 V चे अतिरिक्त विंडिंग केले जातात.

रेटेड व्होल्टेज टीव्ही हे त्याचे रेट केलेले व्होल्टेज प्राथमिक विंडिंग आहे; हे मूल्य इन्सुलेशन वर्गापेक्षा वेगळे असू शकते. दुय्यम विंडिंगचे नाममात्र व्होल्टेज 100, 100/3 आणि 100/3 V असे गृहीत धरले जाते. साधारणपणे, व्होल्टेज ट्रान्सफॉर्मर नो-लोड मोडमध्ये कार्य करतात.

दोन दुय्यम विंडिंगसह इन्स्ट्रुमेंट व्होल्टेज ट्रान्सफॉर्मर

दोन दुय्यम विंडिंग असलेले व्होल्टेज ट्रान्सफॉर्मर, पॉवरिंग मीटर आणि रिले व्यतिरिक्त, वेगळ्या तटस्थ असलेल्या नेटवर्कमध्ये पृथ्वी दोष सिग्नलिंग उपकरणे ऑपरेट करण्यासाठी किंवा अर्थेड न्यूट्रल असलेल्या नेटवर्कमध्ये पृथ्वी दोष संरक्षणासाठी डिझाइन केलेले आहेत.

दोन दुय्यम विंडिंग्ससह व्होल्टेज ट्रान्सफॉर्मरचा एक योजनाबद्ध आकृती अंजीर मध्ये दर्शविला आहे. 2, अ. दुस-या (अतिरिक्त) विंडिंगचे टर्मिनल्स, जे सिग्नलिंगसाठी किंवा पृथ्वीवरील दोषांच्या बाबतीत संरक्षणासाठी वापरले जातात, त्यांना ad आणि xd असे लेबल केले जाते.

अंजीर मध्ये. 2.6 थ्री-फेज नेटवर्कमध्ये अशा तीन व्होल्टेज ट्रान्सफॉर्मरच्या समावेशाचे आकृती दर्शविते. प्राथमिक आणि मुख्य दुय्यम विंडिंग तारा जोडलेले आहेत. प्राथमिक वळणाचे तटस्थ ग्राउंड केलेले आहे. मुख्य दुय्यम विंडिंग्सपासून मीटर आणि रिलेवर तीन टप्पे आणि तटस्थ लागू केले जाऊ शकतात. अतिरिक्त दुय्यम विंडिंग्स ओपन डेल्टामध्ये जोडलेले आहेत. यामधून, तीनही टप्प्यांच्या फेज व्होल्टेजची बेरीज सिग्नलिंग किंवा संरक्षणात्मक उपकरणांना दिली जाते.

नेटवर्कच्या सामान्य ऑपरेशनमध्ये ज्यामध्ये व्होल्टेज ट्रान्सफॉर्मर जोडलेला आहे, ही वेक्टर बेरीज शून्य आहे. अंजीरमधील वेक्टर आकृत्यांमधून हे पाहिले जाऊ शकते. 2, c, जेथे Ua, Vb आणि Uc हे प्राथमिक विंडिंगला लागू केलेल्या फेज व्होल्टेजचे वेक्टर आहेत आणि Uad, Ubd आणि Ucd — प्राथमिक आणि दुय्यम अतिरिक्त विंडिंग्सचे व्होल्टेज वेक्टर आहेत. दुय्यम अतिरिक्त विंडिंग्सचे व्होल्टेज, संबंधित प्राथमिक विंडिंग्सच्या वेक्टरच्या दिशेने योगायोगाने (चित्र 1, c प्रमाणेच).

तांदूळ. 2. दोन दुय्यम विंडिंगसह व्होल्टेज ट्रान्सफॉर्मर. a — आकृती; b — तीन-फेज सर्किटमध्ये समावेश; c — वेक्टर आकृती

Uad, Ubd आणि Ucd वेक्टर्सची बेरीज अतिरिक्त विंडिंग्ज जोडण्याच्या योजनेनुसार एकत्रित करून प्राप्त केली जाते, तर असे गृहीत धरले जाते की प्राथमिक आणि दुय्यम व्होल्टेजच्या दोन्ही व्हेक्टरचे बाण ट्रान्सफॉर्मर विंडिंगच्या सुरूवातीस अनुरूप आहेत.

आकृतीमध्ये फेज सी वळणाचा शेवट आणि फेज A वळणाच्या सुरूवातीदरम्यान परिणामी व्होल्टेज 3U0 शून्य आहे.

वास्तविक परिस्थितीत, खुल्या डेल्टाच्या आउटपुटमध्ये सामान्यतः नगण्य असंतुलित व्होल्टेज असते, रेट केलेल्या व्होल्टेजच्या 2 ते 3% पेक्षा जास्त नसते. हा असंतुलन दुय्यम फेज व्होल्टेजच्या नेहमीच्या किंचित असममिततेमुळे आणि सायनसॉइडपासून त्यांच्या वक्र आकाराच्या थोड्या विचलनामुळे निर्माण होतो.

ओपन डेल्टा सर्किटवर लागू केलेल्या रिलेच्या विश्वासार्ह ऑपरेशनची हमी देणारा व्होल्टेज केवळ व्होल्टेज ट्रान्सफॉर्मरच्या प्राथमिक वळणाच्या बाजूला पृथ्वीवरील दोषांच्या घटनेत दिसून येतो. पृथ्वीवरील दोष न्यूट्रलमधून प्रवाहाच्या मार्गाशी संबंधित असल्याने, सममितीय घटकांच्या पद्धतीनुसार ओपन डेल्टाच्या आउटपुटवर परिणामी व्होल्टेजला शून्य-अनुक्रम व्होल्टेज म्हणतात आणि 3U0 दर्शविला जातो. या नोटेशनमध्ये, क्रमांक 3 सूचित करतो की या सर्किटमधील व्होल्टेज तीन टप्प्यांची बेरीज आहे. पदनाम 3U0 अलार्म किंवा संरक्षण रिले (चित्र 2.6) वर लागू केलेल्या ओपन डेल्टा आउटपुट सर्किटचा देखील संदर्भ देते.

तांदूळ. 3. सिंगल-फेज अर्थ फॉल्टसह प्राथमिक आणि दुय्यम अतिरिक्त विंडिंग्सच्या व्होल्टेजचे वेक्टर आकृती: a — ग्राउंडेड न्यूट्रल असलेल्या नेटवर्कमध्ये, b — पृथक तटस्थ असलेल्या नेटवर्कमध्ये.

व्होल्टेज 3U0 मध्ये सिंगल-फेज पृथ्वी फॉल्टसाठी सर्वोच्च मूल्य आहे.हे लक्षात घेतले पाहिजे की पृथक तटस्थ असलेल्या नेटवर्कमध्ये व्होल्टेज 3U0 चे कमाल मूल्य पृथ्वीच्या तटस्थ असलेल्या नेटवर्कपेक्षा खूप जास्त आहे.

व्होल्टेज ट्रान्सफॉर्मर्सच्या सामान्य स्विचिंग योजना

एक वापरून सर्वात सोपी योजना सिंगल फेज व्होल्टेज ट्रान्सफॉर्मरअंजीर मध्ये दर्शविले आहे. 1, a, मोटर कॅबिनेट सुरू करताना आणि AVR डिव्हाइसचे व्होल्टमीटर आणि व्होल्टेज रिले चालू करण्यासाठी 6-10 kV स्विचिंग पॉइंटवर वापरले जाते.

आकृती 4 तीन-फेज दुय्यम सर्किट्स पुरवण्यासाठी सिंगल-फेज सिंगल-विंडिंग व्होल्टेज ट्रान्सफॉर्मर्ससाठी कनेक्शन आकृती दर्शविते. तीन स्टार सिंगल-फेज ट्रान्सफॉर्मर्सचा समूह अंजीर मध्ये दर्शविला आहे. 4, a, पृथक् तटस्थ आणि शाखा नसलेल्या नेटवर्कसह 0.5-10 kV च्या विद्युत प्रतिष्ठानांमध्ये इन्सुलेशन मॉनिटरिंगसाठी मोजमाप साधने, मापन यंत्रे आणि व्होल्टमीटरचा वापर केला जातो, जेथे सिंगल-फेज ग्राउंडिंगच्या घटनेचे सिग्नलिंग आवश्यक नसते.

या व्होल्टमीटर्सवर "पृथ्वी" शोधण्यासाठी, त्यांनी टप्प्याटप्प्याने आणि पृथ्वीमधील प्राथमिक व्होल्टेजची विशालता दर्शविली पाहिजे (चित्र 3.6 मधील वेक्टर आकृती पहा). या उद्देशासाठी, एचव्ही विंडिंग्सचे तटस्थ अर्थ केले जाते आणि व्होल्टमीटर दुय्यम टप्प्यातील व्होल्टेजशी जोडलेले असतात.

सिंगल-फेज अर्थ फॉल्ट्सच्या बाबतीत, व्होल्टेज ट्रान्सफॉर्मर दीर्घकाळ ऊर्जावान राहू शकतात, त्यांचे रेट केलेले व्होल्टेज पहिल्या लाइन-टू-लाइन व्होल्टेजशी जुळले पाहिजे. परिणामी, सामान्य मोडमध्ये, फेज व्होल्टेजवर चालत असताना, प्रत्येक ट्रान्सफॉर्मरची शक्ती, आणि म्हणून संपूर्ण गटाची, एकदा √3 ने कमी होते. सर्किटमध्ये शून्य दुय्यम विंडिंग ग्राउंड असल्याने, तिन्ही टप्प्यांमध्ये दुय्यम फ्यूज स्थापित केले जातात. .

तांदूळ. 4.एका दुय्यम विंडिंगसह सिंगल-फेज व्होल्टेज मोजणाऱ्या ट्रान्सफॉर्मरचे कनेक्शन आकृती: a — 0.5 — 10 kV च्या इलेक्ट्रिकल इंस्टॉलेशन्ससाठी पृथक शून्य, b — इलेक्ट्रिकल इंस्टॉलेशन्ससाठी ओपन डेल्टा सर्किट 0.38 — 10 kV, c — साठी समान इलेक्ट्रिकल इंस्टॉलेशन्स 6 — 35 kV, d — व्होल्टेज ट्रान्सफॉर्मर 6 — 18 kV चा समावेश सिंक्रोनस मशीन्सच्या ARV डिव्हाइसेसना पॉवर करण्यासाठी त्रिकोणी तारा योजनेनुसार.

अंजीर मध्ये. 4.6 आणि व्होल्टेज ट्रान्सफॉर्मर्सची शक्ती मोजण्याचे उपकरण, मीटर आणि फेज-फेज व्होल्टेजशी जोडलेले रिले ओपन डेल्टा सर्किटमध्ये जोडलेले आहेत. ही योजना अचूकतेच्या कोणत्याही वर्गात व्होल्टेज ट्रान्सफॉर्मर ऑपरेट करताना Uab, Ubc, U°C या रेषांमधील सममितीय व्होल्टेज प्रदान करते.

फंक्शन ओपन डेल्टा सर्किट हे ट्रान्सफॉर्मर्सच्या पॉवरचा अपुरा वापर आहे, कारण अशा दोन ट्रान्सफॉर्मर्सच्या ग्रुपची पॉवर पूर्ण त्रिकोणामध्ये जोडलेल्या तीन ट्रान्सफॉर्मर्सच्या ग्रुपच्या पॉवरपेक्षा 1.5 पटीने नाही तर √3 ने कमी असते. एकदा

अंजीर मध्ये आकृती. 4, b चा वापर इलेक्ट्रिकल इंस्टॉलेशन्स 0.38 -10 केव्हीच्या अनब्रॅंच्ड व्होल्टेज सर्किट्स पुरवण्यासाठी केला जातो, ज्यामुळे दुय्यम सर्किट्सचे ग्राउंडिंग व्होल्टेज ट्रान्सफॉर्मरवर थेट स्थापित केले जाऊ शकते.

अंजीर मध्ये दर्शविलेल्या सर्किटच्या दुय्यम सर्किट्समध्ये. 4, c, फ्यूजऐवजी, डबल-पोल ब्रेकर स्थापित केला जातो, जेव्हा तो ट्रिगर होतो, तेव्हा ब्लॉकचा संपर्क सिग्नल सर्किट बंद करतो «व्होल्टेज व्यत्यय»... दुय्यम विंडिंग्जचे ग्राउंडिंग शिल्डवर चालते. फेज बी, जो अतिरिक्त फ्यूजद्वारे थेट व्होल्टेज ट्रान्सफॉर्मरवर ग्राउंड केला जातो.स्विच दृश्यमान ब्रेकसह व्होल्टेज ट्रान्सफॉर्मरच्या दुय्यम सर्किट्सचे डिस्कनेक्शन सुनिश्चित करते. ही योजना दोन किंवा अधिक व्होल्टेज ट्रान्सफॉर्मरमधून ब्रँच्ड सेकंडरी सर्किट्स फीड करताना 6 — 35 kV च्या इलेक्ट्रिकल इंस्टॉलेशन्समध्ये वापरली जाते.

अंजीर मध्ये. 4, g व्होल्टेज ट्रान्सफॉर्मर डेल्टा सर्किट — तारेनुसार जोडलेले आहेत, दुय्यम लाइन U = 173 V वर व्होल्टेज प्रदान करतात, जे सिंक्रोनस जनरेटर आणि कम्पेन्सेटर्सच्या ऑटोमॅटिक एक्सिटेशन कंट्रोल डिव्हाइसेस (एआरव्ही) शक्तीसाठी आवश्यक आहे. एआरव्ही ऑपरेशनची विश्वासार्हता वाढविण्यासाठी, दुय्यम सर्किट्समध्ये फ्यूज स्थापित केले जात नाहीत, ज्यास परवानगी आहे PUE शाखा नसलेल्या व्होल्टेज सर्किट्ससाठी.

हे देखील पहा: व्होल्टेज ट्रान्सफॉर्मर मोजण्याचे कनेक्शन आकृती