Transformador de voltage

Transformador de voltaje (VT) : una de las variedades de transformador reductor , diseñado para la medición segura de voltaje en redes de alto voltaje (por encima de 1000 V). El devanado primario del VT está diseñado para el voltaje nominal de la instalación eléctrica, y el voltaje de los devanados secundarios está estandarizado, generalmente 100V. En consecuencia, el devanado del voltímetro conectado también está diseñado para 100 V, sin embargo, la escala del dispositivo no indica el voltaje secundario, sino el primario. Entonces, por ejemplo, si el voltaje medido es de 10,000 V, entonces se selecciona un transformador de medición cuya relación de transformación es 100. Esto elimina la necesidad de cálculos adicionales.

Los transformadores de tensión también se pueden utilizar en instalaciones de baja tensión (hasta 1000 V), para el aislamiento galvánico del instrumento de medida de la red eléctrica.

Cómo funciona

El transformador de tensión de medición según el dispositivo y el principio de funcionamiento difiere poco del transformador reductor de potencia. La única diferencia es que los TT están diseñados para muy baja potencia: el modo normal de funcionamiento del transformador de tensión de medida es el modo inactivo.

El TT consta de un núcleo de acero formado por láminas de acero eléctrico, un devanado primario y uno o dos devanados secundarios. Como resultado de la fabricación, se debe lograr la clase de precisión requerida: en amplitud y ángulo. Los transformadores de tensión trifásicos con terminales cero retirados se fabrican en un circuito magnético de cinco núcleos de modo que, en caso de cortocircuito en el lado de alta tensión, el flujo magnético total se cierra a lo largo del núcleo de acero (cuando se cortocircuita a través del aire, se produce un gran se produce corriente, lo que lleva al sobrecalentamiento del transformador). Los transformadores trifásicos con circuito magnético de tres núcleos, por las razones anteriores, no tienen terminales cero externos y no se utilizan para registrar "fallas a tierra". Cuanto menos se carga el devanado secundario del transformador de tensión (es decir, cuanto mayor es la resistencia en el circuito del devanado secundario), la relación de transformación real Kt se acerca más al valor nominal. Esto es especialmente importante cuando se conectan instrumentos de medición al circuito secundario, ya que la relación de transformación afecta la precisión de la medición. Dependiendo de la carga, el mismo transformador de tensión puede operar en diferentes clases de precisión: 0,5; una; 3.

Tipos de transformadores de tensión

Transformador de tensión con conexión a tierra: un transformador de tensión monofásico, cuyo extremo del devanado primario debe estar firmemente conectado a tierra , o un transformador de tensión trifásico, cuyo neutro del devanado primario debe estar firmemente conectado a tierra (un transformador con aislamiento debilitado). de uno de los terminales es un TT tipo ZNOM monofásico o TT tipo NTMI trifásico y US).
Transformador de tensión sin conexión a tierra: un transformador de tensión en el que todas las partes del devanado primario, incluidos los terminales, están aisladas de tierra a un nivel correspondiente a la clase de tensión.
Transformador de voltaje en cascada: un transformador de voltaje, cuyo devanado primario se divide en varias secciones conectadas en serie, cuya transferencia de energía a los devanados secundarios se realiza mediante devanados de conexión y ecualización. Se utiliza en instalaciones de ultra alta tensión (110 kV y superiores).
Transformador de voltaje capacitivo: un transformador de voltaje que contiene un divisor capacitivo .
Un transformador de dos devanados es un transformador de voltaje que tiene un devanado de voltaje secundario.
Un transformador de tensión de tres devanados es un transformador de tensión que tiene dos devanados secundarios: el principal y el secundario. La mayoría de los VT son de tres devanados.
Transformador de voltaje optoelectrónico - tipo experimental VT; a diferencia de un transformador de voltaje convencional (electromagnético), funciona con un principio físico diferente. Diseñado para medidas en instalaciones de ultra alta tensión (750 kV y más), ya que los transformadores de tensión electromagnéticos para tensiones tan altas son demasiado voluminosos.

Aplicación

Si en un sistema trifásico existen varios devanados secundarios, los principales se conectan “en estrella”, formando salidas de tensión de fase a , b , c y un punto cero común o , que debe ser puesto a tierra para evitar consecuencias de aislamiento. ruptura del devanado primario (en la práctica, la fase suele estar conectada a tierra " b " devanados LV del transformador de voltaje). Los devanados adicionales generalmente se conectan en una conexión delta abierta para controlar el voltaje de secuencia cero. En modo normal, este voltaje está en el rango de 1-3 V debido al error de los devanados, aumentando bruscamente en situaciones de emergencia en circuitos de alto voltaje, lo que permite conectar fácilmente dispositivos de protección y automatización de relés de alta velocidad (por ejemplo, circuitos con neutro aislado, generalmente en una señal). Para registrar la tierra en la red, es necesario poner a tierra el borne cero del devanado de AT del transformador de tensión (para el paso de armónicos de secuencia cero).

Las características de funcionamiento de los transformadores de tensión están reguladas por el capítulo 1.5 de las Normas de Instalación Eléctrica . Por lo tanto, la carga de los devanados secundarios de los transformadores de medida a los que se conectan los contadores no debe exceder los valores nominales. La sección transversal y la longitud de los alambres y cables en los circuitos de voltaje de los medidores de liquidación deben elegirse de modo que las pérdidas de voltaje en estos circuitos no superen el 0,25% del voltaje nominal cuando se alimentan con transformadores de voltaje de clase de precisión 0,5 y no más de 0,5 % cuando se alimenta con transformadores de tensión de clase de precisión 1,0. Para garantizar este requisito, se permite utilizar cables separados desde los transformadores de tensión hasta los contadores. Las pérdidas de tensión desde los transformadores de tensión hasta los contadores técnicos contables no deben superar el 1,5 % de la tensión nominal.

Características de operación TN en redes con neutro aislado y puesto a tierra

En redes con neutro puesto a tierra, durante una falla a tierra, la tensión de la fase dañada cerca de la falla disminuye a cero, el vector se obtiene sumando los vectores de tensión de fase (la suma de vectores de fase ubicados 120 ° entre sí), y por lo tanto el voltaje aumenta al voltaje de fase. $3U_{0}$ $3U_{0}$

En redes con neutro aislado, cuando se produce un defecto a tierra, todas las tensiones de fase (referidas al punto cero) permanecen inalteradas, pero con respecto a tierra, las tensiones de fase aumentan a lineales, transformándose en el devanado secundario (con puesta a tierra obligatoria de el punto cero del devanado primario del VT) se resumen geométricamente. En este caso, los vectores de estas tensiones se ubican a 60° entre sí, entonces , donde , son las tensiones de las fases no dañadas con respecto a tierra. Dado que los voltajes de las fases no dañadas con respecto a tierra han aumentado a , entonces , es decir, aumenta a un valor triple del voltaje de fase con respecto a cero. $3U_{0}={\raíz cuadrada {3}}U_{b}={\raíz cuadrada {3}}U_{c}$ $U_{b}$ $tu_{c}$ ${\ sqrt {3}}$ $3U_{0}=3U_{f}$ $3U_{0}$

En base a las características anteriores, para transformadores de tensión para operación en redes con neutro puesto a tierra, se realiza un devanado adicional a 100 V, y para redes con neutro aislado 100/3 V.

El fenómeno de la ferroresonancia

Los transformadores de tensión en redes con neutro aislado pueden entrar en ferrorresonancia con las capacidades parásitas de las redes de distribución (este fenómeno indeseable es especialmente típico de las redes de cable), lo que puede provocar su fallo. Para evitar daños en los transformadores de tensión como consecuencia de la ferroresonancia, se han desarrollado transformadores de tensión antirresonantes del tipo NAMI(T).

Parámetros del transformador de tensión

Los siguientes parámetros se indican en la placa de características del transformador de tensión:

Tensión del devanado primario.
La tensión del devanado secundario principal: para TT monofásicos es de 100 V, para trifásicos la tensión de fase del devanado secundario es de 100/ V. $\sqrt{3}$
Tensión de secundario adicional: para redes con neutro puesto a tierra 100 V, para redes con neutro aislado 100/3 V.
Potencia nominal del transformador, en VA , según clase de precisión.
La potencia máxima del transformador, en VA.
Tensión de cortocircuito, en porcentaje.

Designaciones TN

Los transformadores de tensión domésticos tienen las siguientes designaciones de letras:

H - transformador de voltaje;
T - trifásico;
O - monofásico;
C - seco;
M - aceite;
K - cascada o con corrección;
A - antirresonante;
F - en un estuche de porcelana;
I - Control de aislamiento;
L - en una caja de epoxi fundido ;
DE - con un divisor de voltaje capacitivo;
Z - con un devanado primario conectado a tierra.

Literatura

V. N. Vavin Transformadores de voltaje y sus circuitos secundarios M., "Energy", 1977

Fuentes

GOST 18685-73. Transformadores de corriente y tensión. Términos y definiciones
Normas para la instalación de instalaciones eléctricas. Séptima edición.

Véase también

Transformador