Назначение и основные элементы конструкции электромагнитных трансформаторов напряжения

Трансформатор напряжения предназначен для понижения высокого напряжения до стандартного значения 100 или 100/√3 В и для отделения цепей измерения и релейной защиты от первичных цепей высокого напряжения.

Электромагнитный трансформатор напряжения (ТН) имеет замкнутый магнитопровод 2 (рис. 1 ) и две обмотки — первичную 1 (с выводами A и X и числом витков w₁) и вторичную 3 (с выводами a и x и числом витков w₂). Первичная обмотка включена на напряжение сети U₁, а ко вторичной обмотке (напряжение U₂) присоединены параллельно катушки измерительных приборов и реле. Такое взаимное присоединение приборов и реле обеспечивает на них одно и то же напряжение U₂. ТН может иметь и две вторичных обмотки расположенные на том же магнитопроводе.

Обязательным элементом конструкции ТН является изоляция: изоляция между витками обмоток, изоляция обмоток от магнитопровода и изоляция между обмотками. Для безопасности обслуживания один выход вторичной обмотки заземлен. Это заземление должно защитить вторичные цепи от высокого напряжения в случае пробоя изоляции между первичной и вторичной обмотками.

Трансформатор напряжения в отличие от трансформатора тока работает в режиме, близком к холостому ходу, так как сопротивление параллельных катушек приборов и реле большое, а ток, потребляемый ими, невелик. По этой причине для ТН не опасен разрыв вторичной цепи, но опасно короткое замыкание во вторичной цепи, так как в этом случае в обмотках ТН будут протекать большие токи. От длительного протекания этих токов защищает плавкий предохранитель F со стороны вторичной обмотки. От токов замыкания в обмотках самого ТН служат плавкие предохранители F со стороны первичной обмотки.

Рис. 1 Принципиальная конструкция однофазного трансформатора напряжения с одной вторичной обмоткой и подключение его к первичной и вторичной цепи.

Номинальный коэффициент трансформации ТН определяется следующим выражением:

где U1ном, U2ном — номинальные первичное и вторичное напряжение соответственно. Коэффициент трансформации примерно может быть выражен через отношение чисел витков обмоток: KU≈w1/w2. Чтобы ТН уменьшал первичное напряжение, необходимо выполнение условия: w₁> w₂.