Трансформаторы силовые — ГОСТ 30830-2002 — Обозначения схем и групп соединения обмоток трехфазных трансформаторов

Трансформаторы силовые — ГОСТ 30830-2002 — Обозначения схем и групп соединения обмоток трехфазных трансформаторов

Соединения в схемы «звезда», «треугольник» или «зигзаг» фазных обмоток трехфазного трансформатора или обмоток на одно и то же напряжение группы однофазных трансформаторов должны быть обозначены прописными буквами У, Д и Z, соответственно. Если нейтраль обмоток, соединенных в «звезду» или «зигзаг», выведена на крышку бака, то обозначение будет иметь вид Ун или Zн соответственно.
Зажимы разомкнутых обмоток фаз трехфазного трансформатора (не соединенные вместе внутри трансформатора и с выведенными на крышку бака обоими концами обмоток каждой фазы) обозначают буквами А, В, С — для обмоток ВН; Аm, Вт, Сm — для обмоток СН; а, b, с — для обмоток НН.
Для пары обмоток с автотрансформаторной связью принято обозначение «авто», например Ун авто.
Условные буквенные обозначения различных обмоток трансформатора указывают в порядке уменьшения номинального напряжения. Буквенное обозначение схем соединения всех обмоток среднего и низшего напряжений должно включать в себя указание их группы соединения в часовой символике (см. 3.10.6). На рисунке 4 показаны схемы и группы соединения обмоток трех различных трансформаторов, параметры и условные обозначения которых даны в примерах, приведенных ниже.

Рисунок 4 — Примеры обозначения схем и групп соединения обмоток трансформаторов в часовой символике

На рисунке 4 применена следующая система обозначений.
На схемах соединения и диаграммах сверху показаны обмотки высшего напряжения, внизу — обмотки низшего и, при их наличии, среднего напряжений (указаны направления векторов напряжений холостого хода).
Диаграмма векторов напряжений обмотки высшего напряжения ориентирована таким образом, чтобы вектор фазы А совпадал с 12 ч. Вектор обмотки низшего напряжения фазы А ориентирован в соответствии с указанной схемой соединения.
Вращение векторов на диаграмме направлено против часовой стрелки с последовательностью фаз А — В — С.

Примечание — Маркировку выводов трансформаторов указывают в соответствии с национальной практикой.

При наличии компенсационной обмотки (соединенной в «треугольник» и не связанной с внешней трехфазной нагрузкой) в условном обозначении после указания обмоток, связанных с нагрузкой, добавляют букву Д.
Если в конструкции трансформатора предусмотрены разные схемы соединения обмоток («последовательно-параллельное» или У—Д), то должны быть указаны обе схемы соединения обмоток с соответствующими номинальными напряжениями, например:
220 (110)/10,5 кВ, Ун (Ун)/Д — 11;
110/11 (6,35) кВ, Ун/У — 0 (Д — 11).
На заводской табличке должна быть приведена полная информация (см. 7.2, перечисление д).
Схемы и группы соединения обмоток трансформаторов и их условные обозначения должны соответствовать ГОСТ 11677.
По заказу потребителя схемы и группы соединений обмоток и маркировку их зажимов (вводов) допускается выполнять в соответствии со специальными требованиями, приведенными в приложении Г.
На заводской табличке помимо текстовой информации, приведенной в разделе 7, допускается указывать диаграммы соединения обмоток с маркировкой выводов и обозначениями встроенных трансформаторов тока, при их наличии.
Примеры условных обозначений
1 Распределительный трансформатор с обмоткой ВН на напряжение 20 кВ, соединенной в «треугольник», и обмоткой НН на напряжение 400 В, соединенной в «звезду» с выведенной нейтралью; сдвиг вектора напряжения обмотки НН относительно обмотки ВН составляет 330° (рисунок 4а):
Д/Ун — 11.
2 Трехобмоточный трансформатор с обмоткой ВН на напряжение 123 кВ, соединенной в «звезду» с выведенной нейтралью, обмоткой СН на напряжение 36 кВ, соединенной в «звезду» с выведенной нейтралью, в фазе с обмоткой ВН, но без автотрансформаторной связи, и обмоткой НН на напряжение 7,2 кВ, соединенной в «треугольник»; вектор обмотки НН отстает по фазе от векторов обмоток ВН и СН на 150° (рисунок 4б):
Ун /Ун /Д — 0 — 5
3 Группа трех однофазных автотрансформаторов на напряжение //22 кВ. Автотрансформаторные обмотки ВН и СН соединены в «звезду», обмотка НН — в «треугольник»; векторы напряжений обмоток, соединенных в «треугольник», отстают по фазе от векторов напряжений обмоток ВН на 330° (рисунок 4в):
Ун авто/Д — 0 — 11.
Такое же условное обозначение должно быть у трехфазного автотрансформатора с аналогичной схемой соединения обмоток внутри бака трансформатора.

7 Заводские таблички

Каждый трансформатор должен быть снабжен прикрепленной на видном месте заводской табличкой, изготовленной из материала, стойкого к атмосферным воздействиям, на которой несмываемым способом должны быть приведены следующие данные.
7.1 Данные, указываемые во всех случаях:
а) вид трансформатора (например, трансформатор, автотрансформатор, линейный регулировочный трансформатор и т. д.);
б) обозначение стандарта;
в) товарный знак предприятия-изготовителя;
г) заводской номер;
д) год выпуска;
е) число фаз;
ж) номинальная мощность, кВ·А или MB·А (для многообмоточных трансформаторов указывают номинальную мощность каждой обмотки, а также комбинацию нагрузок, за исключением случая, когда номинальная мощность одной из обмоток равна сумме номинальных мощностей других обмоток);
и) номинальная частота, Гц;
к) номинальные напряжения, В или кВ, и диапазон регулирования;
л) номинальные токи, А или кА;
м) условные обозначения схем и групп соединения обмоток;
н) напряжение короткого замыкания, % (для многообмоточных трансформаторов также должны быть приведены полные сопротивления короткого замыкания всех пар обмоток с указанием соответствующих им значений мощностей; для трансформаторов, имеющих обмотку с ответвлениями, также приводят данные по 5.5 и 7.2, перечисление б);
п) способ охлаждения (для трансформаторов с несколькими способами охлаждения соответствующие значения мощности могут быть выражены в процентах номинальной мощности, например М/Д 70/100 %);
р) полная масса;
с) масса изоляционного масла.
Если трансформатор имеет более одного номинального режима из-за наличия различных схем соединения обмоток, предусмотренного конструкцией, то все дополнительные номинальные режимы должны быть указаны на заводской табличке либо для каждого такого режима должна быть отдельная заводская табличка.
7.2 Дополнительные данные, указываемые при необходимости:
а) Для трансформаторов, имеющих одну или более обмотку с наибольшим рабочим напряжением Uнр > 3,6 кВ:
— сокращенное обозначение уровней изоляции (испытательных напряжений) в соответствии с ГОСТ 1516.3.
б) Для трансформаторов, имеющих обмотки с ответвлениями:
— для трансформаторов с диапазоном регулирования ± 5 % (например, для распределительных трансформаторов) указывают все напряжения ответвлений в обмотках с ответвлениями;
— для трансформаторов с диапазоном регулирования, превышающим ± 5 %, все напряжения, токи и мощности ответвлений приводят в виде таблицы. Дополнительно указывают значения полного сопротивления короткого замыкания основного и, как минимум, крайних ответвлений, предпочтительно в омах на фазу, приведенные к номинальной мощности.
в) Превышения температуры верхних слоев масла и обмоток (если они отличаются от нормированных в НД). Если трансформатор предназначен для установки на высоте, превышающей установленное в НД значение, это должно быть указано вместе с информацией о том, насколько должно быть снижено допустимое превышение температуры по сравнению с нормальными условиями окружающей среды, либо о том, насколько должна быть снижена нагрузка при установке трансформатора на указанной высоте, чтобы при этом превышение температуры не выходило за допустимые пределы (для стандартного трансформатора с нормальной мощностью охлаждения).
г) Вид электроизоляционной жидкости, если это не минеральное масло.
д) Диаграмма векторов напряжения обмоток (если условное обозначение не дает полной информации о соединениях обмоток внутри бака). Если предусмотрена возможность изменения схемы соединения обмоток внутри бака трансформатора, это должно быть указано на отдельной табличке или продублировано на основных заводских табличках. Должна быть указана схема соединения, выполненная на предприятии-изготовителе.
е) Транспортная масса (для трансформаторов с полной массой более 5 т).
ж) Масса активной части трансформатора (для трансформаторов с полной массой более 5 т).
з) Способность бака и расширителя удерживать вакуум.
Дополнительно к основной заводской табличке с данными, указанными выше, трансформатор должен быть снабжен табличками с описанием и характеристиками дополнительного оборудования (вводы, переключатели ответвлений, трансформаторы тока, специальное охлаждающее оборудование) согласно НД на него.

Буквенное обозначение силовых трансформаторов

Буквенная часть условного обозначения должна содержать обозначения в следующем порядке:

1. Назначению трансформатора (может отсутствовать)

А — автотрансформатор
Э — электропечной

2. Количество фаз

О — однофазный трансформатор
Т — трехфазный трансформатор

3. Расщепление обмоток (может отсутствовать)

Р — расщепленная обмотка НН

4. Система охлаждения

1) Сухие трансформаторы

С — естественное воздушное при открытом исполнении
СЗ — естественное воздушное при защищенном исполнении
СГ — естественное воздушное при герметичном исполнении
СД — воздушное с дутьем

2) Масляные трансформаторы

М — естественное масляное
МЗ — с естественным масляным охлаждением с защитой при помощи азотной подушки без расширителя
Д — масляное с дутьем и естественной циркуляцией масла
ДЦ — масляное с дутьем и принудительной циркуляцией масла
Ц — масляно-водяное с принудительной циркуляцией масла

3) С негорючим жидким диэлектриком (совтолом)

Н — естественное охлаждение негорючим жидким диэлектриком
НД — охлаждение негорючим жидким диэлектриком с дутьем

5. Конструктивная особенность трансформатора (в обозначении может отсутствовать)

Л — исполнение трансформатора с литой изоляцией
Т — трехобмоточный трансформатор (для двухобмоточных трансформаторов не указывают)
Н — трансформатор с РПН;
З — трансформатор без расширителя и выводами, смонтированными во фланцах на стенках бака, и с азотной подушкой
Ф — трансформатор с расширителем и выводами, смонтированными во фланцах на стенках бака
Г — трансформатор в гофробаке без расширителя — «герметичное исполнение»
У — трансформатор с симметрирующим устройством
П — подвесного исполнения на опоре ВЛ
э — трансформатор с пониженными потерями холостого хода (энергосберегающий)

6. Назначение (в обозначении может отсутствовать)

С — исполнение трансформатора для собственных нужд электростанций
П — для линий передачи постоянного тока
М — исполнение трансформатора для металлургического производства
ПН — исполнение для питания погружных электронасосов
Б — для прогрева бетона или грунта в холодное время года (бетоногрейный) , такой же литерой может обозначаться трансформатор для буровых станков
Э — для питания электрооборудования экскаваторов (экскаваторный
ТО — для термической обработки бетона и грунта, питания ручного инструмента, временного освещения

Для автотрансформаторов при классах напряжения стороны С.Н или НН 110 кВ и выше после класса напряжения стороны ВН через черту дроби указывают класс напряжения стороны СН или НН.

Примечание. Для трансформаторов, разработанных до 01.07.87, допускается указывать последние две цифры года выпуска рабочих чертежей.

Трансформатор напряжения

Трансформа́тор напряже́ния (ТН) — одна из разновидностей понижающего трансформатора, предназначенная для безопасного измерения напряжения в высоковольтных сетях (выше 1000В). Первичная обмотка ТН рассчитана на номинальное напряжение электроустановки, а напряжение вторичных обмоток стандартизировано, обычно 100В. Соответственно, обмотка подключаемого вольтметра рассчитана также на 100В, однако на шкале прибора указывается не вторичное, а первичное напряжение. Так, например, если измеряемое напряжение равно 10 000В, то выбирается измерительный трансформатор, у которого коэффициент трансформации равен 100. Это позволяет обходиться без дополнительных вычислений.

Трансформаторы напряжения могут применяться и в установках низкого напряжения (до 1000В), для гальванической развязки измерительного прибора от силовой сети.

Содержание

Принцип действия [ править | править код ]

Измерительный трансформатор напряжения по устройству и принципу действия мало отличается от силового понижающего трансформатора. Разница лишь в том, что ТН рассчитываются на весьма малую мощность: нормальным режимом работы измерительного трансформатора напряжения является режим холостого хода.

ТН состоит из стального сердечника, набранного из пластин листовой электротехнической стали, первичной обмотки и одной или двух вторичных обмоток. В результате изготовления должен быть достигнут необходимый класс точности: по амплитуде и углу. Трехфазные трансформаторы напряжения с выведенными нулевыми выводами выполняются на пятистержневом магнитопроводе, чтобы при коротком замыкании на стороне высокого напряжения суммарный магнитный поток замыкался по стали сердечника (при замыкании по воздуху возникает большой ток, приводящий к перегреву трансформатора). Трёхфазные трансформаторы с трёхстержневым магнитопроводом исходя из вышеуказанных причин не имеют внешних нулевых выводов и не применяются для регистрации «замыканий на землю». Чем меньше нагружена вторичная обмотка трансформатора напряжения (другими словами, чем больше сопротивление в цепи вторичной обмотки), тем фактический коэффициент трансформации Кт ближе к номинальному значению. Это особенно важно при подключении ко вторичной цепи измерительных приборов, так как коэффициент трансформации влияет на точность измерений. В зависимости от нагрузки один и тот же трансформатор напряжения может работать в разных классах точности: 0,5; 1; 3.

Виды трансформаторов напряжения [ править | править код ]

• Заземляемый трансформатор напряжения — однофазный трансформатор напряжения, один конец первичной обмотки которого должен быть наглухо заземлён, или трёхфазный трансформатор напряжения, нейтраль первичной обмотки которого должна быть наглухо заземлена (трансформатор с ослабленной изоляцией одного из выводов — однофазный ТН типа ЗНОМ или трёхфазные ТН типа НТМИ и НАМИ).
• Незаземляемый трансформатор напряжения — трансформатор напряжения, у которого все части первичной обмотки, включая зажимы, изолированы от земли до уровня, соответствующего классу напряжения.
• Каскадный трансформатор напряжения — трансформатор напряжения, первичная обмотка которого разделена на несколько последовательно соединённых секций, передача мощности от которых к вторичным обмоткам осуществляется при помощи связующих и выравнивающих обмоток. Применяется в установках сверхвысокого напряжения (110кВ и выше).
• Ёмкостный трансформатор напряжения — трансформатор напряжения, содержащий ёмкостный делитель.
• Двухобмоточный трансформатор — трансформатор напряжения, имеющий одну вторичную обмотку напряжения.
• Трёхобмоточный трансформатор напряжения — трансформатор напряжения, имеющий две вторичные обмотки: основную и дополнительную. Большинство ТН являются трёхобмоточными.
• Оптико-электронный трансформатор напряжения — экспериментальный тип ТН; в отличие от обычного (электромагнитного) трансформатора напряжения, действует на ином физическом принципе. Предназначен для измерений в установках ультравысокого напряжения (750кВ и более), поскольку электромагнитные ТН для столь высоких напряжений получаются слишком громоздкими.

Применение [ править | править код ]

При наличии нескольких вторичных обмоток в трехфазной системе основные соединяются «в звезду», образуя выходы фазных напряжений a, b, c и общую нулевую точку о, которая обязательно должна заземляться для предотвращения последствий пробоя изоляции со стороны первичной обмотки (на практике чаще всего заземляется фаза «b» обмотки НН трансформатора напряжения). Дополнительные обмотки обычно соединяются по схеме «разомкнутый треугольник» с целью контроля напряжения нулевой последовательности. В нормальном режиме это напряжение находится в пределах 1-3 В за счет погрешности обмоток, резко возрастая при аварийных ситуациях в цепях высокого напряжения, что дает возможность простого подключения быстродействующих устройств релейной защиты и автоматики (для цепей с изолированной нейтралью — обычно на сигнал). Для регистрации земли в сети необходимо заземление нулевого вывода обмотки ВН трансформатора напряжения (для прохождения гармоник нулевой последовательности).

Особенности работы трансформаторов напряжения регламентируются главой 1.5 Правил устройства электроустановок. Так, нагрузка вторичных обмоток измерительных трансформаторов, к которым присоединяются счетчики, не должна превышать номинальных значений. Сечение и длина проводов и кабелей в цепях напряжения расчетных счетчиков должны выбираться такими, чтобы потери напряжения в этих цепях составляли не более 0,25 % номинального напряжения при питании от трансформаторов напряжения класса точности 0,5 и не более 0,5 % при питании от трансформаторов напряжения класса точности 1,0. Для обеспечения этого требования допускается применение отдельных кабелей от трансформаторов напряжения до счетчиков. Потери напряжения от трансформаторов напряжения до счетчиков технического учета должны составлять не более 1,5 % номинального напряжения.

Особенности работы ТН в сетях с изолированной и заземлённой нейтралью [ править | править код ]

В сетях с изолированной нейтралью при замыкании на землю все фазные напряжения (относительно нулевой точки) остаются без изменения, но относительно земли фазные напряжения увеличиваются до линейного, при этом трансформируясь во вторичную обмотку (при обязательном заземлении нулевой точки первичной обмотки ТН) они геометрически суммируются. При этом вектора этих напряжений расположены друг относительно друга на 60°, то 3 U 0 = 3 U b = 3 U c =>U_=>U_> , где U b > , U c >  — напряжения неповреждённых фаз относительно земли. Поскольку напряжения неповреждённых фаз относительно земли увеличились до 3 >> , то 3 U 0 = 3 U f =3U_> , то есть 3 U 0 > возрастает до утроенного значения фазного напряжения относительно нуля.

Исходя из вышеуказанных особенностей у ТН для работы в сетях с заземлённой нейтралью дополнительная обмотка выполняется на 100 В, а для сетей с изолированной нейтралью 100/3 В.

Явление феррорезонанса [ править | править код ]

Трансформаторы напряжения в сетях с изолированной нейтралью могут входить в феррорезонанс с паразитными ёмкостями распределительных сетей (особенно это нежелательное явление характерно для кабельных сетей), что может приводить к их отказу. Для предотвращения порчи трансформаторов напряжения в результате феррорезонанса разработаны антирезонансные трансформаторы напряжения типа НАМИ(Т).

Параметры трансформатора напряжения [ править | править код ]

На шильдике трансформатора напряжения указываются следующие параметры:

• Напряжение первичной обмотки.
• Напряжение основной вторичной обмотки: для однофазных ТН равно 100 В, для трёхфазных фазное напряжение вторичной обмотки 100/ 3 >> В.
• Напряжение дополнительной вторичной обмотки: для сетей с заземлённой нейтралью 100 В, для сетей с изолированной нейтралью 100/3 В.
• Номинальная мощность трансформатора, в ВА, в соответствии с классом точности.
• Максимальная мощность трансформатора, в ВА.
• Напряжение короткого замыкания, в процентах.

Обозначения ТН [ править | править код ]

Отечественные трансформаторы напряжения имеют следующее буквенные обозначения:

Обозначение трансформатора на схеме

В электрических схемах очень часто возникает необходимость в повышении или понижении напряжения. Для выполнения таких преобразований существуют специальные устройства – трансформаторы. В конструкцию прибора входят обмотки в количестве две и более, намотанные на ферромагнитный сердечник. Поэтому обозначение трансформатора на схеме осуществляется, исходя из конкретной модели и конструктивных особенностей.

Основные типы и принцип действия трансформаторов

Существуют различные типы трансформаторов, отображаемые соответственно на электрических схемах. Например, при наличии только одной обмотки, такие устройства относятся к категории автотрансформаторов. Основные конструкции этих приборов, в зависимости от сердечника, бывают стержневые, броневые и тороидальные. Они имеют практически одинаковые технические характеристики и различаются лишь по способу изготовления. Каждое устройство, независимо от типа, состоит из трех основных функциональных частей – магнитопровода, обмоток и системы охлаждения.

Схематическое изображение трансформатора тесно связано с принципом его работы. Все особенности конструкции отражаются в электрической схеме. Очень хорошо просматривается первичная и вторичная обмотка. К первичной обмотке поступает ток от внешнего источника, а с вторичной обмотки снимается уже готовое выпрямленное напряжение. Преобразование тока происходит за счет переменного магнитного поля, возникающего в магнитопроводе.

Схематическое обозначение трансформаторов

Изображение трансформаторов на схемах определяется ГОСТами, разработанными еще при СССР. С незначительными изменениями и дополнениями они продолжают действовать и в настоящее время. В этом документе определены все известные виды трансформаторов, автотрансформаторов и их условные графические изображения, которые могут выполняться ручным способом или с помощью специальных компьютерных программ.

Условные графические изображения трансформаторов и автотрансформаторов могут быть построены тремя основными способами:

• Упрощенная однолинейная схема (чертеж 1) отображает трансформаторные обмотки в виде двух окружностей. Их выводы показываются одной линией, на которую черточками наносится количество этих выводов.
• Для автотрансформаторов предусмотрена развернутая дуга (чертеж 2), отображающая сторону более высокого напряжения.
• Упрощенные многолинейные обозначения обмоток трансформаторов и автотрансформаторов (чертежи 3 и 4) такие же, как и на однолинейных схемах.

Исключения составляют обозначения выводов обмоток, представленные в виде отдельных линий. Кроме того, существуют развернутые обозначения обмоток, изображаемые в виде полуокружностей, соединенных в цепочку (). В данной схеме не устанавливается число полуокружностей и направление выводов обмотки. Начало обмотки обозначается точкой .

В зависимости от конструкции, трансформаторы отображаются на схемах следующим образом: трансформатор без магнитопровода с постоянной связью (рисунок 1) и с переменной связью (рисунок 2). Полярность мгновенных значение напряжения (рисунок 3) представлена на примере трансформатора с двумя обмотками и указателями полярности. Трансформаторы с магнитодиэлектрическими магнитопроводами обозначаются как обычный (рисунок 4) и подстраиваемый (рисунок 5).

Существуют и другие схематические обозначения, отображающие количество фаз, расположение отводов, тип соединения (звезда или треугольник) и другие параметры.