In wisselstroomcircuits worden vaak elektrische machines, transformatoren genoemd, gebruikt. Ze zijn allemaal ontworpen om de waarde van de stroom om te zetten, maar de taken kunnen tegelijkertijd compleet anders zijn. Daarom zijn er in de elektrotechniek concepten als een stroomtransformator (CT), spanning (VT) en vermogenstransformator (TC). Elk van hen zal alleen werken met de juiste aansluiting van de transformatorwikkelingen.
Wat is een stroomtransformator
Stroomtransformatoren zijn elektrische apparaten die worden gebruikt in hoogstroomcircuits om veilige stroommetingen uit te voeren en om beveiligingsapparaten met een lage interne weerstand aan te sluiten.
Structureel zijn dergelijke apparaten laagvermogentransformatoren die in serie zijn geschakeld in het circuit van elektrische apparatuur, waar sprake is van een midden- en hoogspanningsniveau. De metingen worden gedaan in het secundaire circuit van het instrument.
Normen voor stroomtransformatoren standaardiseren dergelijke technische indicatoren van apparaten:
- Transformatieverhouding.
- Faseshift.
- Sterkte van isolatiemateriaal.
- De waarde van het laadvermogen in de secundaire.
- Terminalmarkeringen.
De belangrijkste regel om te onthouden bij het monteren van het aansluitschema van de stroomtransformatorwikkelingen is de ontoelaatbaarheid van stationair draaien in het secundaire circuit. Op basis hiervan kunt u de volgende bedrijfsmodi voor de TT selecteren:
- Aansluitweerstand.
- Kortsluiting (kortsluiting).
Wat is een spanningstransformator
Een aparte groep transformatoren die wordt gebruikt in AC-netwerken met spanningen boven 380 V. De belangrijkste taak van de apparaten is het leveren van stroom aan meetinstrumenten (IP), relaisbeveiligingscircuits en galvanische scheiding van apparatuur van hoogspanningslijnen voor de veiligheid van het onderhoudspersoneel
Het ontwerp van de HP verschilt niet fundamenteel van de TS. Ze verlagen de spanning tot 100 V, die al aan het IP wordt geleverd. Instrumentschalen worden gekalibreerd rekening houdend met de transformatieverhouding van de gemeten spanning op de primaire wikkeling.
Wat is een transformator
De belangrijkste elektrische machines die in onderstations en thuis worden gebruikt, zijn stroomtransformatoren. Ze fungeren als spanningsomzetters van de ene waarde naar de andere, terwijl ze de vorm van het elektrische signaal behouden. Er zijn step-down en step-up elektrische machines.
TS zijn driefasig en enkelfasig voor twee of drie wikkelingen. Driefasig worden meestal gebruikt om energie te herverdelen in krachtige elektrische apparatennetwerken, eenfasig is te vinden in alle huishoudelijke apparatuur, zoals voedingen.
CT-wikkeling aansluitschema's
Er zijn dergelijke basisschema's voor het aansluiten van de secundaire wikkelingen van een stroomtransformator bij het voeden van beschermende relaisapparaten:
- Schema van een volle ster. In dit geval worden stroomtransformatoren geschakeld in alle voedingsfaselijnen. Hun secundaire wikkelingen zijn verbonden door een stercircuit met relaiswikkelingen. Alle CT-klemmen van dezelfde waarde moeten naar het nulpunt convergeren. Volgens dit schema zal een relais reageren op een kortsluiting (kortsluiting) van elke fase. Als er een kortsluiting optreedt op de massabus, dan zal een relais in de ster (in de nuldraad) werken.
- Schema voor het verbinden van de transformatorwikkelingen tot een onvolledige ster. Deze optie omvat de installatie van een stroomtransformator, niet op alle fasen, maar op twee. De secundaire wikkelingen zijn ook verbonden met het sterrelais. Een dergelijk schema is alleen effectief bij kortsluiting tussen fasen. Als de fase wordt kortgesloten tot nul (waar de CT niet was geïnstalleerd), zal het beveiligingssysteem niet werken.
- Diagram op transformatoren, ster op relais. Hier zijn de CT's in serie verbonden met een driehoek met hun tegenovergestelde aansluitingen van de secundaire wikkelingen. De hoekpunten van deze driehoek gaan naar de stralen van de ster, waar het relais is geïnstalleerd. Het wordt gebruikt voor dergelijke soorten beveiligingsschema's als op afstand en differentieel.
- SchemaCT-verbindingen volgens het principe van tweefasenverschil. Het circuit reageert alleen op fase-naar-fase kortsluitingen met de vereiste gevoeligheid.
- Zero-sequentie huidige filtercircuit.
Bedradingsschema's voor wikkelingen van spanningstransformatoren
Met betrekking tot VT's, wanneer ze relaisbeveiliging en meetapparatuur voeden, gebruiken ze zowel fase-naar-fase-spanning als lijnspanning (tussen fase en aarde). De meest gebruikte schema's zijn gebaseerd op het principe van een open driehoek en een onvolledige ster.
Een driehoek wordt gebruikt wanneer er twee of drie fase-naar-fase spanningen nodig zijn, een ster bij het aansluiten van drie VT's, als fase- en lineaire spanningen gelijktijdig worden gebruikt voor metingen en bescherming.
Voor elektrische apparaten met twee extra secundaire wikkelingen wordt een schakelcircuit gebruikt, waarbij de hoofdwikkelingen van de primaire en secundaire doeleinden zijn verbonden door een ster. Met behulp van een open driehoek worden extra wikkelingen gemonteerd. Met dit circuit kunt u de spanning van de 0-de reeks krijgen voor de reactie van het relaissysteem op een kortsluiting in een circuit met een geaarde draad.
Bedradingsschema's voor wikkelingen van stroomtransformatoren
Voor driefasige netwerken zijn er drie hoofdschema's voor het aansluiten van de wikkelingen van stroomtransformatoren. Elk van de manieren van een dergelijke verbinding heeft zijn eigen invloed op de werking van de transformator.
Sterverbinding is wanneer er een gemeenschappelijk punt is van vereniging van het begin of einde van alle windingen (nulpunt). Hier is het volgende:patroon:
- Fase- en lijnstromen hebben dezelfde waarde.
- Fasespanning (tussen fase en neutraal) is minder dan lineaire spanning (tussen fasen) met de vierkantswortel van 3.
Met betrekking tot de wikkelingen van hoge (HV), medium (SN) en lage (LV) spanning worden vaker schema's gebruikt:
- Verbind de HV-wikkelingen met een ster en leid de draad vanaf het nulpunt voor het verhogen en verlagen van T van elk vermogen.
- CH-wikkelingen zijn op dezelfde manier aangesloten.
- HV-wikkelingen zijn zelden ster-verbonden voor step-down transformatoren, maar wanneer ze dat doen, wordt de neutrale draad naar buiten gebracht.
Driehoekverbinding houdt in dat de transformator in serie wordt geschakeld in een circuit waar het begin van de ene wikkeling contact heeft met het einde van de andere, het begin van de andere met het einde van de laatste en het begin van de laatste met het einde van de eerste. Vanuit de hoekpunten van de driehoek zijn er stopcontacten voor elektriciteit. In een dergelijk verbindingsschema voor de wikkelingen van een driefasige transformator is er een patroon:
- Fase- en lijnspanningen hebben dezelfde waarde.
- Fasestromen zijn kleiner dan lineaire stromen met de vierkantswortel van 3.
In een driehoek zijn in de regel de LV-wikkelingen van elke step-down en step-up driefasige T verbonden met twee, drie wikkelingen, evenals krachtige enkelfasige geassembleerd in groepen. Voor HV en MV wordt normaal gesproken geen delta-verbinding gebruikt.
Zigzag-sterverbinding wordt gekenmerkt door de uitlijning van de magnetische flux in de fasen van de transformator, als de belasting daarop in de secundaire wikkelingen ongelijk verdeeld is.
Schema's en groepen voor het aansluiten van transformatorwikkelingen
Naast verbindingsschema's zijn er groepen, die worden opgevat als niets meer dan een verplaatsing van de vectorrichtingen van de lineaire EMF van de primaire wikkelingen ten opzichte van de elektromotorische kracht in de secundaire wikkelingen. Deze hoekafwijkingen kunnen binnen 360 graden variëren. De factoren die de groep bepalen zijn:
- De richting van de windingen.
- De methode van locatie op de kern van de spoel.
Voor het gemak van het aanwijzen van groepen hebben we een hoektelling per uur, gedeeld door 30 graden, aangenomen. Er waren dus 12 groepen (van 0 tot 11). Met alle basisaansluitschema's van transformatorwikkelingen zijn alle verplaatsingen over een hoekveelvoud van 30 graden mogelijk.
Wat is de derde harmonische voor
In de elektrotechniek is er het concept van magnetiserende stroom. Hij is het die de elektromotorische kracht (EMV) vormt. De vorm van een dergelijke stroom is niet sinusvormig, omdat hier hogere harmonische componenten aanwezig zijn. De derde harmonische is verantwoordelijk voor de transmissie van de fasespanningscurve zonder vervorming (een vervormde vorm is ongewenst voor de werking van de apparatuur).
Om de derde harmonische te verkrijgen, is een vereiste een delta-verbinding van ten minste één wikkeling. Als het ster-ster-transformatorwikkelverbindingsschema als het basisschema wordt genomen, bijvoorbeeld in transformatoren met twee wikkelingen, is het onmogelijk om de derde harmonische te verkrijgen zonder aanvullende technische tussenkomst. Vervolgens wordt de derde wikkeling op de transformator gewikkeld, die in een driehoek is verbonden, soms zonder kabels.
