Кернеу трансформаторлары

Кернеу трансформаторлары электр өлшеуіш аспаптардың, реле, сигнализация тізбектердің, басқару мен автоматтандыру катушкасын кернеумен қоректендіруге қолданылады. Әдеттегі күштік трансформаторлардан кішігірім қуатымен ерекшеленеді. Мысалға, көп таралған НОМ-10 типті кернеу трансформаторының қуаты тек 720 ВА құрайды.

Кернеу трансформаторының құрылысы мен сұлбасы 13-суретте көрсетілген. Көп орамды жоғары кернеулі орамасы болып табылатын оның бірінші орамасы U₁ өлшенетін кернеуге, ал төменгі кернеулі орамасы болып табылатын екінші орамасы вольтметрмен және басқа аспаптардың тізбектегі кернеуімен тұйықталады. Екі орамасы да концентрлі. Күштік трансформаторлардағыдай, ЖК орамасы ТК ораманың сыртында орналасқан. Барлық өлшеуіш аспаптар бәрінде трансформатордың екінші ретті кернеуі болуы үшін бір-бірімен параллель жалғанады. Вольтметр мен өлшеуіш аспаптардың кернеу тізбегінің кедергісі айтарлықтай жоғары (шамамен 1кОм), яғни кернеу трансформаторы күштік трансформатордың бос жүріс кезіндегі шарттарына ұқсас жұмыс істейді.

Сондықтан да, кернеудің ішкі құлауы және оның орамаларында сәйкесінше төмен, және және , ал болған соң, ондағы кернеу , яғни екінші ретті кернеу бірінші ретті кернеумен трансформация коэффицентіне тең қатынаста келеді.

Өлшеуіш аспап тізбегінде трансформатордың екінші ретті орамасы фаза бойынша біріншімен сәйкесуі керек. Бұл орамаларды 0 тобына сәйкес кернеуде қосқанда ғана орындалады. Осындай жағдайда, кернеу трансформаторы екінші тізбекке бірінші ретті өзгерген жоғары кернеу мен оның фазасын пропорционалды жеткізеді, және өлшенген төменгі кернеу негізінде жоғары кернеуді есептеуге болады.

Фазаның дұрыс тасымалдануы вольтметр немесе жиілік өлшеуішке ғана емес, сонымен қатар ваттметр мен санағышқа да маңызды.

Белгілі кернеу трансформаторымен тұрақты жұмыс істейтін вольтметр шкаласында бірінші ретті кернеудің мәнін еңгізеді. Сәйкесінше, өлшеуіш трансформатордың белгілі трансформация коэффицентінде жұмыс істейтін ваттметр мен санағыштар осы коэффиценттерді ескереді. Екінші ретті номинал кернеу барлық кернеу трансформаторларында бір ғана стандартты шамаға 100В-қа тең.

Қызмет көрсетуші персоналдың қауіпсіздігі мақсатында екінші ораманың бір қысқышы және кернеу трансформаторының болат кожухы жермен жалғануы керек. Және де орама аралығындағы оқшаулағыштың зақымдануынан, трансформаторға жалғанған өлшеуіш аспаптар мен жер арасындағы жоғары кернеудің пайда болу қаупін ескерген жөн.

Әр кернеу трансформаторы екі қуатпен сипатталады: номинал және максимал.

Номинал қуат асқын жүктемені, яғни анықталған дәлдік классында трансформатордың жұмысына кепіл болатын жүктеме шегін анықтайды. Максимал қуат трансформатордың орамаларының жіберілімді қызуына дейінгі жүктеме шегін анықтайды. Номинал қуатттан (максималға дейін) жоғары жүктемеде трансформатор өзінің дәлдік классынан шығарылады. Бұл жағдайда, ол күштік трансформатор ретінде жарықтандыру желісін, сигнализация тізбегін қоректендіруге қолданылады.

Кернеу трансформаторларын фаза саны бойынша – бірфазалы, үшфазалы; орам саны бойынша – екі және үш орамды; дәлдік классы бойынша; суыту тәсілі бойынша – май және ауа (құрғақ) суытқышты және қондыруға байланысты – сыртқы және ішкі деп бөледі.

Тораптарда, қосалқы станциялар мен өндірістік кешендердің тарату қондырғыларында (РУ) 1 және 3, ал электр энергиясын өлшеу үшін 0,5 дәлдік классындағы кернеу трансформаторын қолданады.

Кернеу трансформаторын белгілеудегі әріптер: Н-кернеу; О-бірфазалы; М-май; С-құрғақ; К-компаундпен қатырылған (НОСК деп белгілейді) және компенсацияланған орамамен (белгіленуі-НТМК ) , И-бес білікшелі, Т-үшфазалы (белгіленуі-НТМИ).

Әріптен кейінгі сандар ЖК ораманың номинал кернеуін білдіреді. ЖК үшфазалы трансформатордың бірінші ретті орама шықпаларын А,В,С әріптерімен, ал ТК екінші ораманы –а,b,с және 0 санымен маркалайды. Бір фазалы трансформатордың шықпаларында сәйкесінше, А,Х және а,х деп белгілейді.

Кернеу трансформаторы ЖК-ді екінші ретті құрылғылар мен аспаптардың қорек көзі мен релелік сақтандырудың жермен тұйықталуына қажет 100В-қа төмендетеді.

Кернеуі 6...10 кВ тарату құрылғылары мен қосалқы станцияларда НОМ-6-10, НТМИ-6-10 немесе НТМК-6-10 типті трансформаторлар қолданылады.

НОМ сериялы май суытқышты кернеу трансформаторы 14-суретте көрсетілген. Ол май толтырылған бактан 2, магнит өткізгіштен, орамалардан 8 бак қақпағының өтпелі изолятор 3,4 тәріздес шықпасынан тұрады.магнит өткізгіштігі бір фазалы, сауытты. Орамалары электр картон беттерінен бір-біріне қабатталып цилиндрге оралып жасалған. ЖК орамасы тізбектей жалғанған екі катушкадан тұрады және асқын кернеуден сақтау үшін екі электростатикалық экранға ие. Қақпағына бірінші және екінші ретті кернеудің шықпалары және май құюға арналған пробка орнатылған. Бакта 2 трансформаторды жермен қосатын болт 5 бекітілген.

Жұмыс істеп тұрған трансформатордан бөлінетін жылу толықтай майға кетеді. Осы май қызып, кеңейеді. Май қақпаққа жетпеуі керек, яғни қақпақтың астында қоршаған атмосферамен пробканың бұрандасы арқылы кірген кішігірім ауа аумағы болуы керек. Трансформаторды монтаждағанда қақпақтың астындағы тасымалдағанда май төгілмеу үшін салынған зауыттық тері тығыздағыш шайбаны алып тастау керек.

Тропикалық дайындалған кернеу трансформаторында қосымша дымқылдықтан пен майдың құбылу температурасында түсетін өндірістік лас ауадан тазарту үшін ауасезгіш фильтр орналастырады.

 

 

 

 

 

14-сурет. НОМ сериялы кернеу трансформаторы:

А-жалпы түрі; б-ағытып алынған бөлігі; 1-май ағызатын пробка; 2-бак; 3,4-өтпелі изоляторлар;5-жермен қосу болты; 6-бұрама пробка; 7-ЖК шықпаның контакті; 8-орама; 9-өзекше

 

Бір фазалы кернеу трансформаторы мен оған жалғанған өлшеуіш аспаптардың қосылу сұлбасы 15-суретте көрсетілген.

 

 

15-сурет. бір фазалы кернеу трансформаторының қосылу сұлбасы:

А-ашық бұрыштықтарда қосылған бір фазалы екі кернеу трансформаторы; б-жұлдызшаға жалғанған үш бір фазалы кернеу трансформаторы; V1-желілік кернеу вольтметрі; V2-фазалық кернеу вольтметрі

 

Егер өлшеуіш аспаптар немесе релені фаза аралық немесе желілік кернеуге қосатын болсақ, екі бір фазалы кернеу трансформаторы (15,а-сурет) ашық бұрыштықта жалғанады. Егер өлшеуіш аспаптар немесе релені фаза аралық (V1 вольтметрлері) немесе фазалық (V2 вольтметрлері) кернеуге қосатын болсақ, үш бір фазалы кернеу трансформаторы (15,б-сурет) жерлескен нөлдік орамаларына жұлдызша тәсілімен жалғанады. Ораманың жоғары кернеулі жерлескен нейтралдарының бірінші ретті оқшаулағыш қызметін V2 вольтметр (немесе реле) көмегімен қадағалайды. Оқшаулағыштың қалыпты жұмысы кезінде V2 вольтметрі фазалық кернеуді көрсетеді. Фазалардың бірі жермен толық тұйықталғанда бұзылған фазаның вольтметр меңзері нөлді көрсетсе, ал түзу фазаның екі вольтметрі фаза аралық кернеуді көрсетеді.

Май оқшаулағышты НТМК және НТМИ сериялы іштей қондырылған үш фазалы кернеу трансформаторы бірнеше аспапты қоректендіру мен бір уақытта 18 кВ кернеуге дейінгі, үш стерженьді және бес стерженьді магнит өткізгіштен жасалған оқшаулағышқа қадағалау жүргізуге қолданылады.

Жоғары нақтылықтағы НТМК-6 сериялы трансформатор (16-сурет) санағыштар, фазометрлер, қуат релесі мен ток пен кернеу орамалары бар басқа да аспаптарды қосу үшін қолданылады.

Бес стерженьді магнит өткізгіші бар НТМИ-10 сериялы трансформатордың (17-сурет) үш ортаңғы стерженьге салынған, бір бірінші ретті және екі екінші ретті үш орамасы бар. Бірінші ретті орама мен негізгі екінші ретті орамалар жұлдызша тәсілімен жалғанған. Бұл орамалардың нейтрал нүктелері жермен қосу үшін трансформатор қақпағына шығарылған. Негізгі екінші орамаға өлшеуіш аспаптардың қоректендіру тізбегін, ал қосымша орамаға – желінің оқшаулағышын қадағалау тізбегін, жерге тұйықталу релесін және сигнализация аспаптарын жалғайды.

Басы мен соңы оқшаулағыш жұмысын қадағалаушы (вольтметр немесе кернеу релесі) аспаптарды қосу үшін трансформатор қақпағына шығарылған, қосымша екінші ретті орама тұйықталған үшбұрышқа жиналады.Тізбектің қалыпты жағдайында тұйықталған үшбұрыш орамасының шықпаларындағы кернеу нөлге тең, себебі қосымша орамалардан индукцияланатын электр қозғағыш күштері нөлге тең.

 

 

 

 

16-сурет. НТМК-6 сериялы кернеу трансформаторы

 

Тізбектегі бір полюсті тұйықталу кезінде магнит өткізгіштің шеткі білікшелері арқылы тұйықталған бүлінбеген фазаның магнит ағыны индукциялаушы ЭҚК-нің нөлдік теңдігін бұзады, және ораманың шықпаларында кернеу пайда болып, нәтижесінде орама арқылы жалғанған вольтметр (реле) арқылы ток өтеді. Вольтметр меңзері нөлдік қалыптан ауытқыса, ал іске қосылып, контактілерді тұйықтаған реле желідегі қысқа тұйықталуды ескертетін сигнал береді.

 

 

 

17-сурет. НТМИ-10 типті үш фазалы бес стерженьді кернеу трансформаторының жалпы көрінісі (а) және жалғанған орамаларының сұлбасы (б)

 

 

 

 

18-сурет.НТМК(а), НТМИ(б) сериялы үш фазалы кернеу трансформаторының қосылу сұлбасы және НТМИ сериялы трансформатордың екінші ретті тізбегіне жалғанған аспаптар мен реленің қосылу сұлбасы (в)

 

НТМК және НТМИ сериялы үш фазалы кернеу трансформаторының қосылу сұлбасы және НТМИ сериялы трансформатордың екінші ретті тізбегіне жалғанған аспаптар мен реленің қосылу сұлбасы 18-суретте көрсетілген.

Эпоксидті шайырдан құйылған изоляциялы кернеу трансформаторы май трансформаторларындағы кемшіліктері жойылған, яғни оларда қалыпты бақылау мен кезеңді түрде май ауыстырып керек емес, өрт қауіпті ғимараттарда және жылжымалы қондыруларда монтаж кезіндегі шектеуліктер қолданылмайды, салмағы мен өлшемдері шамалы.

 

 

 

 

 

19-сурет. НОЛ-11-06 типті кернеу трансформаторы:

1-жоғары кернеулі шығыс контактісі; 2-құйылған блок; 3-екінші ретті орама шығысының контактісі; 4-жермен қосу блогы; 5-кронштейн

 

 

Мысалға, НОЛ-11-06 типті бір фазалы құйылған изоляциялы кернеу трансформаторы (19-сурет) ортаңғы білікшесінде эпоксидті компаундпен сіңдірілген орамасы орналасқан сауытты магнит өткізгішке ие. Бірінші ретті ораманың шеттері трансформатордың жоғары жағында жоғары кернеулі шығыстармен, ал екінші ретті ораманың шеттері төменгі жағындағы контактілі қысқыштарға жалғанады. Магнит өткізгіш пен орамалар блок құймасына эпоксид құйылады.