Mjerni-transformatori23

BOSNA I HERCEGOVINA BOSNIA AND HERZEGOVINA REPUBLIKA SRPSKA REPUBLIC OF SRPSKA VISOKA POSLOVNA TEHNIČKA ŠKOLA VISOKO POSLOVNA TEHNIČKA ŠKOLA

DOBOJ DOBOJ

Mjerni transformatori

Semestralni rad iz predmeta :

Profesor : Student :


DOBOJ DOBOJ

Doboj, april 2014.

S A D R Ž A J

1. STRUJNI TRANSFORMATOR ………………………………………………….2

1.1. Konstrukcija strujnog transformatora

……………………………………………….3

1.2. Klasa tačnosti strujnih mjernih transformatora

…………………………………6

1.3. Snaga strujnog mjernog transformatora

…………………………………………….8

1.4. Faktor sigurnosti strujnog mjernog transformatora

………………………………….9

1.5. Proizvođači

…………………………………………………………………………10

2. NAPONSKI TRANSFORMATORI ………………………………………………...11

2.1.Konstrukcija ……………………………………………………………………...…12

2.2.Obilježavanje krajeva i uzemljenje …………………………………………………13

2.3.Karakteristike naponskog transformatora …………………………………………..14

2.4.Klasa tačnosti i greške ……………………………………………………………...14

2.5.Nazivna snaga ………………………………………………………………………16

2.6.Vezivanje naponskih trnsformatora u trofaznim sistemima ………………………..16

1


DOBOJ DOBOJ

2.7.Kapacitivni naponski transformatori ……………………………………………….18

2.8.Primjer transformatora tip VTM …………………………………………………...20

1. STRUJNI TRANSFORMATOR

Aktivni dio sastoji se od motanih prstenastih jezgara u aluminijskom kućištu (torusu),

aluminijskog ili bakarnog primarnog namota te glavne izolacije. Prednost izvedbe s jezgrama u

gornjem dijelu transformatora očituje se u jednoličnom i simetričnom položaju primarnog

namota u odnosu na jezgre, čime je postignuta izvedba s rasipnom reaktancijom zanemarive

2

http://sh.wikipedia.org/wiki/Datoteka:CurrentTransformers.jpg


DOBOJ DOBOJ

vrijednosti. Primarni namot je minimalne dužine što rezultira minimalnim gubicima. Različiti

prijenosni omjeri postižu se pomoću promjene broja zavoja (prespajanja) bilo na primarnom ili

na sekundarnom namotu transformatora. Moguća je i primjena oba tipa prespajanja na istom

transformatoru. Transformator sadrži jezgre namijenjene uređajima za mjerenje ili zaštitu, prema

zahtjevu. Ovisno o traženim karakteristikama, mogu biti izrađene od hladno valjanog

orijentiranog magnetskog lima, mekih magnetskih materijala ili amorfnih materijala. Jezgre sa

sekundarnim namotima smještene su unutar zaštićenog kućišta od lijevanog aluminija, koje je

izvedeno tako da na siguran način može odvesti struju kvara u zemlju, bez opasnosti od pojave

luka unutar izolatora.

Strujni transformator je tip transformatora koji se upotrebljava pri merenju struja velikih

vrijednosti koje bi inače bilo teško mjeriti nekom direktnom metodom kao i za relejnu zaštitu.

Odnos primarne i sekundarne struje približno je obrnuto srazmjeran odnosu broja primarnih i

sekundarnih navojaka. Nominalna vrijednost sekundarne struje je standardizovana i iznosi 5A za

strujne transformatore za mjerenje i 5A ili 1A za strujne transformatore za relejnu zaštitu.

Nominalna vrednost primarne struje zavisi od mjesta primjene strujnog transformatora i može da

uzima vrijednost od 1A do par hiljada ampera. Standardizovane vrijednosti naznačene primarne

struje su 5A, 10A, 15A, 20A, 25A, 30A, 40A, 50A, 60A, 75A i decimalni umnošci navedenih.

Proizvode se i visokonaponski strujni transformatori čija je vrijednost naznačene primarne struje

i manja od 5A i to radi odvajanja visokog napona od mjernih uređaja.

Razlikujemo strujne transformatore za niski napon i strujne transformatore za više naponske

nivoe. Osim toga razlikujemo strujne transformatore za mjerenje i strujne transformatore za

relejnu zaštitu (koji napajaju uređaje relejne zaštite).

3


DOBOJ DOBOJ

1.1. Konstrukcija strujnog transformatora

Strujni transformatori za niski napon su najčešće izvedeni sa izolacijom od epoksidne smole

(ponekad i od plastike) i to u vidu tzv. obuhvatnog transformatora. Osim epoksidne smole sreću

se, posebno kod starijih izvedbi, i strujni transformatori sa keramičkom - najčešće porcelanskom

- izolacijom. Ovi transformatori najčešće nemaju klasičan primarni namotaj već njegovu ulogu

vrši provodnik (kakav izolovan kabal ili neizolovana šina) koji se provlači kroz sam strujni

trasnformator - tj. strjuni transformator ga obuhvata. Prednost obuhvatnih niskonaponskih ST u

odnosu na one sa klasičnim primarnim namotajem jeste jednostavnija montaža i praktično

neograničena nazivna dinamička struje

ST za srednje (6, 10, 20 i 35 -{kV}-) i visoke (110 -{kV}- i više) imaju značajno drugačiji

izgled. Oni imaju klasičan primarni namotaj sa nekoliko zavoja i najčešće se tako prave da se

jedan strujni transformator, prevezivanjem primarnog namotaja iz redne u paralelnu vezu, može

iskoristiti za različite nominalne vrednosti struja. Tako se npr. ima strujni transformator za

2x600/5 A. To znači da se primarni namotaj sastoji iz dva dijela koji se mogu tako povezati da

maksimalna struja bude 600 ili 1200 A. Strujni transformatori za srednje napone se takođe

najčešće rade sa izolacijom od epoksidne smole, dok se strujni transformatori za visoki napon

izrađuju izolovani uljem ili, u novije vrijeme, gasom -{SF6}- (sumpor-heksafluorid). Po

konstrukciji razlikujemo strujni transformator za unutrašnju i spoljašnju montažu. ST za

unutrašnju montažu mogu dalje biti potporni, koji se postavljaju u ćeliji na pod, ili provodni koji

se postavljaju između pregrada ili zidova.

Potrebno je pomenuti još jedan tip ST za srednje napone, a to je tzv. Kablovski Transformator.

Kablovski transformator je konstruktivno izveden kao obuhvatni s tim što za razliku od

klasičnog obuhvatnog transformatora koji se radi za niske napone i obuhvata samo jednu žilu

4

http://sh.wikipedia.org/w/index.php?title=Sumpor-heksafluorid&action=edit&redlink=1


DOBOJ DOBOJ

kabla ili samo jednu šinu, kablovski transformator se radi za srednje napone i obuhvata sve tri

faze - cijeli kabal sa žilama svih faza, ako je kabal izveden kao trožilni, ili sve tri jednožilna

kabla u slučaju voda sa jednožilnim kablovima. Njegova uloga je da u srednjenaponskom

distributivnom sistemu sa izolovanom neutralnom tačkom otkrije strujnu nesimetriju faza, koja

ukazuje na eventualni zemljospoj. Zbog toga se kroz njega provlače sve tri faze. Postavlja se na

mjestu gdje kabal ulazi u SN postrojenje, i njegov sekundar se povezuje na zemljospojnu zaštitu.

Da bi ispravno detektovao zemljospoj, metalni plašt i armatura kablova se moraju vratiti kroz

ovaj transformator iz razloga što u slučaju zemljospoja i oni mogu nositi dio struje kvara.

Osnovni parametri strujnog transformatora su: nazivni naponski nivo za koji je predviđen,

nazivna frekvencija, prenosni odnos ili konstanta strujnog transformatora, nazivna primarna i

sekundarna struja, klasa tačnosti, prekostrujni broj ili faktor sigurnosti -{Fs}-, nominalna snaga

svakog jezgra posebno u -{VA}-, trajna termička struja, termička klasa izolacije, broj jezgara,

vrsta osnovne izolacije, nazivna kratrkotrajno podnosiva termička struja i nazivna podnosiva

dinamička struja.

Potrebno je napomenuti da pri proticanju struje kroz primarni namotaj ST nije dozvoljeno

ostaviti sekundarni namotaj otvoren - tj. u praznom hodu. Razlog ovome je što tada sva primarna

struja magnetiše jezgru strujnog transformatora - ne postoje sekundarni amperzavojci koji bi bili

u opoziciji primarnim amerzavojcima. To dovodi do ulaska strujnog transformatora duboko u

zasićenje, do maksimalne vrijednosti fluksa. Vremenska karaketeristika fluksa stoga ima gotovo

kvadratni oblik. Usled nagle promene fluksa prilikom promjene smjera struje kroz primarni

namotaj dolazi do indukovanja visoke vrijednosti napona na sekundarnom namotaju (koji ima

više zavojaka) - i to iz razloga što je ems indukovana na krajevima sekundara proporcionalna

prvom izvodu fluksa po vremenu. Ovaj napon ima impulsni (nesinusoidalni karakrter) uslijed

izrazite nelinearnosti gvožđa koja se ima pri ovako dubokim zasićenjima. Maksimalna trenutna

vrijednost ovog napona može postati tako velika (nekoliko hiljada volti) da ugrozi izolaciju

strujnog transformatora i niskonaponskih mjernih i zaštitnih uređaja priključenih na njega, kao i

život ljudi koji bi eventualno došli u kontakt sa sekundarnim priključcima strujnog

5


DOBOJ DOBOJ

transformatora. Osim toga, pošto sva primarna struja utiče na magnetizaciju jezgra, ona se tako

jako zagrijava da najčešće u ovakvim slučajevima dolazi i do topljenja izolacije među limovima

od kojih je jezgra sastavljena i do gubljenja magnetnih osobina ovih limova, čime strujni

transformator postaje neupotrebljiv.

1.2. Klasa tačnosti strujnih mjernih transformatora

Greške strujnih mernih transformatora se dijele na strujne i

ugaone. Strujna greška predstavlja procentualnu razliku

između primarne struje i sekundarne struje pomnožene

konstantom strujnog transformatora. Po vrijednosti ova greška

može biti pozitivna i negativna, ali se u principu daje njena

apsolutna vrijednost. Ugaona greška predstavlja razliku

faznih uglova primarne i sekundarne struje. Klasa tačnosti

strujnog transformatora jeste dozvoljena strujna greška pri

nominalnoj struji primara. Tako npr. kad se kaže da je strujni

6

http://sh.wikipedia.org/wiki/Datoteka:Leistungsschalter-110KV.jpg


DOBOJ DOBOJ

transformator klase tačnosti 0.5%, to znači da je pri nominalnoj primarnoj struji maksimalno

dozvoljena greška od 0.5%. Ako je pak primarna struja manja od nominalne, ili veća preko 120%

nominalne, strujna greška može biti i veća. Tako se npr. za strujni transformator klase tačnosti

0.5 dozvoljava greška od 0.75% ukoliko je struja primara 20% nominalne, i 1% ukoliko je struja

primara 10% nominalne. Ništa se ne garantuje za slučaj primarne struje ispod 10% nominalne

(naznačene) vrednosti, te se o ovome mora voditi računa prilikom izbora strujnog transformatora.

Greška strujnog transformatora zavisi i od opterećenja koje stvaraju mjerni, pokazni i zaštitni

uređaji vezani na sekundar ovog uređaja. Ukoliko je opterećenje manje od nominalnog

(naznačenog na pločici strujnog transformatora), strujna greška može biti i veća od naznačene

klase tačnosti. Po -{IEC}- propisima strujna greška mora biti u granici klase tačnosti za

opterećenja na sekundaru od 1/4 do 4/4 nazivne (naznačene) snage strujnog transformatora.

O ovome treba voditi računa prilikom izbora strujnog transformatora, jer novija digitalna merna i

zaštitna oprema ima značajno manju potrošnju i aktivne i reaktivne energije od starije

elektromehaničke i elektronske opreme. Osim toga tačnost zavisi i od faktora snage opterećenja

sekundara i po -{IEC}- propisima (ali i -{VDE}-) klasa tačnosti važi do -{cos(fi)}-=0.8.

Vrijednosti klase tačnosti strujnog transformatora su standardizovane i mogu imati sledeće

vrijednosti : 0.1, 0.2, 0.5, 1 i 3%.

Navedene klase tačnosti strujnog transformatora odnosile su se na strujne transformatore za

mjerenje. Strujni transformatori koji služe za relejnu zaštitu imaju drugačiji sistem obilježavanja.

Potrebno je napomenuti da se ovi strujni transformatori mogu izvesti kao zasebni, ili češće, kao

dio jednog ST sa dva jezgra. Tada jedno jezgro ima svoj sekundarni namotaj (za mjerenje npr.) a

drugo jezgro istog strujnog transformatora ima tercijarni namotaj za relejnu zaštitu. Kod jezgra

za mjerenje je naznačena vrijednost primarne struje 5A, a kod jezgre z toka velikih struja kroz

primarni namotaj prilikom preopterećenja ili kratkog spoja u primarnom kolu. Za razliku od

jezgri za mjerenje, jezgre za zaštitu treba da imaju visoku tačnost i pri strujama koje su desetak

puta veće od naznačene primarne struje. Njihove klase tačnosti se obilježavaju na sljedeći način:

7


DOBOJ DOBOJ

-{nPk}- gde je -{n}- broj koji kazuje koliku grešku u procentima pravi strujni transformator pri

struji koja je -{k}- puta veća od naznačene primarne struje. Tako se imaju ST klase tačnosti 0.5

5P10 što znači da strujni transformator ima bar 2 jezgra, sekundarni mjerni namotaj sa klasom

tačnosti 0.5% na jednom jezgru i tercijarni zaštitni namotaj na drugoj jezgri koji pri strujama 10

puta većim od nominalne pravi strujnu grešku od 5%. Primarni namotaj naravno obuhavata oba

ova jezgra.

1.3. Snaga strujnog mjernog transformatora

S obzirom da je elektromotorna sila indukovana u sekundarnom namotaju jednaka:

gde je:

- broj zavojaka sekundara,

- naznačena frekvencija

- presjek jezgra,

- magnetna indukcija u jezgru,

dobija se da je snaga koja se prenosi na sekundar:

8

http://sh.wikipedia.org/wiki/Magnetna_indukcija

http://sh.wikipedia.org/wiki/Frekvencija

http://sh.wikipedia.org/w/index.php?title=Elektromotorna_sila&action=edit&redlink=1


DOBOJ DOBOJ

[-{VA}-],

gdje je -{ }- struja na sekundaru.

Strujni transformatori rade sa niskom vrijednošću indukcije -{B}- da bi održali što veću tačnost,

te se povećavanje snage strujnog transformatora postiže povećanjem presjeka jezgra -{a}-. Ovo

pogotovo važi za jezgra za zaštitu, koja pri nominalnoj struji moraju imati jako nizak fluks - a

time i magnetnu indukciju - da ne bi ušli u zasićenje pri strujama kvara koje mogu biti desetak

puta veće od normalnih. Dakle važi pravilo: veća snaga - veće jezgro - teži i veći strujni

transformator. Snaga niskonaponskih strujnih transformatora je najčešće 5 ,10 ili 15 -{VA}-.

Prilikom izbora snage strujog transformatora, osim snage uređaja koji se priključuju, treba voditi

računa i o dužini poveznih vodova od strujnog transformatora do uređaja koje napaja. Ako su ovi

vodovi jako dugački treba razmotriti ili povećanje naznačene snage strujnog transformatora ili

smanjenje naznačene sekundarne struje sa 5A na 1A. Takođe, kao što je već rečeno, treba imati u

vidu da podopterećen strujni transformator može imati veću strujnu grešku od propisane klasom

tačnosti.

1.4. Faktor sigurnosti strujnog mjernog transformatora

Jedan od bitnih parametara strujnog transformatora je faktor sigurnosti. Strujni mjerni

transformator je tako projektovan da može trajno da radi sa 20% većom strujom od naznačene.

Daljim porastom primarne struje strujni transformator ulazi u zasićenje, tako da mu počinje rasti

greška mjerenja. Potrebno je napomenuti da se ne može sprečiti da dođe do porasta primarne

struje iznad 120% nominalne vrijednosti. Preopterećenja i kratki spojevi su u mreži nepredvidivi

događaji koji se ne mogu sprečiti. Kvalitet zaštite određuje kako brzo će doći do isključenja ovih

događaja u mreži. Na neki način je potrebno zaštiti uređaje vezane za sekundar, čija je naznačena

struja najčešće 5A. S obzirom da, kako je već rečeno, sekundar ST ne smije ostati otvoren nije

dozvoljena zaštita topljivim osiguračima. Mehanizam zaštite je iskorištenje prirodne osobine

9

http://sh.wikipedia.org/wiki/Osigura%C4%8D


DOBOJ DOBOJ

jezgra da pri povećanju struje magnetizacije iznad određene vrijednosti karakteristika

magnećenja dolazi do kolena tj. ulazi u zasićenje. Na taj način raste greška strujnog

transformatora, što je dobro jer je sekundarna struja tada manja nego što bi bila u slučaju da je

jezgra magnetski linearna. Faktor sigurnosti ili prekostrujni broj strujnog transformatora

predstavlja relativnu vrijednost primarne struje u odnosu na naznačenu na pločici pri kojoj

strujna greška ST prelazi 10%. Treba napomenuti da se ovaj faktor određuje za nominalno

opterećen strujni transformator kao i da se ovaj faktor određuje samo za mjernu jezgru, dok kod

zaštitne jezgre, kao što je već pomenuto, zasićenje ne smije nastupiti ni pri mnogo većim

strujama od nominalne.

Prekostrujni broj (sačinilac prekomijerne struje) pokazuje ponašanje strujnog mjernog

transformatora u područiju iznad nazivne struje. Neki potrošači priključeni na sekundar SMT

zahtijevaju da se veliki porast primarne struje (kratki spoj) ne preslikava linearno (vjerno) na

sekundar, to su mjerni instrumenti kod kojih bi kratki spoj izazvao oštećenje. Drugi potrošači

zahtijevaju linearno (vjerno) preslikavanje struje primara na sekundar, to su uređaji za zaštitu

(releji za razne zaštite) da bi mogli da reaguju u slučaju kratkog spoja.

1.5. Proizvođači

Na prostoru bivše SFRJ je postojalo nekoliko proizvođača strujnih transformatora. Najpoznatiji su bili:

ABS Minel FEPO, Zrenjanin, kao vodeći proizvođač mjernih transformatora u Srbiji, Minel Transformatori, Ripanj, prozvođač energetskih visokonaponskih transformatora

FMT, Zaječar, Rade Končar, Zagreb,

Energoinvest, Sarajevo, EMO, Ohrid i dr.

10

http://sh.wikipedia.org/wiki/Ohrid

http://sh.wikipedia.org/wiki/Sarajevo

http://sh.wikipedia.org/wiki/Zagreb

http://sh.wikipedia.org/wiki/Zaje%C4%8Dar

http://sh.wikipedia.org/wiki/Ripanj

http://sh.wikipedia.org/wiki/Zrenjanin

http://sh.wikipedia.org/wiki/SFRJ


DOBOJ DOBOJ

2. NAPONSKI TRANSFORMATORI

11


DOBOJ DOBOJ

Magnetska jezgra je štapnog oblika složena od hladno valjanih transformatorskih limova.

Izvedba otvorene jezgre osigurava lineariziranu magnetsku karakteristiku transformatora, koja

eliminira mogućnost ferorezonancije u energetskom sustavu. Sekundarni namoti izvedeni su od

visokokvalitetne lakirane bakrene žice, motane direktno na jezgru u direktnom kontaktu s uljem.

Izvedba namota omogućava kontroliranu raspodjelu magnetskog toka u jezgri kao i

kompenzaciju utjecaja struje magnetiziranja na ugaonu pogrešku. Nadalje, veći presjek namota

čini ga sposobnim podnijeti sekundarni kratki spoj u trajanju daleko dulje od zahtijevane 1

sekunde, čime se doprinosi pogonskoj pouzdanosti transformatora.

Jedna od prednosti izvedbe s otvorenom jezgrom leži u činjenici da se primarni namot sastoji od

većeg broja međusobno odvojenih sekcija, jednoliko raspoređenih po visini transformatora. To

osigurava kontroliranu raspodjelu dielektričkih naprezanja unutarnje i vanjske izolacije, kao i

izvrsna svojstva hlađenja. Budući da se sastoji od neovisnih i odvojenih sekcija, primarni namot

je siguran od rasprsnuća uzrokovanih kvarom unutar svojih zavoja. U malo vjerojatnom slučaju

12


DOBOJ DOBOJ

proboja izolacije između zavoja ili slojeva primarnog namota, kvar ostaje lokaliziran na samo

jednu sekciju i ne može se proširiti na cijeli primarni namot. Ovo čini prirodnu sigurnost od

rasprsnuća svojstvenu ovom tipu transformatora. Dodatna ugradnja sklopke za detekciju nadtlaka

u sustav motrenja čini transofmator tipa VAU maksimalo pouzdanim.

Naponski transformator je tip transformatora za mjerenje. Koristi se kada je potrebno izmjeriti

visoke napone koje bi bilo teško izmeriti direktnom metodom, tj. ako bi takvi uređaji i postojali,

oni bi bili veoma glomazni i skupi. Upotrebom naponskih transformatora visoki naponski nivoi

se transformišu na vrijednosti koje omogućavaju upotrebu standardnih mjernih instrumenata i

releja. Time se takođe postiže i bezbjedniji rad osoblja. Naponski transformatori su dizajnirani da

imaju tačan prenosni odnos da precizno snize napon tako da se može mjeriti na bezbednom

naponu (tipično 100 V). Dizajnirani su tako da predstavljaju neznatno opterećenje naponu koji se

mjeri.

2.1. Konstrukcija

Namotaji mjernih transformatora najčešće su od bakarne žice izvučene od elektrolitskog bakra

kome je čistoća najmanje 99.9%. Bakarne žice okruglog presjeka su izolovane lakom na bazi

sintetičkih smola. Osim lakiranih žica upotrebljavaju se žice sa jednim slojem prediva od svile;

ovakva izolacija se koristi kad se mora postići mala kapacitivnost namotaja da bi se mogao

upotrebiti za visoke frekvencije.Prema vrsti upotrebljene izolacije između namotaja, razlikuju se:

suhi (do 145 kV)

malouljni za sve napone

uljni

sa gasom SF6

Prema izvođenju razlikuju se dva osnovna tipa naponskih transformatora:

dvopolno izolovani naponski transformatori

jednopolno izolovani naponski transformaotori

13

http://sh.wikipedia.org/wiki/Kapacitivnost

http://sh.wikipedia.org/wiki/Bakar


DOBOJ DOBOJ

Razlika između ova dva naponska mjerna transformatora je to što dvopolno izolovani naponski

transformator ima dva visokonaponska priključka koja su izolovana od suda transformatora, a

jednopolno izolovani naponski transformatori imaju jedan visokonaponski priključak, dok se

drugi kraj uzemljuje.

Za srednje napone, do 38 kV upotrebljavaju se jednopolni ili dvopolni izolovani suvi (izolator je

epoksidna smola) ili malouljni naponski merni transformatori. Za visoke napone od 110 kV i

više naponski transformatori se izrađuju isključivo kao jednopolno izolovani, jer je za ove

napone znatno jeftinije upotrijebiti tri jednopolno izolovana nego dva dvopolno izolovana

transformatora. U oklopljenim postrojenjima koja su izolovana gasom SF6 koriste se naponski

transformatori sa gasom SF6 pod pritiskom od nekoliko bara.

2.2. Obilježavanje krajeva i uzemljenje

Krajeve dvopolno izolovanih jednofaznih naponskih transformatora se na primarnoj strani

obilježavaju sa -{U}- i -{V}-, a na sekundarnoj strani sa u i v. Krajevi jednopolno izolovanih

naponskih transformatora na primarnoj strani se obilježavaju sa U i X , a na sekundarnoj strani

su u i x, tako da su priključci X i x uzemljeni. Trofazni naponski transformatori na primarnoj

strani se obilježavaju sa U, V, i W, a na sekundarnoj strani sa u, v i w.

Primarni namotaj se po pravilu priključujem preko visokonaponskih osigurača, ako je naponski

transformator spojen na sabirnice. Sekundarni vodovi se uvijek osiguravaju, izuzev onih koji su

uzemljeni.

U pogonu naponski transformatori mogu raditi neopterećeni ili opterećeni, ali se ne smiju ,za

razliku od strujnih transformatora, nikada kratko spojiti, jer namotaj može da pregori. Iz tog

14

http://sh.wikipedia.org/wiki/Strujni_transformator

http://sh.wikipedia.org/w/index.php?title=Sabirnica&action=edit&redlink=1


DOBOJ DOBOJ

razloga sekundarni namotaji naponskih transformatora se uvijek osiguravaju. Jedna stezaljka

sekundarnog namotaja se mora uzemljiti i obično je to stezaljka v. To se čini radi zaštite

pogonskog osoblja od eventualnog proboja između namotaja visokog i namotaja niskog napona.

Naponski transformatori se mogu uzemljiti i preko nulte tačke na sekundarnoj strani. Pri

uzemljenju sekundarne strane naponskih transformatora mora se voditi računa da ono bude

izvedeno na isti način kod svih naponskih transformatora u postrojenju.

2.3. Karakteristike naponskog transformatora

Prenosni odnos naponskog transformatora je definisan odnosom nazivnog primarnog i nazivnog

sekundarnog napona:

-{ku= U'/U"}-

Nazivni primarni napon je jednak ili nazivnom linijskom naponu ili nazivnom faznom naponu.

Nazivno napon je praktično uvek 100 V, dok su ranije mogle sresti neke druge vrednosti napona

(110 ili 200 -{V}-)

2.4. Klasa tačnosti i greške

Klasa tačnosti naponskog transformatora je u direktnoj vezi sa naponskom i ugaonom greškom.

Ako se napon na krajevima transformatora mijenja u granicama od 0,8 -{Un}- do 1,2 -{Un}-,

onda je klasa tačnosti jednaka greški transformatora u procentima. Važeći međunarodni standarni

dopuštaju klase tačnosti: 0,1; 0,2; 0,5; 1 i 3.

15


DOBOJ DOBOJ

Pod naponskom greškom δU se podrazumijeva procentualna razlika između svedenog

sekundarnog napona U1"=kuU" i primarnog napona U'.

Ugaona greška ( ) je odstupanje sekundarnog napona od primarnog, mjereno u minutima

luka. Ugaona greška je posljedica pada napona, pa primarni i sekundarni napon nisu u potpunoj

opoziciji, već se razlikuju.

Klasa tačnosti Naponska greška (%) Ugaona greška (')

0,1 0,1 5

0,2 0,2 10

0,5 0,5 20

1,0 1,0 30

16


DOBOJ DOBOJ

2.5. Nazivna snaga

Nazivna snaga naponskog transformatora je ona snaga kojom se transformator može trajno

opteretiti, a da transformator ne pređe definisanu klasu tačnosti. Nazivna snaga se izražava u VA.

Potrebno je voditi računa i o graničnoj snazi naponskog transformatora u pogledu dozvoljenog

zagrevanja. Potrebna nazivna snaga naponskog transformatora se određuje na osnovu snage

instrumenata, releja i uređaja koji će biti priključeni na transformator. Snage ovih potrošača su

reda VA (manje od 10 VA), pa su nazivne snage naponskih transformatora 5, 10, 15, 30, 45, 60,

90, 120, 150, 180, 240, 300, 450, 600, 900 i 1200 VA.

Granična snaga je prividna snaga u volt-amperima koji naponski transformator može trajno

davati kod nazivnog napona, a da se ne premaši dozvoljeno povišenje temperature. Ta se snaga

može koristiti za napajanje zaštitnih uređaja (okidača) i drugih potrošača kod kojih tačnost nije

potrebna, tj. kada naponski transformator radi kao energetski transformator.

2.6. Vezivanje naponskih transformatora u trofaznim sistemima

Jednofazni dvopolono izolovani naponski transformatori

Jednofazni dvopolno izolovani naponski transformatori služe za priključak voltmetra, mjerača

frekvencije, sinhronoskopa, nekih vrsta releja itd. Primjenjuje se uvijek kada je dovoljno

jednofazno napajanje aparata i uređaja, bez obzira na zbivanja u slučaju zemljospoja.

17

http://sh.wikipedia.org/w/index.php?title=Voltmetar&action=edit&redlink=1


DOBOJ DOBOJ

Dvopolno izolovani naponski transformator u spoju V

Ovaj spoj se najčešće koristi kada se mjeri više napona, sva tri fazna ili linijska napona. Spojem

u V se napajaju trofazni vatmetri i brojila. Ovi aparati se sastoje od dva međusobna spojena

sistema u Aronovu vezu. U slučaju zemljospoja mjerenje snage je ispravno samo ako je u

zemljospoju srednji provodnik S. Ako je u zemljospoju jedan od druga dva provodnika (R ili T),

rezultati mjerenja su tada preveliki ili premali. Jednopolno izolovani naponski transformatori ne

mogu se spojiti u spoju V jer bi tada jedan provodnik visokonaponske mreže bio kruto uzemljen.

Tri jednopolono izolovana naponska transformatora u spoju “zvijezda”

Spreg u zvijezdu tri jednopolno izolovana naponska transformatora služi za opšte svrhe. Ovaj

spreg tačno transformiše sve napone trofaznog sistema. Zvijezdište na strani gornjeg napona

mora se uzemljiti. Pomoću tog spoja mogu se izmjeriti sva tri linijska napona URT, USR, UTS, kao i

pojedini fazni naponi. U normalnom pogonu naponski transformator radi sa indukcijom 0.7 - 0.8

-{T}- .Dođe li npr. do zemljospoja provodnika S, tada je primarni namotaj srednjeg naponskog

transformatora kratko spojen, dok se naponi na oba spoljna transformatora povećavaju za .

Isto tako im se povećava i indukcija. Pomoćni namotaji tri naponska transformatora (100/3 V)

spajaju se u otvoreni trougao. U normalnom pogonu na stezaljkama otvorenog trougla postoji tek

neznatan napon. U slučaju neposrednog zemljospoja jednog provodnika trofaznog sistema napon

na stezeljkama otvorenog trougla naraste na 100 V.Između sekundarnih stezaljki (u) priključuju

se mjerni instrumenti i aparati pravljeni za linijski napon, kao što su voltmetar, mjerila

frekfencije, vatmetar i dvosistemsko brojilo, releji itd. Između sekundarnih stezaljki (u) i

zvijezdišta (x) priključuje se voltmetar, relej za dojavu zemljospoja, trosistemski vatmetar i

trosistemsko brojilo.

18

http://sh.wikipedia.org/w/index.php?title=Zemljospoj&action=edit&redlink=1

http://sh.wikipedia.org/w/index.php?title=Aronova_veza&action=edit&redlink=1


DOBOJ DOBOJ

2.7. Kapacitivni naponski transformatori

Za mjerenje visokih napona, umjesto induktivnih transformatora, vrlo često se koriste kapacitivni

naponski transformatori. Po konstrukciji, kapacitivni transformatori su kondenzatori smješteni u

provodni izolator i spojeni na red. Nekoliko ovih kondenzatora predstavlja visokonaponski dio

-{Cv}-, a manji broj kondenzatora predstavlja niskonaponski granu Cn na koju je priključen

zaštitni uređaj ili voltmetar. Uglavnom se za ovakve transformatore koriste elektrostatički ili

cevni voltmetri zbog veoma velike unutrašnje impedanse. Zbog toga je struja koja protiče kroz

voltmetar praktično zanemarljiva, pa važi jednačina:

19

http://sh.wikipedia.org/wiki/Elektri%C4%8Dna_impedansa

http://sh.wikipedia.org/wiki/Kondenzator


DOBOJ DOBOJ

Kako je efektivna vrijednost kapacitivnosti jednaka rednoj vezi kondenzatora:

dobija se:

odnosno, odnos transformacije je:

odakle slijedi da je odnos transformacije praktično jednak odnosu kapacitivnosti

niskonaponskog i visokonaponskog dela transformatora. Da bi se ograničila potrošnja

priključenog uređaja koji se vezuje na transformator, u praksi se na red sa instrumentov

vezuje kalem.

20

http://sh.wikipedia.org/wiki/Zavojnica


DOBOJ DOBOJ

2.8. Primjer transofmatora tip VTM

Tehnički podaci

Najviši napon mreže 0,72 kV

Ispitani napon 50hz/1min 3,00 kV

Frekvencija 50/60 Hz

Toplinska klasa izolacije E

Stepen zaštite IP 30

Nazivni naponski faktor 1,2 Un

Nazivna snaga 50/100 VA

Klasa tačnosti 0,5/1,0

Granice strujnih i ugaonih pogrešaka

Klasa tačnosti Granice strujne pogreške u %

0,5 +/- 0,5

1 +/- 1,0

3 +/- 3,0

21


DOBOJ DOBOJ

Klasa tačnosti Granice ugaone pogreške u minutama

0,5 +/- 20

1 +/- 40

3 nije definirano

Šema spajanja mjernog uređaja

22


DOBOJ DOBOJ

Oznake transformatora

A (U) - Primarni namot/Ulaz

BN (V/X) - Primarni namot/Izlaz

a (u) - Sekudarni namot/Ulaz

b/n (v/x) - Sekudarni namot/Izlaz

Jednopolno izolirani transformatori

Šema spajanja transformatora za fazu-nulu

i sekundarni napon 100 √ 3 V

23


DOBOJ DOBOJ

Dvopolno izolirani transformatori

Šema spajanja transformatora za fazu-fazu

i sekundarni napon 100 V

24

Documents

Mjerni-transformatori23