ТРЕХФАЗНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР НАПРЯЖЕНИЯ
THREE-PHASE VOLTAGE TRANSFORMER

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при производстве измерительных трансформаторов напряжения.
Известен трехфазный трансформатор напряжения, содержащий трехстержневой магнитопровод, первичную и вторичную обмотки, собранные по схеме симметричной трехлучевой звезды (1). Первичная обмотка изолирована от земли и не имеет вывода нейтрали. Вторичная обмотка имеет нейтральный вывод, который нужен для измерения фазных напряжений.
Кроме первичной и вторичной обмоток, трансформатор может иметь дополнительно еще две трехфазные обмотки. Одна обмотка служит для замыкания намагничивающих токов третьей гармоники и собрана в замкнутый равносторонний треугольник без выводов наружу (2). Другая обмотка служит для компенсации угловой погрешности и собрана в симметричную трехлучевую звезду. Она включена со стороны нейтрали в первичную обмотку по схеме неравноплечий зигзаг и тоже не имеет выводов наружу. Число витков у дополнительных обмоток невелико (0,2÷0,5% от числа витков первичной обмотки).
Недостатком такого трансформатора напряжения является необходимость в размещении двух дополнительных трехфазных обмоток, которые требуют отдельных мест не только для размещения своих проводников, но и для размещения дополнительной изоляции. Это усложняет конструкцию и завышает габариты трансформатора, препятствуя его удобному расположению в малогабаритных ячейках комплектных распредустройств.
Для устранения этого недостатка предлагается изменить схему соединения обмоток для компенсации угловой погрешности и собирать их в замкнутый равносторонний треугольник. Включать их следует, по прежнему, со стороны нейтрали в первичную обмотку, подключая к «вершинам» треугольника нейтральные концы первичных обмоток. В зависимости от того, концы каких первичных обмоток подключать к каким «вершинам» треугольника, можно получить компенсацию либо положительной, либо отрицательной угловой погрешности.
Предлагаемый трансформатор напряжения представлен на чертеже.
Он содержит трехстержневой магнитопровод 1, первичную обмотку 2, соединенную в симметричную трехлучевую звезду без вывода нейтрали, вторичную обмотку 3, собранную в симметричную трехлучевую звезду с выведенной нейтралью, и одну дополнительную трехфазную обмотку 4, собранную в замкнутый равносторонний треугольник. «Вершины» треугольника обмотки 4 подключены к нейтральным концам первичной обмотки 2. Дополнительная обмотка 4 служит одновременно и для компенсации угловой погрешности, и для замыкания намагничивающих токов третьей гармоники.
Трансформатор работает следующим образом. Первичное трехфазное напряжение подается на первичную обмотку 2 и трансформируется во вторичную обмотку 3 и в дополнительную обмотку 4. Намагничивающие токи третьей гармоники замыкаются в треугольнике обмотки 4. Нейтральная точка первичных напряжений источника совпадает с центром тяжести векторов напряжений треугольника обмотки 4. Напряжение, существующее между центром тяжести векторов напряжения треугольника обмотки 4 и его «вершинами», служит для формирования напряжения компенсации угловой погрешности. Вид компенсации угловой погрешности (положительная или отрицательная) зависит от принятой группы соединения фаз обмотки 4, а ее величина - от числа витков этой обмотки.
н
н
н
Положительная угловая погрешность компенсируется при следующих схемах соединения нейтральных концов первичных обмоток (А, В, С) с «вершинами» треугольника (а, в, с) в зависимости от группы соединения обмоток:
Группа 1: А<sub>н</sub>-с; В<sub>н</sub>-а; С<sub>н</sub>-в.
Группа 3: А<sub>н</sub>-с; В<sub>н</sub>-а; С<sub>н</sub>-в.
Группа 5: А<sub>н</sub>-в; В<sub>н</sub>-с; С<sub>н</sub>-а.
Группа 7: А<sub>н</sub>-в; В<sub>н</sub>-с; С<sub>н</sub>-а.
Группа 9: А<sub>н</sub>-а; В<sub>н</sub>-в; С<sub>н</sub>-с.
Группа 11: А<sub>н</sub>-а; В<sub>н</sub>-в; С<sub>н</sub>-с.
н
н
н
Отрицательная угловая погрешность компенсируется при следующих схемах соединения нейтральных концов первичных обмоток (А, В, С) с «вершинами» треугольника (а, в, с) в зависимости от группы соединения обмоток:
Группа 1: А<sub>н</sub>-а; В<sub>н</sub>-в; С<sub>н</sub>-с.
Группа 3: А<sub>н</sub>-а; В<sub>н</sub>-в; С<sub>н</sub>-с.
Группа 5: А<sub>н</sub>-с; В<sub>н</sub>-а; С<sub>н</sub>-в.
Группа 7: А<sub>н</sub>-с; В<sub>н</sub>-а; С<sub>н</sub>-в.
Группа 9: А<sub>н</sub>-в; В<sub>н</sub>-с; С<sub>н</sub>-а.
Группа 11: А<sub>н</sub>-в; В<sub>н</sub>-с; С<sub>н</sub>-а.
Совмещение функций двух дополнительных обмоток в одной обмотке позволяет уменьшить габариты трансформатора и упростить его конструкцию.
Источники информации
1. Дымков А.М. и др. Трансформаторы напряжения.-М.: Энергия, 1975 г.
2. Кадомская К.П., Лаптев О.И. Антирезонансные трансформаторы напряжения.-СПб.: Ж. Новости Электротехники, №6 (42), 2006 г.