In Wechselstromkreisen werden häufig elektrische Maschinen, sogenannte Transformatoren, verwendet. Alle sind darauf ausgelegt, den Wert des Stroms umzuwandeln, aber die Aufgaben können gleichzeitig völlig unterschiedlich sein. Daher gibt es in der Elektrotechnik Konzepte wie Stromwandler (CT), Spannungswandler (VT) und Leistungswandler (TC). Jeder von ihnen funktioniert nur mit dem richtigen Anschluss der Transformatorwicklungen.
Was ist ein Stromwandler
Stromwandler sind elektrische Geräte, die in Starkstromkreisen eingesetzt werden, um sichere Strommessungen durchzuführen, sowie Schutzgeräte mit geringem Innenwiderstand anzuschließen.
Strukturell handelt es sich bei solchen Geräten um Transformatoren kleiner Leistung, die im Stromkreis von elektrischen Geräten in Reihe gesch altet sind, wo es eine Mittel- und Hochspannungsebene gibt. Die Messwerte werden im Sekundärkreis des Instruments erfasst.
Standards für Stromwandler standardisieren solche technischen Indikatoren von Geräten:
- Umwandlungsverhältnis.
- PhaseVerschiebung.
- Dämmstoffstärke.
- Der Wert der Ladekapazität in der Sekundärseite.
- Klemmenmarkierungen.
Die wichtigste Regel, die bei der Zusammenstellung des Anschlussplans der Stromwandlerwicklungen zu beachten ist, ist die Unzulässigkeit des Leerlaufs im Sekundärkreis. Darauf aufbauend können Sie für den TT folgende Betriebsarten auswählen:
- Anschlusslastwiderstand.
- Kurzschlussbetrieb (Kurzschluss).
Was ist ein Spannungswandler
Eine separate Gruppe von Transformatoren, die in Wechselstromnetzen mit Spannungen über 380 V verwendet werden. Die Hauptaufgabe der Geräte besteht darin, Messgeräte (IP), Relaisschutzsch altungen und galvanische Trennung von Geräten von Hochspannungsleitungen mit Strom zu versorgen zur Sicherheit des Wartungspersonals.
Das Design des HP unterscheidet sich nicht grundlegend vom TS. Sie senken die Spannung auf 100 V, die bereits dem IP zugeführt werden. Instrumentenwaagen werden unter Berücksichtigung des Übersetzungsverhältnisses der gemessenen Spannung an der Primärwicklung kalibriert.
Was ist ein Leistungstransformator
Die wichtigsten elektrischen Maschinen, die in Umspannwerken und zu Hause verwendet werden, sind Leistungstransformatoren. Sie fungieren als Spannungswandler von einem Wert zum anderen, während sie die Form des elektrischen Signals beibeh alten. Es gibt Step-down- und Step-up-Elektromaschinen.
TS sind dreiphasig und einphasig für zwei oder drei Wicklungen. Drehstrom werden normalerweise verwendet, um Energie in leistungsstarke elektrische umzuverteilenNetze, einphasig sind in allen Haush altsgeräten wie Netzteilen zu finden.
Stromwandler-Wicklungsanschlusspläne
Es gibt solche grundlegenden Schemata für den Anschluss der Sekundärwicklungen eines Stromwandlers bei der Versorgung von Schutzrelaisgeräten:
- Schema eines vollen Sterns. Dabei werden Stromwandler in alle Netzphasenleitungen gesch altet. Ihre Sekundärwicklungen sind durch eine Sternsch altung mit Relaiswicklungen verbunden. Alle Stromwandleranschlüsse mit gleichem Wert müssen zum Nullpunkt zusammenlaufen. Nach diesem Schema reagiert ein Relais auf einen Kurzschluss (Kurzschluss) einer beliebigen Phase. Bei einem Kurzschluss auf der Masseschiene sch altet ein Relais im Stern (im Nullleiter).
- Schema zum Verbinden der Transformatorwicklungen zu einem unvollständigen Stern. Diese Option beinh altet die Installation eines Stromwandlers nicht auf allen Phasen, sondern nur auf zwei. Die Sekundärwicklungen sind ebenfalls mit dem Sternrelais verbunden. Ein solches Schema ist nur wirksam, wenn zwischen Phasen kurzgeschlossen wird. Wenn die Phase gegen Null kurzgeschlossen ist (wo kein Stromwandler installiert war), funktioniert das Schutzsystem nicht.
- Diagramm auf Transformatoren, Stern auf Relais. Hier sind die Stromwandler in Reihe mit einem Dreieck mit ihren gegenüberliegenden Anschlüssen der Sekundärwicklungen verbunden. Die Spitzen dieses Dreiecks gehen zu den Strahlen des Sterns, wo das Relais installiert ist. Es wird für Schutzsysteme wie Fern- und Differentialschutz verwendet.
- SchemaCT-Verbindungen nach dem Prinzip der Zwei-Phasen-Differenz. Die Sch altung reagiert nur auf Leiterkurzschlüsse mit der erforderlichen Empfindlichkeit.
- Nullstrom-Filtersch altung.
Sch altpläne für Spannungswandlerwicklungen
In Bezug auf Spannungswandler, wenn sie Relaisschutz- und Messgeräte speisen, verwenden sie sowohl Phase-zu-Phase-Spannung als auch Leitungsspannung (zwischen Phase und Erde). Die am häufigsten verwendeten Schemata basieren auf dem Prinzip eines offenen Dreiecks und eines unvollständigen Sterns.
Ein Dreieck wird verwendet, wenn zwei oder drei Leiter-Leiter-Spannungen benötigt werden, ein Stern, wenn drei Spannungswandler angeschlossen werden, wenn Phasen- und lineare Spannungen gleichzeitig für Messungen und Schutz verwendet werden.
Bei elektrischen Geräten mit zwei zusätzlichen Sekundärwicklungen wird ein Sch altkreis verwendet, bei dem die Hauptwicklungen der Primär- und Sekundärwicklung durch einen Stern verbunden sind. Mit Hilfe eines offenen Dreiecks werden zusätzliche Wicklungen zusammengesetzt. Mit dieser Sch altung können Sie die Spannung der 0-ten Sequenz für die Reaktion des Relaissystems auf einen Kurzschluss in einem Stromkreis mit geerdetem Draht erh alten.
Sch altpläne für Wicklungen von Leistungstransformatoren
Für Drehstromnetze gibt es drei Hauptschemata zum Anschließen der Wicklungen von Leistungstransformatoren. Jede dieser Anschlussarten hat ihren eigenen Einfluss auf die Arbeitsweise des Transformators.
Sternverbindung ist, wenn es einen gemeinsamen Vereinigungspunkt der Anfänge oder Enden aller Windungen gibt (Nullpunkt). Hier ist das FolgendeMuster:
- Phasen- und Leiterströme haben denselben Wert.
- Phasenspannung (zwischen Phase und Nullleiter) ist um die Quadratwurzel von 3 kleiner als lineare Spannung (zwischen Phasen).
In Bezug auf Wicklungen mit hoher (HV), mittlerer (SN) und niedriger (LV) Spannung werden häufiger Schemata verwendet:
- Verbinden Sie die HV-Wicklungen mit einem Stern und führen Sie den Draht vom Nullpunkt zum Erhöhen und Verringern von T jeder Leistung.
- CH-Wicklungen sind auf die gleiche Weise verbunden.
- HV-Wicklungen werden bei Abwärtstransformatoren selten in Stern gesch altet, aber wenn sie es tun, wird der Neutralleiter herausgeführt.
Dreieckssch altung beinh altet die Reihensch altung des Transformators in einem Stromkreis, bei dem der Anfang einer Wicklung Kontakt mit dem Ende der anderen hat, der Anfang der anderen mit dem Ende das letztere und der Anfang des letzteren mit dem Ende des ersten. An den Ecken des Dreiecks gibt es Stromanschlüsse. In einem solchen Verbindungsschema für die Wicklungen eines Drehstromtransformators gibt es ein Muster:
- Phasen- und Leiterspannungen haben den gleichen Wert.
- Phasenströme sind um die Quadratwurzel von 3 kleiner als lineare Ströme.
In einem Dreieck sind in der Regel die LV-Wicklungen eines beliebigen Abwärts- und Aufwärts-Dreiphasen-T mit zwei, drei Wicklungen sowie leistungsstarken einphasigen, in Gruppen zusammengebauten Wicklungen verbunden. Für HV und MV wird normalerweise keine Dreiecksch altung verwendet.
Zickzack-Stern-Verbindung ist gekennzeichnet durch die Ausrichtung des magnetischen Flusses in den Phasen des Transformators, wenn die Belastung auf sie in den Sekundärwicklungen ungleichmäßig verteilt ist.
Schemata und Gruppen zum Anschließen von Transformatorwicklungen
Neben Anschlussschemata gibt es Gruppen, die nichts anderes verstehen als eine Verschiebung der Vektorrichtungen der linearen EMK der Primärwicklungen relativ zur elektromotorischen Kraft in den Sekundärwicklungen. Diese Winkelabweichungen können innerhalb von 360 Grad variieren. Die Faktoren, die die Gruppe bestimmen, sind:
- Die Richtung der Windungen der Wicklung.
- Die Ortungsmethode auf dem Spulenkern.
Der Einfachheit halber haben wir eine stündliche Winkelzählung geteilt durch 30 Grad angenommen. Daher gab es 12 Gruppen (von 0 bis 11). Bei allen Grundsch altungen von Trafowicklungen sind alle Winkelverschiebungen um ein Vielfaches von 30 Grad möglich.
Wofür ist die dritte Harmonische
In der Elektrotechnik gibt es das Konzept des Magnetisierungsstroms. Er bildet die elektromotorische Kraft (EMK). Die Form eines solchen Stroms ist nicht sinusförmig, da hier höhere harmonische Anteile vorhanden sind. Die dritte Harmonische ist für die verzerrungsfreie Übertragung des Phasenspannungsverlaufs verantwortlich (eine verzerrte Form ist für den Gerätebetrieb unerwünscht).
Um die dritte Harmonische zu erh alten, ist eine Dreiecksch altung mindestens einer Wicklung Voraussetzung. Wenn beispielsweise bei Transformatoren mit zwei Wicklungen das Sch altungsschema der Stern-Stern-Transformatoren als Basis genommen wird, ist es nicht möglich, die dritte Harmonische ohne zusätzlichen technischen Eingriff zu erh alten. Dann wird die dritte Wicklung auf den Trafo gewickelt, der im Dreieck versch altet ist, teilweise ohne Zuleitungen.
