Трансформаторы напряжения выбирают по следующим условиям: 1) схема соединения; 2) номинальное напряжение первичной обмотки; 3) класс точности; 4) мощность.
На тяговых подстанциях трансформаторы напряжения могут питать вольтметры, счетчики учета электроэнергии, обмотки напряжения реле мощности, датчики телеметрии напряжения и реле контроля напряжения.
Для питания этих цепей могут быть использованы два однофазных трансформатора, соединенных в открытый треугольник, или трехфазный трансформатор с соединением обмоток «звезда — звезда».
Контроль изоляции шин высокого напряжения на тяговых подстанциях обычно не производится, но если потребности в таком контроле возникают, то следует применить либо три однофазных трансформатора, соединенных по схеме «звезда — звезда» с заземленными нейтралями, либо пятистержневой трансформатор.
Таблица 55-1
Формулы для определения вторичных нагрузок трансформаторов напряжения
Примечание. Определение реактивной нагрузки Q производится по тем же формулам, по с заменой cos на sin того же угла.
Класс точности трансформаторов напряжения выбирается в зависимости от назначения и от типа подключаемых приборов. Поскольку один трансформатор питает несколько приборов, то класс точности трансформатора определяют по прибору, требующему наивысшего класса точности. Обычно такими приборами являются счетчики учета электроэнергии класса 0,5 для денежного расчета. Счетчики технического учета и измерительные -приборы можно питать от трансформаторов класса точности 1.
Мощность приборов, подключаемых к трансформатору, вычисляется в зависимости от типа и числа приборов (табл. 55-1), а также схемы соединения.
Для схем соединения 1 и 5 табл. 55-1 нагрузка определяется суммированием мощности в каждой из фаз. При этом, если коэффициенты мощности приборов близки, то можно ограничиться приближенным вычислением по формуле
(55-1)
Мощность фаз с учетом коэффициента мощности каждого прибора определяется по формуле
(55-2)
Выбор трансформатора производят по наиболее нагруженной фазе, сравнивая эту нагрузку с номинальной фазовой мощностью трансформатора соответствующего класса точности.
Определение фазовых нагрузок в цепи трансформатора напряжения при различных схемах соединения обмоток трансформаторов и нагрузок ведут по формулам табл. 55-1.
Пример 55-1. Выбрать трансформатор напряжения для кабельного ввода тяговой подстанции примера 52-1.
Трансформатор напряжения должен питать счетчик активной энергии, вольтметр, реле мощности типа ИМБ-171.
Решение. Выбираем трехфазный трансформатор типа НТМК-10/100 класса точности 0,5.
При двух трансформаторах тока, включенных в фазы А и С на вторичной обмотке трансформатора напряжения, вольтметровые обмотки счетчика и реле мощности будут включены между фазами а и b, b и с, т. е. по схеме 4 табл. 55-1. Вольтметр имеет переключатель, позволяющий включать его между любыми фазами, поэтому учитываем наиболее неблагоприятный случай, когда вольтметр присоединен между фазами а и b.
Данные междуфазовых нагрузок, а также мощности приборов, сводим в табл. 55-2.
Таблица 55-2
Расчетная таблица к примеру
Нагрузка фазы с:
Фазовая мощность трансформатора напряжения класса 0,5 равна 120/3=40 ВА, т. е. все фазы трансформатора недогружены. Если бы нагрузка превысила номинальное значение мощности трансформатора, то следовало бы вместо трехфазного трансформатора взять два однофазных, соединенные в открытый треугольник. Тогда междуфазовая мощность трансформатора класса 0,5 равнялась бы 80 ВА вместо 40 ВА.
Следует также отметить, что вольтметровые обмотки реле мощности типа ИМБ-171 можно не держать постоянно под напряжением, а подключать их через контакты пускового токового реле.