IZBOR NAPONSKIH MJERNIH TRANSFORMATORA Za mjerenje napona na sabirnicama postavljaju se naponski transformatori, koji se priključuju na sabirnice. Za svaki sustav sabirnica, ako ih ima više, postavlja se poseban slog naponskih transformatora. Naponski transformatori priključuju se u pravilu preko sabirničkih rastavljača, a za naponske razine za koje postoje osigurači za nazivni napon sabirnica (za napone do uključivo 35 kV) i preko osigurača. Za nazivne napone 110 kV i više, ne postoje osigurači pa se naponski transformatori priključuju samo preko rastavljača. INDUKTIVNI NAPONSKI TRANSFORMATORI Dvopolno izolirani naponski transformatori – jednofazni naponski transformatori čiji je su dijelovi primarnog namota, uključujući i priključke, izolirani od uzemljenih dijelova na razinu koja odgovara njegovu stupnju izolacije.

Sl. 1 Naponski transformatori za unutarnju i vanjsku montažu

Jednopolno izolirani naponski transformatori – jednofazni naponski transformatori čiji je jedan kraj primarnog namota predviđen za direktno uzemljenje, ili trofazni naponski transformator kojem je zvjezdište primarnog namota predviđeno za direktno uzemljenje.

1

Kapacitivni naponski transformatori – naponski transformator koji se sastoji od kapacitivnog djelila i elektromagnetske jedinice, tako konstruiranih i međusobno spojenih da je sekundarni napon elektromagnetske jedinice približno srazmjeran primarnom naponu i približno s njim u fazi. Nazivni omjer transformacije (kn) – omjer između nazivnoga primarnog napona i nazivnoga sekundarnoga napona. Naponska pogreška (pu) – pogreška koju transformator unosi u mjerenje napona, a nastaje zato što omjer transformacije nije jednak nazivnom omjeru transformacije. Naponska pogreška izražena u postocima dana je izrazom:

%100⋅−⋅

=p

psnn U

UUkp

Up i Us su redom primarni, odnosno sekundarni napon mjernog transformatora. Fazna pogreška (δn) – fazna razlika između vektora primarnog i sekundarnog napona. Smjer vektora odabire se tako da je kut nula za savršeni transformator. Smatra se da je fazna pogreška pozitivna ukoliko je vektor sekundarnog napona prije vektora primarnog napona. Izražava se u minutama ili u centiradijanima. Ova definicija primjenjuje se na napone sinusnog oblika. Nazivna snaga – vrijednost prividne snage (u VA, s utvrđenim faktorom snage) koju transformator daje sekundarnom strujnom krugu pri nazivnom sekundarnom naponu i priključenom nazivnom teretu. Teret – admitancija sekundarnog strujnog kruga (S). Klasa točnosti – oznaka naponskog transformatora čija pogreška ostaje unutar granica pod utvrđenim uvjetima upotrebe. Nazivni faktor napona – određen je najvišim naponom i faktorom zemljospoja mreže. Standardna kombinacija nazivnog faktora i nazivnog trajanja zemljospoja označava se sa Vf i jedna je od sljedećih:

• 1,2 / trajno • 1,5 / 30 s • 1,9 / 30 s • 1,9 / 8 h

Pri naponu jednakom umnošku nazivnog napona i nazivnog faktora napona naponski transformator mora zadovoljiti zahtjeve u pogledu zagrijavanja i točnosti. STANDARDNA VRIJEDNOST SEKUNDARNOG NAPONA ZA JEDNOPOLNO IZOLIRANE TRANSFORMATORE: 3/100 V STANDARDNA VRIJEDNOST SEKUNDARNOG NAPONA ZA DVOPOLNO IZOLIRANE TRANSFORMATORE: 100 V

2

NAPONSKI TRANSFORMATORI ZA MJERENJE Naponski transformator za mjerenje zadovoljava uvjete klase točnosti ako su njegove naponske i fazne pogreške, pri naponima 80 i 120% njegova nazivnog napona i uz teret između 25% i 100% nazivnog tereta s induktivnim faktorom snage 0,8 unutar propisanih granica. Ako se radi transformatorima s dva ili više odvojenih sekundarnih namota, svaki od namota mora zadovoljiti zahtjeve točnosti za svoj opseg snage, dok istodobno drugi namot može biti opterećen bilo kojim teretom između 0 i 100% nazivnog tereta. NAPONSKI TRANSFORMATORI ZA ZAŠTITU Naponski transformator za zaštitu zadovoljava uvjete klase točnosti ako su mu naponska i fazna pogreška unutar propisanih granica za vrijednost primarnog napona između 5% nazivnog napona i napona koji odgovara nazivnom faktoru napona, uz terete između 25 i 100% nazivnog tereta s induktivnim faktorom snage 0,8. Pri 2% nazivnog napona dopuštene granice su dvaput veće od gore navedenih. Za dojavu zemljospoja i zaštitu izoliranih mreža od ferorezonancije može se u jednopolno izolirane transformatore ugraditi pomoćni sekundarni namot (oznake priključaka e-n), obično nazivnog napona 100/3 V, koji se zajedno s takvim namotima iz transformatora u ostalim dvjema fazama povežu u otvoreni trokut. Napon na otvorenom trokutu u normalnom je pogonu praktično jednak nuli, a u slučaju zemnog spoja jedne faze naraste na trostruku vrijednost nazivnog napona i signalizira zemljospoj.

3

Primjeri označavanja naponskih transformatora:

1) V3

1003

1003

10000

označava jednopolno izolirani naponski transformator u mreži 10 kV s dva sekundarna namota, a jedan od njih je namot spojen u otvoreni trokut. 2) V10010000 označava dvopolno izolirani transformator u mreži 10 kV,

3) V3

1003

10000

označava jednopolno izolirani transformator u mreži 10 kV. ZADATAK Za 10(20) kV postrojenje potrebno je odabrati naponski mjerni transformator za mjerenje napona sabirnica i dojavu zemnog spoja. Potrošak instrumenata za mjerenje napona iznosi 5 VA, uređaja za zaštitu 2,5 VA. Spojni vodovi su od bakra, presjeka 2,5mm2 i duljine 35m, odnosno 30m. RJEŠENJE Obzirom da se radi o 10(20) kV postrojenju, odabiremo primarno preklopivi naponski transformator, jednopolno izoliran, za napon primara 10 odnosno 20 kV, s dva sekundarna namota, od kojih je jedan spojen u otvoreni trokut, dakle:

V3

1003

1003

)20000(10000

Ukupna snaga uređaja spojenih na sekundarnu stranu naponskog transformatora mora biti manja od nazivne snage sekundarnog namota. U prvom pokušaju odabiremo transformator nazivne snage sekundarnog namota za mjerenje 10 VA te nazivne snage sekundarnog namota za dojavu zemnog spoja 10 VA.

1) Sekundarni namot V3100

..vspvoltmetarnamota PPP +≥ Gubitke u spojnim vodičima Psp.v. računamo temeljem presjeka vodiča i nazivne struje sekundarnog namota naponskog mjernog transformatora:

AUSI

n

nn 0577,0

100310

3=

⋅=

⋅= ; u prethodnom izrazu Un označava linijski napon

sekundara naponskog transformatora odnosno V3

1003 ⋅ .

4

Gubici u spojnim vodičima iznose:

VASlIRIP nvspnvsp 0008,0

5,256350577,0 22

..2

.. =⋅

⋅=⋅

⋅=⋅=χ

Ukupni teret u sekundarnom krugu za mjerenje iznosi:

VAVAVAPPP gubicimjerenjeteret 0008,50008,05 =+=+= . Obzirom da je ukupno priključeni teret manji od nazivne snage odabranog namota zaključujemo da je naponski transformator u pogledu mjerenja napona ispravno odabran.

2) Sekundarni namot V3100

..vspvoltmetarnamota PPP +≥ Gubitke u spojnim vodičima Psp.v. računamo temeljem presjeka vodiča i nazivne struje sekundarnog namota naponskog transformatora za dojavu zemnog spoja. Obzirom da je u normalnom pogonu nulti napon, mjeren putem otvorenog trokuta, jednak nuli, krugom ne teče nikakva struja pa je mjerodavno stanje s dozemnim spojem budući da je tada na krajevima otvorenog trokuta maksimalni iznos napona i to 100 V (napon

otvorenog trokuta jednak je trostrukoj vrijednosti napona jedne faze V3

100⋅3 ).

AUSI

f

nn 1,0

31003

103

=⋅

=⋅

= ;

Gubici u spojnim vodičima iznose:

VASlIRIP nvspnvsp 0021,0

5,256301,0 22

..2

.. =⋅

⋅=⋅

⋅=⋅=χ

Ukupni teret u sekundarnom krugu za dojavu zemnog spoja iznosi:

VAVAVAPPP gubicidojavateret 5021,20021,05,2 =+=+= .

Obzirom da je ukupno priključeni teret manji od nazivne snage odabranog namota zaključujemo da je naponski transformator u pogledu mjerenja napona ispravno odabran. Ukupna snaga naponskog mjernog transformatora, uz pretpostavku istovremene opterećenosti oba sekundarna namota mora biti veća ili jednaka 10 VA + 10 VA = 20 VA.

5