ઇન્સ્ટ્રુમેન્ટ વોલ્ટેજ ટ્રાન્સફોર્મર્સ

વોલ્ટેજ ટ્રાન્સફોર્મરની કામગીરીનો હેતુ અને સિદ્ધાંત

માપન વોલ્ટેજ ટ્રાન્સફોર્મરનો ઉપયોગ AC ઇન્સ્ટોલેશનમાં પૂરા પાડવામાં આવતા ઉચ્ચ વોલ્ટેજને મીટર અને રિલેને રક્ષણ અને ઓટોમેશન માટે નીચે ઉતારવા માટે થાય છે.

ડાયરેક્ટ હાઇ વોલ્ટેજ કનેક્શન માટે ખૂબ જ બોજારૂપ ઉપકરણો અને રિલેની જરૂર પડશે કારણ કે તેમને ઉચ્ચ વોલ્ટેજ ઇન્સ્યુલેશન સાથે અમલમાં મૂકવાની જરૂરિયાત છે. આવા સાધનોનું ઉત્પાદન અને ઉપયોગ વ્યવહારીક રીતે અશક્ય છે, ખાસ કરીને 35 kV અને તેથી વધુના વોલ્ટેજ પર.

વોલ્ટેજ ટ્રાન્સફોર્મર્સનો ઉપયોગ ઉચ્ચ વોલ્ટેજને માપવા માટે પ્રમાણભૂત માપન ઉપકરણોનો ઉપયોગ કરવાની મંજૂરી આપે છે, તેમની માપન મર્યાદાને વિસ્તૃત કરે છે; વોલ્ટેજ ટ્રાન્સફોર્મર્સ દ્વારા કનેક્ટેડ રિલે કોઇલમાં પ્રમાણભૂત સંસ્કરણો પણ હોઈ શકે છે.

વધુમાં, વોલ્ટેજ ટ્રાન્સફોર્મર ઉચ્ચ વોલ્ટેજથી માપન ઉપકરણો અને રિલેને અલગ પાડે છે (અલગ કરે છે), ત્યાં તેમની સેવાની સલામતીની ખાતરી કરે છે.

ઉચ્ચ વોલ્ટેજ વિદ્યુત સ્થાપનોમાં વોલ્ટેજ ટ્રાન્સફોર્મર્સનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે, ચોકસાઈ તેમના ઓપરેશન પર આધારિત છે વિદ્યુત માપન અને વીજળી મીટરિંગ, તેમજ રિલે સંરક્ષણ અને કટોકટી ઓટોમેશનની વિશ્વસનીયતા.

માપન વોલ્ટેજ ટ્રાન્સફોર્મર, ડિઝાઇન સિદ્ધાંત અનુસાર, તેનાથી અલગ નથી પાવર સપ્લાય સ્ટેપ-ડાઉન ટ્રાન્સફોર્મર… તે સ્ટીલ કોર ધરાવે છે જેમાં ઇલેક્ટ્રિકલ સ્ટીલ શીટ પ્લેટ્સ, પ્રાથમિક વિન્ડિંગ અને એક અથવા બે સેકન્ડરી વિન્ડિંગ્સ હોય છે.

અંજીરમાં. 1a સિંગલ સેકન્ડરી વિન્ડિંગ સાથે વોલ્ટેજ ટ્રાન્સફોર્મરનું સ્કીમેટિક ડાયાગ્રામ બતાવે છે. પ્રાથમિક વિન્ડિંગ પર ઉચ્ચ વોલ્ટેજ U1 લાગુ કરવામાં આવે છે અને એક માપન ઉપકરણ ગૌણ વોલ્ટેજ U2 સાથે જોડાયેલ છે. પ્રાથમિક અને ગૌણ વિન્ડિંગ્સની શરૂઆત A અને a અક્ષરોથી ચિહ્નિત થયેલ છે, X અને x સાથે અંત થાય છે. આવા હોદ્દો સામાન્ય રીતે તેના વિન્ડિંગ્સના ટર્મિનલ્સની બાજુમાં વોલ્ટેજ ટ્રાન્સફોર્મરના શરીર પર લાગુ થાય છે.

પ્રાથમિકના રેટ કરેલ વોલ્ટેજ અને ગૌણના રેટ કરેલ વોલ્ટેજના ગુણોત્તરને રેટ કરેલ વોલ્ટેજ કહેવામાં આવે છે. પરિવર્તન પરિબળ વોલ્ટેજ ટ્રાન્સફોર્મર Kn = U1nom / U2nom

ચોખા. 1. વોલ્ટેજ ટ્રાન્સફોર્મરની સ્કીમ અને વેક્ટર ડાયાગ્રામ: a — ડાયાગ્રામ, b — વોલ્ટેજ વેક્ટર ડાયાગ્રામ, c — વોલ્ટેજ વેક્ટર ડાયાગ્રામ

જ્યારે વોલ્ટેજ ટ્રાન્સફોર્મર ભૂલો વિના કાર્ય કરે છે, ત્યારે તેના પ્રાથમિક અને ગૌણ વોલ્ટેજ તબક્કામાં મેળ ખાય છે અને તેમના મૂલ્યોનો ગુણોત્તર Kn બરાબર છે. પરિવર્તન પરિબળ Kn = 1 વોલ્ટેજ U2= U1 (ફિગ. 1, c) સાથે.

દંતકથા: H — એક ટર્મિનલ ગ્રાઉન્ડ છે; ઓ - સિંગલ-ફેઝ; ટી - ત્રણ તબક્કા; કે - કાસ્કેડ અથવા વળતર કોઇલ સાથે; F — s પોર્સેલેઇન બાહ્ય ઇન્સ્યુલેશન; એમ - તેલ; સી - શુષ્ક (એર ઇન્સ્યુલેશન સાથે); ઇ - કેપેસિટીવ; D એ વિભાજક છે.

પ્રાથમિક વિન્ડિંગ (HV) ટર્મિનલ્સને સિંગલ-ફેઝ માટે A, X અને ત્રણ-તબક્કાના ટ્રાન્સફોર્મર્સ માટે A, B, C, N લેબલ કરવામાં આવે છે. સેકન્ડરી વિન્ડિંગ (LV) ના મુખ્ય ટર્મિનલ્સ અનુક્રમે a, x અને a, b, c, N, સેકન્ડરી વધારાના વિન્ડિંગના ટર્મિનલ્સ — ad techend તરીકે ચિહ્નિત થયેલ છે.

શરૂઆતમાં પ્રાથમિક અને ગૌણ વિન્ડિંગ્સ અનુક્રમે A, B, C અને a, b, c ટર્મિનલ્સ સાથે જોડાયેલા હોય છે. મુખ્ય ગૌણ વિન્ડિંગ્સ સામાન્ય રીતે સ્ટાર (કનેક્શન જૂથ 0) માં જોડાયેલા હોય છે, વધારાના - ઓપન ડેલ્ટા સ્કીમ અનુસાર. જેમ તમે જાણો છો, નેટવર્કની સામાન્ય કામગીરી દરમિયાન, વધારાના વિન્ડિંગના ટર્મિનલ્સ પરનો વોલ્ટેજ શૂન્યની નજીક હોય છે (અસંતુલિત વોલ્ટેજ Unb = 1 — 3 V), અને પૃથ્વીની ખામીઓ માટે તે 3UO વોલ્ટેજના મૂલ્યના ત્રણ ગણા બરાબર છે. શૂન્ય ક્રમ UO તબક્કા સાથે.

ગ્રાઉન્ડેડ ન્યુટ્રલ સાથેના નેટવર્કમાં, મહત્તમ મૂલ્ય 3U0 તબક્કાના વોલ્ટેજની બરાબર છે, જેમાં અલગ-અલગ - થ્રી-ફેઝ વોલ્ટેજ તણાવ છે. તદનુસાર, રેટેડ વોલ્ટેજ Unom = 100 V અને 100/3 V ની વધારાની વિન્ડિંગ્સ કરવામાં આવે છે.

રેટેડ વોલ્ટેજ ટીવી એ તેનું રેટેડ વોલ્ટેજ પ્રાથમિક વિન્ડિંગ છે; આ મૂલ્ય ઇન્સ્યુલેશન વર્ગથી અલગ હોઈ શકે છે. સેકન્ડરી વિન્ડિંગનું નોમિનલ વોલ્ટેજ 100, 100/3 અને 100/3 V માનવામાં આવે છે. સામાન્ય રીતે, વોલ્ટેજ ટ્રાન્સફોર્મર્સ નો-લોડ મોડમાં કામ કરે છે.

બે ગૌણ વિન્ડિંગ્સ સાથે ઇન્સ્ટ્રુમેન્ટ વોલ્ટેજ ટ્રાન્સફોર્મર્સ

પાવરિંગ મીટર અને રિલે ઉપરાંત બે સેકન્ડરી વિન્ડિંગ્સવાળા વોલ્ટેજ ટ્રાન્સફોર્મર્સ, આઇસોલેટેડ ન્યુટ્રલવાળા નેટવર્કમાં અર્થ ફોલ્ટ સિગ્નલિંગ ડિવાઇસને ચલાવવા માટે અથવા અર્થ્ડ ન્યુટ્રલવાળા નેટવર્કમાં અર્થ ફોલ્ટ પ્રોટેક્શન માટે ડિઝાઇન કરવામાં આવ્યા છે.

બે સેકન્ડરી વિન્ડિંગ્સવાળા વોલ્ટેજ ટ્રાન્સફોર્મરનું સ્કીમેટિક ડાયાગ્રામ ફિગમાં બતાવવામાં આવ્યું છે. 2, એ. બીજા (વધારાના) વિન્ડિંગના ટર્મિનલ્સ, જેનો ઉપયોગ સિગ્નલિંગ અથવા પૃથ્વીની ખામીના કિસ્સામાં રક્ષણ માટે થાય છે, તેને એડ અને xd લેબલ કરવામાં આવે છે.

અંજીરમાં. 2.6 ત્રણ-તબક્કાના નેટવર્કમાં આવા ત્રણ વોલ્ટેજ ટ્રાન્સફોર્મર્સના સમાવેશનો આકૃતિ બતાવે છે. પ્રાથમિક અને મુખ્ય ગૌણ વિન્ડિંગ્સ સ્ટાર સાથે જોડાયેલા છે. પ્રાથમિક વિન્ડિંગનું ન્યુટ્રલ ગ્રાઉન્ડ છે. મુખ્ય ગૌણ વિન્ડિંગ્સમાંથી મીટર અને રિલે પર ત્રણ તબક્કાઓ અને તટસ્થ લાગુ કરી શકાય છે. વધારાના ગૌણ વિન્ડિંગ્સ ખુલ્લા ડેલ્ટામાં જોડાયેલા છે. આમાંથી, ત્રણેય તબક્કાઓના તબક્કાના વોલ્ટેજનો સરવાળો સિગ્નલિંગ અથવા રક્ષણાત્મક ઉપકરણોને આપવામાં આવે છે.

નેટવર્કની સામાન્ય કામગીરીમાં જેમાં વોલ્ટેજ ટ્રાન્સફોર્મર જોડાયેલ છે, આ વેક્ટર સરવાળો શૂન્ય છે. આ ફિગમાં વેક્ટર ડાયાગ્રામમાંથી જોઈ શકાય છે. 2, c, જ્યાં Ua, Vb અને Uc એ પ્રાથમિક વિન્ડિંગ્સ પર લાગુ થતા તબક્કાના વોલ્ટેજના વેક્ટર છે અને Uad, Ubd અને Ucd — પ્રાથમિક અને ગૌણ વધારાના વિન્ડિંગ્સના વોલ્ટેજ વેક્ટર છે. ગૌણ વધારાના વિન્ડિંગ્સના વોલ્ટેજ, અનુરૂપ પ્રાથમિક વિન્ડિંગ્સના વેક્ટર સાથેની દિશામાં એકરૂપ (ફિગ. 1, cમાં સમાન).

ચોખા. 2. બે ગૌણ વિન્ડિંગ્સ સાથે વોલ્ટેજ ટ્રાન્સફોર્મર. a — રેખાકૃતિ; b — ત્રણ તબક્કાના સર્કિટમાં સમાવેશ; c — વેક્ટર ડાયાગ્રામ

Uad, Ubd અને Ucd વેક્ટર્સનો સરવાળો તેમને વધારાના વિન્ડિંગ્સને કનેક્ટ કરવાની યોજના અનુસાર સંયોજિત કરીને મેળવવામાં આવે છે, જ્યારે એવું માનવામાં આવે છે કે પ્રાથમિક અને ગૌણ બંને વોલ્ટેજના વેક્ટરના તીરો ટ્રાન્સફોર્મર વિન્ડિંગ્સની શરૂઆતને અનુરૂપ છે.

ડાયાગ્રામમાં તબક્કા C વિન્ડિંગના અંત અને તબક્કા Aના વિન્ડિંગની શરૂઆત વચ્ચે પરિણામી વોલ્ટેજ 3U0 શૂન્ય છે.

વાસ્તવિક પરિસ્થિતિઓમાં, ખુલ્લા ડેલ્ટાના આઉટપુટ પર સામાન્ય રીતે નગણ્ય અસંતુલિત વોલ્ટેજ હોય ​​છે, જે રેટ કરેલ વોલ્ટેજના 2 થી 3% કરતા વધારે નથી. આ અસંતુલન ગૌણ તબક્કાના વોલ્ટેજની હંમેશની થોડી અસમપ્રમાણતા અને સાઇનસૉઇડમાંથી તેમના વળાંકના આકારના સહેજ વિચલન દ્વારા બનાવવામાં આવે છે.

ઓપન ડેલ્ટા સર્કિટ પર લાગુ રિલેની વિશ્વસનીય કામગીરીની બાંયધરી આપતો વોલ્ટેજ ફક્ત વોલ્ટેજ ટ્રાન્સફોર્મરના પ્રાથમિક વિન્ડિંગની બાજુમાં પૃથ્વીની ખામીના કિસ્સામાં જ દેખાય છે. પૃથ્વીની ખામીઓ ન્યુટ્રલ દ્વારા પ્રવાહના પસાર થવા સાથે સંકળાયેલ હોવાથી, સપ્રમાણ ઘટકોની પદ્ધતિ અનુસાર ખુલ્લા ડેલ્ટાના આઉટપુટ પર પરિણામી વોલ્ટેજને શૂન્ય-ક્રમ વોલ્ટેજ કહેવામાં આવે છે અને તેને 3U0 સૂચવવામાં આવે છે. આ નોટેશનમાં, નંબર 3 સૂચવે છે કે આ સર્કિટમાં વોલ્ટેજ ત્રણ તબક્કાઓનો સરવાળો છે. હોદ્દો 3U0 એ એલાર્મ અથવા પ્રોટેક્શન રિલે (ફિગ. 2.6) પર લાગુ ખુલ્લા ડેલ્ટા આઉટપુટ સર્કિટનો પણ ઉલ્લેખ કરે છે.

ચોખા. 3. સિંગલ-ફેઝ અર્થ ફોલ્ટ સાથે પ્રાથમિક અને ગૌણ વધારાના વિન્ડિંગ્સના વોલ્ટેજના વેક્ટર આકૃતિઓ: a — ગ્રાઉન્ડેડ ન્યુટ્રલવાળા નેટવર્કમાં, b — અલગ ન્યુટ્રલવાળા નેટવર્કમાં.

સિંગલ-ફેઝ અર્થ ફોલ્ટ માટે વોલ્ટેજ 3U0 સૌથી વધુ મૂલ્ય ધરાવે છે.તે ધ્યાનમાં લેવું જોઈએ કે આઇસોલેટેડ ન્યુટ્રલવાળા નેટવર્કમાં વોલ્ટેજ 3U0 નું મહત્તમ મૂલ્ય અર્થ્ડ ન્યુટ્રલવાળા નેટવર્ક કરતાં ઘણું વધારે છે.

વોલ્ટેજ ટ્રાન્સફોર્મર્સની સામાન્ય સ્વિચિંગ યોજનાઓ

એકનો ઉપયોગ કરીને સૌથી સરળ યોજના સિંગલ ફેઝ વોલ્ટેજ ટ્રાન્સફોર્મરફિગ માં બતાવેલ. 1, a, નો ઉપયોગ મોટર કેબિનેટ શરૂ કરતી વખતે અને AVR ઉપકરણના વોલ્ટમીટર અને વોલ્ટેજ રિલેને ચાલુ કરવા માટે 6-10 kV સ્વિચિંગ પોઇન્ટ પર થાય છે.

આકૃતિ 4 થ્રી-ફેઝ સેકન્ડરી સર્કિટ સપ્લાય કરવા માટે સિંગલ-ફેઝ સિંગલ-વિન્ડિંગ વોલ્ટેજ ટ્રાન્સફોર્મર્સ માટે કનેક્શન ડાયાગ્રામ બતાવે છે. ફિગમાં બતાવેલ ત્રણ સ્ટાર સિંગલ-ફેઝ ટ્રાન્સફોર્મર્સનું જૂથ. 4, a, નો ઉપયોગ 0.5-10 kV ના વિદ્યુત સ્થાપનોમાં ઇન્સ્યુલેશન મોનિટરિંગ માટે એક અલગ તટસ્થ અને અબ્રાન્ચેડ નેટવર્ક સાથે માપન ઉપકરણો, માપન ઉપકરણો અને વોલ્ટમેટર્સને પાવર કરવા માટે થાય છે, જ્યાં સિંગલ-ફેઝ ગ્રાઉન્ડિંગની ઘટનાના સંકેતની જરૂર નથી.

આ વોલ્ટમેટર્સ પર "પૃથ્વી" શોધવા માટે, તેઓએ તબક્કાઓ અને પૃથ્વી વચ્ચેના પ્રાથમિક વોલ્ટેજની તીવ્રતા દર્શાવવી આવશ્યક છે (ફિગ 3.6 માં વેક્ટર ડાયાગ્રામ જુઓ). આ હેતુ માટે, એચવી વિન્ડિંગ્સના તટસ્થને માટી આપવામાં આવે છે અને વોલ્ટમેટર્સ ગૌણ તબક્કાના વોલ્ટેજ સાથે જોડાયેલા હોય છે.

સિંગલ-ફેઝ અર્થ ફોલ્ટના કિસ્સામાં, વોલ્ટેજ ટ્રાન્સફોર્મર્સ લાંબા સમય સુધી એનર્જાઈઝ થઈ શકે છે, તેમનું રેટેડ વોલ્ટેજ પ્રથમ લાઇન-ટુ-લાઇન વોલ્ટેજ સાથે મેળ ખાતું હોવું જોઈએ. પરિણામે, સામાન્ય સ્થિતિમાં, જ્યારે તબક્કાના વોલ્ટેજ પર કાર્ય કરવામાં આવે છે, ત્યારે દરેક ટ્રાન્સફોર્મરની શક્તિ, અને તેથી સમગ્ર જૂથની, એકવારમાં √3 નો ઘટાડો થાય છે. સર્કિટમાં શૂન્ય ગૌણ વિન્ડિંગ્સ ગ્રાઉન્ડ હોવાથી, ત્રણેય તબક્કાઓમાં ગૌણ ફ્યુઝ ઇન્સ્ટોલ કરવામાં આવે છે. .

ચોખા. 4.એક સેકન્ડરી વિન્ડિંગ સાથે સિંગલ-ફેઝ વોલ્ટેજ માપતા ટ્રાન્સફોર્મર્સના કનેક્શન ડાયાગ્રામ: 0.5 - 10 kV ના વિદ્યુત સ્થાપનો માટે એક — સ્ટાર-સ્ટાર સર્કિટ અલગ શૂન્ય સાથે, b — વિદ્યુત સ્થાપનો માટે ઓપન ડેલ્ટા સર્કિટ 0.38 — 10 kV, c — માટે સમાન ઇલેક્ટ્રિકલ ઇન્સ્ટોલેશન્સ 6 — 35 kV, d — સિંક્રનસ મશીનોના ARV ઉપકરણોને પાવર કરવા માટે ત્રિકોણાકાર સ્ટાર સ્કીમ અનુસાર 6 — 18 kV વોલ્ટેજ ટ્રાન્સફોર્મર્સનો સમાવેશ.

અંજીરમાં. 4.6 અને વોલ્ટેજ ટ્રાન્સફોર્મર્સને પાવર માપવાના ઉપકરણો, મીટર અને રિલે જે તબક્કા-તબક્કાના વોલ્ટેજ સાથે જોડાયેલા છે તે ખુલ્લા ડેલ્ટા સર્કિટમાં જોડાયેલા છે. આ સ્કીમ ચોકસાઈના કોઈપણ વર્ગમાં વોલ્ટેજ ટ્રાન્સફોર્મર્સનું સંચાલન કરતી વખતે Uab, Ubc, U°C રેખાઓ વચ્ચે સપ્રમાણ વોલ્ટેજ પ્રદાન કરે છે.

ફંક્શન ઓપન ડેલ્ટા સર્કિટ આ ટ્રાન્સફોર્મર્સની શક્તિનો અપૂરતો ઉપયોગ છે, કારણ કે આવા બે ટ્રાન્સફોર્મર્સના જૂથની શક્તિ સંપૂર્ણ ત્રિકોણમાં જોડાયેલા ત્રણ ટ્રાન્સફોર્મર્સના જૂથની શક્તિ કરતાં 1.5 ગણા નહીં, પરંતુ √3 દ્વારા ઓછી છે. એકવાર

ફિગ માં આકૃતિ. 4, b નો ઉપયોગ વિદ્યુત સ્થાપનો 0.38 -10 kV ના અનબ્રાન્ચ્ડ વોલ્ટેજ સર્કિટ સપ્લાય કરવા માટે થાય છે, જે સેકન્ડરી સર્કિટ્સના ગ્રાઉન્ડિંગને સીધા જ વોલ્ટેજ ટ્રાન્સફોર્મર પર ઇન્સ્ટોલ કરવાની મંજૂરી આપે છે.

ફિગમાં બતાવેલ સર્કિટના ગૌણ સર્કિટ્સમાં. 4, c, ફ્યુઝને બદલે, ડબલ-પોલ બ્રેકર ઇન્સ્ટોલ કરેલું છે, જ્યારે તે ટ્રિગર થાય છે, ત્યારે બ્લોકનો સંપર્ક સિગ્નલ સર્કિટ «વોલ્ટેજ વિક્ષેપ» બંધ કરે છે... ગૌણ વિન્ડિંગ્સનું ગ્રાઉન્ડિંગ શિલ્ડ પર કરવામાં આવે છે. તબક્કો B, જે વધારામાં નિષ્ફળતા ફ્યુઝ દ્વારા સીધા વોલ્ટેજ ટ્રાન્સફોર્મર પર ગ્રાઉન્ડ થાય છે.સ્વીચ દૃશ્યમાન વિરામ સાથે વોલ્ટેજ ટ્રાન્સફોર્મરના ગૌણ સર્કિટ્સનું ડિસ્કનેક્શન સુનિશ્ચિત કરે છે. બે અથવા વધુ વોલ્ટેજ ટ્રાન્સફોર્મર્સમાંથી બ્રાન્ચ્ડ સેકન્ડરી સર્કિટને ફીડ કરતી વખતે આ સ્કીમનો ઉપયોગ 6 — 35 kV ઇલેક્ટ્રિકલ ઇન્સ્ટોલેશનમાં થાય છે.

અંજીરમાં. 4, g વોલ્ટેજ ટ્રાન્સફોર્મર્સ ડેલ્ટા સર્કિટ - સ્ટાર અનુસાર જોડાયેલા હોય છે, જે સેકન્ડરી લાઇન U = 173 V પર વોલ્ટેજ પ્રદાન કરે છે, જે સિંક્રનસ જનરેટર્સ અને વળતર આપનારાઓના સ્વચાલિત ઉત્તેજના નિયંત્રણ ઉપકરણો (ARV) ને પાવર કરવા માટે જરૂરી છે. એઆરવી ઓપરેશનની વિશ્વસનીયતા વધારવા માટે, ગૌણ સર્કિટ્સમાં ફ્યુઝ ઇન્સ્ટોલ કરેલા નથી, જેને મંજૂરી છે PUE અનબ્રાન્ચ્ડ વોલ્ટેજ સર્કિટ માટે.

આ પણ જુઓ: વોલ્ટેજ ટ્રાન્સફોર્મર્સને માપવાના કનેક્શન ડાયાગ્રામ