Измерительные трансформаторы напряжения (Лабораторная работа № 5), страница 6

Ко вторичным зажимам Т присоединяются измерительные приборы и устройства релейной защиты. Балластный фильтр или резистор Rслужит для гашения феррорезонансных колебаний во вторичной цепи при внезапном отключении нагрузки.

Отечественные заводы изготовляют ЕТН типа НДЕ (трансформатор напряжения с делителем емкостным) для номинальных напряжений 500, 750, 1150кВ. Они состоят из унифицированных элементов: конденсаторов с бумажной изоляцией, пропитанной маслом, с фарфоровыми покрышками (конденсаторы связи типа СМР-166/-0,014, конденсаторы отбора мощности типа ОМР-15-0,017); трехобмоточных трансформаторов с коэффициентами трансформации 12000/(100/) и 12000/100 с ответвлениями; реакторов с индуктивностью 90 Гн, также с ответвлениями для регулирования.

Понижающий трансформатор и установленный над ним реактор помещаются в общий бак, заполненный маслом.

Погрешности ЕТН зависят от значений емкостей и индуктивностей, от отклонения частоты от номинального значения, температуры воздуха, утечки по фарфоровой изоляции конденсаторов. Источником погрешности могут быть феррорезонансные колебания напряжения (наличие конденсаторов и нелинейной индуктивности трансформатора создает возможность появления резонанса не только основной, но и на низших частотах), для подавления которых применяются демпфирующие устройства различных типов.

При надлежащем выборе всех элементов НДЕ выполняются на класс точности 0,5 и выше.

3. ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ

Для измерения сверхвысоких напряжений электрическ аппаратов традиционные электромагнитные ТН становят малопригодными из-за большой массы, габаритных размеров погрешностей, возникающих в каскадных ТН с большим число элементов.

В оптико-электронных трансформаторах напряжения (ОЭТН) применяется внешняя амплитудная модуляция светового сигнала (рис. 7) с ячейкой Керра (рис. 7, а) и ячейкой Поккельса (рис. 7, б) в качестве преобразователей.

Рис. 7. Схема амплитудной модуляции света:

а - ячейка Керра; б - ячейка Поккельса; в, г - статические характеристики преобразователей

Первая представляет прозрачный сосуд, в который налит специальный жидкий диэлектрик (нитробензол). В ячейке размещены два электрода, однородное электрическое поле между которыми создается измеряемым напряжением. Поле перпендикулярно направлению прохождения светового потока, который от источника 1 проходит через оптическую систему 2, поляризатор 3 и подается на ячейку 4. Затем луч проходит через анализатор 5 и подается на приемник. Плоскости поляризации 3 и 5 сдвинуты на 90°, и в отсутствии напряжения Uфотосигнал на выходе 5 равен нулю.

При подаче напряжения Uсветовой поток на выходе (в относительных единицах) определяется уравнением: , где - постоянная Керра; l - длина пути света в электрической среде; d – расстояние между электродами; Ф₀ - поток света, поступающий в светооптическую ячейку.

Для ячейки Керра характерна квадратичная зависимость выходного фотосигнала от напряжения (рис. 7, в). При работе на линейном участке зависимости необходима подача смещающего напряжения 0,707 U _π(к). Ввиду того, что подача такого напряжения связана со значительными трудностями, выход на линейный участок осуществляется оптическим путем. Между поляризатором и ячейкой вводится пластинка слюды, создающая эффект, аналогичный смещающему напряжению, поэтому при отсутствии напряжений система находится в точке О на кривой рис. 7, в.

В ячейке Поккельса (рис. 7, б) между электродами размещается кристалл дигидрофосфата аммония. В отличие от ячейки Керра направление электрического поля совпадает с направлением светового луча. На выходе поляризатора 5 относительный световой поток

, где r₆₃ - электрооптический коэффициент кристалла; n₀ - обыкновенный показатель преломления сигнала; λ - длина волны монохроматического света.