ТН предназначены для передачи сигналов «измерительной информации приборам измерения, защиты, автома-тики, сигнализации и управления». ТН понижают высокое напряжение до стан-дартного значения 100 или 100/ В, а так же отделяют цепи измерения и релей-ной защиты от первичных цепей высо-кого напряжения, создавая тем самым безопасные условия для обслуживаю-щего персонала.
ТН изготовляются на все номинальные напря-жения и выпускаются в трехфазном и в однофазном исполнении. Для трёхфазных трансформаторов вторичное напряжение принимается равным 100 В, для однофазных, в зависимости от схемы соединения вторич-ной обмотки 100 В (при соединении обмоток в треугольник), или 100/ (при соединении обмоток в звезду), или 100/3 (при соединении обмоток в разомкнутый треугольник).
ТН выполняют две основные задачи: используются в системах технического и коммерчес-кого учета электроэнергии; передают сигнал устройствам релейной защиты о возникновении аварийных режимов, в частности для контроля изоляции в сетях 3–35 кВ. ТН могут быть предназначены как для решения одной из этих задач, так и для решения обеих задач. В электроустановках применяются ТН в основном трех типов: однофазные незаземляемые трансформаторы; однофазные заземляемые трансформаторы; трехфазные трансформаторы.
Незаземляемые ТН включаются на линейное напряжение и поэтому приме-няются только для учета электроэнер-гии. Заземляемые однофазные ТН, как пра-вило, имеют дополнительную вторич-ную обмотку, применяемую для контро-ля изоляции сети. Трехфазные ТН также могут иметь до-полнительную вторичную обмотку для контроля изоляции сети.
Точность измерений зависит от величины погрешностей ТН, которые определяются рассеянием магнитного потока и потерями в сердечнике. Вектор вторичного напряжения сдвинут относительно вектора первичного напряжения не точно на угол 180 0, что определяет угловую погрешность. Таким образом, погрешность зависит от конструкции маг-нитопровода, магнитной проницаемости стали и от cos вторичной нагрузки. В конструкции ТН предусматривает-ся компенсация погрешности по напряжению путем неко-торого уменьшения числа витков первичной обмотки, а угловой погрешности - за счет специальных компенси-рующих обмоток. Следовательно, источником погрешнос-тей ТН являются падения напряжения в сопротивлениях первичной и вторичной обмоток, определяющиеся их потоками рассеяния и активными потерями. Падение напряжения тем больше, чем больше вторичная нагрузка (количество параллельно включенных приборов).
Трансформаторы напряжения имеют два вида погрешностей: а) по напряжению U% = 100 k ном= б) угловую, измеряемую углом между векторами напряжений U 1 и повернутого на 180 0 U 2
Установлены четыре класса точности ТН - 0,2; 0,5; 1, 3. Область применения различных классов точности та же, что и для трансфо-рматоров тока. Наименование класса соответствует наи-большей допустимой погрешности по напря-жению, выраженной в %. Пределы погреш-ностей по напряжению и углу (для первых двух классов) отнесены к частоте 50 Гц, наг-рузке в пределах от 0,25 до 1,0 номинальной и cos =0,8. Отклонения первичного напря-жения не должны превышать ±10%.
Нагружать ИТН в принципе можно вплоть до его максимальной мощности, т.е. наиболь-шей мощности, предельно допустимой по условиям нагрева, но при этом увеличивает-ся погрешность измерения, т.е. ТН переходит в более грубый класс точности. Нагрузка ИТН до максимальной мощности допускается, например, для подключения катушек реле и автоматов, сигнальных ламп, осветительных приборов и т.п., в которых точность измере-ний не имеет значения.
В трехфазной системе измерению подлежат: линейные напряжения; фазные напряжения (напряжения относительно земли); напряжение нулевой последовательности, появляющееся при замыкании на землю. Напряжение нулевой последовательности использу-ют для релейной защиты, а в сетях с незаземленной или компенсированной нейтралями - для сигнализа-ции однофазных замыканий. В зависимости от назначения могут применяться ТН с различными схемами соединения обмоток.
Один однофазный ТН (рис.3) применяется в однофазных и трехфазных установках, ког-да достаточно иметь между-фазное напряжение между какими – либо фазами ( для включения вольтметров, час-тотомеров, катушек нулевого напряжения ручных приводов выключателей, реле напря-жения и т.д.).
Для измерения трех линейных напряжений, предпочтительна схема, изображенная на рис. 5 (НТМК) или схема из трех однофазных ТН соединенных по схеме Y - Y 0. Эта схема используется и тогда, когда мощность двух однофазных ТН недостаточна в выбранном классе точности.
Поскольку сети с изолированной нейтралью неболь-шой протяженности, а так же сети с резонансно-компенсированной нейтралью могут относительно продолжительное время работать с замыканием фазы на землю, релейную защиту от повреждений этого вида выполняют, как правило, с действием на сигнал. Сигнализация замыканий на землю может быть неселективной и селективной. Неселективная сигнализация извещает обслуживающий персонал о возникновении замыкания на землю без указания присоединения, на котором произошло нарушение изоляции, селективная – с указанием поврежденного присоединения.
Обмотки соединяют по схеме звезда-звезда-разомкнутый треугольник (см. рис.5) Основная вторичная обмотка служит для при-соединения трех вольтметров для контроля изоляции, но может быть использована одно-временно и для питания других измеритель-ных приборов и реле защиты. Вспомогательная вторичная обмотка служит для звукового или светового контроля при появлении однофазного замыкания на зем-лю. В нормальном режиме на концах разомк-нутого треугольника напряжение равно нулю, при замыкании фазы на землю – 3 U Ф, что соответствует появлению напряжения нуле-вой последовательности.
