принцип работы для измерения параметров электросетей

Трансформаторы тока (далее по тексту – ТТ) относятся к категории устройств, преобразующих параметры электромагнитных систем при помощи индуктивно связанных обмоток магнитопроводов. Принцип действия трансформатора тока, основанный на законе электромагнитной индукции, используется в ТТ при передаче и распределении электрической энергии, в развязках электрических цепей, при измерении параметров высоковольтных сетей и токов большой мощности. На рис. ниже показан трансформатор тока модели ТЛМ-10, используемый в системах управления и измерений электрических цепей с номинальным напряжением 10 кВ.

Трансформатор тока модели ТЛМ-10

Индуктивные связи в ТТ

Принцип работы трансформатора тока представляет собой техническую реализацию закона электромагнитной индукции Фарадея, согласно которому в замкнутом токопроводящем контуре при изменении магнитного потока возникает электродвижущая сила, называемая в современной электродинамике индуцированной ЭДС. Простейшим объяснением для «чайников», слабо представляющих, из чего состоит трансформатор, не знающих его устройство или что такое индуцированная ЭДС, и как она может влиять на работу сложнейших трансформаторных систем, послужит схема индуктивных связей трансформатора, приведенная ниже.

Дополнительная информация. Индуктивными связями называют связи между электрическими цепями посредством магнитных полей.

Схема индуктивных связей трансформатора

На схеме показаны три основных элемента трансформатора:

• поз. 1 – магнитопровод, служащий для размещения токопроводящих контуров-обмоток;
• поз. 2 – первичный контур, называемый первичной обмоткой, к которому подводят электроэнергию переменного тока;
• поз. 3 – вторичный контур, называемый вторичной обмоткой. К нему подключается приемник электроэнергии.

При подаче на первичный контур переменного тока напряжением u1  через первичную обмотку начинает проходить переменный ток I1 , создающий магнитный поток Ф, изменяющийся по такой же синусоидальной гармонике. При этом в обмотке первичного контура индуцируется переменная ЭДС (электродвижущая сила) e1 . Контуры трансформатора находятся в индуктивной связи, поскольку через их обмотки проходит единый поток Ф. Соответственно, изменения магнитного поля в первичном контуре будут изменять магнитный поток, а он, в свою очередь, будет индуцировать во вторичном контуре электродвижущую силу e2 , изменяющуюся в той же гармонике. Под воздействием e2  во вторичном контуре возникает переменный ток I2. При замыкании вторичной обмотки на нагрузку ZН  создается вторичная цепь, которая может служить для применения в приемниках энергии, в выпрямителях, усилителях и других приборах с развязанными электрическими цепями.

По своей сути трансформатор является передатчиком энергии между проводящими контурами, преобразуя их электромагнитные характеристики (лат. transformare означает преобразовывать) в силу тока I , сопротивление R  и напряжение U. В соответствии со сложившейся терминологией проволочные или ленточные изолированные проводящие обмотки, намотанные на магнитопровод из ферромагнитных сталей, называют катушками, а сам магнитопровод – сердечником катушки.

Это важно! Передачу энергии путем создания ЭДС в контурах и трансформацию ее характеристик возможно осуществлять лишь для переменного тока. Постоянный ток также формирует магнитное поле, однако оно является постоянным и неизменяемым, тогда как ЭДС в обмотках катушек трансформатора образуется только при изменении окружающего магнитного поля.

На рис. ниже показана конструкция традиционного трансформатора, состоящего из двух катушек и сердечника, собранного из стальных пластин.

Конструкция традиционного трансформатора

Особенности трансформации энергии для ТТ

Для чего нужен трансформатор, в чем состоит его практическое предназначение? Зачем трансформаторные приборы присутствуют во всех электрических системах? На все вопросы ответ один – в практике эксплуатации электрических сетей трансформаторы выполняют важнейшую функцию изменения величины тока или напряжения, поданного от генератора переменного тока, для дальнейшего использования в промышленном электрооборудовании и бытовой технике. Данное преобразование называют масштабированием, поскольку сами трансформаторные приборы энергию не создают и не преобразовывают, а всего лишь увеличивают или уменьшают показатели системы переменного тока. Для количественной оценки изменения преобразованного параметра сети – тока или напряжения, введено понятие коэффициента трансформации K, показывающего, во сколько раз отличаются значения этого параметра на входе и выходе. Для напряжения коэффициент трансформации определяется по соотношению KU = U2 /U1, для тока – по формуле:

KI =I2 / I1 .

Если величины напряжения или тока на выходе превышают единицу (K>1), трансформатор называется повышающим. При К<1 трансформатор – понижающего типа. Для идеального трансформатора напряжения с неизменяющейся индуктивной связью между первичным и вторичным контурами коэффициент трансформации согласуется с количеством витков W обмоточного провода на катушках по прямой пропорциональной зависимости:

KU = W2 / W1  = U2 /U1

В этой формуле W2 и W1 указывают количество витков на катушках.

Если рассматривать трансформаторы тока, назначение и принцип действия этих приборов, то для них соблюдается пропорциональность первичного и вторичного тока:

I1 =I2 / KI   или   I2 = I1 * KI.

Функциональное назначение трансформаторов тока заключается в снижении вторичного тока до величины, гарантирующей безаварийную эксплуатацию электрооборудования и безопасность персонала, то есть канонический коэффициент трансформации по току всегда меньше единицы. Для расчета ТТ удобнее пользоваться номинальным коэффициентом трансформации, определяемым как отношение значения номинального I1 к номинальному I2 . В этом случае К больше единицы.

Величину номинального вторичного тока I2н указывают в паспорте каждого конкретного ТТ в качестве одного из параметров изделия. Значение I2н  составляет 1А или 5А. Для номинального первичного тока I1н  установлен стандартный числовой ряд значений от 1А до 40 000А.

Номинальный коэффициент трансформации ТТ определяют как отношение I1н  к I2н  и обозначают путем указания обоих параметров, например:

• 150/5;
• 1000/5 или
• 600/1.

На рис. ниже показан ТТ типа Т-0,66 с коэффициентом трансформации 75/5 А.

ТТ типа Т-0,66

Особенности конструкции ТТ

Трансформаторы напряжения, по аналогии с ТТ, выполняют функцию изменения другого параметра электрической сети – напряжения. Однако, при сопоставлении, чем отличается трансформатор тока от трансформатора напряжения (далее – ТН), становится очевидным различное предназначение трансформаторов тока и напряжения:

1. ТТ уменьшают величину тока до показателей, допускающих безопасное подключение измерительной аппаратуры или систем релейной защиты;
2. Трансформаторы напряжения изменяют напряжение с целью подгонки определенной электрической системы под нужные стандарты. Изменяя параметры напряжения, установленные для универсальной электрической сети (например, трехфазные 220 и 380 В), с помощью ТН можно подключать любое промышленной оборудование и бытовую технику.

ТТ имеет существенное отличие от устройства ТН, поскольку заложенный в трансформатор тока принцип работы вносит свои особенности в конструкцию основных элементов ТТ и прибора в целом. К числу основных особенностей ТТ относят:

• выполнение первичной обмотки просто в виде одиночной толстой шины с целью минимизации количества витков;
• намотка провода вторичной обмотки на сердечник большой площади сечения;
• ток во вторичном контуре ТТ равен 5А и реже 1А.

Измерительные ТТ и ТН

Трансформаторные устройства, регулируя величины напряжения и тока, обеспечивают стабильность энергетической системы. Кроме подачи электропитания требуемых параметров на приборы и оборудование, трансформаторы «помогают» проводить измерения параметров сети с большими значениями напряжения и тока для определения с высокой точностью их номинальных показателей. Назначение измерительных трансформаторов состоит в следующем:

• отделение цепи измерительных устройств (амперметров, вольтметров, электросчетчиков и других приборов) или систем релейной защиты от сети с высоким напряжением или током;
• преобразование высоковольтного напряжения или мощного тока до величин, удобных для измерений стандартными приборами;
• получение максимально точного правильного результата измерений.

Измерительные трансформаторы тока и напряжения считаются вспомогательными приборами и используются совместно со средствами измерения и реле в сетях переменного тока. Если невозможно напрямую подключиться измерительными приборами в высоковольтную сеть, то здесь будет нужен трансформатор тока. Средства измерения подключаются к его вторичной обмотке и получают все необходимые данные по замеряемому параметру.

На рис. ниже показан измерительный трансформатор тока модели ТПЛ-СЭЩ 10 кВ номинальным напряжением 10 кВ, который предназначен для работы с номинальным первичным током  в диапазоне от 10 до 2000 А при номинальном вторичном токе в 5 А.

Измерительный трансформатор тока ТПЛ-СЭЩ 10 кВ

Область применения ТТ

Весь перечень прикладных задач, указывающий, для чего нужны трансформаторы тока, можно свести к двум основным направлениям:

1. Измерение параметров сети с помощью доступных дешевых измерительных приборов, рассчитанных на малый ток (до 5 А) и низковольтное напряжение. Тем самым обеспечивается безопасное обслуживание измерительной аппаратуры;
2. Контроль параметров электротока по всей цепи, в которой установлены ТТ. При достижении током предельного (аварийного) значения срабатывает аппаратура защиты, отключающая эксплуатируемое оборудование.

Это важно! Установка трансформаторов тока в контролируемых цепях позволяет концентрировать измерительную аппаратуру на специальных щитах или в составе пультов управления. Правильно выполненный монтаж трансформаторов тока дает возможность размещения измерительных приборов на безопасном удалении от коммутаций цепи и дистанционно управлять работой электрооборудования в автоматическом режиме.

Классы точности ТТ

Для ТТ определены пять классов точности, характеризующих в процентах допустимую погрешность по току при его номинальных значениях:

• класс точности 0,2 ограничивает погрешность ТТ в пределах 0,2% и применим для трансформаторных устройств, используемых в лабораторных измерениях;
• класс точности 0,5 допустим для ТТ, обслуживающих аппаратуру точной защиты и оборудование высокоточной наладки;
• класс 1 – для цепей промышленного оборудования с подключением вольтметров, амперметров и устройств релейной защиты;
• классы 3 и 10 – промышленные установки, релейные защиты.

Использование ТТ для локальных измерений в энергетических системах и в комплексе с современными системами измерений и контроля позволяет значительно повышать ресурс безаварийной эксплуатации промышленного электрооборудования и сложнейшей бытовой техники. Внедрение ТТ в автоматизированные системы управления электросетями позитивно влияет на снижение потерь электроэнергии в периоды ежедневных пиковых нагрузок и ставит барьеры для прямых хищений электрической энергии.

На рис. ниже показано подключение счетчика электроэнергии через трансформатор тока.

Подключение счетчика электроэнергии через трансформатор тока

Видео

Оцените статью:

В чем отличие трансформатора тока от трансформатора напряжения?

Трансформаторы — устройства, используемые для преобразования одного из параметров электроэнергии – напряжения или силы тока.

Они относятся к пассивным электрическим устройствам, то есть не генерируют, а потребляют энергию, поэтому мощность тока в трансформаторах не может увеличиваться.

Таким образом, все трансформаторы в зависимости от преобразуемого параметра электрической энергии делятся на 2 вида:

• трансформаторы электрического тока;
• трансформаторы электрического напряжения.

Работа любого электрического трансформатора основана на принципе электромагнитной взаимоиндукции – способности проводника с током наводить эдс в соседнем проводнике. Проводниками в трансформаторе являются первичная (входная) и вторичная (выходная) обмотки, намотанные на магнитопровод для усиления магнитной связи между ними. Магнитопровод представляет собой замкнутый или разомкнутый сердечник из железа или композитного сплава с высокой магнитной проницаемостью.

Основными показателями трансформатора являются коэффициенты трансформации по напряжению и току:

КU=U2/U1 и KI=I2/I1

где U1,2 – напряжения в первичной и вторичной обмотке, I1,2 – силы тока в первичной и вторичной обмотке. Они показывают, во сколько раз изменяется входной ток или напряжение на выходе трансформатора. В зависимости от величины коэффициента трансформации различают повышающие (К˃1) и понижающие (К<1) трансформаторы. Если магнитная связь между обмотками не изменяется, то коэффициент трансформации будет равен соотношению количества витков во вторичной и первичной обмотке

K=w2/w1.

Особенности трансформаторов тока (ТТ)

Трансформаторы тока предназначены для преобразования силы тока без изменения его мощности. В основном они применяются для понижения тока до значений, пригодных для их измерения и используются в распределительных щитах для подключения измерительных приборов, счётчиков энергии, защитных реле. По назначению они делятся на:

• измерительные;
• защитные;
• лабораторные.

В измерительных ТТ первичная обмотка может отсутствовать или представлять собой толстую шину. На шину наматывается несколько витков вторичной обмотки, в которой наводится эдс, пропорциональная силе тока в шине.

Шина включается в разрыв цепи, в которой производится измерение. К вторичной обмотке ТТ подключается нагрузка и измерительный прибор.
Важно! Так как КU для ТТ имеет большие значения, то включать их в режиме холостого хода (без нагрузки) запрещается, что может повлечь высоковольтный пробой изоляции проводов и выход из строя трансформатора.

Особенности трансформаторов напряжения (ТН)

ТН предназначены для получения нужной величины напряжения от промышленной сети или другого источника переменного тока. По своему назначению они делятся на:

• силовые;
• измерительные;
• согласующие;
• лабораторные;
• высоковольтные трансформаторы.

В быту наиболее широкое применение нашли силовые трансформаторы, используемые повсеместно для подключения бытовых приборов к электросети 220В 50Гц. Конструктивно они представляют собой классический пример устройства трансформатора, состоящего из двух, а также нескольких катушек, намотанных на железный сердечник. По форме сердечника различают:

• стержневые;
• кольцевые;
• тороидальные;
• Ш-образные трансформаторы.

В отличие от трансформаторов тока благоприятным режимом работы для ТН является режим, близкий к холостому ходу, когда нагрузка на вторичную обмотку минимальна. Оптимальный режим работы достигается, когда сопротивление нагрузки равно или до полутора раз больше сопротивления выходной обмотки трансформатора.
 

Трансформатор тока, их применение и правильное подключение Статьи

« Назад

Трансформатор тока, их применение и правильное подключение  18.06.2014 01:56

Назначение и применение

Трансформаторы – электротехнические устройства, широко применяемые как в производственной, так и в бытовой сфере. При этом различают категории  трансформаторов напряжения и трансформаторов тока.

Установка трансформатора тока осуществляется с целью преобразования значений переменного тока с высоких на первичной обмотке до малых на вторичной, что обеспечивает удобство и безопасность эксплуатации.

Их используют при подключении приборов учета расхода электроэнергии (электросчетчиков) и других электроизмерительных приборов, а также устройств, обеспечивающих релейную защиту различных систем электроэнергетики.

Устройство и правильное подключение

Важнейшими конструкционными элементами трансформатора являются первичная и вторичная обмотки, а также магнитопровод, заключенные в единый корпус. При этом первичная обмотка выполняется обычно в один виток (обмотка более точных устройств имеет два витка), или представляет собой проходящую сквозь специальное окно силовую шину (трансформатор шинного исполнения).

Первичная обмотка подключается к источнику тока, вторичная –  непосредственно к измерительным приборам и другим потребителям, характеризуемым малым значениям внутреннего сопротивления.

С целью предотвратить неверное подключение и, как следствие, последующую неисправность трансформатора тока либо подключаемых устройств, выводы трансформаторов маркируются буквенными и цифровыми обозначениями, как это показано на нижеприведенной схеме. Начало и конец первичной обмотки обозначают как Л1 и Л2 (линия), а начало и конец вторичной обмотки — как И1 и И2 (измерение). Обмотку напряжения необходимо подключать к проводам «фаза» и «ноль». С этой целью между выводами Л1 и И1 устанавливают специальную перемычку, а нулевой провод подсоединяют к третьему зажиму.

Трансформатора тока (общая схема)

В высоковольтных трансформаторах тока напряжением 6-10 кВ и более устанавливается несколько групп вторичных обмоток, к одной из которых подключают устройство защиты, а к прочим, более точным, – приборы учета или измерения.

 

Вторичные обмотки трансформаторов тока при установке в три фазы соединяют по методу «Звезды» (рис.1), при двухфазной установке – по схеме «Неполной звезды» (рис.2).

Чаще всего используются трансформаторы с номинальными значениями первичного  тока от 50 до 2000 А. Показатель вторичного тока в большинстве случаев составляет 5А.

Меры профилактики

Правильное подключение трансформатора тока – залог нормальной работы оборудования.

Электромонтаж цепей тока и напряжения должен производиться сообразно Правилам Устройства Электроустановок. Согласно нормативным документам, сечение медного провода в токовых цепях должно быть не менее 2,5 кв. мм, в цепях напряжения — не менее 1,5 кв.мм.

Вторичные цепи трансформаторов тока должны в обязательном порядке быть заземлены.  Это обеспечивает как сохранность самих приборов, так и безопасность людей.

 

Особенности эксплуатации

 

Каждый из трансформаторов тока должен обязательно подвергаться периодическим поверкам госповерителя и иметь на корпусе пломбу с соответствующим клеймом, а также отметку в техническом паспорте. Необходимо помнить об этом при установке нового трансформатора, следя за тем, чтобы на момент монтажа дата последующей госповерки не была просрочена. Поверка должна производиться регулярно, с интервалом в четыре-пять лет, в зависимости от марки трансформатора и его типа.

Принадлежность трансформатора к определенному классу предопределяет применение методики и установочного инструментария.

Вместе с тем первичная установка или замена трансформатора тока регламентированы обязательными условиями работ, которые предусматривают соблюдение той или иной схемы подключения. Такие схемы могут различаться в зависимости от  требований организации, на которую производителем и поставщиком возложены вопросы компетенции в сфере генерации и доставки электроэнергии потребителям. В частности, ряд определенных различий имеют схемы подключения от Ленэнерго и Сбытовой компании.

Ленэнерго

Петербургская сбытовая компания

Самый простой и одновременно наиболее надежный вариант установки трансформатора в бытовых условиях — вызов электрика на дом. Это позволит, не нарушая нормативные требования, квалифицированно и в точном соответствии со всеми предписаниями выполнить весь комплекс монтажных и электротехнических работ.

Компания ЭлектроТехников предлагает Вам любые электромонтажные работы начиная с установки осветительных систем и заканчивая работами по автоматизации технических процессов:

 

Услуги электрика ( вызов электрика на дом )

Замена эл. счетчика

Ремонт проводки ( замена проводки )

Монтаж освещения

Установка эл. щита ( установка распределительного щита )

Установка розеток ( перенос розеток )

Проводка в квартирах ( проводка в коттеджах )

Слаботочные системы 

Монтаж теплого пола

Проектирование электроснабжения

Лабораторные испытания электроустановок

Электролаборатория 

Договор электроснабжения «под ключ»

 

 

Обслуживание

 

и другие услуги наш телефон: 333-43-16

 

 

Трансформаторы тока и напряжения: виды, конструкция, принцип действия!

Без электроснабжения невозможно представить нашу жизнь. Чтобы электрическая система работала без сбоев или не пришла в негодность из-за неисправности в кабеле или в силовом оборудовании, её параметры необходимо контролировать, замерять. Диагностика, заключающаяся в проведении электрических измерений, способна выявить причины сбоев и вовремя устранить их. Для этого применяются приборы, измеряющие величины токов, напряжений, мощности.

Но если в электроустановках с низким напряжением возможно подключение измерительных приборов напрямую, непосредственно к измеряемому узлу, то в высоковольтных цепях проблематично отследить параметры без применения измерительных трансформаторов. В электроустановках напряжение доходит до 750 кВ и выше, а токи устанавливаются в десятки килоампер и более. Для «прямого» измерения потребовались бы громоздкое и дорогое оборудование, а иногда измерения вообще не возможно было бы произвести. Также, при обслуживании приборов, напрямую подключенных к сети высокого напряжения, персонал подвергался бы опасности поражения током.

Измерительные трансформаторы тока (ТТ) и напряжения (ТН) способствуют расширению пределов измерений обычных измерительных устройств и одновременно изолируют их от цепей высокого напряжения. Измерительные трансформаторы создаются с высоким классом точности. Во время эксплуатации их метрологические характеристики подлежат первичной и периодической поверке на правильность работы.

Наиболее часто в сетях переменного тока применяются электромагнитные трансформаторы. Они состоят из магнитопровода, первичной и одной или нескольких вторичных обмоток. ТТ преобразовывает замеряемый высокий ток в малый, а ТН — измеряемое высшее напряжение в низшее. Измерительные трансформаторы включаются в цепи между высоковольтным оборудованием и контрольно-измерительными приборами: амперметрами, вольтметрами, ваттметрами, приборами релейной защиты, телемеханики и автоматики, счетчиками энергии.

Зачем нужны измерительные трансформаторы напряжения

Содержание статьи

Измерительные ТН относятся к преобразователям электрической энергии, которые:

• трансформируют напряжение участка сети или установки в напряжение приемлемой величины для осуществления измерений с помощью стандартных измерительных устройств, питания релейной защиты, устройств сигнализации, автоматики, телемеханики;
• изолируя вторичные приборы и цепи, защищают оборудование от высокого напряжения и персонал, имеющего доступ к обслуживанию электроустановок, от поражения током.

Подключение ТН к высоковольтной части электроустановки осуществляется соединением его первичной обмотки «в параллель» к цепи высокого напряжения. Номинал вторичных обмоток трансформатора напряжения составляет обычно 100 В. Так как сопротивление измерительных приборов, подключаемых к вторичной обмотке, велико, током можно пренебречь. Поэтому основной режим работы ТН подобен режиму холостого хода типового силового трансформатора.

Трансформаторы напряжения и их конструкция

Трансформаторы напряжения подразделяются:

• по числу фаз: на одно- и трехфазные;
• по числу вторичных обмоток: двухобмоточный ТН имеет одну вторичную обмотку, трехобмоточный — две: основную и дополнительную;
• по назначению вторичных обмоток: с основной вторичной обмоткой, с дополнительной, со специальной компенсационной — для контроля изоляции цепи;
• по особенностям исполнений — на трансформаторы защищенного типа, водозащищенного типа (защита от капель и влаги), герметичные, со встроенным предохранителем и с антирезонансной конструкцией;
• по принципу действия и особенностям конструкций: на каскадные, ёмкостные, заземляемые и не заземляемые.

У каскадного ТН первичная обмотка разделена на несколько поочередно соединенных секций, передача энергии от которых к вторичным обмоткам происходит посредством связующих и выравнивающих обмоток. У ёмкостного ТН в конструкции имеется ёмкостный делитель. Заземляемый однофазный ТН — устройство, у которого один конец первичной обмотки должен быть заземлен. У заземляемого трехфазного ТН должна быть заземлена нейтраль первичной обмотки. Все части первичной обмотки не заземляемого ТН изолированы от земли.

Зачем нужны трансформаторы тока

Трансформатор тока — базовый измерительный аппарат в электроэнергетике, применяемый для преобразования тока первичной сети во вторичный стандартный ток величиной 5 А или 1 А. Первичная обмотка соединяется непосредственно с цепью высокого напряжения последовательным способом подключения. Вторичная обмотка включается во вторичные цепи измерений, защиты и учета. 5А — часто встречающийся номинал вторичной обмотки.

Принцип действия и конструкция трансформаторов тока

Первичная обмотка ТТ включается в разрез линейного провода (последовательно с нагрузкой), в котором измеряется сила тока. Вторичная обмотка замкнута на измерительное устройство с малым сопротивлением. Поэтому, в отличие от силового трансформатора, для которого режим короткого замыкания является аварийным, нормальным режимом для измерительного ТТ являются условия, близкие к КЗ, так как сопротивление во вторичной цепи у него мало.

Через первичную обмотку, имеющую определённое количество витков, течет ток. Вокруг катушки наводится магнитный поток, который улавливается магнитопроводом. Пересекая перпендикулярно ориентированные витки вторичной обмотки, магнитный поток формирует электродвижущую силу. Под влиянием последней возникает ток, протекающий по катушке и нагрузке на выходе. Одновременно на зажимах вторичной цепи образуется падение напряжения.

По конструктиву и применению ТТ условно подразделяются на несколько разновидностей:

• Опорные монтируются на опорной плоскости.

• Проходные используются в качестве ввода и устанавливаются в металлических конструкциях, в проемах стен или потолков.

• Встраиваемые размещаются в полости оборудования: электрических выключателей, генераторов и других электроаппаратов и машин.

• Разъемные не имеют своей первичной обмотки. Их магнитопроводы из двух половинок, стягиваемых болтами, можно размыкать и закреплять вокруг проводников под током. Эти проводники исполняют роль первичных обмоток.

• Шинные изготавливаются тоже без первичных обмоток — их роль выполняют пропущенные сквозь окна магнитопроводов ТТ токоведущие шины распредустройств.

• Накладные надеваются сверху на проходной изолятор.

• Переносные предназначаются для лабораторных и контрольных измерений.

По выполнению первичной обмотки ТТ подразделяются на одновитковые и многовитковые, а по числу вторичных обмоток — на устройства с одной обмоткой и с несколькими вторичными обмотками (до четырёх, пяти). По числу ступеней трансформации — на одноступенчатые и каскадные.

К общей классификации трансформаторов обоих типов относятся: количество коэффициентов трансформации (однодиапазонные и многодиапазонные), критерии по материалу диэлектрика между первичной и вторичной обмотками и по материалу внешней изоляции — маслонаполненные, газонаполненные, сухие, с литой, фарфоровой и прессованной изоляцией, с вязкими заливочными компаундами, комбинированные бумажно-масляные. ТТ и ТН устанавливаются на открытом воздухе, в закрытых и в подземных установках, на морских и речных судах, внутри оболочек электроустановок и связываются контрольными проводами и кабелями с оборудованием вторичных цепей. По диапазону рабочего напряжения выделяют трансформаторы, функционирующие в устройствах до 1000 В и выше 1000 B. Трансформаторы также классифицируются по классу точности.

Видео про трансформаторы тока

Кратко о назначении трансформатора тока, составе и особенностях конструкции, о схеме и принципе работы. Почему нельзя допускать размыкание вторичных цепей трансформатора тока без предварительного их замыкания накоротко? Почему на напряжение выше 330 кВ изготавливаются ТТ каскадного типа? Об этом и об измерительном трансформаторе тока для подстанции 750 кВ вы узнаете из видео.

Похожие статьи

Устройство трансформатора тока | Полезные статьи

Понравилось видео? Подписывайтесь на наш канал!

На промышленных предприятиях часто возникает необходимость производить замеры параметров электросети (напряжение, ток, активная и реактивная мощность). Но из-за больших нагрузок подключать измерительные приборы напрямую нельзя. В таких случаях в помощь инженерам приходят измерительные трансформаторы тока, которые устанавливают в электросеть для уменьшения ее параметров. Итак, в данной статье мы рассмотрим устройство и принцип работы трансформатора, предназначенного для измерения параметров электрической сети.

Конструкция трансформатора тока

В начале расскажем об устройстве измерительного трансформатора. Итак, трансформатор подобного типа включает следующие части:

 

• корпус, выполненный из самозатухающего трудногорючего материала;

• магнитопровод (сердечник), изготовленный из пластин электротехнической стали;

• вторичная обмотка, представленная в виде эмальпровода, намотанного на сердечник. От количества намотанных витков зависит коэффициент трансформации;

• клеммы «И1» и «И2», на которые выведены концы вторичной обмотки; 

• первичная обмотка, выполненная в виде покрытой изоляцией прямолинейной шины. В некоторых моделях вместо шины используют проходное отверстие, через которое пропускают изолированный провод в один или несколько витков. Также применяется гибкая или жесткая изолированная или же неизолированная шина.

Принцип работы измерительного трансформатора тока

Рассмотрим, как работает измерительный трансформатор (ТТ). При подаче питания ток I1 начинает протекать по шине, преодолевая сопротивление (активное, индуктивное, емкостное), тем самым создавая магнитный поток Ф1. Расположенный перпендикулярно сердечник улавливает этот магнитный поток и преобразовывает электрическую энергию в магнитную. При этом преобразование происходит с минимальными потерями.

 

Магнитный поток, образованный в магнитопроводе, проходит поперек перпендикулярно расположенных витков эмалированного провода вторичной обмотки. Это приводит к возникновению ЭДС Е2 (электродвижущей силы), а она в свою очередь способствует  возникновению тока I2 в эмальпроводе. При протекании ток таким же образом преодолевает активно-индуктивное и емкостное сопротивление (полное) вторичной обмотки Z2, а также сопротивление нагрузки Zн измерительного прибора (это может быть, к примеру, амперметр). На измерительном же приборе отображается ток первичной обмотки, который уменьшен на коэффициент трансформации. 

Опасные факторы при работе трансформатора тока

Существует два условия, несоблюдение которых может привести к электрическим травмам обслуживающего персонала:

 

1. Обязательное заземление вторичной обмотки трансформатора. Данное требование применяется в связи с тем, что магнитопровод, выполненный из технической электропроводящей стали, является связующим звеном и обеспечивает соединение первичной и вторичной обмоток магнитным путем. При повреждении изоляции эмалированного провода, из которого выполнена вторичная обмотка, возникает опасность получения электрических травм обслуживающим персоналом и (или) повреждения оборудования. Чтобы избежать таких ситуаций, необходимо выполнить заземление любого вывода (клемма «И1» или «И2») вторичной обмотки ТТ, чтобы обеспечить стекание через него высоковольтного потенциала во время аварийных ситуаций.

 

2. Обязательное закорачивание вторичных обмоток трансформатора, если не подключен измерительный прибор. Данное требование применяется в связи с тем, что если по первичной обмотке протекает ток, то на клеммах «И1» и «И2», на которые выведены концы вторичной обмотки, возникает потенциал, порой достигающий нескольких тысяч Вольт. Это также привести к электрическим травмам.

 

Мы рассказали, как устроен измерительный трансформатор тока, а также о том, в чем заключается работа трансформатора. Вы также можете посмотреть наше видео, в котором детально показан трансформатор тока, его конструкция и принцип работы.

 

Устройство трансформатора тока, типы и подключение обмоток, испытания и поверка

Трансформаторы тока (ТТ) представляет собой устройства, обеспечивающие пропорциональное соответствие вторичных и первичных токовых значений. Основной нагрузкой токовых трансформаторов являются цепи измерения и защиты.

Включение первичной обмотки производится в рассечку (разрыв) измеряемой линии, то есть последовательно. Вторичная обмотка трансформатора тока образует так называемые токовые цепи схем защиты и измерений.

Одной из особенностей ТТ является то, что цепи их вторичных обмоток при работе токового трансформатора строго запрещено размыкать.

Это влечёт за собой повышение напряжения вплоть до пробоя изоляции, а также повреждение магнитопровода вследствие перегрева.

Существуют специальные правила работы в токовых цепях. При необходимости отключить измерительный прибор или реле, включенные в токовую цепь, необходимо сначала закоротить выводы вторичной обмотки.

В релейных шкафах для соединения токовых цепей используются клеммники особой конструкции. В них предусмотрены дополнительные зажимы, позволяющие устанавливать закорачивающие перемычки до разрыва токовой цепи.

Токовый трансформаторный преобразователь, работающий в измерительных цепях, относится к средствам измерений со всеми вытекающими последствиями:

• измерительные трансформаторы тока подлежат регулярной процедуре поверки;
• измерительные трансформаторы, также как любое средство измерений имеют определённый класс точности.

Если быть более точным, класс точности присваивается не трансформатору тока, а отдельно взятой его вторичной обмотке. Дело в том что ТТ, особенно высоковольтный, представляет собой достаточно объёмную конструкцию, занимающую место в распределительном устройстве.

С другой стороны, вторичные токовые параметры нужны для измерений и работы различных защит, причём каждая защита подключена к отдельной обмотке. Поэтому обычно используются многообмоточные ТТ.

Каждая из вторичных обмоток имеет свой класс точности и предназначена для подключения определённых цепей. Например, согласно требованию ПУЭ, обмотки токовых трансформаторов, использующиеся в цепях коммерческого учёта должны иметь класс точности не хуже 0,5.

Счётчики технического учёта допускается подключать через трансформаторы тока с обмотками класса 1,0. Если для технического учёта используются встроенные ТТ, допускается использовать их обмотки, которые имеют класс точности хуже 1,0. Это распространяется на случаи, когда для достижения более высокого класса требуется установка дополнительных комплектов трансформаторов.

ТТ, использующиеся в цепях приборов релейной защиты и автоматики, называются защитными.

КОНСТРУКЦИИ И УСТРОЙСТВО ТРАНСФОРМАТОРОВ ТОКА

Конструктивную основу ТТ составляют магнитные сердечники, выполненные из тонколистовой электротехнической стали. Форма магнитного сердечника может быть прямоугольной либо тороидальной (имеющей форму бублика). В первом случае сердечник набирается из пластин, во втором – свивается из тонкой стальной ленты.

Вторичная обмотка наматывается на сердечник, первичная же может иметь различные конструкции:

• одновитковую;
• многовитковую.

Одновитковые конструкции подразделяются на стержневые и шинные устройства. В первом варианте внутри корпуса трансформатора через магнитопровод проходит стержень, на концах которого оборудованы линейные зажимы.

Во втором случае роль первички играет токоведущая шина распределительного устройства, то есть при монтаже он просто одевается на шину.

Исполнение может быть предназначено для наружной или внутренней установки. Кроме этого бывают встроенные варианты, располагающиеся внутри высоковольтных выключателей и вводах силовых трансформаторов. Классификация устройств по способу установки делит их на проходные и опорные.

Конструкции проходного типа используются в случаях, когда токопровод должен пройти через стену, потолок или перегородку распределительного устройства. То есть, проходные одновременно играют роль проходных изоляторов. Устройства опорного типа устанавливаются на несущие опорные конструкции распределительных устройств и сами служат опорой токоведущим шинопроводам.

ТТ выпускаются на все классы напряжений. Эти устройства предназначены для преобразования первичных токовых параметров различных уровней, но при этом токовый номинал вторичной обмотки составляет 1 ампер или 5 ампер. Наибольшее распространение получили устройства со вторичным токовым номиналом 5 ампер.

Большинство измерительных приборов предназначены для работы совместно с пятиамперными устройствами. Например, счётчики, подключаемые через трансформаторы тока, рассчитаны на номинал тока 5 ампер.

Коэффициенты трансформации принято указывать в виде дроби. В числителе ставится номинал в амперах для первичной цепи, в знаменателе – ток вторички. Например, 100/5, 500/5. Номинальное напряжение и коэффициент трансформации ТТ являются основными техническими параметрами этих устройств. Вторичные обмотки токовых трансформаторов должны быть заземлены на месте установки.

К особой категории относятся трансформаторы тока нулевой последовательности. Эти устройства представляют собой тороидальные сердечники с намотанной на них вторичной обмоткой. То есть, конструктивно они не отличаются от некоторых обычных типов . Разница заключается в том, что при установке через такой «бублик» пропускается не шина одной из фаз, а трёхжильный кабель целиком.

При работе электрооборудования распределительного устройства в нормальном режиме магнитные поля трёх фаз дают при сложении нулевой результат. Синфазные токи во всех фазах трёхфазной системы фиксируются трансформатором тока нулевой последовательности только при однофазных замыканиях на землю. Такие типы не используются для целей измерения, а только в цепях защит.

ИСПЫТАНИЯ ТРАНСФОРМАТОРНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ТОКА

Перед вводом в работу ТТ подвергается стандартной процедуре проверок и испытаний. Объём предпусковых испытаний включает следующие виды работ:

• проверка уровня изоляции;
• замеры сопротивления вторичных обмоток;
• проверка коэффициента трансформации;
• снятие вольт — амперной характеристики.

Проверка изоляции производится с применением мегаомметра на 2500 вольт. При этом ориентируются на нормы, указанные в заводской документации. Испытания изоляции повышенным напряжением производится в сборе после монтажа в распределительном устройстве.

Сопротивление вторичных обмоток измеряется высокоточными мостами постоянного тока. Полученные результаты сравнивают с данными заводских замеров, приведённых в паспорте устройства. Результат, приведённый к температуре 20^оС не должен отличаться от заводского более, чем на 2%.

Коэффициент трансформации трансформатора тока проверяется путём прогрузки первичным током. В ходе такой проверки все вторичные обмотки должны быть закорочены либо подключены к амперметрам. Коэффициент определяют как отношение первичного и вторичного токовых значений.

Вольт – амперная характеристика (ВАХ) позволяет выявить неисправности, например, межвитковое замыкание. В ходе данного испытания определяется намагничивающая характеристика. При этом снимаются значения напряжений обмотки при изменении токовых параметров.

Результаты предпусковых испытаний оформляются протоколами установленной формы. Выдаваться протоколы должны организацией, выполняющей пуско-наладочные работы. Организация должна обладать соответствующей лицензией.

© 2012-2020 г. Все права защищены.

Представленные на сайте материалы имеют информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов

Трансформаторы тока и напряжения | ТТ и ТН

Трансформаторы тока и напряжения высокого напряжения внутренней и наружной установки предназначены для измерения тока и напряжения, питания схем релейной защиты, изолирования измерительных приборов, реле, обслуживающего персонала от высокого напряжения и применяются в ОРУ и ГРУ сетей переменного и постоянного тока, а также в устройствах защиты и регулирования, в токопроводах генераторных распределительных устройств.
Предназначенные для работы в ОРУ ТТ и ТН, отличаются от таковых для внутренней установки требованиями к характеристикам окружающей среды.
Трансформаторы внутренней установки предназначены для работы в отапливаемых или неотапливаемых помещениях при определенных характеристиках окружающей среды. Различное климатическое исполнение ТТ и ТН и категория их размещения установлены ГОСТ 15543-70.
Группы ТТ и ТН как внутренней, так и наружной установки весьма разнообразны и по конструктивному исполнению. Это обусловлено различной компоновкой РУ, их габаритами, способами крепления трансформаторов и т.п. Кроме того, на конструктивное исполнение ТТ и ТН в известной мере оказывают влияние номинальные параметры. Так, однофазные ТН могут иметь либо один, либо два ввода первичной обмотки, изоляция которых соответствует полному рабочему напряжению. В зависимости от этого ТН называются однополюсными или двухполюсными. Трехфазные ТН выполняются трехстержневыми и пятистержневыми.
В трансформаторах часто применяется литая изоляция. В таких конструкциях трансформатора полностью или частично (одни обмотки) залиты компаундной массой или эпоксидной смолой. Такие ТТ и ТН при внутренней установке имеют меньшую массу и габариты и не требуют ухода при эксплуатации; этим они выгодно отличаются от масляных трансформаторов, где для изоляции обмоток от заземленных частей и их предохранения от увлажнения применяют масляное заполнение.
Для КРУЭ применяют трансформаторы с элегазовым наполнением.
Вследствие сравнительной дешевизны получили широкое применение встроенные ТТ — это трансформаторы, в которых отсутствуют не только первичная обмотка, но и изоляция между элементами токоведущих частей (выполняющих роль первичной обмотки) и вторичной обмоткой. Встроенные ТТ устанавливаются на баковых масляных выключателях, на ряде проходных изоляторах в РУ на шинных опорах, а также на генераторных токопроводах. На одном аппарате возможна установка нескольких встроенных ТТ.
Основную часть стоимости обычного ТТ составляет стоимость первичной обмотки и ее изоляции относительно земли. Во встроенном ТТ этих элементов нет; кроме того, существенное снижение стоимости встроенных ТТ достигается за счет снижения затрат на ошиновку, отчуждение территории. Причем, чем выше номинальное напряжение аппарата тем выше эффективность от применения встроенного ТТ. Размеры встроенного ТТ определяются в основном размерами проходного изолятора или токопровода.
Для улучшения характеристик встроенных ТТ приходится увеличивать поперечное сечение магнитопровода и применять лучшие сорта электротехнической стали или методы компенсации токовой погрешности.
Последовательное соединение двух одинаковых встроенных ТТ равносильно удвоению поперечного сечения магнитопровода. Параллельное соединение приводит к удвоению номинального вторичного тока.. Изоляция магнитопровода и вторичной обмотки в процессе эксплуатации может увлажняться от воздействия сырого воздуха, подвергаться воздействию росы, трансформаторного масла и т.п. Поэтому изоляция должна быть влагостойкой, механически прочной и маслостойкой.
Встроенные ТТ для силовых ТТ и выключателей получили применение на номинальные напряжения 10 — 1500 кВ и могут иметь воздушное (естественное или принудительное) либо водяное (масляное) охлаждение.

Ввиду ограниченного объема главы рассмотрим в ней лишь некоторые конструкции ТТ и ТН.

Рис. 1. Трансформатор тока ТШЛО-20

1. Трансформаторы тока ТШЛО-20 предназначены для передачи сигнала измерительной информации на схемы поперечной дифференциальной защиты турбогенераторов (рис. 1). Нормальная работа ТТ обеспечивается при невзрывоопасной, не содержащей агрессивных газов, паров и пыли окружающей среды, при защищенности места установки ТТ от попадания брызг воды, масла, эмульсии и т. п., при воздействии механических факторов внешней среды в соответствии с ГОСТ 17516-72.
Трансформатор тока типа Т1Ш10-20 — шинный, с литой изоляцией, опорного типа, весьма компактен и надежен в эксплуатации. Номинальное напряжение 20 кВ, номинальный коэффициент трансформации 1500/5.
В конструктивном отношении ТТ представляет собой Т-образный литой блок с залитыми в нем магнитопроводом (сердечником), на который наложена вторичная обмотка, и первичной обмоткой. Первичная обмотка представляет собой трубу (см. рис. 1) с расплющенными концами в виде лопаток. В каждой лопатке имеется по одному отверстию диаметром 14 мм для присоединения медных шин.
Выводы вторичной обмотки и вывод ее экрана расположены на литой опоре трансформатора. Вывод экрана при помощи проводника соединен с основанием, имеющим болт заземления.

Рис. 2. Трансформатор тока ТПОЛ-20
В основании имеются четыре отверстия диаметром 14 мм для крепления ТТ.
2. Трансформаторы тока ТПОЛ-20 и ТПОЛ-35 предназначены для передачи сигнала измерительной информации измерительным приборам и устройствам защиты и управления в закрытых РУ на номинальные напряжения 20 и 35 кВ.
Номинальная работа ТТ обеспечивается при тех же условиях, что и трансформатора тока ТШЛО-20.
Трансформаторы ТПОЛ-20 и ТПОЛ-35 — проходные, одновитковые, с литой изоляцией.
Трансформатор тока (рис. 2) имеет две независимые вторичные обмотки, каждая из которых намотана на кольцевой ленточный магнитопровод. Вторичные обмотки вместе с первичной обмоткой, выполненной из медной трубы, проходящей через «окно» вторичных обмоток, залиты в эпоксидный компаунд и образуют изоляционный блок. В средней части блока залиты три специальные гайки для крепления фланца, с которыми электрически соединены экраны вторичных обмоток. На фланце имеются четыре отверстия диаметром 14 мм для крепления ТТ на месте установки, болт М8 для заземляющей шины (провода).
Выводы первичной обмотки имеют плоскую форму и снабжены болтами и гайками М12 для присоединения шин первичной цепи. Выводы вторичных обмоток расположены на приливе изоляционного блока в выемке фланца.

3. Трансформатор тока ТФНУ-66 наружной установки применяется в ОРУ и предназначен для передачи сигнала измерительной информации измерительным приборам и устройствам защиты и управления в сетях переменного тока частоты 50 и 60 Гц с заземленной нейтралью.
Трансформатор тока ТФНУ-66 для наружной установки выполнен в фарфоровой покрышке с усиленной изоляцией, на номинальное напряжение 66 кВ. Масса трансформатора с маслом 830 кг.
Трансформатор (рис. 3) опорного типа, состоит из первичной и вторичной обмоток, изолированных кабельной бумагой и помещенных в фарфоровую покрышку, заполненную трансформаторным маслом. Первичная обмотка представляет собой петлю и имеет две секции, соединяемые последовательно или параллельно, благодаря чему трансформатор можно включить на токи 200 и 400, 600 и 1200 А соответственно. Выводы первичной обмотки укреплены в стенке фарфоровой покрышки. Секции переключаются перестановкой контактных перемычек, расположенных снаружи покрышки.

Рис. 3. Трансформатор тока ТФНУ-66

Вторичная обмотка состоит из трех обмоток, изолированных одна от другой и заключенных в общую бумажную изоляцию. Две из них (P1 и Р2) предназначены для релейной защиты, одна (класса точности 0,5) — измерительная.
На крышке трансформатора имеется воздухоосушитель, предназначенный для очистки от влаги и пыли воздуха, поступающего в трансформатор.
Опорой трансформатора, на которой монтируются элементы его конструкции, является цоколь. Крепление фарфоровой покрышки к цоколю — механическое. Уплотнение соединений достигается за счет прокладок из маслостойкой резины.
Слив и отбор проб масла осуществляются через масловыпускной патрубок.
Коробка вторичных выводов расположена на одной из стенок цоколя. В нижней части коробки выводов находятся отверстия для установки двух кабельных муфт, имеющих отверстия для разделки и укрепления кабелей, подходящих к выводам вторичных обмоток. Коробка вторичных выводов закрыта крышкой.

4. Трансформаторы тока наружной установки типов ТРН 500 и ТРН 750 предназначены для питания цепей измерительных приборов и релейной защиты и применяются в сетях переменного тока напряжением 500 и 750 кВ, частотой 50 Гц с большим током замыкания на землю.
Нормальная работа трансформаторов обеспечивается на высоте не более 500 м над уровнем моря, при температуре окружающего воздуха от +40 до -40 °С. Трансформаторы ТРН выпускаются с рымовидными обмотками с номинальным первичным током 1000 — 2000 А при номинальном вторичном токе, равным 1 А.

Рис. 4. Трансформатор тока ТРН-500
Опорные маслонаполненные двухступенчатые каскадные ТТ (рис. 4) выполнены с рымовидными обмотками. Внутренняя бумажно-масляная изоляция с проводящими выравнивающими потенциал прокладками нанесена на вторичные обмотки с сердечниками равномерно. Роль внешней изоляции ступени выполняет опорная фарфоровая покрышка.
Каждая ступень трансформатора конструктивно представляет собой самостоятельный элемент.
Верхняя ступень устанавливается на верхнем корпусе нижней ступени и соединена с ней механически и электрически. Нижняя ступень смонтирована на сварном основании. Обе ступени связаны с основанием растяжками из изоляторов типа СП-110. Обе ступени заполнены трансформаторным маслом. Герметизация внутренней полости каждой ступени позволяет защищать масло от увлажнения и окисления, причем изменение его объема при температурных перепадах осуществляется за счет использования металлических сильфонов — компенсаторов.
На наружной части верхнего корпуса смонтирован переключатель, посредством которого две одинаковые секции первичной обмотки верхней ступени соединяются последовательно или параллельно, что обеспечивает два значения коэффициента трансформации, находящихся в отношении 1:2.
Блок вторичной обмотки верхней ступени и покрышка установлены на сварном металлическом цоколе, в котором размещены выводы обмотки и патрубок для отбора проб масла.
Блок вторичных обмоток нижней ступени и покрышка установлены на сварном металлическом цоколе, в котором размещены выводы всех четырех обмоток, зажим потенциальной обкладки, патрубок для отбора проб масла и гнездо для крепления кабельной муфты.
В верхнем корпусе верхней ступени установлена защитная арматура для предотвращения коронирования при рабочем напряжении.
Масса трансформатора тока типа ТРН-500 — 7 т, ТРН-750 — 9 т.

5. Трансформатор напряжения типа НДЕ-750 предназначен для питания измерительных приборов и защитных устройств в электрических системах переменного тока частотой 50 Гц, напряжением 750 кВ с заземленной нейтралью (рис. 5).
Емкостный делитель трансформаторного напряжения включает в себя четыре конденсатора связи ДМРИ-188-3-0,012У1 и конденсатор отбора мощности ДМРИ-15-0.105У1.
Электромагнитное устройство состоит из реактора, однофазного трехобмоточного понижающего трансформатора и демпфера, размещенных в общем баке с масляным наполнением.

Рис. 5. Трансформатор напряжения НДЕ-750

Основные узлы высокочастотного заградителя — катушка индуктивности, разрядник, конденсатор и резистор — компонуются в фарфоровой покрышке, установленной на двух опорных изоляторах.
Кроме перечисленных устройств, в состав трансформатора НДЕ-750 входят вентильный разрядник РВС-20 и однополюсный разъединитель РНДЭ-35 с ручным приводом.

6. Трансформаторы тока для элегазовых КРУ. Трансформаторы тока, применяемые в КРУЭ, выполняются в виде отдельных блоков, которые соединяются с другими блоками КРУЭ. На рис. 6 изображен блок ТТ для отечественного КРУЭ на 110 кВ.
Первичной обмоткой является медный стержень 3, закрепленный в фасонной шайбе 2 из специального эпоксидного материала. Фасонная шайба крепится посредством прижимного кольца к алюминиевому корпусу 1.. Два магнитопровода 5 с намотанными на них вторичными обмотками с помощью латунных упорных шайб 12, цилиндра 10, стеклотекстолитового кольца 8 и упорных винтов 9 закреплены внутри корпуса 1. Между обоими магнитопроводами находится стеклотекстолитовое кольцо 11 с вырезом для выводов вторичных об моток. Выводные концы вторичных обмоток присоединены к проходному изолятору 6. От проходного изолятора сделаны выводы на клеммы 4, которые закрыты кожухом 7. Вторичные обмотки ТТ секционированы и имеют выводы на 600, 800 и 1200 А. Номинальный вторичный ток 1 А. Класс точности 0,5. При сборке КРУЭ концы первичной обмотки 3 входят в розеточные контакты соседних блоков КРУЭ (на рисунке эти контакты не показаны), а фланцы корпуса 1 соединяются с корпусами соседних блоков. По окончании сборки КРУЭ его внутреннее пространство заполняется элегазом. Элегаз является изолирующей средой между первичной и вторичными обмотками.

Рис. 6. Трансформатор тока для элегазового КРУ на 110 кВ

Защита трансформатора тока — условия обрыва цепи

W ЧТО ТАКОЕ ТРАНСФОРМАТОР ТОКА?

Трансформатор тока (CT) используется для измерения тока другой цепи. Трансформаторы тока используются во всем мире для контроля высоковольтных линий в национальных электрических сетях. ТТ предназначен для создания переменного тока во вторичной обмотке, пропорционального измеряемому току в первичной обмотке. При этом трансформатор тока снижает ток высокого напряжения до более низкого значения и, следовательно, обеспечивает безопасный способ контроля электрического тока, протекающего в линии передачи переменного тока.

Опасности при эксплуатации

Опасности при работе могут возникнуть, если вторичная цепь ТТ остается разомкнутой, пока первичная находится под напряжением. Обрыв цепи может произойти непреднамеренно из-за планового технического обслуживания нагрузки или повреждения выводов вторичной цепи. В этих ситуациях могут возникать переходные процессы высокого напряжения и повреждать изоляцию обмотки ТТ; возможно, что сделает его неработоспособным. Кроме того, эти переходные процессы могут вызвать высокие вихревые токи в сердечнике ТТ.Это может отрицательно сказаться на характеристиках намагничивания трансформатора тока и привести к ошибкам в точности измерения.

IEEE C57.13 рекомендует оборудовать устройства ограничения напряжения вторичными обмотками для защиты от опасного напряжения. В нем указано, что устройство ограничения напряжения должно выдерживать обрыв цепи в течение одной минуты без повреждения вторичной цепи. Блоки защиты трансформатора тока (CTPU) Metrosil предлагают такую ​​защиту и, в отличие от других устройств ограничения напряжения, не требуют немедленной замены после выхода из нормального состояния.Они могут оставаться на месте без вмешательства пользователя.

Устройства защиты трансформатора тока

В нормальных рабочих условиях или в условиях неисправности с подключенной нагрузкой варистор подвергается действию приложенного напряжения. Он действует как пассивная нагрузка и потребляет небольшой ток, что предотвращает неточности измерения ТТ. Во время разомкнутой цепи варистор подвергается действию приложенного тока и действует как активная нагрузка. Таким образом, он ограничивает напряжение на клеммах ТТ и предотвращает любые повреждения.Термостатический переключатель управляет термоциклированием внутри Metrosil CTPU, когда ТТ находится в состоянии разомкнутой цепи. Второй термостатический выключатель может быть установлен на пластине радиатора для удаленного контроля. Варисторы Metrosil могут управлять величиной обратной ЭДС, рассеивая накопленную в катушке энергию на соответствующую нагрузку.

CTPU Metrosil может быть выполнен в одно- и трехполюсном исполнении для удобства установки. Все CTPU проходят заводской аудит по ISO9001-2015.CTPU Метросил защищают трансформаторы тока от повреждений в условиях холостого хода. Они не защищают системы реле или трансформаторов тока от перенапряжений, возникающих из-за высоких вторичных токов замыкания. Для защиты релейных систем с высоким импедансом от перенапряжения в условиях неисправности, пожалуйста, обратитесь к нашему проспекту реле Metrosil . Для получения помощи в использовании CTPU Metrosil в сочетании с реле Metrosil для высокоомных релейных систем, пожалуйста, обращайтесь в команду Metrosil .

Шкафы CTPU

Линейка предварительно собранных шкафов CTPU Метросил обеспечивает улучшенную защиту от разрушительного воздействия разомкнутых цепей вторичной стороны.Типовые испытания и независимая сертификация согласно IEC 61439, части 1 и 2, блоки доступны в адаптируемых конфигурациях и гибких вариантах установки.

Почему Метросил?

Варисторы из карбида кремния Metrosil были произведены в отделении высокого напряжения Метрополитен-Виккерс в 1936 году, и серийно произведены в 1937 году. Metrosil, являвшаяся крупнейшей электростанцией в 20 ^-м веках, была известна своим промышленным электрооборудованием. в том числе генераторы, паровые турбины, распределительное устройство, трансформаторы, электроника и тяговое оборудование для железных дорог.Следовательно, резисторы Metrosil были включены в крупные флагманские проекты, проложившие путь к эффективному распределению электроэнергии. По сей день наши резисторы остаются на своих местах в установленных сетях электроснабжения, что вызывает доверие как у крупных OEM-производителей, так и у коммунальных предприятий. По мере развития современной энергетической инфраструктуры мы продолжаем внедрять инновации и специализироваться на подстанциях в глобальном масштабе.

Каковы функции трансформатора тока?

Обновлено 14 декабря 2020 г.

Пол Дорман

Трансформатор тока (CT) — это трансформатор, который измеряет ток другой цепи.Он подключен к амперметру (A на схеме) в своей собственной цепи для выполнения этого измерения. Непосредственное измерение высоковольтного тока потребовало бы включения измерительных приборов в измеряемую цепь — ненужная трудность, которая потребовала бы самого тока, предназначенного для измерения. Кроме того, тепло, выделяемое в измерительном оборудовании из-за высокого тока, может давать ложные показания. Косвенное измерение тока с помощью трансформатора тока гораздо практичнее.

Взаимосвязь трансформаторов напряжения и тока

Функцию трансформатора тока (CT) можно лучше понять, сравнив его с более широко известным трансформатором напряжения (VT).Вспомните, что в трансформаторе напряжения переменный ток в одной цепи создает переменное магнитное поле в катушке в цепи. Катушка намотана вокруг железного сердечника, который передает почти неизменное магнитное поле на другую катушку в другой цепи, в которой нет источника питания.

Напротив, отличие ТТ в том, что схема с питанием фактически имеет один контур. Цепь с питанием проходит через железный сердечник только один раз. Таким образом, трансформатор тока является повышающим трансформатором.

Формулы ТТ и ТН

Напомним также, что ток и количество витков в катушках в ТН могут быть связаны как:

i_1N_1 = i_2N_2

Это потому, что для катушки (соленоида):

B = \ mu Ni

, где mu означает постоянную магнитной проницаемости. Небольшая интенсивность B теряется от одной катушки к другой с хорошим железным сердечником, поэтому уравнения B для двух катушек фактически равны, что дает нам первое соотношение.

Однако N ₁ = 1 для первичной обмотки в случае трансформатора тока. Является ли одиночная линия электропередачи эквивалентом одной петли? Сводится ли последнее уравнение к i ₁ = i ₂ N ₂ ? Нет, потому что он был основан на уравнениях соленоида. Для N ₁ = 1 более подходящей является следующая формула:

B = \ frac {\ mu i} {2 \ pi r}

, где r — расстояние от центра провода до точки, где B измеряется или измеряется (железный сердечник в корпусе трансформатора).Итак:

\ frac {i} {2 \ pi r} = i_2N_2

i ₁ , следовательно, просто пропорционально измеренному амперметром значению i ₂ , сокращая измерение тока до простого преобразования.

Использует общий трансформатор

Одной из основных функций трансформатора тока является определение тока в цепи. Это особенно полезно для мониторинга высоковольтных линий по всей электросети. Другое повсеместное использование трансформаторов тока — это бытовые электросчетчики.ТТ соединен с измерителем, чтобы измерить, какое потребление электроэнергии заряжает покупатель.

Безопасность электрических инструментов

Другой функцией трансформаторов тока является защита чувствительного измерительного оборудования. Увеличивая количество (вторичных) обмоток, N2, можно сделать ток в ТТ намного меньше, чем ток в измеряемой первичной цепи. Другими словами, когда N ₂ повышается, i ₂ понижается.

Это важно, потому что сильный ток выделяет тепло, которое может повредить чувствительное измерительное оборудование, такое как резистор в амперметре.Уменьшение i2 защищает амперметр. Это также предотвращает снижение точности измерения из-за тепла.

Защитные силовые реле

ТТ, обычно устанавливаемые в специальный корпус, называемый шкафом ТТ, также защищают основные линии электросети. Реле максимального тока — это тип защитного реле (переключателя), которое отключает автоматический выключатель, если ток высокого напряжения превышает определенное заданное значение. Реле максимального тока используют трансформатор тока для измерения тока, поскольку ток высоковольтной линии нельзя измерить напрямую.

Трансформатор тока: узнайте цель, стоимость и время выполнения заказа

Высокоточный трансформатор тока с обмоткой C800, обычно используемый для коммерческого учета.

Назначение трансформатора тока

Реле необходимо знать величину тока — либо для измерения, либо для реализации схем защиты. Эту роль выполняет трансформатор тока (ТТ), понижающий сотни, а иногда и тысячи ампер до (обычно) 5 А, который затем подается на реле.

Типичное место для установки трансформатора тока — ввод выключателя или трансформаторный ввод.Это кольцевые трансформаторы тока, которые используют магнитное поле, создаваемое током (протекающим через проходной изолятор), чтобы вызвать ток в его обмотке.

Трансформатор тока на выключатель. Изображение предоставлено: FirstEnergy — Огайо Эдисон — вокзал Лиссабона.

Для сверхвысокого напряжения автоматические выключатели сконструированы как выключатели под напряжением. Из-за веса и размера трансформаторов тока их нельзя установить непосредственно на корпусе прерывателя. Используются внешние автономные трансформаторы тока.

Внешние трансформаторы тока рядом с выключателем бака под напряжением

Для коммунальных предприятий важно знать, сколько энергии импортируется или экспортируется на границе обслуживания.ТТ вместе с ПТ устанавливаются прямо там, где линия электропередачи входит в подстанцию, что является точкой разграничения собственности.

Трансформатор тока возле тупиковой конструкции, где линия передачи входит в подстанцию. Изображение предоставлено: Western Area Power — подстанция испытательного трека.

На изображении ниже показан трансформатор тока, установленный на отрезке шины среднего напряжения.

Внешний трансформатор тока, используемый рядом с переключателем

До сих пор вы видели автономные и кольцевые трансформаторы тока.Взгляните на стержневой трансформатор тока и пояс Роговского.

С точки зрения защиты и управления трансформаторы тока устанавливают зону защиты в энергосистеме. Строка, взятая из одной из электронных книг PEguru, показана ниже. Он показывает, как стратегически выбираются ТТ на выключателе и трансформаторе для реализации защиты линии, защиты трансформатора и защиты выключателя. Реле oneline для кольцевой подстанции.

Стоимость трансформатора тока

• 138 кВ автономный трансформатор тока: ~ 15000 долларов США / фаза
• 345 кВ 3000: 5A MR C800 точность CT: ~ 30000 долларов США / фаза

Время выполнения заказа на приобретение трансформатора тока

Сверхвысокое напряжение автономное устройство: ~ 1 год

Информация о стоимости и сроках выполнения предназначена только для вашего общего ознакомления.Обратитесь к поставщику и сообщите технические характеристики вашего оборудования для получения фактических данных.

OR

Выберите другое основное оборудование

OR

Попробуйте пройти викторину

Поддержите этот блог, поделившись статьей

Current Transformer — обзор

34.3.1 Трансформаторы тока

Трансформатор тока является трансформатором тока который даст сигнал тока, прямо пропорциональный по величине и фазе току, протекающему в первичной цепи.У него также есть еще одна очень важная функция: сигнал, который он производит, должен иметь потенциал земли по отношению к проводнику высокого напряжения. Первичная цепь трансформатора тока должна быть изолирована до того же уровня целостности, что и первичная изоляция системы. Для трансформаторов тока, используемых в системах высокого напряжения, изоляция первичной цепи составляет очень большую часть стоимости трансформатора.

Трансформатор тока — единственный преобразователь тока, широко используемый в высоковольтных сетях.Последние разработки волоконно-оптических высоковольтных преобразователей тока перспективны, но высокая стоимость и сомнительная надежность ограничивают их применение. Однако нет никаких сомнений в том, что в будущих датчиках тока будет использоваться волоконно-оптическая технология.

Трансформатор тока, как следует из названия, является трансформатором. Он почти всегда имеет форму сердечника кольцевого типа, вокруг которого намотана вторичная обмотка.

Первичная обмотка обычно состоит из прямого стержня, проходящего через центр сердечника, который образует один виток первичной обмотки.Для малых первичных токов, обычно ниже 100 А, могут использоваться многооборотные первичные обмотки, состоящие из двух или более витков, чтобы получить на выходе достаточное количество ампер-витков для работы подключенного вторичного оборудования. Для использования при распределительном напряжении сердечник и вторичная обмотка вместе с выводами вторичной обмотки обычно размещаются над изолятором проходного изолятора прямого высоковольтного проводника, который образует сегрегацию между высоковольтным проводом и землей. Заземленный экран обычно предусмотрен на внешней поверхности ввода, и трансформаторы тока размещаются над этим заземляющим экраном, чтобы гарантировать ограничение активности частичных разрядов высокого напряжения в воздушном зазоре между вводом и обмоткой трансформатора тока.Вторичные обмотки трансформатора тока обычно подключаются к электромагнитным реле. Как правило, они требуют высокого рабочего входа, что требует применения трансформаторов тока с высокой выходной мощностью (обычно 15 В-А). Более современная защита имеет твердотельную форму и требует гораздо более низкого рабочего сигнала, что позволяет снизить конструкцию трансформатора тока и снизить затраты. Вторичные обмотки трансформаторов тока обычно имеют номинал 1 или 5 А, хотя иногда используются другие номиналы.

Там, где требуются длинные вторичные соединения между трансформатором и реле, вторичная обмотка на 1 А является преимуществом для снижения нагрузки на свинец.Холоднокатаное кремнистое железо обычно используется в качестве материала сердечника для защитных трансформаторов тока, но там, где требуется высокая точность измерения, используется легированная сталь очень высокого качества, которую обычно называют «Mumetal».

Для использования при более высоких напряжениях передачи необходимо встроить интегральную изоляцию в трансформатор тока между проводниками высокого напряжения и вторичными обмотками. Эта изоляция почти всегда выполняется в виде пропитанной маслом бумаги, хотя иногда используется газ SF ₆ .Стоимость обеспечения герметичной газовой оболочки SF ₆ обычно делает изолированные трансформаторы тока SF ₆ неэкономичными.

Существуют две основные формы конструкции трансформаторов тока с масляной пропиткой и бумажной изоляцией для напряжения передачи: форма с действующим резервуаром и форма с мертвым резервуаром.

В корпусе под напряжением сердечник и обмотка размещаются на том же уровне, что и первичный проводник, который проходит через центр сборки. Ясно, что сердечник и обмотки должны иметь потенциал земли.Обычно они заключены в металлический корпус, имеющий длинную вертикальную металлическую трубку, через которую выводы вторичной обмотки проходят на базовый уровень. Этот корпус и вертикальная металлическая труба затем имеют очень много слоев бумаги, обернутых вокруг них, чтобы сформировать основную первичную изоляцию. Слои из алюминиевой фольги, регулирующие напряжение, наматываются между слоями бумаги, чтобы обеспечить равномерное распределение напряжения от потенциала земли на нижнем конце сборки до линейного потенциала на верхнем конце.

Изолированный трансформатор тока в сборе затем помещается в изолятор, имеющий металлический верхний узел, через который проходит первичный провод. Этот проводник электрически соединен с верхним узлом с одной стороны и изолирован с другой для предотвращения короткозамкнутого витка трансформатора тока.

Перед установкой верхней крышки весь трансформатор в сборе помещается под вакуум на несколько дней, чтобы обеспечить полное удаление влаги из бумаги.Затем сборка заполняется под вакуумом высококачественным изоляционным маслом для предотвращения образования пузырьков воздуха. После заполнения трансформатора доверху он герметизируется. Для расширения и сжатия масла в его герметичном отсеке предусмотрена некоторая форма расширительного узла. Это может быть сильфон или герметичная азотная подушка. Трансформатор тока может также включать в себя индикатор уровня масла, позволяющий проверять потери масла, и систему обнаружения газа, позволяющую контролировать образование газообразных продуктов в результате частичного пробоя диэлектрика.

В версии с мертвым баком сердечник и обмотки трансформатора тока размещаются внизу, заземление, конец сборки, а изоляция между первичной и вторичной обмотками в этом случае размещается вокруг первичного проводника высокого напряжения, а не узла сердечника и обмотки. . Центральная часть изолированного высоковольтного первичного проводника, на котором размещаются сердечник и обмотки, должна иметь потенциал земли. Изоляция первичного проводника высокого напряжения должна иметь градацию по обе стороны от сердечника и обмоток. Между слоями бумаги вставлены обертки из алюминиевой фольги, чтобы обеспечить необходимую градацию от потенциала земли в центральной части до линейного потенциала на обоих концах.Чтобы можно было разместить узел первичного проводника высокого напряжения в вертикальном изоляторе, узел изгибается «шпилькой». Изолированная бумага фактически наматывается на проводник, уже сформированный в эту форму шпильки. Затем ножки этого изолированного узла открываются, чтобы можно было надеть сердечник и обмотки.

Готовая сборка проходит вакуумную обработку и заполняется маслом аналогично тому, как это описано для трансформатора тока с трансформатором тока под напряжением.

Очень широко используются конструкции как с живыми, так и с мертвыми цистернами.Обе конструкции показаны на рис. 34.26 .

Рисунок 34.26. Поперечное сечение трансформаторов тока с действующим резервуаром (а) и (б) с мертвым резервуаром

Основные сведения о трансформаторе тока — Peak Demand Inc

Основные сведения о трансформаторе тока

Размещено в h в инструментальных трансформаторах от

Основные сведения о трансформаторе тока

Джон Ренни

Рисунок с сайта www.electronics-tutorials.ws

Трансформаторы тока

(ТТ) широко используются в электрических распределительных системах для измерения, измерения и защиты. Это простые устройства, предназначенные для создания переменного тока во вторичной обмотке, который прямо пропорционален току в первичном проводе.

Самый распространенный тип ТТ — это тороидальный ТТ. Тороидальные трансформаторы тока характеризуются тем, что первичный токопроводящий провод проходит непосредственно через центральную жилу.Тороидальные трансформаторы тока всегда подключаются последовательно, поэтому их часто называют «последовательными трансформаторами».

Конструкция ТТ проста. Вторичные обмотки из медной магнитной проволоки намотаны вокруг полого сердечника из электротехнической стали, а первичный проводник проходит через центр сердечника. Магнитный поток первичного проводника улавливается сердечником и индуцирует ток во вторичных обмотках, пропорциональный количеству вторичных обмоток. ТТ бывают разных конфигураций, но все имеют эту базовую конструкцию.

ТТ

обычно имеют стандартный вторичный выходной ток 1 или 5 ампер. Коэффициент CT — это просто первичный и вторичный токи, выраженные как соотношение, где вторичный составляет 1 или 5 ампер. ТТ с коэффициентом 100/5 означает, что первичный ток в 20 раз больше вторичного тока. Когда по первичному проводнику течет 100 ампер, во вторичной обмотке протекает ток 5 ампер.

Увеличивая количество вторичных обмоток, вторичный ток может быть намного меньше, чем ток в первичной цепи.По мере увеличения количества витков вторичный ток пропорционально уменьшается. В ТТ количество витков вторичной обмотки и ток во вторичной обмотке обратно пропорциональны. Например, трансформатор тока с коэффициентом 100/5 имеет 20 витков, тогда как трансформатор тока с коэффициентом 100/1 имеет 100 витков. Увеличение числа оборотов снижает вторичный ток на выходе.

Сопутствующие товары

Трансформаторы тока

Этот трансформатор тока является важной частью энергосистемы.Основы трансформатора тока, включая конструкцию, применение, принципы работы, будут рассмотрены в этой статье. Кроме того, будут всесторонне рассмотрены некоторые практические аспекты, такие как заземление и подключение трансформатора тока, а также связанные с этим ошибки.

Мы только что запустили нашу серию Power Systems Engineering Vlog , и в этой серии мы собираемся поговорить о всевозможных различных исследованиях и комментариях по проектированию энергосистем. Мы рассмотрим различные блоги, написанные AllumiaX.Это весело, это весело, по сути, это видеоблог, и мы надеемся, что вы, , присоединитесь к нам и получите от этого пользу.

Что такое трансформатор тока и W Почему он используется?

Трансформатор тока — это измерительный трансформатор, который понижает высокие значения токов до более низких значений.

Как видно из названия, измерительные трансформаторы используются для изоляции измерительных устройств от высоких напряжений и токов, чтобы облегчить измерение электрических величин.

Трансформаторы тока

широко используются для измерения тока и контроля работы электросети. Необходимость в трансформаторе тока оправдана двумя причинами:

1. Изолирует систему защиты от высоких напряжений и токов, что приводит к уменьшению размера и стоимости защитного оборудования.
2. Выход трансформатора тока стандартный (т. Е. 1 А или 5 А), что устраняет необходимость в защитном оборудовании, например. реле с разнообразными рабочими значениями.

Строительство ТТ (трансформатор тока):

Конструкция трансформатора тока очень похожа на обычный трансформатор. Сердечник трансформатора тока изготовлен из слоистой кремнистой стали.

Трансформатор тока (ТТ) в основном имеет первичную обмотку из одного или нескольких витков с большим поперечным сечением. В некоторых случаях перемычка с высоким током может выступать в качестве первичной обмотки. Он включен последовательно с линией, по которой проходит большой ток.

Вторичная обмотка трансформатора тока состоит из большого количества витков тонкой проволоки с малой площадью поперечного сечения. Обычно он рассчитан на 1А или 5А.

Принцип работы:

Трансформатор тока не только по конструкции похож на обычный трансформатор, но и принцип работы такой же.

Переменный ток в первичных обмотках индуцирует магнитный поток в сердечнике, который передается вторичным обмоткам и индуцирует там переменный ток.

Эти трансформаторы в основном представляют собой повышающие трансформаторы, то есть повышающие напряжение от первичной до вторичной. Таким образом, ток снижается от первичного к вторичному.

Классификации:

На основе функции:

Измерительный CT:

Трансформатор тока

, используемый для цепей измерения и индикации, обычно называют измерительным CT . У них низкая точка насыщения.В случае неисправности сердечник станет насыщенным, и вторичный ток не повредит подключенные к нему измерительные устройства.

Защита CT:

Трансформатор тока

, используемый вместе с защитными устройствами, называется Protection CT . Назначение — обнаружение токов короткого замыкания в системе и передача сигнала на реле. Поскольку он работает при значениях тока, превышающих его номинальное значение, его сердечник имеет высокую точку насыщения.

На основе конструкции:

Трансформатор тока стержневого типа:

В трансформаторе тока этого типа в качестве первичной обмотки используется фактический кабель или шина главной цепи, что эквивалентно одному витку.Они полностью изолированы от высокого рабочего напряжения.

Трансформатор тока с обмоткой:

Первичная обмотка трансформатора физически соединена последовательно с проводником, по которому проходит измеряемый ток, протекающий в цепи.

Тороидальный / оконный трансформатор тока:

Не содержат первичной обмотки. Вместо этого линия, по которой проходит ток, протекающий в сети, проходит через окно или отверстие в тороидальном трансформаторе.Некоторые трансформаторы тока имеют «разъемный сердечник», который позволяет открывать, устанавливать и закрывать его без отключения цепи, к которой они подключены.

Подключение ТТ:

ТТ довольно просто подключить к однофазной системе, но для трехфазной системы есть 3 ТТ, которые можно подключить двумя способами:

Звезда (звезда) Подключено:

В случае соединения звездой полярная сторона трансформаторов тока подключается к оборудованию i.е. реле и неполярные стороны закорочены, а затем заземлены. Нейтральная сторона может присутствовать или отсутствовать в трехфазной системе.

Дельта подключено:

При соединении по схеме треугольник ТТ подключаются друг к другу по схеме треугольник, но при подключении учитывается полярность ТТ.

Обычно ТТ подключаются по схеме треугольник, если трансформатор подключен по схеме звезды и наоборот.

Полярность CT:

Как и любой другой трансформатор, ТТ также имеет полярность.Полярность относится к мгновенному направлению первичного тока по отношению к вторичному току и определяется тем, как выводы трансформатора выведены из корпуса.

Все трансформаторы тока имеют вычитающую полярность. Полярность ТТ иногда указывается стрелкой, эти ТТ следует устанавливать так, чтобы стрелка указывала в направлении протекания тока.

Очень важно соблюдать правильную полярность при установке и подключении трансформаторов тока к реле измерения мощности и защитных реле.

Заземление ТТ:

Заземление трансформатора тока очень важно для безопасности и правильной работы реле защиты.

В соответствии со стандартом заземления трансформатора тока вторичная цепь трансформатора тока должна быть подключена к заземлению станции только в одной точке. Это справедливо независимо от количества вторичных обмоток трансформатора тока, подключенных к цепи.

Обременение CT:

Нагрузка трансформатора тока определяется как нагрузка, подключенная к его вторичной обмотке.Обычно выражается в ВА (вольт-ампер).

Короче говоря, соединительные провода и подключенный счетчик образуют нагрузку трансформатора тока. Технически это называется нагрузкой в ​​ВА. Эта нагрузка влияет на точность трансформатора тока. В конструкции трансформатора тока учтены внутренние потери и внешняя нагрузка трансформатора тока.

Нагрузка выражается в ВА путем умножения вторичного тока на падение напряжения на нагрузке (нагрузке) ТТ.Трансформаторы тока делятся на классы на основе точности, которая, в свою очередь, зависит от нагрузки ТТ.

Коэффициент CT:

Коэффициент CT — это отношение первичного входного тока к вторичному выходному току при полной нагрузке. Например, трансформатор тока с соотношением 100: 5 рассчитан на 100 ампер первичной обмотки при полной нагрузке и будет производить 5 ампер вторичного тока, когда 100 ампер проходят через первичную обмотку.

Коэффициент трансформации =

Первичный ток Вторичный ток

Ошибки в CT:

Трансформатор тока имеет две ошибки — ошибку соотношения и ошибку угла сдвига фаз.

Ошибки коэффициента тока

Это в основном связано с энергетической составляющей тока возбуждения и определяется как

Ошибка соотношения =

K _т I _с — I _p I _p

Где I _p — первичный ток, K _t — коэффициент трансформации, а I _s — вторичный ток.

Ошибка фазового угла

В идеальном трансформаторе тока векторный угол между первичным и обратным вторичным током равен нулю.Но в реальном трансформаторе тока существует разница фаз между первичным и вторичным токами, потому что первичный ток также обеспечивает составляющую тока возбуждения. Таким образом, разница между двумя фазами называется ошибкой фазового угла.

Фазорные диаграммы идеального и реального КТ:

Можно определить идеальный трансформатор тока, в котором любое первичное состояние воспроизводится во вторичной цепи в точном соотношении и фазовом соотношении.Векторная диаграмма идеального трансформатора тока показана на рисунке 1.

В реальном трансформаторе обмотки имеют сопротивление и реактивное сопротивление, а трансформатор также имеет намагничивающую и потерянную составляющую тока для поддержания магнитного потока (см. Рисунок 2). Следовательно, в реальном трансформаторе соотношение тока не равно соотношению витков, и также существует разность фаз между током первичной обмотки и токами вторичной обмотки, отраженными обратно на первичной стороне. Следовательно, у нас есть ошибка отношения и ошибка угла фазы.

Где:

Kn = соотношение витков = число витков вторичной обмотки / число витков первичной обмотки,

Rs, Xs = сопротивление и реактивное сопротивление вторичной обмотки соответственно,

Rp, Xp = сопротивление и реактивное сопротивление первичной обмотки соответственно,

Ep, Es = первичное и вторичное индуцированные напряжения соответственно,

Tp, Ts = количество витков первичной и вторичной обмоток соответственно,

Ip, Is = токи первичной и вторичной обмоток соответственно,

θ = фазовый угол трансформатора

Φm = рабочий поток трансформатора

δ = угол между вторичным наведенным напряжением и вторичным током,

Io = ток возбуждения,

Im = намагничивающая составляющая возбуждающего тока

Il = составляющая потерь возбуждающего тока,

α = угол между Io и Φm

Вы получите знания о принципах, работе, применении и определении размеров трансформатора тока, которые позволят вам прочно разобраться в основах трансформатора тока.Ознакомьтесь с курсом «Основы работы с трансформатором тока» , в котором мы кратко обсудили «Режим эквивалентной схемы трансформатора тока».

Модель ТТ:

Трансформатор тока моделируется так же, как и любой другой трансформатор. Модель CT как показано ниже:

X ₁ = Первичное реактивное сопротивление утечки

R ₁ = Сопротивление первичной обмотки

X ₂ = Вторичное реактивное сопротивление утечки

Z ₀ = намагничивающее сопротивление

R ₂ = Сопротивление вторичной обмотки

Z _b = Вторичная нагрузка

Типы трансформаторов тока

и их применение: Talema Group

В нашей предыдущей статье мы рассмотрели основные принципы конструкции и работы трансформаторов тока (ТТ).Теперь мы обсудим несколько распространенных типов ТТ и их применения.

Стандартный измерительный CT

Стандартные измерительные трансформаторы тока используются вместе с амперметрами для измерения больших токов, которые понижаются до стандартного выходного коэффициента 5 А или 1 А. Номинальная мощность трансформатора тока в ВА соответствует номинальной мощности измерительного прибора или амперметра в ВА.

A 200/5 A Трансформатор тока серии FSD используется вместе с подвижным железным амперметром со шкалой от нуля до 200 A.Амперметр откалиброван так, что полное отклонение (FSD) происходит, когда на выходе трансформатора тока 5 А.

Нагрузка R амперметра должна быть как можно меньше, чтобы обеспечить возможность замыкания, близкого к короткому, чтобы гарантировать отсутствие препятствий для вторичного тока. Нагрузка R, используемая вместе с вольтметром, также должна быть как можно более низкой, чтобы поддерживать низкое вторичное напряжение ТТ для повышения точности.

ТТ завершен на амперметре ТТ, подключенный к нагрузке R измеряется вольтметром

Типичные номинальные значения стандартных измерительных трансформаторов тока в ВА — 2.5, 5 и 10 ВА. Для измерительных трансформаторов тока важно обеспечить насыщение на уровне, обеспечивающем безопасность измерительного прибора при токе выше номинального или в условиях неисправности.

Если отсоединить амперметр от цепи, вторичная обмотка фактически размыкается, и трансформатор действует как повышающий трансформатор. Частично это связано с очень большим увеличением намагничивающего потока в сердечнике трансформатора тока, поскольку во вторичной обмотке отсутствует противодействующий ток, предотвращающий это.

Это может привести к тому, что во вторичной обмотке будет индуцировано очень высокое напряжение, равное отношению V _p × (N _s / N _p ), возникающего во вторичной обмотке.

По этой причине трансформатор тока нельзя оставлять разомкнутым. Если необходимо снять амперметр (или нагрузку), сначала следует замкнуть клеммы вторичной обмотки, чтобы исключить риск поражения электрическим током.

Передаточное число

Коэффициент трансформации трансформатора тока можно изменить, используя несколько витков.В приведенном ниже примере показано, как ТТ 300/5 А можно использовать как ТТ 100/5 А, используя три первичных контура для уменьшения отношения витков с 60: 1 до 20: 1. Это позволяет использовать трансформатор тока с более высоким номиналом для измерения более низких токов.

Пределы погрешности отношения для измерительных трансформаторов тока классов 3 и 5 показаны ниже.

Ошибка соотношения составляет 3% и 5% соответственно, без требования ± фазовый сдвиг.

Применения для измерительных трансформаторов тока классов 3 и 5 включают:

• Защита от перегрузки
• Мониторинг тока Трехфазные генераторы
• Устройства управления
• Панели управления
• Управление и контроль распределительного устройства
• Распределение

Хотя желательно иметь нулевой сдвиг фаз между первичным и вторичным током, для измерения 5 А ТТ это не так важно, поскольку амперметры показывают только величину тока.

Измерительный CT

Измерительный трансформатор тока предназначен для непрерывного измерения тока и точной работы в пределах номинального диапазона тока. Пределы погрешности по току и сдвига фаз определяются классом точности. Классы точности: 0,1, 0,2, 0,5 и 1.

В ваттметрах, счетчиках энергии и измерителях коэффициента мощности сдвиг фазы вызывает ошибки. Однако внедрение электронных счетчиков мощности и энергии позволило откалибровать погрешность фазы тока.

Когда ток превышает номинальное значение, измерительный трансформатор тока насыщается, тем самым ограничивая уровень тока в приборе. Материалы сердечника для этого типа CT обычно имеют низкий уровень насыщения, например нанокристаллический.

Nuvotem серии AP и AQ — это прецизионные трансформаторы тока с типичной точностью 0,1–0,2%, что делает их пригодными для приложений, требующих высокой точности и минимального сдвига фаз.

Защита CT

Трансформатор тока защиты разработан для работы в диапазоне сверхтоков.Это позволяет защитным реле точно измерять токи короткого замыкания даже в условиях очень высокого тока. Вторичный ток используется для срабатывания защитного реле, которое может изолировать часть силовой цепи, в которой возникла неисправность.

Материал сердечника для этого типа ТТ имеет высокий уровень насыщения и обычно изготавливается из кремнистой стали.

Напряжение в точке колена

За пределами точки K нам нужно увеличить ток в большей степени, чтобы иметь некоторое увеличение напряжения.Это потому, что кривая за точкой K становится нелинейной. Напряжение в точке K (V _k ) называется напряжением точки перегиба .

Напряжение точки перегиба трансформатора тока определяется как напряжение, при котором 10% -ное увеличение напряжения вторичной обмотки ТТ приводит к увеличению вторичного тока на 50%. Это также означает, что увеличение тока на 50% приведет к увеличению напряжения всего на 10%.

Напряжение в точке перегиба важно для трансформаторов тока класса защиты, т.е.е. где ТТ используется в целях защиты.

Нагрузка на защитные ТТ довольно высока по сравнению с ТТ измерительного класса, что означает, что падение напряжения на нагрузке будет высоким. Следовательно, напряжение точки перегиба ТТ с классом защиты должно быть больше, чем падение напряжения на нагрузке, чтобы сердечник ТТ оставался в его линейной зоне.

Защитные трансформаторы тока обычно определяются в терминах совокупной погрешности при предельном коэффициенте точности, то есть насколько точным будет оставаться трансформатор тока, когда протекающий первичный ток во много раз превышает нормальный при аварийной ситуации.

Стандартные классы защиты трансформаторов тока — 5P 10 и 10P 10, где P — обозначение защиты. Число перед P указывает на общий процент ошибок. Число после буквы указывает коэффициент первичного тока, до которого будет достигнута совокупная погрешность, т. Е. В 10 раз больше номинального первичного тока в 5P 10 и 10P 10.

Защитные устройства обычно определяют классификацию ТТ защиты, предназначенного для работы с данным защитным устройством.

Talema производит широкий спектр стандартных и специально разработанных тороидальных трансформаторов тока 50/60 Гц. Каждая серия разработана с особыми характеристиками в компактных корпусах для большинства приложений. Доступны варианты как с монтажом на печатной плате, так и с подвесным выводом, а также возможность использования IDC или двусторонних разъемов.

• Хью Бойл — старший инженер-конструктор Nuvotem Talema, работает в компании с 1986 года.До прихода в Nuvotem Хью работал инженером в компаниях British Telecom и Telecom Eireann, а также изучал телекоммуникационную инженерию City and Guilds в инженерном колледже Стоу в Глазго, Шотландия.

  Просмотреть все сообщения

.

No related posts.