Трансформатор тока

Трансформатор тока. Принцип действия. Расчет

Трансформатор тока

Принцип действия токового трансформатора. Проектирование. Формулы для расчета (10+)

Трансформатор тока. Принцип действия. Расчет

Оглавление :: ПоискТехника безопасности :: Помощь

Токовый трансформатор – измерительный прибор, предназначенный для измерения силы переменного тока. Применяются трансформаторы тока тогда, когда нужно измерить ток большой силы. Токовые клещи также работают по принципу трансформатора тока.

Есть способы измерения постоянного тока с помощью токовых клещей, но тут применяется эффект магнитного усилителя. Об этом будет отдельная статья. Подпишитесь на новости, чтобы не пропустить. Сейчас остановимся на измерении переменного тока.

Принцип действия измерительного трансформатора тока

Трансформатор тока – обычный трансформатор, только включенный специальным образом и со специальным числом витков в обмотках. Первичная обмотка трансформатора тока обычно состоит из одного витка, то есть просто провода, пропущенного через тороидальный сердечник трансформатора. Именно через этот провод проходит измеряемый ток.

Иногда, для повышения точности измерений, делают два витка, то есть пропускают провод через сердечник дважды. Трансформаторы тока могут выполняться не только на тороидальных сердечниках, но и на других. В любом случае провод с измеряемым проводом должен образовать полный виток.

Для Ш – образного сердечника нужно пропустить провод в оба окна.

Вашему вниманию подборки материалов:Конструирование источников питания и преобразователей напряжения Разработка источников питания и преобразователей напряжения. Типовые схемы. Примеры готовых устройств. Онлайн расчет. Возможность задать вопрос авторамПрактика проектирования электронных схем Искусство разработки устройств. Элементная база. Типовые схемы. Примеры готовых устройств. Подробные описания. Онлайн расчет. Возможность задать вопрос авторам

Со вторичной обмотки снимается ток, который уже подлежит измерению. Для нормального функционирования токового трансформатора необходимо, чтобы его вторичная обмотка была зашунтирована низкоомной нагрузкой. Причем напряжение на вторичной обмотке при максимальном токе не должно быть слишком большим, чтобы не вызвать насыщение сердечника.

Формулы для расчета

Расчет трансформатора тока строится на простом соотношении:

[Амплитуда силы тока вторичной обмотки, А] = [Амплитуда переменной составляющей силы тока первичной обмотки, А] * [Число витков первичной обмотки] / [Число витков вторичной обмотки]
[Амплитуда напряжения на вторичной обмотке, В] = [Амплитуда силы тока вторичной обмотки, А] * [Сопротивление шунтирующего резистора, Ом] + [Напряжение насыщения диодов, В]

Если в системе не используются выпрямительные диоды, то последнее слагаемое считается равным нулю. Если применяется диодный мост, то нужно брать двойное напряжение насыщения диода плеча моста, так как при каждой полярности входного напряжения ток проходит через два диода моста.

[Мощность, рассеиваемая нагрузочным резистором, Вт] = [Действующее значение силы тока вторичной обмотки, А] ^ 2 * [Сопротивление шунтирующего резистора, Ом]

Чтобы определить действующее значение силы тока, нужно точно знать форму сигнала. Форма сигнала может меняться во времени, например, при широтно-импульсной модуляции. Обычно применяется такое соотношение:

[Мощность, рассеиваемая нагрузочным резистором, Вт] Амплитуда силы тока вторичной обмотки, А] ^ 2 * [Сопротивление шунтирующего резистора, Ом]

Чтобы исключить насыщение сердечника, необходимо рассчитать максимальное значение индукции и сравнить его с допустимым пределом.

Если применяется сердечник с зазором, то:

[Максимальное значение индукции, Тл] = [1.

Обратите внимание

257E-3] * [Среднее значение силы тока первичной обмотки, А] * [Количество витков первичной обмотки] / [Зазор в сердечнике, мм] + [1.

257E6] * [Амплитуда напряжения на вторичной обмотке, В] * [Коэффициент наполнения] / (2 *[Площадь сечения магнитопровода, кв.

мм] * [Количество витков вторичной обмотки] * [Частота сигнала, Гц])

Если применяется сердечник без зазора, то:

[Максимальное значение индукции, Тл] = [1.

257E-3] * [Среднее значение силы тока первичной обмотки, А] * [Магнитная проницаемость сердечника] * [Количество витков первичной обмотки] / [Длина средней магнитной линии сердечника, мм] + [1.

257E6] * [Амплитуда напряжения на вторичной обмотке, В] * [Коэффициент наполнения] / (2 *[Площадь сечения магнитопровода, кв.

мм] * [Количество витков вторичной обмотки] * [Частота сигнала, Гц])

Максимально допустимая индукция выбирается по следующему принципу. Если сердечник токового трансформатора сделан из трансформаторного железа, то максимальная индукция принимается равной 0.

5 Тл, если применяется феррит, то 0.15 Тл. Если трансформатор работает в условиях несимметричного измеряемого тока, то в сердечнике должен быть небольшой зазор (0.

1 мм), а максимальную индукцию нужно уменьшить по крайней мере в три раза.

Важно

Среднее значение силы тока, если ток симметричный, равно нулю. Коэффициент наполнения зависит от формы сигнала. Для меандра он равен 1, для синусоидального напряжения около 9.5, для ШИМ – сигналов может быть от 0 до 1. Для наших расчетов достаточно принять его равным 1, так как нам нужно получить для индукции оценку сверху.

(читать дальше…) :: (в начало статьи)

Оглавление :: ПоискТехника безопасности :: Помощь

К сожалению в статьях периодически встречаются ошибки, они исправляются, статьи дополняются, развиваются, готовятся новые. Подпишитесь, на новости, чтобы быть в курсе.

Трансформатор тока

Трансформатор тока

Трансформатор тока — трансформатор, первичная обмотка которого подключена к источнику тока.

Измерительный трансформатор тока — трансформатор, предназначенный для преобразования тока (уменьшения первичного тока) до значения, удобного для измерения.

Первичная обмотка трансформатора тока включается последовательно в цепь с измеряемым переменным током, а во вторичную включаются измерительные приборы.

Ток, протекающий по вторичной обмотке трансформатора тока, пропорционален току, протекающему в его первичной обмотке.

Трансформаторы тока широко используются для измерения электрического тока и в устройствах релейной защиты электроэнергетических систем, в связи с чем на них накладываются высокие требования по точности.

Трансформаторы тока обеспечивают безопасность измерений, изолируя измерительные цепи от первичной цепи с высоким напряжением, часто составляющим сотни киловольт. К трансформаторам тока предъявляются высокие требования по точности.

Как правило, трансформатор тока выполняют с двумя и более группами вторичных обмоток: одна используется для подключения устройств защиты, другая, более точная — для подключения средств учёта и измерения (например, электрических счётчиков).

Вторичные обмотки трансформатора тока (не менее одной на каждый магнитопровод) обязательно нагружаются. Сопротивление нагрузки строго регламентировано требованиями к точности коэффициента трансформации.

Незначительное отклонение сопротивления вторичной цепи от номинала (указанного на табличке) по модулю полного Z или cos ф (обычно cos = 0.8 индукт.) приводит к изменению погрешности преобразования и возможно ухудшению измерительных качеств трансформатора.

Значительное увеличение сопротивления нагрузки создает высокое напряжение во вторичной обмотке, достаточное для пробоя изоляции трансформатора, что приводит к выходу трансформатора из строя, а также создает угрозу жизни обслуживающего персонала.

Кроме того, из-за возрастающих потерь в сердечнике магнитопровод трансформатора начинает перегреваться, что так же может привести к повреждению (или, как минимум, к износу) изоляции и дальнейшему её пробою.

Схема включения трансформатора тока

Коэффициент трансформации измерительных трансформаторов тока является их основной характеристикой.

Совет

Номинальный (идеальный) коэффициент указывается на шильдике трансформатора в виде отношения номинального тока первичной (первичных) обмоток к номинальному току вторичной (вторичных) обмоток, например, 100/5 А или 10-15-50-100/5 А (для первичных обмоток с несколькими секциями витков).

где I1ном и I2ном– номинальные значения первичного и вторичного тока соответственно.

При этом реальный коэффициент трансформации несколько отличается от номинального. Это отличие характеризуется величиной погрешности преобразования, состоящей из двух составляющих – синфазной и квадратурной.

Первая характеризует отклонение по величине, вторая отклонение по фазе вторичного тока реального от номинального. Эти величины регламентированы ГОСТами и служат основой для присвоения трансформаторам тока классов точности при проектировании и изготовлении.

Поскольку в магнитных системах имеют место потери связанные с намагничиванием и нагревом магнитопровода, вторичный ток оказывается меньше номинального (т.е. погрешность отрицательная) у всех трансформаторов тока.

В связи с этим для улучшения характеристик и внесения положительного смещения в погрешность преобразования применяют витковую коррекцию. А это означает, что коэффициент трансформации у таких откорректированных трансформаторов не соответствует привычной формуле соотношений витков первичной и вторичной обмоток.

Погрешность трансформатора тока зависит от его конструктивных особенностей;

  • сечения магнитопровода,
  • магнитной проницаемости материала магнитопровода,
  • средней длины магнитного пути,
  • значения I1*W1.

В зависимости от предъявляемых требований, выпускаются трансформаторы тока с классами точности 0,2; 0,5; 1; 3; 10.

Указанные цифры представляют собой токовую погрешность в процентах номинального тока при нагрузке первичной обмотки током 100 – 120% для первых трех классов и 50-120% для двух последних.

Для трансформаторов тока классов точности 0,2; 0,5 и 1 нормируется также угловая погрешность.

Погрешность трансформатора тока зависит от вторичной нагрузки (сопротивление приборов, проводов, контактов) и от кратности первичного тока по отношению к номинальному. Увеличение нагрузки и кратности тока приводит к увеличению погрешности.

Обратите внимание

При первичных токах, значительно меньших номинального, погрешность трансформатора тока также возрастает.

Трансформаторы тока класса 0,2 применяются для присоединения точных лабораторных приборов, класса 0,5 – для присоединения счетчиков денежного расчета, класса 1 — для всех технических измерительных приборов, классов 3 и 10 — для релейной защиты.

Кроме рассмотренных классов выпускаются также трансформаторы тока со вторичными обмотками типов Д (для дифференциальной защиты), 3 (для земляной защиты), Р (для прочих релейных защит).

Токовые цепи измерительных приборов и реле имеют малое сопротивление, поэтому трансформатор тока нормально работает в режиме, близком к режиму КЗ.

Если разомкнуть вторичную обмотку, магнитный поток в магнитопроводе резко возрастет, так как он будет определяться только МДС первичной обмотки.

В этом режиме магнитопровод может нагреться до недопустимой температуры, а на вторичной разомкнутой обмотке появится высокое напряжение, достигающее в некоторых случаях десятков киловольт.

Из-за указанных явлений не разрешается размыкать вторичную обмотку трансформатора тока при протекании тока в первичной обмотке. При необходимости замены измерительного прибора или реле предварительно замыкается накоротко вторичная обмотка трансформатора тока (или шунтируется обмотка реле, прибора).

Встроенные трансформаторы тока

Трансформаторы тока могут располагаться внутри трансформатора, часто вблизи заземленного рукава на стороне масла проходных изоляторов, а также на низковольтных шинах.

В данном вопросе роль играют цена, компактность и безопасность.

При таком решении отпадает необходимость иметь несколько отдельных трансформаторов тока на сортировочной станции с внешней и внутренней изоляцией, рассчитанной на высокое напряжение.

Трансформаторы встраиваются в масляные выключатели или силовые трансформаторы.

Встроенные трансформаторы тока выполнены в виде тороида. Магнитопровод – ленточный, выполнен из электротехнической стали. Роль первичной обмотки трансформатора тока выполняет высоковольтный ввод масляного выклюачтеля или силового трансформатора. Вторичная обмотка намотана равномерно на магнитопроводе.

Встроенный трансформатор тока:
а – внешний вид; б – установка трансформатора тока 2 на высоковольтном вводе 1

Классификация трансформаторов тока

Трансформаторы тока классифицируются по различным признакам:

1. По назначению трансформаторы тока можно разделить на измерительные, защитные, промежуточные (для включения измерительных приборов в токовые цепи релейной защиты, для выравнивания токов в схемах дифференциальных защит и т. д.) и лабораторные (высокой точности, а также со многими коэффициентами трансформации).

2. По роду установки различают трансформаторы тока:

а) для наружной установки (в открытых распределительных устройствах);б) для закрытой установки;в) встроенные в электрические аппараты и машины: выключатели, трансформаторы, генераторы и т. д.;г) накладные – одевающиеся сверху на проходной изолятор (например, на высоковольтный ввод силового трансформатора);

д) переносные (для контрольных измерений и лабораторных испытаний).

3. По конструкции первичной обмотки трансформаторы тока делятся на:

Важно

а) многовитковые (катушечные, с петлевой обмоткой и с восьмерочной обмоткой);б) одновитковые (стержневые);

в) шинные.

4. По способу установки трансформаторы тока для закрытой и наружной установки разделяются на:

а) проходные;
б) опорные.

5. По выполнению изоляции трансформаторы тока можно разбить на группы:

а) с сухой изоляцией (фарфор, бакелит, литая эпоксидная изоляция и т. д.);б) с бумажно-масляной изоляцией и с конденсаторной бумажно-масляной изоляцией;

в) с заливкой компаундом.

6. По числу ступеней трансформации имеются трансформаторы тока:

а) одноступенчатые;
б) двухступенчатые (каскадные).

7. По рабочему напряжению различают трансформаторы:

а) на номинальное напряжение выше 1000 В;
б) на номинальное напряжение до 1000 В.

Проверка схемы соединений трансформаторов тока

Трансформатор тока- устройство и работа- видео!

Трансформатор тока

Решил написать очередную статью о трансформаторах тока.

Ранее я уже объяснял что такое коэффициент трансформации ТТ, сейчас же в продолжении- объясню принцип действия ТТ и его устройство.

Речь буду вести о ТТ на 0,4кВ, то есть что применяются допустим в трехфазных щитах учета с пятиамперными счетчиками электроэнегрии.

Так же заснял на видео как я “мучял” трансформатор тока, проводя над ним испытания)))

Видео не редактировал и ничего не обрезал, дубль был один и единственный, поэтому местами может показаться немного затянутым, но- судить вам, дорогие друзья!

В видео вы узнаете: Как работает трансформатор тока? Что такое коэффициент трансформации? Вторичная обмотка трансформатора тока, как он устроен и основные рабочие характеристики.

Видео- в конце статьи!

Что такое трансформатор тока(далее-ТТ) и вообще- для чего он?

Само название говорит за себя- он трансформирует, то есть преобразует ток. По сути является источником тока. Естественно- переменного тока.

Причем работает только на понижение тока, повышающих ТТ просто не существует.

А зачем нам ток? Есть же понижающие трансформаторы напряжения, которые дают нам в дома  220 Вольт и мы пользуемся электроэнергией благополучно и вроде никакого больше тока нам не надо.

Нам- простым потребителям конечно ток в чистом виде не нужен, а вот различная автоматика, электроизмерительные приборы, релейная защита без него просто работать не будет.

Например если убрать ток с токовых катушек электросчетчика- он не будет считать киловатты, именно так некоторые останавливают счетчики.

Совет

Так вот, что бы измерять ток больших значений- 100, 200 и даже 1000 Ампер и предназначены ТТ.

Если без них- то амперметры пришлось бы делать размером с колесо легкового автомобиля а то и больше!

Например на подстанциях для прохождения тока в 1000 ампер делают алюминиевые шины шириной в ладонь взрослого человека, а это 8-12 см!

И вот такие шины или провода пришлось бы присоединять к амперметру для измерения большого тока если не применять ТТ!

А так- мы имеем щитовые приборы= амперметры, ваттметры, варметры совсем небольшого размера.

Это первое свойство ТТ- понижать ток до удобных для измерения значений.

На подстанциях и электростанциях то же применяются ТТ- и в сети 10кВ, и в 35 и так делее- 110,220,500 киловольт.

Тут уж без ТТ совсем не обойтись! Мало того что первичный ток большой, так еще и очень опасное высокое напряжение на проводах и никакой изоляцией от него не убережешься.

Я даже представить себе не могу как можно было бы измерить ток без ТТ например на подстанции 500 киловольт! Это же какой амперметр надо было бы соорудить?! С какой изоляцией!

Обратите внимание

Из этого вытекает второе свойство ТТ:  изолирует приборы и людей от высокого напряжения.

Устроен ТТ очень просто: первичная обмотка большого сечения (иногда просто- алюминиевая шина); магнитопровод, состоящий из множества тонких пластин электротехнической стали;

вторичная обмотка- наматывается на магнитопровод.

Ну и собственно- сам корпус или основание. Вот и все устройство.

Магнитопровод набран из тонких листов для снижения воздействия вихревых токов внутри стали, возникающих при появлении магнитного поля.

Работает ТТ (как и все трансформаторы) благодаря явлению взаимоиндукции, это замечательное свойство есть только у переменного тока.

При прохождении тока по первичной обмотке в сердечнике магнитопровода образуется магнитный поток и он в свою очередь индуцирует во вторичной обмотке вторичный ток, который гораздо меньше по значению и прямо пропорционален изменению первичного.

То есть если ток в первичной обмотке изменился в два раза- во вторичной тоже в два. Если в три- во вторичной обмотке так же в три.

Небольшая погрешность конечно есть, например для ТТ у измерительных приборов в нормальном режиме различие тока между первичным и вторичным не более 0,5% (естественно с учетом коэффициента трансформации).

То есть ТТ имеют класс точности 0,5.

Важная деталь- ТТ работают в режиме короткого замыканя! 

Вторичная обмотка у них либо закорочена перемычкой(если не используется) или подключена на нагрузку с очень низким сопротивлением, близким к нулю или по крайней мере несколько Ом.

Важно

При высоком сопротивлении нагрузки вторичной обмотки ТТ начинает врать, а так же происходит его нагрев что ни к чему хорошему не приводит…

Так же вторичная обмотка обязательно заземляется!

Один из выводов обмотки подключается к заземляющему устройству. Это делается для безопасности обслуживания вторичных токовых цепей.

А на ПС с высоким напряжением этим еще снимается статический заряд с токовых цепей.

Итак, что должен знать каждый электрик:

-Режим работы ТТ- режим короткого замыкания

-Токовые цепи вторичной обмотки ТТ должны быть заземлены

-ТТ выбирается по коэффициенту трансформации

А сейчас- ВИДЕО:

 Узнайте первым о новых материалах сайта!

Просто заполни форму:

Выбор трансформаторов тока. Различия и классификация

Трансформатор тока

Трансформаторы тока служат для измерения характеристик в пределах значений номинального напряжения (Uном) от 0,66 до 750 кВ.

Устройства служат для изменения параметров тока до показателей удобных для производства измерений с последующей передачей информативного сигнала измерения приборам, работающим в релейных цепях защиты.

Приборы служат для выполнения функций по измерению электрической энергии, защиты от воздействий токов КЗ и других неисправностей, автоматики и управления в электроцепях переменного тока промышленной частоты 50 – 60 Гц.

Выбор трансформатора тока

При решении вопроса, как выбрать трансформатор тока, прежде всего, необходимо руководствоваться требованиями по установке устройства.

Классификация трансформаторов тока

Трансформаторы подразделяются на классы по роду установки, в зависимости от места нахождения устройства:

  • Установка ТТ в ОРУ.
  • УстановкиТТ в ЗРУ.
  • Для работы внутри оболочек устройстви внутри масляной или газовой среды,например, внутри высоковольтных масляных или элегазовых выключателей.
  • Специальная установка.
  • По способу установки, зависящей то конструктивной особенности устройства:

  • Опорные, для монтажа на ровной опорной поверхности;
  • Проходные ТТ находятся на шинопроводах в комплексных распределительных устройствах, используются в качестве проходного изолятора;
  • Шинные –особенность этого трансформатора заключается в том, что в роли первичной обмоткивыступает шина РУ,которая пропущена через окно трансформатора, устройство крепиться на шине специальными винтами на планке;
  • Встроенные используются для установки в силовых трансформаторах, баковых выключателях или токопроводах;
  • Разъемные, предназначены для быстрой установки на шинах или кабелях без отключения токовой цепи.
  • По типу изоляции:

  • Литая изоляция;
  • Исполнение в пластмассовом корпусе;
  • Применение твердой изоляции, с использованием фарфора, бакелита, полимеров, эпоксидной смолы;
  • Вязкая изоляция из заливочных обволакивающих компаундов;
  • Маслонаполненные;
  • Газонаполненные,применяемая для трансформаторов, установленных на высоких и сверхвысоких напряжениях.
  • Смешанная изоляция, (бумажно-масляная), ресурс бумажной изоляции даже после 40 лет без эксплуатации может оставаться очень большим.
  • Недостаточная защита трансформатора может привести к конденсированнию влаги на его дне, влажность может достичь опасных значений, приводящих к электрическому или тепловому пробою.

    В зависимости от количества ступеней трансформации:

  • Одноступенчатые (один коэффициент трансформации)
  • Многоступенчатые или каскадные (несколько коэффициентов трансформации)
  • По количеству вторичных обмоток:

  • Наличие одной вторичной обмотки.
  • Существование нескольких вторичных обмоток.
  • По функциональному назначению вторичной обмотки:

  • Для измерения или учета.
  • Для выполнения защитных функций.
  • Для измерения и защиты.
  • Для выполнения измерений в различных переходных режимах.
  • По количеству коэффициентов трансформации:

  • Наличие одного коэффициента трансформации.
  • Несколько коэффициентов трансформации, полученных после изменения числа витков в обмотках или при наличии нескольких вторичных обмоток.
  • Трансформаторы тока различаются по классу напряжения:

    Методы преобразования:

  • Электромагнитные.
  • Оптико-электронные.
  • По типу изоляции обмоток:

  • Твердая изоляция.
  • Газовая изоляция
  • Таблица №1. Типы трансформаторов тока

    Таблица №1. Типы трансформаторов тока

    Таблица №1. Типы трансформаторов тока

    Класс точности трансформатора тока

    При правильном выборе трансформатора тока нужно, прежде всего, руководствоваться сферой измерения где будет применяться трансформатор тока, если ТТ, например, будет применяться для АИИС КУЭ для снятия показаний коммерческого учета, то он должен иметь высокий класс точности.

    Погрешности ТТ прежде всего зависимы от габаритов и конструктивных особенностей магнитопровода, а также от количества витков и сечения провода обмотки. На погрешность в показаниях большое влияние оказывает материал, из которого изготовлен магнитопровод.

    При использовании в современных системах коммерческого учета нашли применение ТТ с магнитопроводом, выполненным из нанокристаллических (аморфных) сплавов, ТТ приобретает высокий класс точности измерения 0.5, 0,5S. 0.2S, при малом значении первичного тока.

    Аморфные сплавы при повышении класса точности ТТ способствуют увеличению максимальной мощности обмоток, улучшают защиту измерительных приборов, подключенных в цепь с трансформатором, сводят к нулю эффект старения, что позволяет сохранить характеристики устройства. Так получают точные и качественные изделия,которые гарантируют стабильное функционирование систем АИИС КУЭ.

    Высокий класс точности создает наиболее узкий диапазон трансформаторных погрешностей.

    Различие между классами точности 0,5. 0,2и 0,5S, 0.2S заключается в погрешности обмотки класса 0,5 или 0,2ниже 5% от номинального тока. В таком значении тока,выявляется недоучет электроэнергии, сокращаемый при использовании трансформаторов с классом точности S.

    Для различного вида технических измерений, возможно, подключение трансформаторов с классом точности – 1. Для применения в подключении указывающих амперметров разрешается применение ТТ с классом точности – 3.

    Как правильно выбрать трансформатор тока

    Выбор трансформаторов тока производится, руководствуясь определенными значениями, это: напряжение сети, значения номинального первичного тока, мощность зависящая от нагрузочных показателей потребителя, коэффициент трансформации.

    Выбор трансформаторов тока по напряжению

    Номинальное значение напряжения (Uном ) ТТ выбирается большим или равным значению максимального рабочего напряжения Uуст.

    Выбор трансформатора по первичному току

    Значение( I1ном) номинального тока первичной обмотки должно быть выше или быть равным по значению(Iрабmax) рабочему расчетному установочному току высоковольтной линии отходящего от распредустройства. Расчет выбора трансформатора тока также зависит от Iкз, величины термического импульса Iкз в течении 1 сек, и термического импульса тока КЗ в течении 0,525 сек, по результатам срабатывания защит.

    При выборе номинального тока трансформатора руководствуются необходимостью обеспечения требований по термической и динамической стойкости к Iкз

    Выбор трансформатора тока по нагрузке

    При малых номинальных токах и высоких номинальных кратковременных токах термической стойкости, трансформатор ограничен по мощности из-за своих размеров и максимальной магнитодвижущей силы.

    Совет

    При увеличении силы намагничивания вдвое, мощность увеличивается в четыре раза. Мощность ограничена зависимостью МДС от тока динамической стойкости.

    Причина кроется в силовом воздействии электрического поля, которое в случае КЗ будет симметрировать витки первичной обмотки друг против друга. Мощность ограничена малыми габаритными размерами ТТ.

    Расчет выбора трансформатора тока по мощности производится в зависимости сечения токопроводящего проводника и расчетной мощности.

    Формула расчета в зависимости от сечения проводника

    Rпр.=(Lпр.∙ρ)/Sпр.выбр

    Где Sпр.выбр — выбранное сечение проводника, (мм2)

    Расчет нагрузочной мощности определяется по формуле

    Sрас.=I²ном∙(Rпр.+Rcч.+Rк )

    Согласно ГОСТУ параметры ТТ по нагрузке, определяются для трансформаторов тока номинальной мощностью равной 5ВА и 10 ВА с нижним пределом устанавливаемым 3,75 ВА.

    Таблица выбора трансформаторов тока

    Выбор трансформатора тока по коэффициенту трансформации

    Не допускается установка трансформатора тока, имеющего завышенный коэффициент трансформации.

    В случае повышенного коэффициента разрешается ставить счетчики на приемном вводе потребителя. На силовых трансформаторах счетчики могут монтироваться со стороны низшего напряжения.

    Наибольшим спросом пользуются трансформаторы, имеющие один коэффициент трансформации, он не изменяется на протяжении всего срока эксплуатации.

    Примером коэффициентов трансформации считаются ТТ 150/5 (N-30); 600/5 (N-120); 1000/5(N-200); 100/1(N-100)

    Выбор трансформаторов тока для электросчетчика 0,4кВ

    Трансформатор тока

    Учет электроэнергии с потребляемым током более 100А выполняется счетчиками трансформаторного включения, которые подключаются к измеряемой нагрузке через измерительные трансформаторы. Рассмотрим основные характеристики трансформаторов тока.

    1 Номинальное напряжение трансформатора тока. 

    В нашем случае измерительный трансформатор должен быть на 0,66кВ.

    2 Класс точности.

    Класс точности измерительных трансформаторов тока определяется назначением электросчетчика. Для коммерческого учета класс точности должен быть 0,5S, для технического учета допускается – 1,0.

    3 Номинальный ток вторичной обмотки.

    Обычно 5А.

    4 Номинальный ток первичной обмотки.

    Вот этот параметр для проектировщиков наиболее важен. Сейчас рассмотрим требования по выбору номинального тока первичной обмотки измерительного трансформатора. Номинальный ток первичной обмотки определяет коэффициент трансформации.

    Обратите внимание

    Коэффициент трансформации измерительного трансформатора – отношение номинального тока первичной обмотки к номинальному току вторичной обмотки.

    Коэффициент трансформации следует выбирать по расчетной нагрузке с учетом работы в аварийном режиме. Согласно ПУЭ допускается применение трансформаторов тока с завышенным коэффициентом трансформации:

    1.5.17. Допускается применение трансформаторов тока с завышенным коэффициентом трансформации (по условиям электродинамической и термической стойкости или защиты шин), если при максимальной нагрузке присоединения ток во вторичной обмотке трансформатора тока будет составлять не менее 40 % номинального тока счетчика, а при минимальной рабочей нагрузке — не менее 5 %.

    В литературе можно встретить еще требования по выбору трансформаторов тока. Так завышенным по коэффициенту трансформации нужно считать тот трансформатор тока, у которого при 25%-ной расчетной присоединяемой нагрузке (в нормальном режиме) ток во вторичной обмотке будет менее 10% номинального тока счетчика.

    А сейчас вспомним математику и рассмотрим на примере данные требования.

    Пусть электроустановка потребляет ток 140А (минимальная нагрузка 14А). Выберем измерительный трансформатор тока для счетчика.

    Выполним проверку измерительного трансформатора Т-066  200/5. Коэффициент трансформации у него 40.

    140/40=3,5А – ток вторичной обмотки при номинальном токе.

    5*40/100=2А – минимальный ток вторичной обмотки при номинальной нагрузке.

    Как видим 3,5А>2А – требование выполнено.

    14/40=0,35А – ток вторичной обмотки при минимальном токе.

    5*5/100=0,25А – минимальный ток вторичной обмотки при минимальной нагрузке.

    Как видим 0,35А>0,25А – требование выполнено.

    140*25/100 – 35А ток при 25%-ной нагрузке.

    35/40=0,875 – ток во вторичной нагрузке при 25%-ной нагрузке.

    5*10/100=0,5А – минимальный ток вторичной обмотки при 25%-ной нагрузке.

    Как видим 0,875А>0,5А – требование выполнено.

    Вывод: измерительный трансформатор Т-066  200/5 для нагрузки 140А выбран правильно.

    По трансформаторам тока есть еще ГОСТ 7746—2001 (Трансформаторы тока. Общие технические условия), где можно найти классификацию, основные параметры и технические требования.

    При выборе трансформаторов тока можно руководствоваться  данными таблицы:

    Выбор трансформаторов тока по нагрузке

    Обращаю ваше внимание, там есть опечатки

    Трансформатор тока

    Трансформатор тока

    Доброе время суток, дорогие друзья!

    Вот и пришел новый 2015 год. Надеюсь, что этот год будет не хуже предыдущего. В общем, с Новым Годом, друзья!

    Хочу начать год со статьи о трансформаторах тока. Конечно, мой рассказ будет скорее общим, чем научным.

    Для досконального изучения вопроса предлагаю воспользоваться технической литературой или хотя бы ИНСТРУКЦИУЙ ПО ПРОВЕРКЕ ТРАНСФОРМАТОРОВ ТОКА, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В СХЕМАХ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ И ИЗМЕРЕНИЯ (РД 153-34.0-35.301-2002).

    Итак, приступим.

    Простейший и самый распространенный трансформатор тока (ТТ) — двухобмоточный. Он имеет одну первичную обмотку с числом витков w1 и одну вторичную обмотку с числом витков w2. Обмотки находятся на общем магнитопроводе, благодаря которому между ними существует хорошая электромагнитная (индуктивная) связь.

    Первичная обмотка, изолированная от вторичной обмотки на полное рабочее напряжение аппарата, включается последовательно в рассечку цепи контролируемого первичного тока, а вторичная обмотка замыкается на нагрузку (измерительные приборы и реле), обеспечивая в ней протекание вторичного тока, практически пропорционального переменному первичному току.

    Чем меньше полное сопротивление нагрузки и полное сопротивление вторичной обмотки zT2, тем точнее соблюдается пропорциональность между первичным и вторичным токами, т.е. тем меньше погрешности ТТ. Идеальный режим работы ТТ — это режим КЗ вторичной обмотки.

    Важно

    Один вывод вторичной обмотки обычно заземляется, поэтому он имеет потенциал, близкий к потенциалу контура заземления электроустановки.

    Вот внешний вид ТТ до 1000 В:

    А вот внешний вид ТТ выше 1000 В:

    Трансформаторы тока для защиты предназначены для передачи измерительной информации о первичных токах в устройства защиты и автоматики. При этом они обеспечивают:

    1) масштабное преобразование переменного тока различной силы в переменный вторичный ток приемлемой силы (чаще всего это 1 или 5А) для питания устройств релейной защиты;

    2) изолирование вторичных цепей и реле, к которым имеет доступ обслуживающий персонал, от цепей высокого напряжения. Аналогичные функции выполняют и ТТ для измерений, предназначенные для передачи информации измерительным приборам.

    Между ТТ для защиты и для измерений нет принципиальной разницы. Существующие различия заключаются в неодинаковых требованиях к точности и к диапазонам первичного тока, в которых погрешности ТТ не должны превышать допустимых значений.

    К ТТ для измерений предъявляется требование ограничения сверху действующего значения вторичного тока при протекании тока КЗ по первичной обмотке, для них устанавливается номинальный коэффициент безопасности приборов. Это требование не предъявляется к ТТ для защиты, которые должны обеспечивать необходимую точность трансформации тока и при КЗ.

    Номинальный коэффициент безопасности фактически является верхним пределом для номинальной предельной кратности ТТ для измерений.

    Поэтому в стандартах некоторых стран (например, в германских правилах VDE 0414 «Regeln für Meßwandler») для всех ТТ нормируется номинальная предельная кратность (Nenn Überstromziffer «n»), причем ее ограничение для измерительных ТТ задается в форме n < …, а для трансформаторов тока для защиты в форме n >… .

    Совет

    При анализе явлений в ТТ необходимо учитывать положительные направления первичного и вторичного токов в соответствующих обмотках, а также ЭДС, индуктируемой во вторичной обмотке, от которых зависят знаки (плюс или минус) в формулах и углы векторов на векторных диаграммах.

    В технике релейной защиты приняты положительные направления для токов и ЭДС, показанные на рисунке 1. Звездочками отмечены однополярные зажимы обмоток, например их начала, которые по ГОСТ обозначаются символами Л1 у первичной обмотки и И1 у вторичной обмотки.

    а)
    б)
    в)

    а, б — схемы условных обозначении; в — схема замещения

    Рисунок 1 — Схемы ТТ

    Приняты положительными: направление для первичного тока от начала к концу первичной обмотки и направление для вторичного тока от начала вторичной обмотки (по внешней цепи нагрузки) к концу вторичной обмотки, соответственно этому внутри вторичной обмотки — направление вторичного тока и вторичной ЭДС (от конца к началу обмотки).

    При указанных положительных направлениях векторы первичного и вторичного токов совпадают по фазе при отсутствии угловой погрешности, а мгновенная вторичная ЭДС равна взятой со знаком «плюс» первой производной по времени от потокосцепления вторичной обмотки.

    По причине существенной нелинейности характеристики намагничивания ферромагнитного магнитопровода к анализу явлений в ТТ неприменим принцип наложения (суперпозиции).

    Даже при номинальном первичном токе и номинальной нагрузке индукция в магнитопроводе не равна разности индукций, которые были бы созданы отдельно взятыми первичным и вторичным токами.

    Результирующий магнитный поток в магнитопроводе ТТ определяется только совместным одновременным действием первичного и вторичного токов и даже гипотетически не может корректно рассматриваться как разность потоков, раздельно созданных первичным и вторичным токами.

    Классификация ТТ

    По ГОСТ 7746-89 ТТ подразделяются по следующим основным признакам:

    — по роду установки:

    для работы на открытом воздухе (категория размещения 1 по ГОСТ 15150-69 [22]);

    для работы в закрытых помещениях (категории размещения 3 и 4 по ГОСТ 15150-69);

    для работы в подземных установках (категория размещения 5 по ГОСТ 15150-69);

    для работы внутри оболочек электрооборудования

    по принципу конструкции: опорные (О), проходные (П), шинные (Ш), встроенные (В), разъемные (Р). Допускается по ГОСТ 7746-89 [14] сочетание нескольких перечисленных принципов, а также конструктивное исполнение, не подпадающее под перечисленные признаки;

    по виду изоляции: с литой изоляцией (Л), с фарфоровой покрышкой (Ф), с твердой изоляцией (кроме фарфоровой и литой) (Т), маслонаполненные (М), газонаполненные (Г);

    по числу ступеней трансформации: одноступенчатые и каскадные;

    по числу магнитопроводов со вторичными обмотками, называемых кернами, объединенных общей первичной обмоткой: с одним керном, с несколькими кернами;

    по назначению кернов: для измерения, для защиты, для измерения и защиты, для работы с нормированной точностью в переходных режимах;

    по числу коэффициентов трансформации: с одним коэффициентом трансформации; с несколькими коэффициентами трансформации, получаемыми путем изменения числа витков первичной или(и) вторичной обмоток, а также путем применения вторичных обмоток с отпайками.

    Структура условного обозначения ТТ по ГОСТ 7746-89

    В стандартах на трансформаторы отдельных видов ГОСТ 7746-89 [14] допускает ввод в буквенную часть обозначения дополнительных букв. Допускается исключение или замена отдельных букв, кроме Т, для обозначения особенностей конкретного ТТ.

    Основные (номинальные) параметры ТТ

    По ГОСТ 7746-89 к номинальным параметрам ТТ относятся:

    — номинальное напряжение ТТ Uном — номинальное напряжение цепей, для которых предназначен данный аппарат. Встроенные ТТ не имеют паспортного параметра номинального напряжения;

    — номинальный первичный ток ТТ I1ном;

    — номинальный вторичный ток ТТ I2ном;

    — номинальный коэффициент трансформации ТТ (коэффициент трансформации – отношение первичного номинального тока ко вторичному. Обычно записывается, например, 150/5 и тогда равен 30, т.е. при любом первичном токе вторичный будет в тридцать раз меньше);

    — номинальная вторичная нагрузка с номинальным коэффициентом мощности cosj (1 или 0,8 индуктивный). Обозначается zн. ном (сопротивление нагрузки) или Sн. ном (номинальная мощность нагрузки);

    — номинальный класс точности ТТ (керна для ТТ с несколькими кернами) (обычно для измерений класс точности не хуже 0,5, а для систем РЗиА не хуже 10);

    — номинальная предельная кратность ТТ, обслуживающего релейную защиту — К10ном, К5ном;

    — номинальный коэффициент безопасности для приборов — Кd ном;

    — номинальная частота ТТ — fном.

     Испытания измерительных трансформаторов тока.

    Объектом испытания в измерительных трансформаторах тока и напряжения являются, прежде всего, изоляция трансформаторов, обмотки трансформаторов как первичная, так и вторичная, а также трансформаторное железо сердечника.

    Трансформаторы тока изготавливаются со следующим исполнением внутренней изоляции:

    · Бумажно-бакелитовая (трансформаторы серии ТП 6-35кВ); керамическая (трансформаторы тока 6-10кВ типов ТПОФ, ТПФ и др).

    · Литая эпоксидная (трансформаторы тока типов ТПОЛ, ТПШЛ, ТШЛ и др. 6-35кВ).

    Объём испытаний трансформаторов тока:

    1) измерение сопротивления изоляции первичной и вторичной (вторичных) обмоток (К, М)

    2) испытание повышенным напряжением изоляции обмоток (М)

    3) снятие характеристик намагничивания трансформаторов (К)

    4) измерение коэффициента трансформации (К).

    Обратите внимание

    Примечание: К – капитальный ремонт, испытание при приёмке в эксплуатацию; М – межремонтные испытания

    Сопротивление изоляции.

    В процессе эксплуатации измерения проводятся:

    на трансформаторах тока 3-35кВ – при ремонтных работах в ячейках (присоединениях), где они установлены.

    Измеренные значения сопротивления изоляции должны быть не менее значений, приведённых в таблице 1.

    для трансформаторов напряжения 3-35кВ – при проведении ремонтных работ в ячейках, где они установлены, если работы не проводятся – не реже 1 раза в 4 года.

     Испытание повышенным напряжением.

    Значения испытательного напряжения основной изоляции трансформаторов тока и напряжения приведены в таблице 2. Длительность испытания трансформаторов тока и напряжения с фарфоровой изоляцией – 1 минута, с органической изоляцией – 5 минут.

    Допускается проведение испытаний трансформаторов тока совместно с ошиновкой.

    При совместном испытании измерительных трансформаторов с элементами ошиновки или другими аппаратами, продолжительность испытания принимается равной времени испытания для тех элементов сети, к которым подключены трансформаторы.

    Например, при испытании трансформаторов тока установленных в ячейке КРУ продолжительность испытания устанавливается равной 1 минуте (изоляторы ошиновки ячейки – фарфоровые).

    Значение испытательного напряжения для изоляции вторичных обмоток, вместе с присоединёнными к ним цепями, принимается равным 1кВ.

    Продолжительность приложения испытательного напряжения – 1 минута.

    Измерение сопротивления обмоток постоянному току.

    Отклонение измеренного сопротивления обмотки постоянному току от паспортных значений, или от измеренных на других фазах не должно превышать 2%. При сравнении измеренных значений с паспортными данными измеренные значения сопротивления должны приводиться к заводской температуре. При сравнении с другими фазами измерения должны производиться при одинаковой температуре.

    Измерения сопротивления обмоток постоянному току производятся у трансформаторов тока на напряжение 110кВ и выше и у связующих обмоток каскадных трансформаторов напряжения.

    Важно

    В качестве дополнительных измерений при комплексных испытаниях данный вид измерения может использоваться и для трансформаторов тока и напряжения всех типономиналов.

     Измерение коэффициента трансформации.

    Отклонение измеренного коэффициента трансформации от указанного в паспорте или от измеренного на исправном трансформаторе тока или напряжения, однотипном с проверяемыми, не должно превышать 2%.

    Для проверки коэффициента трансформации трансформаторов тока собирают схему, представленную на рисунке 8. У встроенных трансформаторов тока коэффициент трансформации проверяется только на рабочих ответвлениях — остальные части обмоток не проверяются.

    Ток в первичной цепи трансформатора пропорционален току во вторичной цепи. Коэффициент пропорциональности токов и будет искомым коэффициентом трансформации.

    Разделительный трансформатор создаёт на своей вторичной обмотке напряжение порядка 5В и ток прядка 1000А (в зависимости от испытуемого трансформатора тока).

    Снятие характеристик намагничивания трансформаторов тока.

    Характеристика снимается методом повышения напряжения на вторичных обмотках до начала насыщения (но не выше 1800В), с одновременным измерением тока в испытуемой обмотке с помощью амперметра.

    При наличии у обмоток ответвлений характеристика снимается на рабочем ответвлении, при этом на нерабочих ответвлениях замеры не производятся.

    Снятая характеристика сопоставляется с типовой характеристикой намагничивания или с характеристиками намагничивания исправных трансформаторов тока, однотипных с проверяемыми.

    Совет

    Отличия от значений, измеренных на заводе-изготовителе или от измеренных на исправном трансформаторе тока, однотипном с проверяемыми, не должны превышать 10%.

    Характеристики намагничивания снимаются для проверки исправности трансформаторов тока. При этом убеждаются в том, что нет накоротко замкнутых витков и повреждения сердечника, оцениваются возможности использования трансформатора в схеме релейной защиты в конкретных условиях.

    Характеристика намагничивания представляет собой зависимость подводимого ко вторичной обмотке напряжения от тока в этой обмотке. Схема для снятия характеристики намагничивания представлена на рисунке 7.

    Характеристику намагничивания снимают до номинального тока трансформатора (тока вторичной обмотки), в тех случаях, если это требуется (для особо ответственных трансформаторов) характеристику снимают до начала насыщения трансформатора тока (для 5-амперных трансформаторов – до достижения тока 10А).

    Если при снятии характеристики необходимо напряжение выше 250В используют повышающие трансформаторы с более высоким напряжением.

    Вольт-амперная характеристика является основной при оценке исправности ТТ. Используются такие характеристики и для определения погрешностей ТТ.

    Наиболее распространенная неисправность ТТ — витковое замыкание — выявляется по резкому снижению ВАХ и изменению ее крутизны.

    Снятая характеристика сопоставляется с типовой характеристикой намагничивания или с характеристиками намагничивания исправных ТТ, однотипных с проверяемым, чаще всего с характеристиками ТТ других фаз того же присоединения.

    Обратите внимание

    Для такого сравнения достаточно совпадения характеристик с точностью в пределах их заводского разброса.

    а)                                                                     б)

    а — ТТ ТВ-35, 300/5 А; б — ТТ ТВД-500, 2000/1;

    1 — исправный трансформатор тока; 2 — закорочен один виток;

    3 — закорочены два витка; 4 — закорочены восемь витков

    Рисунок. Вольт-амперные характеристики при витковых замыканиях во вторичной обмотке

    На этом у меня на сегодня все.

    Будут вопросы, постараюсь на них ответить.

    Успехов.

    Типы трансформаторов тока

    Трансформатор тока

    Измерительные трансформаторы тока

    Общие сведения.

    Измерительные ТТ предназначены для уменьшения первичных токов до значений, наиболее удобных для подключения измерительных приборов, реле защиты и устройств автоматики. В установках высокого напряжения ТТ также служат для изоляции измерительных приборов и реле от цепей высокого напряжения, что позволяет унифицировать конструкции вторичных приборов и обеспечивает безопасность эксплуатации.

    ТТ характеризуются номинальным первичным током I1н (стандартная шкала номинальных первичных токов включает токи 1…4000 А) и номинальным вторичным током I2н, который принят равным 5 или 1 А. Для получения величины первичного тока показания амперметров умножаются на коэффициент трансформации ТТ (Ктт = I1н/I2н).

    ТТ различаются:

    – по роду тока – переменного и постоянного;

    – по числу витков первичной обмотки – одновитковые и многовитковые;

    – по классу точности (по допускаемым значениям погрешностей) 0,2; 0,5; 1; 3; 5; 10;

    – по месту установки – шинные, проходные, встроенные, камерные;

    – по материалу изоляции обмоток – фарфоровая, литая эпоксидная, бумажномаслянная;

    – по роду установки – для внутренней и наружной.

    С помощью измерительных трансформаторов: тока – ТТ, напряжения – ТН в отличие от силовых трансформаторов, преобразующих мощность (P = U×I – одновременно ток и напряжение) стремятся трансформировать в отдельности ток (ТТ) и напряжение (ТН), хотя последнее достаточно сложно реализовать с помощью электромагнитных устройств. Отличительными особенностями ТТ и ТН является количество витков первичное обмотки: минимальное у ТТ для избежания падения напряжения в первичной обмотке – иначе будет трансформироваться и напряжение; максимальное – у ТН для создания наибольшего сопротивления первичной обмотки – иначе будет трансформироваться и ток. Режим работы вторичных обмоток: у ТТ – режим, близкий к КЗ, для минимизации вторичного напряжения при значительном токе; у ТН – режим, близкий к холостому ходу, для минимизации вторичного тока при стабильном напряжении.

    Первичная обмотка ТТ включается в сеть последовательно (врезается в токопровод), а ТН – параллельно. В таком же порядке подключаются измерительные приборы и реле к выводам вторичной обмотки ТТ и ТН.

    Типы трансформаторов тока.

    Обозначение типа ТТ: “T” – токовый трансформатор, “К” – для КРУ (ТПЛК, ТЛК, ТШКЛ), “П” – проходной или для крепления на пакете плоских шин (ТШЛП), “Ш” – шинный, “O”- одновитковый (стержневой) или опорный (ТОЛ), “Ф” – с фарфоровой изоляцией, “Л” – с литой изоляцией, “B”- встроенный (ТВ, ТВГ), или втулочный, или с воздушной изоляцией (ТШВ), “У”- У-образная первичная обмотка, или усиленный, или для районов с умеренным климатом (если У стоит после цифры), “Н” – для наружной установки, “З” – с обмотками звеньевого типа, “Р” – с рымовидными обмотками или с разъемным магнитопроводом, “М” – маслонаполненный, или модернизированный, “Г” – генераторный, “С” – специальный, “T” – для встраивания в силовые трансформаторы или автотрансформаторы.

    Буквы после первой “Т” в специальных ТТ обозначают: “НП” – нулевая последовательность (для контроля изоляции в сетях с изолированной и компенсированной нейтралью), “З” – для защиты от замыканий на землю в сетях с глухозаземленной нейтралью.

    Дополнительные цифробуквенные обозначения:

    Первое число – класс напряжения (КВ); вторая буква А или В – категории внешней изоляции по длине пути утечки; третья цифра 1 – для работы на открытом воздухе, 2 – для работы в помещениях со свободным доступом наружного воздуха, 3 – для работы в закрытых помещениях с естественной вентиляцией; третья цифра римская 1 или 4 – обозначение габарита или конструктивного варианта. Во встроенных ТТ после римских цифр приводится коэффициент трансформации в виде обыкновенной дроби.

    Конструкции ТТ.

    Важно

    Распределительные устройства (РУ) до 35 кВ выполняются как правило закрытыми и в этих РУ используются ТТ для внутренней установки. В РУ напряжением 35 кВ и выше применяются ТТ наружной установки. ТТ внутренней и наружной установок отличаются выполнением внешней изоляции.

    Обычный ТТ состоит из магнитопровода, первичной и вторичной обмоток.

    В каждую фазу трехфазной сети устанавливает отдельный ТТ. В зависимости от числа витков первичной обмотки различают одновитковые и многовитковые ТТ.

    Одновитковые ТТ.

    Получили применение три характерные конструкции одновитковых ТТ: стержневые, шинные и встроенные. Стержневые ТТ изготавливают для номинальных напряжений до 35 кВ и первичных токов 400…1500 А. Шинные ТТ используют при напряжениях до 20 кВ и первичных токах до 24000 А. Встроенные ТТ устанавливают на вводах 35 кВ и выше масляных баковых выключателей и силовых трансформаторов.

    Стержневые ТТ типа ТПОФ (токовый проходной, одновитковый, с фарфоровой изоляцией) и ТПОЛ (то же, но при с литой изоляцией) используется как проходные изоляторы при переходе цепи из одного помещения в другое (рис.1а).

    Применение литой эпоксидной изоляции позволяет значительно упростить конструкцию и технологию произв-ства. На рис. 1.б показан разрез трансформатора ТПОЛ-10.первичной обмоткой служит прямолинейный стержень 1 с зажимами на концах.

    На стержень поверх изоляции надеты два кольцевых магнитопровода 2 со вторичными обмотками, независимыми друг от друга. Магнитопроводы вместе с первичной и вторичными обмотками залиты эпоксидным компаундом и образуют монолитный блок 3 в виде проходного изолятора.

    Блок снабжен фланцем 4 из силумина с отверстиями для крепежных болтов. Зажимы вторичных обмоток 5 расположены на боковом приливе изоляционного блока.

    В шинных ТТ в качестве первичной обмотки используют токопроводящую шину или пакет шин соответствующего присоединения. Магнитопровод, имеющий специальный проем для пропуска шин, вместе со вторичными обмотками изолируется фарфором (ТПШФ-рис.2а) или заливается эпоксидным компаундом (ТШЛ).

    Совет

    Магнитопроводы 1 и 2 со вторичными обмотками (рис.2.б) трансформатора типа ТШЛ-20 (токовый, шинный с литой изоляцией для напряжения 20 кВ) залиты эпоксидным компаундом и образуют изоляционный блок 3.

    Блок соединяется с основанием 4, имеющим приливы 5 для крепления трансформатора. Проходное отверстие с размерами 200´200…250´250 мм2 рассчитано на установку двух шин корытообразного сечения.

    Зажимы 6 вторичных обмоток расположены над блоком.

    Первичной обмоткой встроенных ТТ является токоведущий ввод выключателя или силового трансформатора. Внешней изоляцией магнитопровода со вторичными обмотками служит изоляция самих вводов названных аппаратов. Поэтому, применение встроенных ТТ дает большой экономический эффект.

    Вторичные обмотки встроенных ТТ выполняют с ответвлениями, позволяющими подобрать витков и, следовательно, коэффициент трансформации в соответствии с рабочим током цепи. Вторичная обмотка токового трансформатора типа ТВ-35, встроенного в масляный выключатель МКП-35 (рис.3), имеет пять выводов и обеспечивает четыре различных коэффициента трансформации, приведенные в таблице.

    На вводах аппаратов, как правило, устанавливаются несколько магнитопроводов, вторичные обмотки которых можно соединить последовательно и параллельною при последовательном соединении вторичных обмоток коэффициент трансформации не изменяется, так как пропорционально изменяется число первичных и вторичных витков.

    Вторичный ток сохраняется, а вторичная ЭДС удваивается, что дает возможность увеличить в два раза вторичную мощность. Для встроенных ТТ это важно, так как они удалены от реле и измерительных приборов и поэтому сопротивление соединяющих проводов достаточно велико.

    При первичных токах до 100 А вторичные обмотки соединяются параллельно, что позволяет изменить коэффициент трансформации и удвоить величину вторичного тока. Вторичные обмотки имеют также отпайки, которые также позволяют небольшом диапазоне регулировать коэффициент трансформации.

    При уменьшении числа витков вторичной обмотки снижается коэффициент трансформации, что вызывает рост вторичного тока.

    Обратите внимание

    Погрешности встроенных ТТ больше погрешностей стержневых и шинных трансформаторов, так как из-за значительного диаметра кольцевого магнитопровода, определяемого диаметром вода, длинна его и, следовательно, сопротивление магнитной цепи оказываются весьма большими. Также на величине сопротивления магнитной цепи сказывается воздушный зазор между магнитопроводом и токоведущим стержнем.

    Многовитковые ТТ.

    при малых первичных токах (до 400 А) для получения достоверной информации о величине тока приходится применять многовитковую первичную обмотку. Наличие нескольких витков в первичной обмотке усложняет конструкцию трансформатора, так как при этом возникают дополнительные трудности в обеспечении надежной изоляции и механической прочности.

    Для напряжений 6-10 кВ изготавливают катушечные и петлевые ТТ с эпоксидной изоляцией. Трансформатор типа ТКЛ-3 (токовый, катушечный с литой изоляцией на напряжение 3 кВ) рассчитан на первичный ток 5…600 А и имеет один сердечник. Первичная и вторичная обмотки этого ТТ выполнены в виде катушек, концентрически расположенных на сердечнике (рис.4).

    Петлевой ТТ типа ТПЛ-10 предназначен для напряжения 10 кВ и отличается от трансформатора ТКЛ конструкцией первичной обмотки. Первичная обмотка трансформатора ТПЛ выполнена в форме петли (рис.5). Петлевые трансформаторы типа ТПФМ (модернизированный) имеет фарфоровую изоляцию (рис.6).

    Технологичные и более прочные трансформаторы с литой изоляцией постепенно вытесняют аппараты с фарфоровой изоляцией.

    Многовитковые ТТ для напряжения 35-330 кВ наружной установки изготавливают в фарфоровом кожухе с масляным заполнением. На рис.7 показаны общий вид (а) и разрез (б) трансформатора ТФН (токовый, фарфоровая изоляция, наружная установка).

    Кольцевые магнитопроводы 12 выполнены из ленточной стали, на которые навиваются вторичные обмотки. Первичная обмотка 11 из многожильного провода проходит через отверстия магнитопроводов и концы ее выводятся наверх. Такую своеобразную конструкцию обмоток называют звеньевой или восьмерочной.

    Первичная обмотка состоит из двух секций, которые с помощью переключателя могут быть соединены последовательно или параллельно, что вызывает соответственно рост вторичной мощности или изменение коэффициента трансформации.

    Важно

    Изоляция первичной обмотки, а также магнитопроводов со вторичными обмотками выполнена из кабельной бумаги. Обмотки и магнитопроводы помещаются в фарфоровый кожух 13, заполненный маслом.

    При напряжениях сети выше 330 кВ используются каскадные ТТ, состоящие из двух ступеней – верхней 1 и нижней 2 (рис.8), каждая из которых является конструктивно самостоятельным элементом, аналогичным ТТ типа ТФН, и рассчитана на половину номинального напряжения.

    Ко вторичной обмотке верхней ступени присоединяется первичная обмотка трансформатора нижней ступени, имеющего 4-5 вторичных обмоток. Таким образом, в каскадном ТТ применены две последовательные трансформации, что приводит к некоторому увеличению погрешностей.

    С ростом номинального напряжения стоимость ТТ. возрастает примерно пропорционально квадрату напряжения, в основном за счет изоляции стоимость двухступенчатого трансформатора приблизительно в 2 раза меньше, чем одноступенчатого.

    В связи с повышением номинального напряжения до 1150 кВ и выше представляется целесообразным представляется целесообразным переход на ТТ с оптико- электронной системой.

    В этих датчиках тока вторичная обмотка не имеет непосредственного контакта с первичной, а передача информации производится через оптический канал.

    Однако вследствие сложности такие системы не получили пока широкого применения.

    Дата добавления: 2016-06-22; просмотров: 8833; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

    Ссылка на основную публикацию
    Adblock
    detector