ТТ никогда не должен быть нагружен на 100 %, так как нагрузка на ТТ может увеличиваться с возрастом из-за увеличения сопротивления соединительных проводов, изменения температуры, ослабления соединений и т. д.

Точность ТТ – Точность определяет максимальную допустимую процентную погрешность при номинальном токе. Трансформаторы подразделяются на две категории: а) измерительные трансформаторы тока и трансформаторы защиты.

Измерительный ТТ – Высокоточные ТТ используются для измерения, так как имеют низкую точку насыщения. ТТ доступны в следующем классе точности – 0,1, 0,2, 0,5,1,3,5. Эти значения показывают процентную ошибку при номинальном первичном токе. Это означает, что ТТ 50/5 А с точностью 0,1 будет иметь максимальную ошибку 0,1, когда ток 50 А проходит через первичную обмотку.

Измерительные ТТ сконструированы таким образом, что ТТ не повреждается большим током во время неисправности. Во время неисправности ТТ насыщается, а выходной сигнал остается в диапазоне измерительных приборов.

Защитный ТТ – Защитные ТТ имеют характеристики, отличные от измерительных ТТ. Защитные ТТ имеют высокую точку насыщения, так как они должны постоянно определять ток короткого замыкания даже во время неисправности. Эти ТТ имеют низкую точность и классифицируются как 5P10, 10P10 и т.д.

Пример — ТТ класса 10P10 — Где первая буква 10P указывает максимальную (10%) процентную ошибку, а последняя цифра 10 указывает, во сколько раз превышается номинальный ток.

• Класс 0.1 или 0.3 – для технологических измерений,
• Класс 0,5 или 1,0 – для коммерческого учета,
• Класс 1 или 3 – для амперметров,
• Класс 5Р10 или 5Р20 – для защиты,

Определение – Определяется как напряжение, при котором увеличение напряжения вторичной обмотки ТТ на 10 % приводит к увеличению тока вторичной обмотки на 50 %.

Давайте поймем это с помощью этого метода – Переменное напряжение, подаваемое на вторичную обмотку ТТ с разомкнутой первичной обмоткой, когда напряжение увеличивается на 10 %, что вызывает увеличение тока намагничивания на 50 %. Это происходит потому, что E ₂ άØ (магнитный поток) как E ₂ = 4,44 ØfT2, где Ø создается током возбуждения (Ie). Существует нелинейная зависимость между Ø и Ie, после определенного периода тока возбуждения поток не будет увеличиваться так быстро, поскольку сердечник ТТ изготовлен из стального материала CRGO, который имеет собственный уровень насыщения.

Это важный фактор для защиты. ТТ и защитные ТТ также называются PS (Класс защиты). Это связано с насыщением ядра. Точка перегиба очень важна для схем дифференциальной и ограниченной защиты от замыканий на землю , потому что не должно быть отключения трансформатора, когда замыкание происходит за пределами зоны защиты. Даже если обычные ТТ обеспечиваются с высокой точностью (не номиналом PS) и КЗ возникает за пределами зоны защиты, ток КЗ будет течь в сторону защищенной зоны (со стороны вторичной обмотки), а затем из-за различного напряжения насыщения точки перегиба обоих обычных ТТ, силового трансформатора может споткнуться. Вот почему очень важно, чтобы для дифференциальной защиты и защиты REF использовались только те же номиналы PS.

ISF представляет собой отношение приложенного максимального первичного тока к номинальному первичному току ТТ. Приложенный максимальный первичный ток — это значение, при превышении которого сердечник ТТ становится насыщенным. ISF является важным фактором ТТ при выборе прибора, который должен быть подключен к вторичной обмотке ТТ. Низкое значение ISF всегда лучше.

Ex – ISF-1.5 и ISF-2. Предположим, что ТТ с коэффициентом 100/5А имеет ISF 1,5, это означает, что ТТ насыщается при первичном токе 150А (100X1,5). Точно так же ТТ насыщается при 200 А с помощью ISF-2. Другими словами, мы можем сказать, что в случае ISF — 1,5 прибор, подключенный к вторичной обмотке, получит максимум 7,5 А и 10 А, в случае ISF — 2 ТТ, потому что после 7,5 А и 10 А ТТ будет насыщен, а вторичный ток не будет увеличиваться с первичным током после 150 Ом. % (для ISF 1.5) и 200 % (ISF – 2). Коэффициент ISF полезен в условиях перегрузки и короткого замыкания.

Связан с насыщением сердечника для защитных ТТ. Это значение первичного тока, выше которого сердечник начинает насыщаться, когда сердечник ТТ насыщается, ток во вторичной обмотке не будет увеличиваться с увеличением первичной обмотки. Таким образом, предел насыщения сердечника должен быть многократно (не бесконечным) в защитных ТТ, поскольку ТТ должен следовать за током короткого замыкания для срабатывания реле. Низкое значение ALF используется для измерения трансформаторов тока.

Трансформатор тока, используемый для защиты от замыканий на землю. Он использует все фазы цепи в качестве первичной обмотки, когда нет неисправности, векторная сумма всех трех фаз равна нулю, поэтому во вторичной обмотке нет тока. Но в случае замыкания на землю сумма векторов всех трех фаз не останется равной нулю, и несбалансированный результирующий ток создаст поток в сердечнике, и ток будет течь во вторичной обмотке. В КЛКТ используются только 3-фазные 3-жильные или 3-жильные одножильные кабели, которые проходят через отверстие КЛКТ.

CBCT изготавливаются с одним сердечником и одной вторичной обмоткой. Количество витков вторичной обмотки не обязательно соотносить с номинальным током фидера/кабеля, поскольку при нормальных сбалансированных условиях вторичный ток не протекает.

Следующие пункты, которые следует помнить при покупке КЛКТ –

• Размер или диаметр кабеля, так как кабель должен проходить через отверстие КЛКТ, 9008 4
• Минимальная обнаруживаемая утечка на землю и комбинация реле,
• Спецификация реле, включая диапазон уставок и нагрузку,
• Расстояние между реле и CBCT (если больше 10 метров).
• Проверьте передаточное число реле, например, 12,5/5 А или 25/5 А…….

Существуют два типа ТТ – 1) ТТ с двойным отношением и 2) Двухъядерный ТТ.

• ТТ с двумя коэффициентами трансформации – Этот тип ТТ имеет вторичную обмотку с отводом от середины. Это применимо, когда требуется два вторичных выхода от одного трансформатора тока. Это достигается добавлением ленты во вторичную обмотку, и коэффициент, полученный лентой, составляет половину полной вторичной обмотки.

В этом ТТ нельзя одновременно использовать полную и половинную вторичную обмотку. Одновременно будет использоваться только одна обмотка, либо полная, либо наполовину.

• Двухъядерный ТТ – ТТ такого типа имеет два сердечника, это означает, что ТТ имеет две вторичные обмотки и одну первичную обмотку. Двухъядерный ТТ можно использовать одновременно для двух приложений, таких как измерение и релейная защита. В случае, если одна обмотка используется, а другая не используется, то другая обмотка должна быть закорочена, чтобы избежать высокого наведенного напряжения в неиспользуемой обмотке.

Q1) Что делает ТТ в электрической системе?

Ответ) Трансформатор тока (ТТ) представляет собой небольшой повышающий трансформатор, уменьшающий ток во вторичной обмотке. Этот уменьшенный ток используется для измерения и защиты в электрической системе. В противном случае большой ток приведет к увеличению размера измерительного и защитного оборудования, которое займет больше места на панели, а соответствующая проводка будет иметь большие размеры. Это также увеличит стоимость.

Q2) Что означает ТТ в электротехнике?

Ans) CT означает трансформатор тока в электротехнике.

Q3) Что такое символ CT?

Ответ) Символ ТТ приведен ниже:

В4) Что такое счетчик ТТ в электротехнике?

Ответ) Существует два типа счетчиков, используемых в электрических системах – прямые счетчики и счетчики ТТ. В первом случае счетчики напрямую связаны с питающими проводами, где счетчики рассчитаны на полный ток нагрузки. В то время как счетчики, работающие от трансформатора тока, рассчитаны на ток в соответствии с вторичным током трансформатора тока. Вторичный ток стандартизирован для 5А и 1А, в то время как первичный ток (ТТ) может быть любым…..3000А, 2500….200А…100А…и т.д.

Примечание – счетчики CT записывают и отображают в соответствии с первичным током. Как это делается, пожалуйста, изучите соотношение CTR или CT, которое приведено в разделе выше на этой странице.

Трансформаторы тока | Tameson.com

Рисунок 1: Трансформатор тока

Электроэнергия, вырабатываемая электростанцией, передается по линиям электропередач и распределительным системам для потребления в жилых помещениях. Уровни тока следует измерять во время производства и распределения, чтобы гарантировать, что оптимальные значения передаются в различных точках по системе распределения электроэнергии. Этот ток часто очень велик, и его нельзя измерить обычным амперметром. Специализированные трансформаторы, известные как измерительные трансформаторы, измеряют очень высокое напряжение и ток в энергосистеме. Приборный трансформатор, используемый для измерения больших значений тока, называется трансформатором тока, а тот, который используется для измерения высокого напряжения, называется трансформатором напряжения. В этой статье рассматриваются конструкция и принцип работы, типы и области применения трансформаторов тока.

Содержание

• Что такое трансформатор тока
• Изготовление трансформатора тока и его работа
• Типы трансформаторов тока
• Работа трансформаторов тока
• Почему нельзя оставлять трансформатор тока открытым
• Разница между трансформатором тока и трансформатором напряжения
• Преимущества и недостатки трансформатора тока
• Применение трансформаторов тока
• Часто задаваемые вопросы

• Автотрансформатор

• Трансформатор тока

• Трансформатор безопасности

• Однофазные трансформаторы

• Трансформаторы напряжения

Что такое трансформатор тока

Трансформатор тока представляет собой измерительный трансформатор, который уменьшает высокие переменные токи в первичной обмотке до низкого значения во вторичной обмотке. Это в основном используется, когда ток слишком велик для прямого измерения. Таким образом, они обеспечивают удобный способ безопасного контроля фактического высокого переменного тока, протекающего по линии передачи.

Трансформаторы тока выполняют две основные функции:

1. Адаптация значения тока среднего напряжения в первичной обмотке к низкому значению тока во вторичной обмотке, подходящему для коммерческих приборов учета и других жилых помещений.
2. Изоляция силовых электронных цепей от измерительных или защитных цепей. Трансформатор тока действует как промежуточное устройство между различными электронными схемами и измерительным оборудованием. Трансформаторы тока обеспечивают изоляцию от высоких напряжений и токов электрической цепи. Эти трансформаторы обеспечивают вторичный ток в диапазоне 0-5А, который подключается к приборам учета.

Рисунок 2: Трансформатор тока (обозначен буквой А) на электрической подстанции

Конструкция и работа трансформатора тока

Конструкция трансформатора тока аналогична конструкции обычного трансформатора. Трансформатор по своей сути является понижающим трансформатором (по току), состоящим из первичной и вторичной обмоток без какой-либо электрической связи между ними. Число витков и токи в первичной и вторичной обмотках трансформатора связаны соотношением:

N1/N2 = I2/I1

• N1: Количество витков в первичной обмотке
• N2: Число витков вторичной обмотки
• I2: Ток, протекающий через вторичную обмотку
• I1: Ток, протекающий через первичную обмотку

Рис. 3: Символ трансформатора тока

Чтобы понизить ток до очень низкого значения, количество витков во вторичной обмотке должно быть больше, чем количество витков в первичной (N2>N1). Поэтому первичная часть трансформатора тока намотана несколькими витками проводника с толстым сечением в обмотке. Вторичная часть намотана большим числом витков проводника с малым сечением.

Первичная обмотка (рис. 4, маркировка A) и вторичная обмотка (рис. 4, маркировка C) намотаны на магнитном сердечнике, изготовленном из пластин кремнистой стали (рис. 4, маркировка B). Согласно закону индукции Фарадея, ток, протекающий по первичной обмотке, индуцирует магнитное поле в обмотке. Часть этого магнитного поля соединяется со вторичной обмоткой, вызывая тем самым протекание тока во вторичной обмотке. Магнитный сердечник обеспечивает путь с низким магнитным сопротивлением для потока создаваемого магнитного поля.

Трансформатор тока, используемый в небольшой системе сетевого напряжения, обычно использует ленту или лак в качестве изоляционного материала. Напротив, масляные трансформаторы тока используются в системе высокого напряжения.

Рис. 4: Трансформатор тока с обмоткой с прямоугольным сердечником

Сильноточный проводник (рис. 5, маркировка C) подает ток на нагрузку (рис. 5, маркировка B). Первичная сторона трансформатора тока (на рис. 5 обозначена как CT) соединена последовательно с линией сильного тока. Вторичная сторона трансформатора подключена к амперметру низкого диапазона (диапазон 0-5А), который считывает ток, протекающий через вторичные обмотки.

Рис. 5: Подключение трансформатора тока для измерения тока

Типы трансформаторов тока

В зависимости от конструкции трансформаторы тока бывают двух типов: витые и стержневые.

Трансформаторы тока с обмоткой

В трансформаторе тока с обмоткой первичная и вторичная обмотки намотаны на сердечник. Сердечник может иметь форму прямоугольника или кольца из стали или никелевого сплава. Сердечник прямоугольной формы показан на рис. 4. В трансформаторах с кольцевым сердечником обмотка вторичной секции (рис. 6 обозначена буквой С) намотана на ферромагнитный сердечник (рисунок 6 обозначен буквой А). Катушка первичной секции (рис. 6, обозначенная B) намотана на внешний сердечник с подходящей изоляцией между обеими обмотками. Трансформаторы тока обмоточного типа дешевле стержневых, но менее точны.

Рис. 6: Трансформатор с кольцевым сердечником

Трансформатор тока стержневого типа

Трансформатор тока стержневого типа не имеет первичной обмотки. Первичная сторона состоит из стержневого проводника (рис. 7, обозначенного C). Вторичная часть состоит из обмоток, намотанных на круглом сердечнике, окружающем первичный стержневой проводник (рис. 7, обозначенный B). Бумажный изолятор удерживается на стержне между первичной и вторичной секциями. Первичный и вторичный сегменты плотно упакованы, а расстояние между ними остается небольшим, чтобы уменьшить утечку потока, что позволяет проводить высокоточные измерения. Стержневой трансформатор тока может выдерживать нагрузки сильного перегрузки по току. Этот тип трансформатора обычно используется в установках с напряжением 25 кВ или меньше. Трансформаторы стержневого типа дороже по сравнению с аналогами витого типа, но дают чрезвычайно точные результаты из-за меньшего рассеяния потока.

Рисунок 7: Трансформаторы тока стержневого типа

Работа трансформаторов тока

Работа трансформатора тока аналогична работе обычного двухобмоточного трансформатора. Трансформатор тока используется для измерения больших токов. Когда большой ток протекает через первичную обмотку трансформатора тока, он индуцирует небольшой ток через вторичную обмотку в зависимости от количества витков в обеих обмотках. Амперметр низкого диапазона, подключенный ко вторичной обмотке, может измерять ток, протекающий через вторичную обмотку.

В трансформаторе:

N1/N2 = V1/V2 = I2/I1

• N1: Количество витков в первичной обмотке
• N2: Число витков вторичной обмотки
• V1: Напряжение через первичную обмотку
• V2: Напряжение через вторичную обмотку
• I2: Ток, протекающий через вторичную обмотку
• I1: Ток, протекающий через первичную обмотку

Таким образом, зная количество витков в первичной и вторичной обмотках, а также значение вторичного тока, измеренное с помощью амперметра, можно использовать для определения большого тока, протекающего через первичную обмотку.

Пример

Рассмотрим трансформатор тока с соотношением витков (N2/N1) 300:1. Если амперметр показывает 1 А на вторичной стороне трансформатора:

• N1 = 1
• Н2 = 300
• I2 = 1А
• Следовательно, I1= (1/300) ✕ 1 = 300 А

Также обратите внимание, что, поскольку напряжение в первичной или вторичной обмотке прямо пропорционально количеству витков, напряжение, индуцируемое во вторичной обмотке, в 300 раз больше, чем в первичной обмотке. Следовательно, трансформатор тока действует как повышающий трансформатор по отношению к напряжению.

Почему нельзя оставлять трансформатор тока открытым

В магнитной цепи магнитодвижущая сила (МДС) — это сила, ответственная за создание и движение магнитного потока. Когда ток протекает через первичные обмотки, МДС, создаваемая на первичной стороне, составляет N1 ✕ I1 (ампер-витки).

МДС, создаваемый на первичной стороне, приводит к созданию магнитного потока, протекающего через сердечник, создавая МДС и магнитный поток на вторичной стороне. MMF вторичной стороны обычно уравновешивается MMF первичной стороны. Когда к вторичной обмотке подключается нагрузка, по обмотке начинает протекать ток, создавая собственный магнитный поток, который связывается с первичной обмоткой. Например, ток, протекающий через вторичную обмотку, увеличивается, если нагрузка, подключенная к вторичной обмотке, уменьшается. Это увеличивает поток на вторичной стороне, тем самым увеличивая чистый поток на первичной стороне за счет взаимной индукции. Следовательно, магнитный поток в первичной и вторичной сторонах остается одинаковым.

Если вторичная сторона трансформатора тока остается разомкнутой, ток через вторичную обмотку становится равным нулю; следовательно, МДС, создаваемая во вторичной обмотке, которая обычно уравновешивает МДС, создаваемую в первичной обмотке, становится равной нулю. Поскольку встречного МДС нет, непротиворечивый первичный МДС создает очень высокий поток в сердечнике, что приводит к:

• Чрезмерным потерям в сердечнике. Потери в сердечнике — это потери энергии в сердечнике, вызванные переменным магнитным потоком. Нестабильное магнитное поле в конечном итоге разрушает функционирование материала сердечника.
• Нагрев змеевика за пределами его предела
• Повреждение изоляции обмотки

Кроме того, большое вторичное напряжение может представлять угрозу безопасности для операторов. Следовательно, обычной практикой является заземление вторичной стороны, чтобы избежать опасности поражения оператора электрическим током.

Разница между трансформатором тока и трансформатором напряжения

Трансформаторы тока и трансформаторы напряжения являются безопасными инструментами для измерения больших токов и напряжений с предельной точностью. Различие между трансформаторами тока и трансформаторами напряжения приведено в таблице 1.

База для сравнения	Трансформатор тока	Трансформатор напряжения
Определение	Преобразует высокий входной ток в низкий выходной ток	Преобразует высокое входное напряжение в низкое выходное
Соединение	Подключается последовательно с прибором	Подключается параллельно с прибором
Первичные и вторичные витки	Малое количество витков первичной обмотки по сравнению с вторичной обмоткой	Большое количество витков первичной обмотки по сравнению с вторичной обмоткой
Основная конструкция	Ламинирование из кремнистой стали	Высококачественная сталь, работающая при низкой плотности потока
Полный ток/напряжение сети	Первичная обмотка содержит полный ток	Первичная обмотка содержит полное линейное напряжение
Типы	Намоточный и стержневой	Типы электромагнитного и емкостного потенциала
Обрыв цепи на вторичной стороне	Вторичная обмотка трансформатора тока не может быть оставлена ​​разомкнутой.	Вторичная обмотка трансформатора напряжения может быть оставлена ​​разомкнутой.
Приложения	Измерение тока и работа реле защиты на подстанции	Измерение напряжения и срабатывание защитного реле на подстанции

Таблица 1: Разница между трансформатором тока и трансформатором напряжения

Преимущества и недостатки трансформатора тока

Преимущества

• Можно безопасно измерять большие токи.
• Изолирует линию сильного тока от измерительных приборов (таких как вольтметр и амперметр).
• Действует как управляющее устройство для работы защитных устройств, таких как контрольные лампы и реле.
• Один трансформатор тока может питать множество приборов.

Недостатки

• Измеряет только переменный ток.

Применения трансформаторов тока

1. Измерение тока в коммерческих приборах учета доходов.
2. Устройство защиты на высоковольтных линиях и электрических подстанциях.
3. Преобразователи тока на подстанциях и фильтры переменного/постоянного тока.
4. Используется как встроенный защитный модуль в емкостных батареях.
5. Используется в ручных приборах, таких как токоизмерительные клещи переменного тока, для измерения тока.

Часто задаваемые вопросы

Для чего используется трансформатор тока?

Трансформатор тока используется для измерения больших токов, проходящих по линии, а также в качестве изолирующего устройства между силовыми цепями и приборами учета.

В чем разница между трансформатором напряжения и трансформатором тока?

Трансформатор напряжения измеряет высокое напряжение и подключается параллельно к линии. Трансформатор тока измеряет большой ток и подключается последовательно к измеряемой линии.

Почему трансформатор тока называют повышающим трансформатором?

Трансформатор тока преобразует большой ток в первичной обмотке в малый ток во вторичной обмотке.