Номинал трансформаторов тока: Выбор трансформатора тока для счетчика ПКУ — RC74 — интернет-магазин радиоуправляемых моделей

Содержание

пусковой и номинальный ток, пример на 10 кВ

Суммарный нагрузочный ток на линию жилого, коммерческого объекта или предприятия в некоторых случаях может превышать ее фактические возможности. Правильный расчет трансформатора тока поможет обеспечить качество линейного преобразования, контроль и защиту электросети.

Содержание

Причины для установки токовых трансформаторов
Разновидности трансформаторов тока
Назначение
Тип монтажа
Конструкция первичной обмотки
Тип изоляции
Класс точности
Особенности выбора
Подбор токового трансформатора для организации релейной защиты
Нюансы выбора устройств для цепи учета
Таблица предварительного выбора трансформатора тока по мощности и току
Надежность измерительных трансформаторов напряжения в сети с изолированной нейтралью
Расчет трансформатора тока по мощности
Пример расчета на 10 кВ

Причины для установки токовых трансформаторов

Трансформатор тока РТП-58

Устройство предназначено для трансформации первичного значения тока до безопасного для сети. Трансформаторы также эксплуатируются с целью:

разграничения низковольтной учетной аппаратуры и реле, подкинутых на вторичную обмотку, если в сети первичное высокое напряжение;
повышения или понижения показателей напряжения;
замера состояния электросети и параметров переменного тока;
обеспечения безопасности ремонтных и диагностических работ;
быстрой активации релейной защиты при коротких замыканиях;
учета энергозатрат – с ними обычно совмещен электросчетчик.

Для измерения понадобится подключить ТТ в разрыв провода, а на вторичную отметку подсоединить вольтметр или амперметр, совмещенный с резистором.

Разновидности трансформаторов тока

Выбирать прибор, подходящий под напряжение сети или конкретные работы, необходимо на основании классификации по разным признакам.

Назначение

Существуют такие трансформаторы:

измерительные – замеряют параметры цепи;
защитные – предотвращают перегрузки, выход оборудования из строя;
промежуточные – подключаются в цепь с релейной защитой, выравнивают токи в схемах дифзащиты;
лабораторные – отличаются высокой точностью.

У лабораторных моделей больше коэффициентов преобразования.

Тип монтажа

Для частного дома и квартиры можно подобрать аппарат, монтируемый внутри или снаружи помещения. Некоторые модификации встраиваются в оборудование, а также надеваются на проходную изоляцию. Для измерения и лабораторных тестов используются переносные модели.

Конструкция первичной обмотки

Существуют шинные, одновитковые (со стержнем) и многовитковые (с катушкой, обмоткой петлевого типа и «восьмеркой») устройства.

Тип изоляции

Бывают следующие преобразователи:

сухая изоляция – на основе литой эпоксидки, фарфора или бакелита;
бумажно-масляная – стандартная или конденсаторная;
газонаполненные – внутри находится неорганический элегаз с высоким пробивным напряжением;
компаундные – внутри находится заливка из термоактивной и термопластичной смолой.

Компаунд имеет самые высокие показатели влагостойкости.

В зависимости от количества ступеней трансформации можно подобрать одноступенчатые и каскадные модели. Вся линейка имеет рабочее напряжение более 1000 В.

Класс точности

Класс точности токового трансформатора прописан в ГОСТ 7746-2001 и зависит от его назначения, а также параметров первичного тока и вторичной нагрузки:

В условиях малого сопротивления происходит почти полное шунтирование намагниченной ветви. Прибор работает с большой погрешностью.
При повышении сопротивления также увеличивается погрешность. Причина – функционирование устройства на участке насыщения.
При минимальном номинале первичного тока трансформатор работает в нижней части намагниченной кривой, при максимальном – на участке насыщения.

Точный подбор трансформатора по классу точности можно произвести на основе таблицы.

Класс точности	Номинал первичного тока в %	Предел вторичной нагрузки в %
0,1	5, 20, 100-200	25-100
0,2	5, 20, 100-200
0,2 S	1,5, 20, 100, 120
0,5	5, 20, 100, 120
0,5 S	1, 5, 20, 100, 120
1	5, 20, 100-120
3	50-120	50-100
5
10

Для устройств защиты класс точности также определяется по таблице.

Класс точности	Предельная погрешность			Процент предельной вторичной нагрузки
	тепловая	угловая
		мин	ср
5Р	±1	±60	±1,8	5
10Р	±3	Норма отсутствует		10

Для энергоучета применяются модели с классом точности 0,2S — 0,5, для амперметров с минимальной чувствительностью – с 1-м или 3-м, для релейной защиты – 5P и 10Р.

Особенности выбора

В процессе выбора трансформатора тока необходимо руководствоваться базовыми параметрами:

Номинал сетевого напряжения. Номинальный показатель должен превышать или быть равным рабочему напряжению.
Ток первичной и вторичной обмотки. Первый показатель зависит от коэффициента трансформации, второй – зависит от того, какой счетчик.
Коэффициент преобразования. Подбирается по нагрузке в аварийных случаях, но ПУЭ устанавливают необходимость монтажа устройств с коэффициентом, большим, чем номинальный.
Класс точности. Зависит от целевого использования счетчика. На коммерческом предприятии оправданы приборы 0,5S, в частном доме – 1S.

Конструктивное исполнение определяется типом счетчика. Для моделей до 18 кВ подойдет однофазный или трехфазный аппарат. Если значение больше 18 кВ, используется трансформатор на одну фазу.

Подбор токового трансформатора для организации релейной защиты

Релейный токовый трансформатор отличается классом точности 10Р и 5Р. В ПУЭ установлено, что его погрешность не должна быть более 10 % по току и 7 градусов по углу. При превышении погрешности устанавливается дополнительное оборудование.

В нормальных условиях трансформаторное реле определяет тип поломки (низкое напряжение, повышенный/пониженный ток или частота). После измерения параметров и обнаружения отклонений активируется защита – сеть обесточивается.

Нюансы выбора устройств для цепи учета

К цепи учета для корректности замеров можно подключать приборы с классом точности не более 0,5(S). При наличии колебаний и аварий графики протекания тока и напряжения бывают некорректными. Несоблюдение класса точности может привести к завышению показателей счетчика.

В п. 1.5.17 ПУЭ установлено, что при завышенном коэффициенте трансформатор для цепи учета должен иметь вторичный ток:

при максимальной нагрузке – не более 40 %;
при минимальной нагрузке – не более 5 %;
класс точности – от 25 до 100 % от номинала.

Коэффициент ТТ по мощности бывает от 1 до 5 % первички.

Таблица предварительного выбора трансформатора тока по мощности и току

Табличный подбор оборудования целесообразно производить после уточнения технических параметров аппарата. Если они известны, стоит выбрать ТТ по таблице, где указана мощность, нагрузка и трансформационный коэффициент.

Максимальная мощность при расчете, кВА	Сеть 380 В
Максимальная мощность при расчете, кВА	Нагрузка, А	Коэффициент трансформации, А
10	16	20/5
15	23	30/5
20	30	30/5
25	38	40/5
35	53	50/5 или 75/5
40	61	75/5
50	77	75/5 или 100/5

Для сети с напряжением 1,5 кВ применяется аналогичная таблица.

Максимальная мощность при расчете, кВА	Сеть 1,5 кВ
Максимальная мощность при расчете, кВА	Нагрузка, А	Коэффициент трансформации, А
100	6	10/5
160	9	10/5
180	10	10/5 или 15/5
240	13	15/5

При табличном способе нужно учитывать, что вторичный ток прибора не должен быть больше 110 % от номинала.

Надежность измерительных трансформаторов напряжения в сети с изолированной нейтралью

Простой измерительный аппарат предназначен для понижения номиналов напряжения, которое подается на измерители и защитные реле, подключенные к сети 6-10 кВ. Трансформатор исправно работает только в условиях заземления нейтрали.

При феррорезонансных реакциях (обрыв фазы ЛЭП, прикосновение ветвями, стекание капель росы по проводам, некорректная коммутация) существуют риски поломок трансформаторов напряжения. Частота сбоев составляет 17 и 25 Гц. В этих условиях через первичную обмотку протекает сверхток и она перегорает.

Если используется схема «Звезда-Звезда», в условиях повышения напряжения повышается индукция магнитопровода. Прибор перегорает. Предотвратить этот процесс можно при помощи:

уменьшения показателей рабочей индукции;
подключения в сети устройств, демпфирующих сопротивление;
создания трехфазного устройства с общей магнитной пятистержневой системой;
эксплуатации аппаратов, подключенный в сеть при размыкании треугольника;
заземления нейтрали посредством реактора-токоограничителя.

Простейший вариант – использовать специальные обмотки или релейные схемы.

Расчет трансформатора тока по мощности

Токовый трансформатор ставится на 3 жилы провода, но модели с классом точности 0,5S, где одно кольцо идет на одну фазу, можно подключать к одножильному кабелю. Перед установкой прибора производится его расчет.

Пример расчета на 10 кВ

Модели на 10 кВ подходят для коммерческого учета энергии. Для вычислений можно использовать онлайн-программу – калькулятор. После ввода данных в поля и нажатия кнопки расчета появится нужная информация.

Если программы нет, рассчитать параметры устройства можно самостоятельно. Понадобится перевести трехсекундный ток термической стойкости в односекундный. Для этого используется формула I3с=I1с/1,732.

Сложность применения данного аппарата – минимальный, около 10 А, силовой ток цепи.

Трансформаторы тока, устанавливаемые на производстве или в жилом многоквартирном доме, самостоятельно не рассчитываются. Понадобится обратиться в компанию энергоснабжения для получения ТУ с моделью узла учета и типом устройства, номиналом автоматов. Это исключает сложности самостоятельных вычислений.

https://

Выбор трансформаторов тока для счетчика электроэнергии 0,4кВ

2 Класс точности.

Содержание

Выбор трансформаторов тока для счетчика электроэнергии 0,4 кВ

17 января 2013 года. k-igor

Измерение электроэнергии с потребляемым током более 100А осуществляется с помощью трансформаторных счетчиков тока, которые подключаются к измеряемой нагрузке с помощью измерительных трансформаторов. Давайте рассмотрим основные характеристики трансформаторов тока.

1 Номинальное напряжение трансформатора тока.

В нашем случае измерительный трансформатор должен иметь напряжение 0,66 кВ.

2 Класс точности.

Класс точности трансформаторов тока зависит от назначения счетчика электроэнергии. Для коммерческих измерений класс точности должен быть 0,5S, для технических измерений допустимо 1,0.

3 Номинальный ток вторичной обмотки.

4 Номинальный первичный ток.

Это самый важный параметр для проектировщиков. Теперь рассмотрим требования к выбору номинального тока измерительного трансформатора. Номинальный первичный ток определяется коэффициентом трансформации.

Коэффициент трансформации измерительного трансформатора – это отношение номинального первичного тока к номинальному вторичному току.

Коэффициент трансформации следует выбирать в соответствии с номинальной нагрузкой с учетом аварийного режима работы. В соответствии с ПУЭ допускается использование трансформаторов тока с более высоким коэффициентом трансформации:

1.5.17. Допускается применение трансформаторов тока с завышенным коэффициентом трансформации (для электродинамической и термической стойкости или защиты шин), если ток во вторичной обмотке трансформатора тока при максимальной нагрузке фидера составляет не менее 40 % номинального тока счетчика, а при минимальной рабочей нагрузке – не менее 5 %.

Дополнительные требования к выбору трансформаторов тока можно найти в литературе. Например, трансформатор тока, вторичный ток которого составляет менее 10% от номинального тока счетчика при 25% расчетной подключаемой нагрузки (в нормальном режиме работы), следует рассматривать как трансформатор сверхтока.

Теперь вспомним математику и возьмем эти требования в качестве примера.

Пусть установка потребляет 140 А (минимальная нагрузка 14 А). Выберите трансформатор тока для счетчика.

Проверим трансформатор тока T-066 200/5; его коэффициент трансформации равен 40.

140/40=3,5A – вторичный ток при номинальном токе.

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

Как видите, 3,5A>2A – требование выполнено.

14/40=0.35A – вторичный ток при минимальном токе.

5*5/100=0.25A – минимальный вторичный ток при минимальной нагрузке.

Как видите, 0,35A>0,25A – условие выполнено.

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

35/40=0,875 – вторичный ток при 25% нагрузке.

5*10/100=0.5A – минимальный вторичный ток при 25% нагрузке.

Как видно, 0,875A>0,5A, требование выполнено.

Вывод: измерительный трансформатор Т-066 200/5 для нагрузки 140А является правильным.

В случае с трансформаторами тока также ГОСТ 7746-2001 (Трансформаторы тока. Общие характеристики), где можно найти классификацию, основные параметры и технические требования.

Цель данной статьи – дать базовые знания по выбору трансформатора тока для измерительных цепей или цепей релейной защиты, а также породить вопросы, самостоятельное решение которых повысит ваши инженерные навыки.

Выбор номиналов трансформаторов тока

Прежде чем определить номиналы и проверить их в различных условиях, необходимо выбрать тип ККТ, ее компоновку и версию. В любом случае, оценки являются обычным делом. Некоторые критерии отбора будут отличаться, как описано ниже.

1. номинальное рабочее напряжение СТ. Это значение должно быть больше или равно номинальному напряжению установки, в которой будет установлен трансформатор тока. Он должен быть выбран из стандартного диапазона, кВ: 0,66, 3, 6, 10, 15, 20, 24, 27, 35, 110, 150, 220, 330, 750.

Затем встает вопрос о выборе ТТ первичного тока. Значение этого тока должно быть больше номинального тока электроустановки, в которой установлен ТТ, но с учетом перегрузочной способности.

Вот пример из книги. Предположим, что статор ТТ имеет рабочий ток 5600А. Но мы не можем предположить 6000A CT, потому что турбогенератор может работать с перегрузочной способностью 10%. Таким образом, ток на генераторе будет 5600+560=6160. И мы не сможем измерить это значение с помощью ТТ на 6000 А.

Затем вам нужно будет взять следующее значение из текущего диапазона ГОСТ. Вот цифры: 1, 5, 10, 15, 20, 30, 40, 50, 75, 80, 100, 150, 200, 300, 400, 500, 600, 750, 800, 1000, 1200, 1500, 1600, 2000, 3000, 4000, 5000, 6000, 8000, 10000, 12000, 14000, 16000, 18000, 20000, 25000, 28000, 30000, 32000, 35000, 40000. После 6000 идет 8000. Однако некоторые электрические устройства нельзя перегружать. Для них значение тока будет равно номинальному току.

Однако на этом выбор первичного тока не заканчивается, поскольку следующим шагом является проверка термической и электродинамической стойкости к коротким замыканиям.

2.1 Испытание на термическую стойкость при первичном токе проводится по формуле:

Это испытание показывает, что ТТ выдержит определенное значение тока короткого замыкания (IТ) в течение определенного интервала времени (tt) и что температура ТТ не превысит допустимых пределов. Или, короче говоря, тепловой эффект от тока короткого замыкания.

iud – импульсный ток короткого замыкания

ku – коэффициент перенапряжения, равный отношению тока короткого замыкания iud к амплитуде периодической составляющей. Для повреждений в установках выше 1 кВ коэффициент перенапряжения составляет 1,8; для повреждений до 1 кВ и в некоторых других случаях – 1,3.

2.2 Испытание первичным током на электродинамическую устойчивость:

В данном испытании мы исследуем процесс, при котором происходит динамический удар из-за высокого тока короткого замыкания, что может привести к отключению ТТ.

Для наглядности мы сведем данные испытаний первичного тока КТ в небольшую таблицу.

(3) Третий пункт – проверка трансформатора тока на мощность вторичной нагрузки.. Здесь важно, чтобы выполнялось условие Snom>=Snag. Это означает, что номинальная вторичная мощность ТТ должна быть больше номинальной вторичной нагрузки.

Вторичная нагрузка – это сумма сопротивлений последовательно соединенных устройств, реле, проводов и контактов, умноженная на квадрат вторичного тока ТТ (5, 2 или 1А, в зависимости от типа).

Значение этого сопротивления может быть определено теоретически или, если установка работает, путем измерения сопротивления вольтметром/амперметром или омметром.

Сопротивление оборудования (амперметров, вольтметров), реле (PT-40 или современных) и счетчиков можно узнать из паспортов, поставляемых с новым оборудованием, или на сайте завода. Если в паспорте не указано сопротивление, а только мощность, то на помощь приходит известный факт – полное сопротивление реле равно потребляемой мощности, деленной на квадрат тока, при котором указана мощность.

Схемы подключения трансформаторов тока и формулы для определения сопротивления вторичной обмотки для различных типов коротких замыканий

Устройства не всегда подключаются последовательно, что может вызвать трудности при определении величины вторичной нагрузки. На рисунке ниже показаны возможности подключения нескольких трансформаторов тока и значение znagr для различных типов коротких замыканий (1ф, 2ф, 3ф – однофазное, двухфазное, трехфазное).

zp – сопротивление реле

rper – сопротивление контактов

Сопротивление провода – это длина проводника, деленная на произведение проводимости и поперечного сечения проводника. Проводимость меди составляет 57, алюминия – 34,5.

Помимо вышеперечисленных, существуют дополнительные требования к релейным и измерительным цепям – проверка соответствия электрическим нормам и ГОСТ.

Выбор трансформаторов тока для релейной защиты

Трансформаторы тока для защитных реле выпускаются в классах точности 5P и 10P. Убедитесь, что точность ТТ (токовая или полная погрешность) не превышает 10%. Для некоторых типов защиты эти десять процентов должны быть обеспечены до максимальных токов короткого замыкания. В отдельных случаях ошибка может превышать 10 процентов, поэтому необходимо принять специальные меры для обеспечения правильного срабатывания защит. Более подробную информацию можно найти в региональных электротехнических нормах и справочниках. Существует множество нюансов и объяснений на эту тему. Требования ГОСТа приведены в таблице:

Хотя это не самые высокие классы точности для нормальной работы, они и не должны быть такими, потому что реле работает в аварийных ситуациях, и задача реле – обнаружить эту аварийную ситуацию (падение напряжения, повышение или понижение тока, частоты) и предотвратить ее – а для этого нужна возможность измерения значений вне рабочего диапазона.

Выбор трансформаторов тока для измерительных цепей

Трансформаторы тока класса 0,5(S) должны быть подключены к измерительным цепям. Это обеспечивает наиболее точное измерение. Однако во время возмущений и неисправностей осциллограммы из цепей счетчика могут показывать аномальные токи, напряжения (честно). Но это не страшно, так как эти неисправности длятся недолго. Еще опаснее, если класс точности коммерческих цепей учета не соблюдается, тогда год принесет такую финансовую ошибку, что заноза в заднице.

Измерительные трансформаторы могут иметь завышенные коэффициенты трансформации, но этому есть объяснение: при максимальной нагрузке на фидер вторичный ток трансформатора тока должен составлять не менее 40% от максимального тока счетчика, а при минимальной – не менее 5%. Это требование пункта 1.5.17 ПУЭ7 является приемлемым с чрезмерным коэффициентом трансформации. И уже на этом этапе может быть ошибочно рассматривать это требование как обязательный тест.

Согласно требованиям ГОСТа, значение вторичной нагрузки для классов точности до одного включительно должно находиться в диапазоне 25-100% от номинального значения.

Диапазоны первичного и вторичного тока для различных классов точности должны соответствовать приведенным в таблице ниже:

На основании приведенных выше данных можно составить таблицу выбора ТТ по мощности. Однако если для вторичной обмотки требования почти везде 25-100, то для первичной контроль может составлять от 1% от первичного тока до пяти, плюс контроль погрешности. Поэтому здесь не обойтись без стола.

Таблица для первичного выбора трансформаторов тока по мощности и току

Пройдемся по столбцам: первый столбец – возможная полная мощность нагрузки в кВА (от 5 до 1000). Далее следуют три столбца значений тока, соответствующих этим мощностям для трех классов напряжения – 0,4; 6,3; 10,5. И последние три столбца – это диапазон возможных коэффициентов трансформации тока. Эти соотношения были протестированы при следующих условиях:

при 100% нагрузке вторичный ток составляет менее 5А (ток счетчика) и более 40% от 5А
при 25% нагрузке вторичный ток составляет более 5% от 5A

Я рекомендую, если вы калькулятор или студент, создать свою собственную электронную таблицу. И если вы оказались здесь случайно, это все благодаря таким людям, как мы – инженерам, электрикам =)

Для сведения тех из вас, кто в курсе. В последнее время производители предлагают следующую услугу: вы рассчитываете необходимые вам параметры tt, а они используют эти параметры для создания модели и ее производства. Это выгодно, когда необходимо изменить коэффициент трансформации трансформатора, длину проводов, что делает схему более дорогой и увеличивает ошибки. Некоторые производители даже пишут, что это не намного дороже, чем обычное массовое производство, но выигрыш очевиден. Интересно, сталкивался ли кто-нибудь с этим на практике?

Вот как выглядят основные моменты выбора трансформатора тока. После выбора и установки, перед включением, наступает самый ответственный момент – пуско-наладочные испытания и измерения.

Точный выбор трансформатора по классу точности можно сделать на основе таблицы.

Класс точности

Класс точности трансформатора тока определяется ГОСТ 7746-2001 и зависит от его назначения и параметров первичного тока и вторичной нагрузки:

В условиях низкого сопротивления происходит почти полное шунтирование намагниченной ветви. Прибор будет работать с большой погрешностью.
При увеличении сопротивления ошибка также увеличивается. Причиной этого является работа прибора в области насыщения.
При минимальном номинальном токе трансформатор работает в нижней части кривой намагничивания, а при максимальном – в области насыщения.

Точный выбор трансформатора в зависимости от класса точности можно получить из таблицы.

Класс точности	Номинальный первичный ток в % % % Предел вторичной нагрузки в	Предел вторичной нагрузки в %
0,1	5, 20, 100-200	25-100
0,2	5, 20, 100-200
0,2 S	1,5, 20, 100, 120
0,5	5, 20, 100, 120
0,5 S	1, 5, 20, 100, 120
1	5, 20, 100-120
3	50-120	50-100
5
10

Для защитных устройств класс точности также указан в таблице.

Класс точности	Предельная ошибка			Процент ограничения вторичной нагрузки
	тепловой	угловой
		min	ср.
5Р	±1	±60	±1,8	5
10Р	±3	Стандарт недоступен		10

Модели с классом точности от 0,2S до 0,5 используются для учета электроэнергии, модели с классом минимальной чувствительности 1 или 3 и модели с классом точности 5P и 10P – для релейной защиты.

КТ с магнитным сердечником из нанокристаллических (аморфных) сплавов нашли применение в современных коммерческих измерительных системах, КТ достигают высокого класса точности 0.5, 0.5S 0,2S, с низким первичным током.

Выбор трансформаторов тока

Трансформаторы тока выбираются по номинальному напряжению, номинальному первичному току и проверяются на электродинамическую и термическую стойкость к току короткого замыкания. Особенностью при выборе трансформаторов тока является выбор по классу точности и проверка допустимой нагрузки вторичной цепи.

Трансформаторы тока для подключения денежных счетчиков должны иметь класс точности 0,5.
В технических измерениях допускается применение трансформаторов тока с классом точности 1;
Для подключения индикаторных приборов не менее 3;
Для защиты реле класс 10(P).

Чтобы погрешность трансформатора тока не превышала допустимую погрешность для данного класса точности, вторичная нагрузка Z2 не должна быть больше номинальной нагрузки Z2nom, указанной в каталогах.

Индуктивное сопротивление таких цепей мало, поэтому предположим Z2p = g2p. Вторичная нагрузка r2 состоит из сопротивления приборов, соединительных проводов и сопротивления контактов rc:

Для определения сопротивления устройств, питающихся от трансформаторов тока, необходимо составить таблицу – перечень электроизмерительных приборов, установленных в данном источнике питания.

Общее сопротивление устройств, Ом, рассчитывается по общей мощности:

В РУ 6-10 кВ применяются трансформаторы с /2ном = 5А, в РУ 110 – 220 кВ – 1 или 5А. Сопротивление контактов GC составляет 0,05 Ом для двух-трех устройств и 0,10 – для большего количества устройств. Сопротивление проводников рассчитывается в зависимости от их сечения и длины. Для алюминиевых проводников минимальное сечение составляет 4 мм2, для медных – 2,5 мм2.

Расчетная длина кабеля зависит от схемы подключения трансформатора тока и расстояния l от трансформатора до оборудования:

с трансформаторами тока в неполной звезде;
21 – со всеми блоками в одной фазе
l – для соединения трансформаторов тока в полную звезду.

Длина l может быть принята как ориентировочная для напряжений 6-10 кВ:

при установке устройств в распределительные шкафы / = 4 … 6 m;
на распределительной панели / = 30…40 м;
для РУ-35 кВ / = 45…60 м;
для РУ – 220 кВ / = 65…80 м.

Если сопротивление вторичной цепи трансформатора тока превышает ZHOU для данного класса точности с учетом сечения кабеля, то необходимое сечение кабеля должно быть определено с учетом допустимого сопротивления вторичной цепи:

где p – удельное сопротивление.

Полученное сечение округляется до большего стандартного сечения контрольных проводов: 2,5; 4; 6; 10 мм2.

Условия выбора трансформатора тока приведены в таблице 7.5. Кроме того, можно определить: CTN = 1t.tn/UR21nom – коэффициент умножения тока динамического сопротивления трансформатора тока; CT = /T//|”OM – коэффициент умножения тока термического сопротивления; /i “OM – номинальный ток первичной обмотки трансформатора тока.

Трансформаторы тока с коэффициентом трансформации n t = 150/5 выбираются в зависимости от нагрузки в режиме КЗ.

Как выбрать трансформаторы тока для подключения расчетных счетчиков

Счетчики для выставления счетов за потребленную электроэнергию между коммунальной компанией и потребителями должны быть установлены на границе раздела сетей на основе баланса собственности и эксплуатационной ответственности между коммунальной компанией и потребителем. Количество счетчиков на объекте должно быть минимальным и обосновываться схемой электроснабжения, принятой для данного объекта, и действующими тарифами на электроэнергию для данного потребителя. Счетчики для арендаторов в жилых, общественных и других административно обособленных зданиях должны устанавливаться отдельно для каждого независимого потребителя (организации, домоуправления, цеха, магазина, мастерской, склада и т.д.).

Коэффициент трансформации трансформатора тока должен быть выбран в соответствии с подключаемой расчетной нагрузкой, с учетом аварийного режима работы установки. Трансформатор тока – это трансформатор тока, вторичный ток которого будет составлять менее 10% от номинального тока счетчика (номинальный ток счетчика составляет 5 A) при 25% номинальной подключенной нагрузки (в нормальном режиме работы).

В зависимости от величины сопротивления вторичной обмотки потребителя Z 2, Ом и нагрузки вторичной обмотки трансформатора тока S2, ВА, один и тот же трансформатор тока может работать в разных классах точности. Для обеспечения достаточной точности показаний приборов и работы защитных устройств, подключенных к трансформатору тока, значение Z2 не должно превышать номинальную нагрузку трансформатора тока.

Трансформаторы тока имеют погрешности тока ΔI и угловые погрешности δ . Текущая погрешность, выраженная в процентах, учитывается в показаниях всех приборов в соответствии с заданным коэффициентом:

где knom – номинальный коэффициент трансформации; I1 и I2 – первичный и вторичный токи трансформатора, соответственно.

Угловая погрешность определяется углом δ между векторами тока I1 и I2 и учитывается только в показаниях счетчиков и ваттметров.

Трансформаторы тока имеют следующие классы точности: 0,2; 0,5; 1; 3; 10, которым соответствуют текущие значения погрешности, п.е. Класс точности трансформаторов тока должен быть 0,5 для коммерческих счетчиков; 1 для электросчетчиков; 3 для реле токовой защиты; 0,2 для лабораторных приборов.

Пример выбора трансформаторов тока для подключения счетчика.

Номинальный ток фидера в нормальном режиме составляет 90 А, в аварийном режиме – 126 А.

Выберите трансформаторы тока с коэффициентом трансформации n t = 150/5 в зависимости от нагрузки в аварийном режиме.

Тест. При нагрузке 25% ток в первичной цепи составляет I1 = ( 90 x 25)/100 = 22,5 A.

Ток во вторичной цепи (с коэффициентом трансформации n t = 150 : 5 = 30) составит

I 2 = I1/nt = 22 , 5/30 = 0,75 A.

Трансформаторы тока выбраны правильно, поскольку I 2 > I n измерительного прибора, т.е. 0,75 > 0,5.

Проводники или кабели между трансформаторами тока и счетчиками должны иметь сечение не менее 2,5 мм2 меди и 4 мм2 алюминия. Максимальное сечение проводов и кабелей, которые могут быть подключены к клеммам счетчика, не должно превышать 10 мм2.

При выборе трансформаторов тока для счетчиков тока рекомендуется использовать данные ПУЭ (таблица “Выбор трансформаторов тока”). Для безопасного монтажа, проверки и замены счетчиков и трансформаторов тока в электроустановках с двумя питающими проводниками (вводами) и двумя распределительными сборками с коммутационными аппаратами для их соединения (секционные разъединители, СЗР и т. д.), разъединители должны быть установлены до приборов учета, установленных на вводе, а разъединители должны быть установлены после приборов учета для обеспечения отключения цепи от распределительной сборки.

Если вам понравилась эта статья, пожалуйста, поделитесь ею в социальных сетях. Это поможет развитию нашего сайта!

При выборе подходящего коэффициента мощности необходимо учитывать следующие параметры: Потребляемая мощность измерительных приборов (при последовательном подключении . ), длина кабеля, сечение кабеля. Чем длиннее кабель и меньше его сечение, тем выше потери в питающем кабеле, т.е. номинальная мощность трансформатора должна иметь соответствующее значение.

Выбор трансформаторов тока – основные характеристики

В этой статье описаны основные характеристики трансформаторов тока.

Коэффициент трансформации

Расчетный коэффициент трансформатора – это отношение первичного номинального тока к вторичному номинальному току, которое указывается на заводской табличке в виде неправильной дроби.

Наиболее часто используются измерительные трансформаторы x / 5 A, большинство измерительных приборов имеют более высокий класс точности при 5 A. По техническим и прежде всего экономическим причинам рекомендуется использовать трансформаторы x / 1 A при большой длине измерительной линии. Потери в линии в трансформаторах 1А составляют всего 4% от потерь в трансформаторах 5А. Однако в этом случае измерительные приборы обычно имеют более низкий класс точности.

Номинальный ток

Номинальный ток или номинальный ток (ранее используемое название) – это первичный и вторичный номинальный ток (первичный номинальный ток, вторичный номинальный ток), указанный на заводской табличке, на который рассчитан трансформатор. За исключением классов 0,2 S и 0,5 S, номинальные токи составляют 10 – 12,5 – 15 – 20 – 25 – 30 – 40 – 50 – 60 – 75 A, числа, полученные путем умножения этих значений в десять раз.

Номинальный вторичный ток составляет от 1 до 5 А, предпочтительно 5 А.

Номинальные токи для классов 0,2 S и 0,5 S варьируются от 25 A до 50 A и 100 A, а число, получаемое при умножении этих значений на кратное 10, вторичный ток составляет (всего) 5 A.

Правильный выбор номинального первичного тока очень важен для точности измерений. Рекомендуется, чтобы соотношение было как можно ближе к измеренному / определенному току (In).

Пример: In = 1 154 A; выбранное соотношение = 1 250/5.

Номинальный ток может быть определен на основе следующих предположений:

Номинальный ток измерительного трансформатора, умноженный на 1,1 (трансформатор с наиболее близкими характеристиками)
предохранитель (номинальный ток предохранителя = номинальный ток трансформатора) измеряемой части установки (главные низковольтные распределители, распределительные шкафы)
Фактический номинальный ток, умноженный на 1,2 (этот метод следует использовать, когда фактический ток значительно меньше номинального тока трансформатора или предохранителя)

Не рекомендуется использовать трансформаторы со слишком высокими номиналами,
Точность измерения при относительно низких токах (по отношению к исходному номинальному току) может быть сильно ограничена.
(по отношению к первоначальному номинальному току).

Номинальная мощность трансформаторов тока

Номинальная мощность трансформаторов тока – является результирующей нагрузки на стороне счетчика и вторичного номинального тока квадранта и измеряется в ВА. Стандартизированные значения составляют 2,5 – 5 – 10 – 15 – 30 ВА. В зависимости от условий применения можно выбрать значения более 30 ВА. Номинальная мощность определяет способность трансформатора проводить вторичный ток в пределах допустимого диапазона нагрузки.

При выборе подходящей мощности следует учитывать следующие параметры: Потребляемая мощность измерительных приборов (при последовательном подключении . ), длина кабеля, сечение кабеля. Чем больше длина кабеля и меньше его сечение, тем больше потери в питающей линии, а значит, номинальная мощность трансформатора должна иметь соответствующее значение.

Мощность нагрузки должна быть близка к номинальной мощности трансформатора. Очень низкая мощность потребителя (малая нагрузка) увеличивает коэффициент умножения тока нагрузки, поэтому измерительное оборудование может быть недостаточно защищено от короткого замыкания. Слишком высокая мощность нагрузки (высокая нагрузка) отрицательно влияет на точность.

Часто в системе уже есть трансформаторы тока, которые можно использовать при установке нового счетчика. Обратите внимание на номинальную мощность трансформатора: достаточна ли она для дополнительных измерительных приборов?

Классы точности

Трансформаторы тока делятся на различные классы точности. Стандартные классы точности: 0,1; 0,2; 0,5; 1; 3; 5; 0,1 S; 0,2 S; 0,5 S. Код класса соответствует текущей кривой погрешности и угловой погрешности.

Классы точности трансформаторов тока зависят от измеряемой величины. Если трансформаторы тока работают при малых токах по отношению к номинальному току, точность измерения значительно снижается. В следующей таблице приведены пределы погрешности по отношению к номинальному значению тока:

Для комбинированных измерительных приборов рекомендуется использовать трансформаторы тока одного класса точности. Трансформаторы тока с более низким классом точности приводят к снижению точности измерения всей системы “преобразователь тока + измерительный прибор”, которая в данном случае определяется классом точности трансформатора тока. Тем не менее, технически возможно использовать трансформаторы тока с точностью измерения ниже, чем у измерительного прибора.

Кривая погрешности трансформатора тока

Измерительные и защитные трансформаторы

Хотя измерительные трансформаторы должны насыщаться как можно быстрее после превышения диапазона потребляемого тока (выраженного как кратное значение тока нагрузки FS), для предотвращения увеличения вторичного тока в случае неисправности (например, короткого замыкания) и, таким образом, защиты подключенного оборудования, защитные трансформаторы должны оставаться в насыщенном состоянии как можно дольше.

Защитные трансформаторы используются для защиты установки в сочетании с подходящими коммутационными устройствами. Стандартными классами точности для защитных трансформаторов являются 5P и 10P. Буква “P” означает “защита”. За обозначением класса защиты следует номинальное значение (в %) номинального тока нагрузки. Например, 10P5 означает, что при пятикратном превышении номинального тока отрицательное отклонение на вторичной стороне от ожидаемого значения в соответствии с коэффициентом трансформации (линейным)
составляет не более 10% от ожидаемого значения.

Для комбинированных счетчиков настоятельно рекомендуется использовать измерительные трансформаторы.

Учет с применением измерительных трансформаторов

1.5.16. Класс точности трансформаторов тока и напряжение для присоединения расчетных счетчиков электроэнергии должен быть не более 0,5. Допускается использование трансформаторов напряжения класса точности 1,0 для включения расчетных счетчиков класса точности 2,0.

Для присоединения счетчиков технического учета допускается использование трансформаторов тока класса точности 1,0, а также встроенных трансформаторов тока класса точности ниже 1,0, если для получения класса точности 1,0 требуется установка дополнительных комплектов трансформаторов тока.

Трансформаторы напряжения, используемые для присоединения счетчиков технического учета, могут иметь класс точности ниже 1,0.

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 %.

1.5.18. Присоединение токовых обмоток счетчиков к вторичным обмоткам трансформаторов тока следует проводить, как правило, отдельно от цепей защиты и совместно с электроизмерительными приборами.

Допускается производить совместное присоединение токовых цепей, если раздельное их присоединение требует установки дополнительных трансформаторов тока, а совместное присоединение не приводит к снижению класса точности и надежности цепей трансформаторов тока, служащих для учета, и обеспечивает необходимые характеристики устройств релейной защиты.

Использование промежуточных трансформаторов тока для включения расчетных счетчиков запрещается (исключение см в 1.5.21).

1.5.19. Нагрузка вторичных обмоток измерительных трансформаторов, к которым присоединяются счетчики, не должна превышать номинальных значений.

Сечение и длина проводов и кабелей в цепях напряжения расчетных счетчиков должны выбираться такими, чтобы потери напряжения в этих цепях составляли не более 0,25 % номинального напряжения при питании от трансформаторов напряжения класса точности 0,5 и не более 0,5 % при питании от трансформаторов напряжения класса точности 1,0. Для обеспечения этого требования допускается применение отдельных кабелей от трансформаторов напряжения до счетчиков.

Потери напряжения от трансформаторов напряжения до счетчиков технического учета должны составлять не более 1,5 % номинального напряжения.

1.5.20. Для присоединения расчетных счетчиков на линиях электропередачи 110 кВ и выше допускается установка дополнительных трансформаторов тока (при отсутствии вторичных обмоток для присоединения счетчиков, для обеспечения работы счетчика в требуемом классе точности, по условиям нагрузки на вторичные обмотки и т. п.). См. также 1.5.18.

1.5.21. Для обходных выключателей 110 и 220 кВ со встроенными трансформаторами тока допускается снижение класса точности этих трансформаторов тока на одну ступень по отношению к указанному в 1.5.16. Для обходного выключателя 110 кВ и шиносоединительного (междусекционного) выключателя 110 кВ, используемого в качестве обходного, с отдельно стоящими трансформаторами тока (имеющими не более трех вторичных обмоток) допускается включение токовых цепей счетчика совместно с цепями защиты при использовании промежуточных трансформаторов тока класса точности не более 0,5; при этом допускается снижение класса точности трансформаторов тока на одну ступень.

Такое же включение счетчиков и снижение класса точности трансформаторов тока допускается для шиносоединительного (междусекционного) выключателя на напряжение 220 кВ, используемого в качестве обходного, с отдельно стоящими трансформаторами тока и на напряжение 110-220 кВ со встроенными трансформаторами тока.

1.5.22. Для питания цепей счетчиков могут применяться как однофазные, так и трехфазные трансформаторы напряжения, в том числе четырех- и пятистержневые, применяемые для контроля изоляции.

1.5.23. Цепи учета следует выводить на самостоятельные сборки зажимов или секции в общем ряду зажимов. При отсутствии сборок с зажимами необходимо устанавливать испытательные блоки.

Зажимы должны обеспечивать закорачивание вторичных цепей трансформаторов тока, отключение токовых цепей счетчика и цепей напряжения в каждой фазе счетчиков при их замене или проверке, а также включение образцового счетчика без отсоединения проводов и кабелей.

Конструкция сборок и коробок зажимов расчетных счетчиков должна обеспечивать возможность их пломбирования.

1.5.24. Трансформаторы напряжения, используемые только для учета и защищенные на стороне высшего напряжения предохранителями, должны иметь контроль целости предохранителей.

1.5.25. При нескольких системах шин и присоединении каждого трансформатора напряжения только к своей системе шин должно быть предусмотрено устройство для переключения цепей счетчиков каждого присоединения на трансформаторы напряжения соответствующих систем шин.

1.5.26. На подстанциях потребителей конструкция решеток и дверей камер, в которых установлены предохранители на стороне высшего напряжения трансформаторов напряжения, используемых для расчетного учета, должна обеспечивать возможность их пломбирования.

Рукоятки приводов разъединителей трансформаторов напряжения, используемых для расчетного учета, должны иметь приспособления для их пломбирования.

Трансформаторы тока для электросчетчиков — схема подключения

При эксплуатации энергетических систем разного типа часто возникают ситуации, требующие осуществить перевод электрических величин в аналоги с определенными соотношениями.

Трансформаторы тока для электросчетчиков позволяют значительно расширить стандартные пределы измерений приборами учёта.

Номинальное напряжение трансформатора тока

Одним из основных параметров, относящихся к трансформаторам тока для электрических счётчиков, является уровень номинального напряжения, который указывается в паспорте на прибор. Номинальные значения напряжения варьируется от 0.66кВт до 1150кВт:

0,66 кВт;
6.0 кВт;
10 кВт;
15 кВт;
20 кВт;
24 кВт;
27 кВт;
35 кВт;
110 кВт;
150 кВт;
220 кВт;
330 кВт;
500 кВт;
750 кВт;
1150 кВт.

Номинальные значения уровня первичного тока на электрической цепи обозначают токовые показатели на первичной трансформаторной обмотке.

Параметры вторичного номинального тока — это стандартные показатели на обмотке вторичного типа. Определение таких токовых потоков осуществляется по номинальным значениям мощности и напряжения.

При этом первичный тип обмотки подключается к источнику электрической энергии, а замыкание вторичной обмотки приходится на устройства измерительного или защитного типа, с низкими показателями внутреннего сопротивления.

Действующие параметры номинального или линейного напряжения, в условиях которых сохраняется работоспособность измерительного токового трансформатора, обязательно указываются в сопроводительной документации и отражены в таблице для прибора.

Класс точности

При правильном выборе токового трансформаторного устройства у потребителя появляется реальная возможность подключать измерительные и защитные приборы к высоковольтным электрическим линиям. Уровень класса точности – одна из наиважнейших характеристик, указывающих на измерительную погрешность, которая не должна быть выше, чем параметры по нормативным документам.

Класс точности определяется несколькими основными факторами, включая погрешности по току и углу, а также показатели относительной полной погрешности. Первые два понятия всегда характеризуются током намагничивания.

Принцип работы трансформатора тока

В приборах промышленного назначения используется несколько классов точности:

0.1
0.5
1.0
3.0
10Р

В соответствии с действующим на сегодняшний день в нашей стране ГОСТом, класс точности должен быть ориентирован на токовые погрешности, поэтому для показателей в ±40′ предполагается класс 0.5, а для ±80′ – класс 1.0. Следует отметить, что классы 3.0 и 10Р по существующим правилам не нормируются.

Наличие в маркировке буквенного обозначения «S» свидетельствует о классе точности в пределах 0.01-1.2. Класс 10Р используется в защитных цепях, а нормирование осуществляется в соответствии с относительной полной погрешностью не более десяти процентов. Допускается применение приборов с классом точности 1.0, но только если электрический счетчик обладает классом точности в две единицы.

Измерительно-информационная система, представленная устройствами, выполняющими приём, обработку и передачу данных, а также приборами учёта, способна формировать корректные показатели только при высокой точности токовых трансформаторов.

Для учёта в коммерческой сфере уровень класса точности должен составлять 0.5S, а для учёта технического – 1.0S.

Номинальный ток вторичной обмотки

Строение вторичной обмотки у токовых трансформаторов, которые предназначены для напряжения не более тысячи вольт, имеет некоторые отличия. На высоковольтном приборе устанавливается как минимум две вторичные обмотки.

Принцип их действия аналогичен функционированию повышающего трансформатора. Вне зависимости от уровня мощности первичной обмотки, номинальные показатели тока на вторичной обмотке, как правило, стабильно составляют 5А.

Конструкция трансформатора тока

Номинальные значения вторичного тока «I2н» указываются в таблице прилагаемого к устройству паспорта. Номинальные токи на вторичной обмотке равны единице или 5А, но вторые показатели допускаются исключительно в устройствах с первичными токами, не превышающими 4000А.

Однако, допускается также изготовление современных токовых трансформаторных приборов по индивидуальным заказам с номинальными показателями токов вторичного типа на уровне 2.

0А или 2,5А.

Существуют нормы и стандарты, по которым срок эксплуатации электросчетчика ограничен определенным периодом.
Инструкцию по монтажу однофазного счетчика смотрите здесь.
Варианты установки индукционного счетчика подробно рассмотрены в этом материале.

Номинальный ток первичной обмотки

В зависимости от конструкционных особенностей первичной обмотки, трансформаторы тока могут быть не только многовитковыми, но также одновитковыми и шинными.

На сегодняшний день наибольшее распространение получил второй вариант исполнения устройства.

Одновитковые модели токовых трансформаторов представлены разновидностями, не имеющими индивидуальную первичную обмотку или с наличием индивидуальной обмотки первичного типа.

Для одновитковых моделей без собственной первичной обмотки характерно встроенное, шинное или разъемное выполнение. Первичный токовый уровень, в этом случае, всегда определяется в соответствии со стандартизированными номинальными токами.

Токи номинальные первичного типа «I1н» указываются в паспортных табличных данных трансформаторного прибора, и определяют стандартные коэффициенты трансформации в виде соотношения номинальных токовых показателей на двух видах обмотки устройства.

Подбирать коэффициент трансформации необходимо в строгом соответствии с расчетной нагрузкой, а также с обязательным учетом возможности функционирования установленного устройства в аварийных ситуациях. Токовый номинал на первичной обмотке не может быть меньше, чем максимальные рабочие значения тока эксплуатируемой электрической установки: I2ном.тт>Imах.эу.

Допускается использовать приборы, имеющие завышенные показатели коэффициента при условии максимального уровня нагрузки присоединения тока на вторичной обмотке в 40% и более от номинального тока электросчетчика. Требования при минимальной рабочей нагрузке составляют 5% или более.

Схема подключения

Рассмотрим, как подключить трансформатор тока. В зависимости от конструктивных особенностей трансформатора тока для электрических счётчиков различается несколько видов таких приборов:

токовые трансформаторы, предназначенные для наружного монтажа в ОРУ;
токовые трансформаторы, предназначенные для закрытого монтажа распределительных устройств;

токовые трансформаторы встроенного типа;
токовые трансформаторы, предназначенные для монтажа на изоляторы проходного типа;
токовые трансформаторы в переносном или мобильном исполнении.

Токовыми трансформаторами обеспечивается полноценная изоляция эксплуатируемых силовых электрических цепей. Измерительное устройство в быту – гарантия безопасной работы, поэтому специалисты рекомендуют использовать так называемую гальваническую развязку. К недостаткам этого способа установки можно отнести достаточно большое количество электропроводов.

Подключение счетчика электрической энергии через токовые трансформаторы осуществляется посредством десятижильных кабелей. В конструкции применяются раздельные цепи, как на ток, так и напряжение. Стандартная схема установки предполагает обязательное подсоединение трех элементов электросчетчика с соблюдением правил полярности при прямом чередовании фаз относительно «U».

Схема подключения электросчетчика через трансформаторы тока

В процессе самостоятельного монтажа измерительных приборов электрической энергии, токовые трансформаторы подключаются к цепным разрывам при помощи специальных, очень удобных в применении зажимов «Л-1» и «Л-2».

Электротехнический шкаф защищает счетчик от пыли, влаги, грязи. Щиток электрический под счетчик и автоматы – критерии выбора рассмотрим далее.
Знаете ли вы, что такое коэффициент трансформации счетчика электроэнергии? Читайте эту информацию, если интересно.

Видео на тему

2.4.4.4 Выбор трансформаторов тока для цепи секционного выключателя 10 кВ. Реконструкция электрической части подстанции 3510 кВ 48П «Петрозаводская птицефабрика»

Выбор основного оборудования на проектируемой подстанции

5.1.3 Выбор секционного выключателя на стороне 35 кВ

1. Определяем рабочий ток для выключателей: А. Выбираем выключатель типа ВВУ-35А-40/2000У1 с Iном=2000 А и Uном. = 35 кВ([2] с. 239, табл. 5.2). 148 А < 2000 А; 35 кВ ? 35 кВ.

Следовательно, условия (5.1) и (5.2) выполняются. 2…

Выбор основного оборудования на проектируемой подстанции

5.1.5 Выбор секционного выключателя на стороне 6 кВ

1. Определяем рабочий ток для выключателей: А. Выбираем выключатель типа ВВЭ-10-31.5/2000У3 с Iном=2000 А и Uном. =10 кВ([2] стр. 239, табл. 5.2). 1663 А < 2000 А; 6 кВ ? 10 кВ. Следовательно, условия (5.1) и (5.2) выполняются. 2…