Расчет тока и схемы включения измерительных трансформаторов напряжения

Измерительные трансформаторы зачастую применяются для замера электрического тока в различных приборах, которые оснащены релейной защитой электроэнергетических систем. Это способствует тому, что к ним предъявляются довольно высокие требования, которые касаются точности. Данное устройство обеспечивает безопасное проведение замеров. Происходит это благодаря изоляции цепей (измерительной от первичной). Первая, в свою очередь, обладает высоким показателем напряжения (до нескольких сотен кВ). 

Содержание:

1. Что такое ТТ?
2. Из чего состоит ТТ?
3. Измерение сопротивления изоляции.
4. Расчет измерительного трансформатора тока.
5. Методы включения.

Что такое ТТ?

ТТ (трансформатор тока) представляет собой измерительный прибор, который необходим для замера силы переменного тока. Первичная обмотка такого агрегата в большинстве вариантов состоит из одного витка и представляет собой провод, который пропущен через тороидальный сердечник устройства. А для того чтобы повысить точность замеров, необходимо первичную обмотку сделать из двух витков.

С вторичной обмотки трансформатора осуществляется снятие показаний величины тока. Чтобы устройство работало корректно, обмотку шунтируют низкоомной нагрузкой. Для предотвращения насыщения сердечника показания напряжения не должны быть большими (при максимальном значении тока). 

Из чего состоит ТТ?

Состоит ТТ из двух или более вторичных обмоток. Для чего это нужно? Одну обмотку применяют для подключения различных устройств защиты, а вторую – для подсоединения измерительных устройств.

Измерение сопротивления изоляции

Для выявления дефектов, отклонения показателей работоспособности от нормы необходимо производить измерение сопротивления изоляции обмоток трансформатора. Это позволит: 

• заранее определить степень её увлажнённости;
• выявить пригодность трансформатора к работе;
• предотвратить выход из строя оборудования.

Расчет измерительного трансформатора тока

Данный расчёт основан на подборе номинального напряжения и первичного тока. Также осуществляется проверка стойкости (термической или электродинамической) к токам «КЗ». Выбирают трансформаторы, исходя из класса точности и нагрузки, которая допускается во вторичной его цепи. Для того чтобы рассчитать сопротивление приборов, которые будут питаться от данного трансформатора, нужно составить определённую таблицу, состоящую из списка всех электроизмерительных приборов. Общее сопротивление приборов рассчитывается по суммарной мощности:

Rприб = S / I2ном;

где S – суммарная мощность, I2ном – номинальный ток вторичной обмотки трансформатора.

Трансформатор напряжения является очень важной составляющей любой высоковольтной сети. С его помощью осуществляется снижение высокого напряжения, которое — в свою очередь — необходимо для осуществления питания вторичных измерительных цепей. В отличие от трансформатора тока, данное устройство работает по принципу «холостого хода». Это связано с тем, что сопротивление всех параллельных катушек большое, а потребляемый ток — напротив — маленький.

Методы включения

Схемы включения измерительных трансформаторов напряжения подразделяются на три вида: соединение однофазного, двухфазного и трёхфазного трансформатора.

Инженерный центр «ПрофЭнергия» имеет все необходимые инструменты для качественного проведения испытания изоляции силовых трансформаторов, слаженный коллектив профессионалов и лицензии, которые дают право осуществлять все необходимые испытания и замеры. Оставив выбор на электролаборатории «ПрофЭнергия» вы выбираете надежную и качествунную работу своего оборудования!

Если хотите заказать испытание изоляции силовых трансформаторов или задать вопрос, звоните по телефону: +7 (495) 181-50-34.

Online Electric | Онлайн-выбор и проверка трансформаторов тока

Доступ к сервисам «Онлайн Электрик» без регистрации ограничен. Войдите в систему или зарегистрируйтесь.

Не нашли нужный онлайн-расчет по электроэнергетике? Свяжитесь с нами! Бот Яша подскажет как найти нужный онлайн расчет или базу данных на сайте «Онлайн Электрик». Написать боту. Литература Внимание! Ввод исходных данных для незарегистрированных пользователей ограничен! Шаг 1 из 3. Исходные данные Пофазная нагрузка трансформаторов тока Наименование прибора (устройства) Номинальная мощность Sном, ВА Добавить/ Удалить фаза А фаза B фаза C             Исходный параметр Значение Номинальное напряжение сети Uс (кВ): 0. 220.380.50.66361013.815.7518202427351101502203305007501150 Максимальный ток нормального режима Iнорм.расч (А): Периодическая слагающая тока короткого замыкания в начальный момент времени Iпо (кА) Ударный ток короткого замыкания iуд (кА) Время отключения КЗ tОТКЛ (с) Номинальный ток вторичной цепи трансформатора тока IНОМ2 (А) 52,5110 Требуемый класс точности ТТ (%) 0,5 (коммерческий учет)1 (технический учет)3 (показывающие приборы)10Р (релейная защита) Схема соединения трансформаторов тока полная звезданеполная звездавсе приборы в одной фазе Расстояние от трансформатора тока до приборов (в одну сторону) L (м) Сечение соединительного проводника F (мм2) автоматически1,52,54610 Материал проводника алюминиймедь Описание программы: В разделе сайта пользователь может самостоятельно произвести расчет выбора и осуществить проверку трансформаторов тока. Ключевые слова: Выбор трансформаторов тока, Проверка трансформаторов тока, выбор трансформаторов тока, выбор измерительных трансформаторов тока, выбор трансформаторов тока и напряжения, выбор трансформатора тока 10 кв, выбор трансформаторов тока по мощности, таблица выбора трансформаторов тока, условия выбора трансформатора тока, расчет и выбор трансформатора тока, выбор и проверка трансформаторов тока Библиографическая ссылка на ресурс «Онлайн Электрик»: Алюнов, А.Н. Онлайн Электрик: Интерактивные расчеты систем электроснабжения / А.Н. Алюнов. — Режим доступа: http://online-electric.ru

Для выполнения действия необходимо авторизоваться и пополнить баланс в личном кабинете.

Как подобрать трансформатор тока

К

Стивен Макфадьен 7 ноября 2011 г.

Для обеспечения удовлетворительной работы измерительных приборов и реле защиты необходимо правильно подобрать трансформаторы тока. Существует несколько методов определения размеров трансформаторов тока. В этой заметке будет рассмотрено несколько методов, при этом особое внимание будет уделено трансформаторам тока с классом защиты, размер которых соответствует стандарту IEC 60044, принятому на международном уровне.

Трансформатор тока ABB

Пример спецификации ТТ: — очень распространенной спецификацией для класса защиты ТТ будет класс точности 5P (1%), с номинальным ограничивающим фактором точности 10 или 20. нагрузки будут 5, 10, 15 или 20 ВА. Типичная спецификация: 5P10 15 ВА.

Метод IEC 60044

IEC 60044 устанавливает требования к защитным ТТ (в дополнение к измерительным ТТ, ТН и электронным датчикам).

Ключом к расчету ТТ по стандарту являются коэффициенты симметричного тока короткого замыкания и переходного процесса:

• K _ssc     — коэффициент номинального симметричного тока короткого замыкания
• K ^‘ _{0 ssc 9003 -коэффициент тока цепи}
• K _td      — размерный коэффициент переходного процесса

Пример IEC 60044 Расчет

Рассмотрим ТТ со следующими характеристиками и требованиями к защите:

• ТТ: 600/1 5P20 15 ВА, R _ct = 4 Ом
• Провода ТТ: 6 мм ² , длина 50 м
  — используйте R=2 ρ l /a для расчета = 0,0179 Ом/м
• Реле: Siemens 7SJ45, K _td = 1
• Ток короткого замыкания, I _{scc max} = 30 кА используйте стандартные формулы удельного сопротивления:

  R _{отведений} = 2 ρ l /a = 2 x 0,0175 x 50 / 6 = 0,3 Ом

  Цифровые реле имеют низкую нагрузку, обычно 0,1 Ом (по возможности следует обращаться к руководству по реле).

  Подключить все к уравнениям:

  R _B = 15 ВА / 1 A ² = 15 Ом

  R ^‘ _B = R _{ВЫДОВЫЕ} + R _RELAY = 0,3 + 0,1 = 0,1 = 0,1 = 0,1 = 0,1 = 0,1 = 0,1 = 0,1 = 0,1 = 0,1 = 0,1 = 0,1 = 0,1 = 0,1 = 0,1 = 0,1 = 0,1 = 0,1 = 0,1 = 0,1 = 0,1 = 0,1 = 0,4 Ом

  K ^‘ _scc = K _scc (R _ct + R _b )/(R _CT + R ^‘ _B )

  = 20 (4 + 15)/ (4 + 0,4) = 86,4

  Требуется K ^‘ _SCC > 1 x 30000/600 = 50

  ---

  77777> 1 x 30000/600 = 50 0008

  ---

  77777777> 1 x 30000/600 = 50 0008

  ---

  7777777777 гг. В этом случае эффективная K ^‘ _scc , равная 86,4, больше, чем требуемая K ^‘ _scc , равная 50, и ТТ удовлетворяет критериям стабильности.

  Коэффициент K _ssc относительно прост для понимания и относится к вкладышу характеристики ТТ. Напряжение и ток на ТТ являются линейными только до определенного значения (обычно задаваемого как кратное номинальному значению), после которого ТТ насыщается, а кривая выравнивается. ТТ, рассчитанный, скажем, на 5P20, будет оставаться линейным примерно в 20 раз больше его номинального тока. Этот линейный предел является K _ssc (т. е. K _ssc = 20). Напоминаем, что 5 [в 5P20] будет классом точности ТТ, а «P» означает класс защиты ТТ.

  Немного сложнее эффективный фактор, K ^’ _scc . Это расчетное значение, которое учитывает нагрузку (сопротивление) реле, сопротивление обмоток ТТ и сопротивление выводов:

  • R _ct — вторичная обмотка постоянного тока. сопротивление при указанной температуре
  • R _b   — номинальная резистивная нагрузка реле
  • R ^’ _b — Rвыводы + Rреле; это подключенная нагрузка

  Трансформаторы тока должны быть в состоянии подавать ток, необходимый для управления реле во время переходных состояний отказа. Способность трансформатора тока и реле работать в этих условиях зависит от K ^’ _scc и переходной характеристики реле K _td . Коэффициент, К _td поставляется производителем реле. Правильное функционирование достигается путем обеспечения следующего действительного:

  • I _{SSC MAX} — Максимальный симметричный короткометражный ток

  • I _PN — CT ROVED CURCIVE 9008

  9292 _PN — CT RED. . Как только вы подтвердите, что вышеперечисленное в порядке, вы знаете, что ваш КТ в порядке.

  Чего хочет производитель

  Есть небольшая сложность в том, что производители знают свои реле лучше, чем мы (или МЭК). В качестве общего совета всегда следует обращаться к информации производителя:

  • во-первых это единственный способ получить коэффициент К _тд
  • во-вторых производители иногда предъявляют дополнительные требования; например, перегрузка по току, защита электродвигателя, линейный дифференциал (не пилотный) и дифференциальный трансформатор Siemens хорошо сочетаются с вышеперечисленным, в то время как их линейный дифференциал (контрольный провод) и дистанционные реле требуют вышеперечисленного и имеют дополнительные ограничения для K ^‘ _scc

  Соединительные провода

  При выборе параметров защитных трансформаторов сопротивление (нагрузка) соединительных проводов может иметь значительное влияние. В расчетах сопротивление соединительных проводов можно оценить из:

  where:

  l is the connection lead length in m
  ρ is the resistivity in Ω mm ² m ^-1 (=0.0179 for copper)
  A — площадь поперечного сечения в мм. ²

  Другие методы и требования к калибровке трансформаторов тока . Оба они были отозваны и заменены стандартом IEC 6044.

  В стандартах принята концепция напряжения колена, и до сих пор часто встречается напряжение колена, используемое в качестве параметра выбора ТТ.

  Напряжение колена определяется как точка, в которой 10-процентное увеличение напряжения на клеммах вызывает 50-процентное увеличение тока возбуждения _кН и внутреннее вторичное сопротивление R

  я . Для преобразования конструкции IEC можно использовать следующее:

  где: I _2N номинальный вторичный ток Калибровка CT на рынках Северной Америки.

  Класс C стандарта определяет ТТ по их вторичному напряжению на клеммах при 20-кратном номинальном токе (для которого погрешность отношения не должна превышать 10%). Стандартные классы: C100, C200, C400 и C800 для номинального вторичного тока 5 А.

  Это напряжение на клеммах можно рассчитать по данным IEC следующим образом:

  с

  и

   

  Если у кого-то есть какие-либо вопросы, комментарии или предложения по их улучшению ниже.

  
  

  ---

  Еще интересное Примечания:

  Стивен Макфадьен

  Стивен имеет более чем двадцатипятилетний опыт работы на крупнейших строительных проектах. Он обладает глубоким техническим пониманием электротехники и стремится поделиться этими знаниями. Об авторе

  мояЭлектротехника

  
  

  Включите JavaScript для просмотра комментариев на базе Disqus. comments на платформе Disqus

  
  

  Посмотреть 7 комментариев (старая система)

  Как подобрать трансформаторы тока

  К Стивен Макфадьен 7 ноября 2011 г.
  

  Для обеспечения удовлетворительной работы измерительных приборов и реле защиты необходимо правильно подобрать трансформаторы тока. Существует несколько методов определения размеров трансформаторов тока. В этой заметке будет рассмотрено несколько методов, при этом особое внимание будет уделено трансформаторам тока с классом защиты, размер которых соответствует стандарту IEC 60044, принятому на международном уровне.

  
  Трансформатор тока ABB
  

  Пример спецификации ТТ: — очень распространенной спецификацией для класса защиты ТТ будет класс точности 5P (1%), с номинальным ограничивающим фактором точности 10 или 20. нагрузки будут 5, 10, 15 или 20 ВА. Типичная спецификация: 5P10 15 ВА.

  Метод IEC 60044

  IEC 60044 устанавливает требования к защитным ТТ (в дополнение к измерительным ТТ, ТН и электронным датчикам).

  Ключом к расчету ТТ по стандарту являются коэффициенты симметричного тока короткого замыкания и переходного процесса:

  • K _ssc     — коэффициент номинального симметричного тока короткого замыкания
  • K ^‘ _{0 ssc 9003 -коэффициент тока цепи}
  • K _td      — размерный коэффициент переходного процесса

  Пример IEC 60044 Расчет

  Рассмотрим ТТ со следующими характеристиками и требованиями к защите:

  • ТТ: 600/1 5P20 15 ВА, R _ct = 4 Ом
  • Провода ТТ: 6 мм ² , длина 50 м
    — используйте R=2 ρ l /a для расчета = 0,0179 Ом/м
  • Реле: Siemens 7SJ45, K _td = 1
  • Ток короткого замыкания, I _{scc max} = 30 кА используйте стандартные формулы удельного сопротивления:

    R _{отведений} = 2 ρ l /a = 2 x 0,0175 x 50 / 6 = 0,3 Ом

    Цифровые реле имеют низкую нагрузку, обычно 0,1 Ом (по возможности следует обращаться к руководству по реле).

    Подключить все к уравнениям:

    R _B = 15 ВА / 1 A ² = 15 Ом

    R ^‘ _B = R _{ВЫДОВЫЕ} + R _RELAY = 0,3 + 0,1 = 0,1 = 0,1 = 0,1 = 0,1 = 0,1 = 0,1 = 0,1 = 0,1 = 0,1 = 0,1 = 0,1 = 0,1 = 0,1 = 0,1 = 0,1 = 0,1 = 0,1 = 0,1 = 0,1 = 0,1 = 0,1 = 0,4 Ом

    K ^‘ _scc = K _scc (R _ct + R _b )/(R _CT + R ^‘ _B )

    = 20 (4 + 15)/ (4 + 0,4) = 86,4

    Требуется K ^‘ _SCC > 1 x 30000/600 = 50

    ---

    77777> 1 x 30000/600 = 50 0008

    ---

    77777777> 1 x 30000/600 = 50 0008

    ---

    7777777777 гг. В этом случае эффективная K ^‘ _scc , равная 86,4, больше, чем требуемая K ^‘ _scc , равная 50, и ТТ удовлетворяет критериям стабильности.

    Коэффициент K _ssc относительно прост для понимания и относится к вкладышу характеристики ТТ. Напряжение и ток на ТТ являются линейными только до определенного значения (обычно задаваемого как кратное номинальному значению), после которого ТТ насыщается, а кривая выравнивается. ТТ, рассчитанный, скажем, на 5P20, будет оставаться линейным примерно в 20 раз больше его номинального тока. Этот линейный предел является K _ssc (т. е. K _ssc = 20). Напоминаем, что 5 [в 5P20] будет классом точности ТТ, а «P» означает класс защиты ТТ.

    Немного сложнее эффективный фактор, K ^’ _scc . Это расчетное значение, которое учитывает нагрузку (сопротивление) реле, сопротивление обмоток ТТ и сопротивление выводов:

    • R _ct — вторичная обмотка постоянного тока. сопротивление при указанной температуре
    • R _b   — номинальная резистивная нагрузка реле
    • R ^’ _b — Rвыводы + Rреле; это подключенная нагрузка

    Трансформаторы тока должны быть в состоянии подавать ток, необходимый для управления реле во время переходных состояний отказа. Способность трансформатора тока и реле работать в этих условиях зависит от K ^’ _scc и переходной характеристики реле K _td . Коэффициент, К _td поставляется производителем реле. Правильное функционирование достигается путем обеспечения следующего действительного:

    • I _{SSC MAX} — Максимальный симметричный короткометражный ток

    • I _PN — CT ROVED CURCIVE 9008

    9292 _PN — CT RED. . Как только вы подтвердите, что вышеперечисленное в порядке, вы знаете, что ваш КТ в порядке.

    Чего хочет производитель

    Есть небольшая сложность в том, что производители знают свои реле лучше, чем мы (или МЭК). В качестве общего совета всегда следует обращаться к информации производителя:

    • во-первых это единственный способ получить коэффициент К _тд
    • во-вторых производители иногда предъявляют дополнительные требования; например, перегрузка по току, защита электродвигателя, линейный дифференциал (не пилотный) и дифференциальный трансформатор Siemens хорошо сочетаются с вышеперечисленным, в то время как их линейный дифференциал (контрольный провод) и дистанционные реле требуют вышеперечисленного и имеют дополнительные ограничения для K ^‘ _scc

    Соединительные провода

    При выборе параметров защитных трансформаторов сопротивление (нагрузка) соединительных проводов может иметь значительное влияние. В расчетах сопротивление соединительных проводов можно оценить из:

    where:

    l is the connection lead length in m
    ρ is the resistivity in Ω mm ² m ^-1 (=0.0179 for copper)
    A — площадь поперечного сечения в мм. ²

    Другие методы и требования к калибровке трансформаторов тока . Оба они были отозваны и заменены стандартом IEC 6044.

    В стандартах принята концепция напряжения колена, и до сих пор часто встречается напряжение колена, используемое в качестве параметра выбора ТТ.

    Напряжение колена определяется как точка, в которой 10-процентное увеличение напряжения на клеммах вызывает 50-процентное увеличение тока возбуждения _кН и внутреннее вторичное сопротивление R _я . Для преобразования конструкции IEC можно использовать следующее:

    где: I _2N номинальный вторичный ток Калибровка CT на рынках Северной Америки.

    Класс C стандарта определяет ТТ по их вторичному напряжению на клеммах при 20-кратном номинальном токе (для которого погрешность отношения не должна превышать 10%). Стандартные классы: C100, C200, C400 и C800 для номинального вторичного тока 5 А.

    Это напряжение на клеммах можно рассчитать по данным IEC следующим образом:

    с

    и

     

    Если у кого-то есть какие-либо вопросы, комментарии или предложения по их улучшению ниже.

    
    

    ---

    Еще интересное Примечания:

    Стивен Макфадьен

    Стивен имеет более чем двадцатипятилетний опыт работы на крупнейших строительных проектах. Он обладает глубоким техническим пониманием электротехники и стремится поделиться этими знаниями. Об авторе

    мояЭлектротехника

    
    

    Включите JavaScript для просмотра комментариев на базе Disqus.