Трансформаторы тока. Виды и устройство. Назначение и работа

В системе обеспечения электрической энергией трансформаторы выполняют различные функции. Конструкции классического вида применяются для изменения определенных свойств тока до значений, наиболее подходящих для осуществления измерений. Существуют и другие виды трансформаторов, которые выполняют задачи по корректировке свойств напряжения до значений, подходящих наилучшим образом для последующего распределения и передачи электроэнергии. Трансформаторы тока согласно своему назначению имеют особенности конструкции, и перечень основных и вспомогательных функций.

Назначение

Основной задачей такого трансформатора является преобразование тока. Он корректирует свойства тока с помощью первичной обмотки, подключенной в цепь по последовательной схеме. Вторичная обмотка измеряет измененный ток. Для такой задачи установлены реле, измерительные приборы, защита, регуляторы.

По сути дела, трансформаторы тока – это измерительные трансформаторы, которые не только измеряют, но и осуществляют учет с помощью приборов.

Запись и сохранение рабочих параметров тока нужно для рационального применения электроэнергии при ее транспортировке. Это одна из функций трансформатора тока. Модели конструкций бывают преобразующего типа и силовые варианты исполнений.

Устройство

Обычно все варианты исполнений трансформаторов подобного вида снабжены магнитопроводами с вторичной обмоткой, которая при эксплуатации нагружена определенными значениями параметров сопротивления. Выполнение показателей нагрузки важно для дальнейшей точности измерений. Разомкнутая цепь обмотки не способна создавать компенсации потоков в сердечнике. Это дает возможность чрезмерному нагреву магнитопровода, и даже его сгоранию.

С другой стороны, магнитный поток, образуемый первичной обмоткой, имеет отличие в виде повышенных эксплуатационных характеристик, что также приводит к перегреву магнитопровода. Сердечник трансформатора тока изготавливают из нанокристаллических аморфных сплавов. Это вызвано тем, что трансформатор может работать с более широким интервалом эксплуатационных величин, которые зависят от класса точности.

Отличие от трансформатора напряжения

Одним из некоторых отличий является способ создания изоляции между двумя обмотками. Первичную обмотку в трансформаторах тока изолируют соответственно параметрам принимаемого напряжения. Вторичная обмотка имеет заземление.

Трансформаторы тока работают в условиях, подобных к случаю короткого замыкания, так как у них небольшое сопротивление вторичной обмотки. В этом и заключается назначение трансформаторов, измеряющих ток, а также отличие от трансформатора напряжения по условиям работы.

Для трансформатора напряжения при коротком замыкании его работа опасна из-за риска возникновения аварии. Для трансформатора тока такой режим работы вполне приемлемый и безопасный. Хотя бывают у таких трансформаторов также угрозы аварии, но для этого устанавливают свои системы и средства защиты.

Виды

Трансформаторы тока имеют три основных вида. Наиболее применяемые из них:

• Сухие.
• Тороидальные.
• Высоковольтные (масляные, газовые).

У сухих трансформаторов первичная обмотка без изоляции. Свойства тока во вторичной обмотке зависят от коэффициента преобразования.

Тороидальные исполнения трансформаторов устанавливают на шины или кабели. Поэтому первичная обмотка для них не нужна, в отличие от обычных трансформаторов напряжения и тока. Первичный ток протекает по шине, которая проходит в центре трансформатора. Он дает возможность вторичной обмотке фиксировать показатели тока.

Такие трансформаторы тока редко используются для замера параметров тока, так как их надежность и точность измерений оставляет желать лучшего. Они чаще используются для дополнительной защиты от короткого замыкания.

Принцип работы и применение

При эксплуатации в цепях с большим током появляется необходимость использовать небольшие устройства, которые бы помогали контролировать нужные параметры тока бесконтактным методом. Для таких задач широко применяются токовые трансформаторы. Они измеряют ток, а также выполняют много вспомогательных функций.

Такие трансформаторы производятся в значительном количестве и имеют разные формы и модели исполнения. Отличительными параметрами этих устройств является интервал измерения, класс защиты устройства и его конструкция.

В настоящее время новые трансформаторы тока работают по простому методу, который был известен в то время, когда появилось электричество. При действии с нагрузкой в проводе образуется электромагнитное поле, улавливающееся чувствительным прибором (трансформатором тока). Чем сильнее это поле, тем больший ток проходит в проводе. Нужно только рассчитать коэффициент усиления прибора и передать сигнал в управляющую цепь, либо в цепь контроля.

Трансформаторы выполняют функцию рамки на силовом проводе и реагируют на значение сети питания. Современные измерительные трансформаторы выполнены из большого числа витков, имеют хороший коэффициент трансформации. Во время настройки устройства определяют вольтамперные свойства для расчета точки перегиба кривой. Это нужно для выяснения участка графика с интервалом устойчивости функции трансформатора, который также имеет свой коэффициент усиления.

Кроме задач измерения, измеритель дает возможность разделить цепи управления и силовые цепи, что является важным с точки зрения безопасности. Применяя современные трансформаторы тока, получают сигнал небольшой мощности, не опасный для человека и удобный в работе.

В качестве нагрузки такого устройства может быть любой прибор измерения, который может работать с ним. При большом расстоянии оказывает влияние внутреннее сопротивление линии. В этом случае прибор калибруют. Также, сигнал можно передавать в цепь защиты и управления на основе электронных приборов.

С помощью них производят аварийное отключение линий. Приборы производят контроль сети, определяют нужные параметры. При проектировании встает задача по подбору прибора для измерения и контроля. Трансформаторы выбирают по средним параметрам сети и конструкции прибора измерения. Чаще всего мощные установки комплектуются своими измерительными устройствами.

На современном производстве широко применяются измерительные трансформаторы. Также они нашли применение и в обыденной жизни. Чувствительные приборы осуществляют защиту дорогостоящего оборудования, создают безопасные условия для человека. Они работают в электроцепях, создавая контроль над эксплуатационными параметрами.

Коэффициент трансформации

Этот коэффициент служит для оценки эффективности функционирования трансформатора. Его значение по номиналу дается в инструкции к прибору. Коэффициент означает отношение тока в первичной обмотке к току вторичной обмотки. Это значение может сильно меняться от числа секций и витков.

Нужно учитывать, что этот показатель не всегда совпадает с фактической величиной. Есть отклонение, определяемое условиями работы прибора. Назначение и метод работы определяют значения погрешности. Но этот фактор также не может быть причиной отказа от контроля коэффициента трансформации. Имея значение погрешности, оператор сглаживает ее аппаратурой специального назначения.

Установка

Простые трансформаторы тока, работающие на шинах, устанавливаются очень просто, и не требуют инструмента или техники. Прибор ставится одним мастером при помощи крепежных зажимов. Стационарные требуют оборудования фундамента, монтажа несущих стоек. Каркас крепится сваркой. К этому каркасу монтируется аппаратура. Комплект оснащения зависит назначение устройства и его особенности.

Подключение

Чтобы облегчить процесс соединения проводов с устройством, изготовители маркируют комплектующие детали цифровым и буквенным обозначением. С помощью такой маркировки операторы, которые обслуживают устройство, могут легко сделать соединение элементов.

Способ подключения взаимосвязан с устройством, принципом работы и назначением прибора. Также оказывает влияние и схема обслуживаемой сети. Трехфазные линии с нейтралью предполагают установку прибора только на двух фазах. Эта особенность вызвана тем, что электрические сети на напряжение 6-35 киловольт не оснащены нулевым проводом.

Контроль

Это мероприятие состоит из разных операций: визуальный осмотр, дается оценка всей конструкции, проверяется маркировка, паспортные данные и т.д. Далее, осуществляется размагничивание трансформатора с помощью медленного повышения тока на первичной обмотке. Далее, величину тока уменьшают.

Затем готовят главные мероприятия по измерению параметров. Поверка основывается на оценке правильности полярности клемм катушек по нормам, также определяют погрешность с дальнейшей сверкой с паспортными данными.

Безопасность

Основные опасности при функционировании измерительных трансформаторов обусловлены качеством намотки катушек. Необходимо учитывать, что под витками действует основа из металла, которая в открытом виде создает опасность и угрозу для обслуживающего персонала.

Поэтому создается график обслуживания, по которому проводится периодическая проверка устройства. Персонал обязан следить за состоянием обмоток катушек. Перед проведением проверки трансформатор отключается и подключаются шунтирующие закоротки и заземление обмотки.

Похожие темы:

Назначение, принцип действия трансформаторов тока и отличие от ТН

1. Главная
2. Электрические аппараты
3. Трансформаторы тока: назначение и принцип действия

В сегодняшнем материале, я решил начать рассматривать вопросы, касающиеся основ теории трансформаторов тока. Сами эти аппараты распространены повсеместно в электроустановках, и я думаю, всем будет интересно и полезно обновить в памяти принцип их работы.

Назначение трансформаторов тока: преобразование тока и разделение цепей

Начнем с ответа на вопрос – для чего нужен трансформатор тока? Здесь существует несколько основных вопросов, которые решает установка трансформаторов тока.

• Во-первых, это измерение больших токов, когда измерение непосредственно реальной величины первичного тока не представляется возможным. Измеряют преобразованную в меньшую сторону после трансформатора тока величину. Обычно это 1, 5 или 10 ампер.
• Во-вторых, это разделение первичных и вторичных цепей. Таким образом, происходит защита изоляции релейного оборудования, приборов учета электроэнергии, измерительных приборов.

Из чего состоит ТТ, принцип его работы

Трансформатор тока имеет замкнутый сердечник (магнитопровод), который собирают из листов электротехнической стали. На сердечнике расположено две обмотки: первичная и вторичная.

Первичная обмотка включается последовательно (в рассечку) цепи, по которой течет измеряемый (первичный) ток. К вторичной обмотке присоединяются последовательно соединенные реле, приборы, которые образуют вторичную нагрузку трансформатора тока. Такое описание состава трансформатора тока достаточно для описания принципа его работы, более подробное описание реального состава трансформатора тока приведено в другой статье.

Для рассмотрения принципа действия трансформатора тока рассмотрим схему, расположенную на рисунке.

В первичной обмотке протекает ток I₁, создавая магнитный поток Ф₁. Переменный магнитный поток Ф

1 пересекает обе обмотки W₁ и W₂. При пересечении вторичной обмотки поток Ф₁ индуцирует электродвижущую силу Е₂, которая создает вторичный ток I₂. Ток I₂, согласно закону Ленца имеет направление противоположное направлению I₁. Вторичный ток создает магнитный поток Ф₂, который направлен встречно Ф₁. В результате сложения магнитных потоков Ф₁ и Ф₂ образуется результирующий магнитный поток (на рисунке он обозначен Ф_нам). Этот поток составляет несколько процентов от потока Ф₁. Именно поток Ф_нам и является тем звеном, что производит передачу и трансформацию тока. Его называют потоком намагничивания.

Коэффициент трансформации идеального ТТ

В первичной обмотке w₁ создается магнитодвижущая сила F₁=w₁*I₁, а во вторичной — F₂=w₂*I₂. Если принять, что в трансформаторе тока отсутствуют потери, то магнитодвижущие силы равно по величине, но противоположны по знаку. F₁=-F₂. В итоге получаем, что I₁/I₂=w₂/w₁=n. Это отношение называется коэффициентом трансформации трансформатора тока.

Коэффициент трансформации реального ТТ

В реальном трансформаторе тока существуют потери энергии. Эти потери идут на:

• создание магнитного потока в магнитопроводе
• нагрев и перемагничивание магнитопровода
• нагрев проводов вторичной обмотки и цепи

К магнитодвижущим силам из прошлого пункта прибавится мдс намагничивания Fнам=Iнам*w1. В выражении ниже токи и мдс это вектора. F₁=F₂+F_нам или I₁*w₁=I₂*w₂+I_нам*w₁ или I₁=I₂*(w₂/w₁)+I_нам

В нормальном режиме, когда первичный ток не превышает номинальный ток трансформатора тока, величина тока Iнам не превышает 1-3 процента от первичного тока, и этой величиной можно пренебречь. При ненормальных режимах происходит так называемый бросок тока намагничивания, об этом более подробно можно почитать здесь. Из формулы следует, что первичный ток разделяется на две цепи – цепь намагничивания и цепь нагрузки. Более подробно о схеме замещения ТТ и о векторной диаграмме ТТ.

Режимы работы трансформаторов тока

У ТТ существуют два основных режима работы – установившийся и переходный.

В установившемся режиме работы токи в первичной и вторичной обмотке не содержат свободных апериодических и периодических составляющих. В переходном режиме по первичной и вторичной обмотке проходят свободные затухающие составляющие токов.

Если ТТ выбран правильно, то в обоих режимах работы погрешности не должны превышать допустимых в этих режимах, а токи в обмотках не должны превышать допустимые по термической и динамической стойкости.

ТТ для измерений предусмотрены для работы в установившемся режиме, при условии не превышения допустимых погрешностей. Работа ТТ для защиты начинается с момента возникновения тока перегрузки или тока КЗ, в этих режимах должны обеспечиваться требования определенных типов защит.

Чем отличается трансформатор тока от трансформатора напряжения и силового трансформатора

Существуют отличия в работе ТТ и ТН.

• Первичный ток ТТ не зависит от вторичной нагрузки, что свойственно ТН. Это определяется тем фактом, что сопротивление вторичной обмотки ТТ на порядок меньше сопротивления первичной цепи и вообще, чем оно ближе к нулю, тем точнее аппарат. В трансформаторах напряжения и силовых трансформаторах же первичный ток зависит от величины тока вторичной нагрузки.
• ТТ всегда работает с замкнутой вторичной обмоткой и величина его вторичного сопротивления нагрузки в процессе работы не изменяется.
• Не допускается работа ТТ с разомкнутой вторичной обмоткой, для ТН и силовых при размыкании вторичной обмотки происходит переход в режим работы холостого хода.

Назначение, устройство и схема трансформаторов тока

Автор Фома Бахтин На чтение 3 мин. Просмотров 7.2k. Опубликовано

10 марта Обновлено 19 ноября

Назначение трансформаторов тока заключается в преобразовании (пропорциональном уменьшении) измеряемого тока до значений, безопасных для его измерения. Другими словами, трансформаторы тока расширяют пределы измерения измерительных приборов – электросчётчиков.

Простой пример необходимости использования трансформаторов тока – когда ввиду большой потребляемой мощности, значение измеряемого тока превышает допустимое, безопасное для прибора учёта. Т. е. при прямом включении нагрузки такой потребляемой мощности, токовые катушки счётчика попросту сгорят, что приведёт к его выходу из строя.

В этом случае электросчётчик подключается через трансформаторы тока. См. ПОДКЛЮЧЕНИЕ ЭЛЕКТРОСЧЁТЧИКОВ.

Устройство и схема трансформатора тока. Основной элемент конструкции трансформатора тока – это магнитопровод с двумя несвязанными между собой обмотками (первичная W1 и вторичная W2).

Первичная обмотка – имеет большее сечение и меньшее количество витков,  включается последовательно – в разрыв цепи (контакты Л1 и Л2), вторичная – к токовым катушкам электросчётчика (контакты И1, И2).

Первичная обмотка трансформатора тока может быть рассчитана  на ток от 5 до 15 000 А. Вторичная, включаемая в измерительную цепь – обычно, на 5 А. Их отношение (тока первичной обмотки к токам вторичной) называют коэффициентом трансформации.

Таким образом, для правильного расчёта потреблённой электроэнергии разницу в показаниях электросчётчика нужно умножить на коэффициент трансформации. Например, для трансформаторов тока 100/5, коэффициент трансформации будет равен 20.

Стоит заметить, что по исполнению и способу подключения в качестве  первичной обмотки трансформатор тока может иметь проходную шину, которая проходит через его корпус, или-же отсутствовать вовсе. В этом случае имеется «окно» – отверстие, в которое пропускается питающий провод или шина.

Применение трансформаторов тока должно быть обоснованным, т. к. предполагает  дополнительные материальные расходы, помимо затрат на их  приобретение.

Согласно новых правил, при наличии в измерительном комплексе трансформаторов тока и трансформаторов напряжения для ввода в эксплуатацию электроустановки необходим паспорт-протокол измерительного комплекса.

Паспорт-протокол измерительного комплекса должен выдаваться после соответствующей проверки лицензированной организацией – электролабораторией, зарегистрированной в Ростехнадзоре.

Документ этот далеко не бесплатный, кроме того, периодически требующий продление. Таким образом, применение трансформаторов тока в измерительных цепях электроустановок целесообразно, скорее, на крупных предприятиях с действительно большой нагрузкой.

В быту же, проще всего установить электросчётчик прямого включения, т. е. обойтись без трансформаторов тока. В настоящее время выпускаются трёхфазные электросчётчики с номинальным электрическим током до 100 А.

Электросчётчик с таким резервом по амперажу способен выдержать практическую любую нагрузку, применяемую в быту. Никакой дополнительной документации и измерений и в этом случае не требуется.

Трансфоматоры тока- устройство и сборка схемы.

---

Работа и устройство трансформаторов тока.

---

Трансформаторы тока. Подключение. Ассортимент

---

ТРАНСФОРМАТОР ТОКА — это… Что такое ТРАНСФОРМАТОР ТОКА?

ТРАНСФОРМАТОР ТОКА

ТРАНСФОРМАТОР ТОКА

измерительный трансформатор, служащий для включения в цепь переменного тока при высоком напряжении и больших силах тока измерительных приборов(амперметров, ваттметров и счетчиков) и реле. Включение этих приборов не непосредственно в цепь переменного тока высокого напряжения, а через Т. т., имеет целью расширение пределов измерения, а также обеспечение безопасности обслуживающего персонала и упрощение конструкции приборов. Первичные обмотки Т. т. 1, состоящие из малого числа витков (иногда даже из одного), включаются последовательно в сеть, а ко вторичным обмоткам 2, имеющим большое число витков, присоединяются приборы.

напряжение во вторичных обмотках повышается (по сравнению с напряжением первичных обмоток), ток же в них соответственно уменьшается. Вторичные обмотки Т. т. должны замыкаться накоротко во избежание опасности для служебного персонала от индуктируемое в них высокого напряжения.» />

Вследствие этого напряжение во вторичных обмотках повышается (по сравнению с напряжением первичных обмоток), ток же в них соответственно уменьшается. Вторичные обмотки Т. т. должны замыкаться накоротко во избежание опасности для служебного персонала от индуктируемое в них высокого напряжения.

Технический железнодорожный словарь. — М.: Государственное транспортное железнодорожное издательство. Н. Н. Васильев, О. Н. Исаакян, Н. О. Рогинский, Я. Б. Смолянский, В. А. Сокович, Т. С. Хачатуров. 1941.

.

• ТРАНСФОРМАТОР СИГНАЛЬНЫЙ
• ТРАССА

Смотреть что такое «ТРАНСФОРМАТОР ТОКА» в других словарях:

• трансформатор тока — Трансформатор, в котором при нормальных условиях применения вторичный ток практически пропорционален первичному току и при правильном включении сдвинут относительно него по фазе на угол, близкий к нулю. [ГОСТ 18685 73] трансформатор тока… …   Справочник технического переводчика

• Трансформатор тока — Измерительный трансформатор тока ТПОЛ 10 …   Википедия

• трансформатор тока — 3.3.113 трансформатор тока : Измерительный трансформатор, в котором при нормальных условиях применения вторичный ток практически пропорционален первичному току и при правильном включении сдвинут относительно него по фазе на угол, близкий к нулю.… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• ТРАНСФОРМАТОР ТОКА — измерительный трансформатор, предназнач. для преобразования герем. электрич. тока большой силы (реже пост. тока по спец. схеме) до значения, удобного для измерений стандартными измерит. приборами. Первичная обмотка Т. т. включается… …   Большой энциклопедический политехнический словарь

• трансформатор тока — srovės transformatorius statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Transformatorius srovės stipriui keisti. atitikmenys: angl. current transformer vok. Stromwandler, m rus. трансформатор тока, m pranc. transformateur de courant,… …   Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

• трансформатор тока — srovės transformatorius statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. current transformer vok. Stromtransformator, m; Stromwandler, m rus. трансформатор тока, m pranc. transformateur de courant, m; transformateur d’intensité, m …   Fizikos terminų žodynas

• трансформатор тока — [current transformer] измерительный электрический трансформатор для измерения и контроля больших токов с использованием стандартных измерительных приборов и устройств автоматического управления и контроля. Одновремено трансформаторы тока служат… …   Энциклопедический словарь по металлургии

• Трансформатор тока —         измерительный Трансформатор электрический, предназначенный для измерения и контроля больших токов с использованием стандартных измерительных приборов и устройств автоматического управления и контроля. Одновременно Т. т. служат для… …   Большая советская энциклопедия

• Трансформатор тока — English: Current transformer Измерительный трансформатор, в котором при нормальных условиях применения вторичный ток практически пропорционален первичному току и при правильном включении сдвинут относительно него по фазе на угол, близкий к нулю… …   Строительный словарь

• Трансформатор тока — – измерительный трансформатор, в котором при нормальных условиях применения вторичный ток практически пропорционален первичному току и при правильном включении сдвинут относительно него по фазе на угол, близкий к нулю. СТ МЭК 50(321) 86 …   Коммерческая электроэнергетика. Словарь-справочник

Измерительный трансформатор тока. Что это и зачем он нужен? — 2016 — Блог — Пресс-центр — Компания — KЭAЗ

Введение

Одновременно с входом в нашу жизнь электричества остро встали некоторые вопросы, тесно связанные с его эксплуатацией. Одним из них стал вопрос организации токовой защиты цепи. Появилась необходимость в разделении силовых цепей и цепей защиты, а также в создании и организации сложных защит, которые невозможно собрать,  используя аппараты только в силовых цепях.

Дело в том, что защита электропроводки в обычных квартирах сводится к применению автоматических выключателей или предохранителей, а защита от поражения электрическим током — к применению УЗО или АВДТ. Вышеперечисленные аппараты встраиваются непосредственно в защищаемую цепь и, как правило, не имеют дистанционных органов управления.

В сетях с более высокими мощностями и токами, где уже требуется релейная защита, работающая по определенным алгоритмам, (например, АПВ — автоматическое повторное включение) требуется организовать питание целого ряда устройств и реле цепей защиты. Для этого применяется трансформатор тока — электротехническое устройство, предназначенное для уменьшения первичного тока (тока измеряемой рабочей цепи) до значений, наиболее удобных для измерительных приборов и реле, находящихся во вторничной цепи. К нему подключаются следующие устройства: амперметры, преобразователи тока, обмотки токовых реле, счетчиков, ваттметров и другие.

Технические характеристики и режим работы

Основным параметром трансформатора тока является его коэффициент трансформации, то есть кратность первичного тока ко вторичному. Ряд первичных токов включает следующие значения: 5; 10; 15; 20; 30; 40; 50; 75; 80; 100; 150; 200; 300; 400; 500; 600; 750; 800; 1000; 1200; 1500; 2000; 3000; 4000; 5000 (А).

С целью унификации и стандартизации всего выпускаемого измерительного и защитного оборудования существует стандартная величина вторичного тока — это 5 А. Соответственно, коэффициент трансформации определяется так: Kт= 400/5= 80.

Трансформатор тока работает в режиме близкому к короткому замыканию, т.к. сумма сопротивлений последовательно подключенных приборов защиты не превышает несколько десятых долей Ом. 

Не менее важной задачей, которую как раз и решает трансформатор тока (ТТ) является отделение вторичных цепей измерения и защиты от силовых цепей высокого напряжения и, следовательно, обеспечение безопасности работы с устройствами измерения и защиты.

Применение

Кроме основных задач, описанных выше, трансформаторы тока применяются при косвенном подключении счетчиков электрической энергии. Это обусловлено тем, что счетчики при прямом включении в сеть с большими рабочими токами выйдут из строя. Поэтому возникает необходимость в снижении измеряемых рабочих токов до приемлемых величин, например,  до стандартных 5 Ампер.

Современный рынок предлагает решения совместимые как с  проводами, так и с шинами.

Важное замечание

Размыкание вторичной обмотки трансформатора тока не допускается при протекании рабочих токов в первичной обмотке. При разомкнутой вторичной цепи ТТ ЭДС может достигать 1000 В и более, что крайне опасно для обслуживающего персонала. Поэтому при замене  аппарата, включенного в цепь трансформатора тока, необходимо сначала замкнуть накоротко (шунтировать) измерительную обмотку ТТ, а затем производить отключение вышедшего из строя прибора. Поэтому измерительную (вторичную) обмотку трансформатора тока необходимо заземлить для исключения появления высокого напряжения на выводах И1 И2.

Трансформаторы тока выполняют не только важные задачи  отделения защитных цепей от силовых и унификации оборудования, но и применяются при подключении счетчиков электроэнергии в сетях с большими рабочими токами, где прямое включение невозможно.

Конструкции трансформаторов, основные виды

Трансформатор — статическое электромагнитное устройство, имеющее две или более индуктивно связанные обмотки на каком-либо магнитопроводе и предназначенное для преобразования посредством электромагнитной индукции одной или нескольких систем (напряжений) переменного тока в одну или несколько других систем (напряжений), без изменения частоты.

Среди многообразных трансформаторных устройств чаще всего встречаются трансформаторы:

• силовые;
• измерительные;
• специальные.

Силовые трансформаторы

Термином «силовой» определяют назначение, связанное с преобразованием высоких мощностей. Вызвано это тем, что большинство бытовых и производственных потребителей электрических сетей нуждаются в питании напряжением 380/220 вольт. Однако доставка его на большие расстояния связана с огромными потерями энергии, которые снижаются за счет использования высоковольтных линий.

Воздушные ЛЭП высокого напряжения соединяют в единую сеть подстанции с силовыми трансформаторами соответствующего класса.

А по другим линиям напряжение 6 или 10 кВ подводится к силовым трансформаторам, обеспечивающих питанием 380/220 вольт жилые комплексы и производственные предприятия.

Измерительные трансформаторы

В этом классе работают два вида устройств, обеспечивающих в целях измерения параметров сети преобразования:

1. тока;

2. напряжения.

Измерительные трансформаторы создаются с высоким классом точности. Во время эксплуатации их метрологические характеристики периодически подвергают поверке на правильность измерения как величин, так и углов отклонения векторов тока и напряжения.

Трансформаторы тока

Трансформатор тока – трансформатор, первичная обмотка которого подключена к источнику тока, а вторичная обмотка замыкается на измерительные или защитные приборы, имеющие малые внутренние сопротивления.

Измерительный трансформатор тока – трансформатор, предназначенный для преобразования тока до значения, удобного для измерения. Первичная обмотка трансформатора тока включается последовательно в цепь с измеряемым переменным током, а во вторичную включаются измерительные приборы.

Главная особенность их устройства заключается в том, что они постоянно эксплуатируются в описанном ранее (в статье про то, как устроен и работает трансформатор) режиме короткого замыкания. У них вторичная обмотка полностью закорочена на маленькое сопротивление, а остальная конструкция приспособлена для такой работы.

Чтобы исключить аварийный режим входная мощность ограничивается специальным устройством первичной обмотки: в ней создается всего один виток, который не может создать при протекании по нему тока большого падения напряжения на обмотке и, соответственно, передать в магнитопровод высокую мощность.

Этот виток врезается непосредственно в силовую цепь, обеспечивая его последовательное подключение. У отдельных конструкций просто создается сквозное отверстие в сердечнике, через которое пропускают провод с первичным током.

Нагрузку вторичных цепей трансформатора тока, находящегося под напряжением, нельзя разрывать. Все провода и соединительные клеммы по этой причине изготавливаются с повышенной механической прочностью. В противном случае на разорванных концах сразу возникает высоковольтное напряжение, способное повредить вторичные цепи.

Благодаря работе трансформаторов тока создается возможность обеспечения постоянного контроля и анализа нагрузок, протекающих в электрической системе. Особенно это актуально на высоковольтном оборудовании.

Номинальные значения вторичных токов измерительных трансформаторов энергетики принимают в 5 ампер для оборудования до 110 кВ включительно и 1 А — выше.

Широкое применение трансформаторы тока нашли в измерительных приборах. За счет использования конструкции раздвижного магнитопровода удается быстро выполнять различные замеры без разрыва электрической цепи, что необходимо делать при использовании обычных амперметров.

Токовые клещи с раздвижным магнитопроводом трансформатора тока позволяют обхватить любой проводник с напряжением и замерить величину и угол вектора тока.

Трансформаторы напряжения

Отличительная особенность этих конструкций заключается в том, что они работают в режиме, близком к состоянию холостого хода, когда величина их выходной нагрузки невысокая. Они подключается к той системе напряжений, величина которой будет измеряться.

Измерительные трансформаторы напряжения обеспечивают гальваническую развязку оборудования первичных и вторичных цепей, работают в каждой фазе высоковольтного оборудования.

Из них создают целые комплексы систем измерения, позволяющие фильтровать и выделять различные составляющие векторов напряжения, учет которых необходим для точной работы защит, блокировок, систем сигнализации.

За счет работы трансформаторов тока и напряжения снимают вектора вторичных величин, пропорциональные первичным в реальном масштабе времени. Это позволяет не только создавать цепи измерения и защит по току и напряжению, но и за счет математических преобразований векторов анализировать состояние мощностей и сопротивлений в действующей электрической системе.

Специальные виды трансформаторов

К этой группе относят:

• разделительные;
• согласующие;
• высокочастотные;
• сварочные и другого типа трансформаторные устройства, созданные для выполнения специальных электрических задач.

Разделительные трансформаторы

Размещение двух обмоток совершенно одинаковой конструкции на общем магнитопроводе позволяет из 220 вольт 50 герц на входе получать такое же напряжение на выходе.

Напрашивается вопрос: зачем делать такое преобразование? Ответ прост: в целях обеспечения электрической безопасности.

При пробое изоляционного слоя провода первичной схемы на корпусе прибора появляется опасный потенциал, который по случайно сформированной цепи через землю способен поразить человека, нанести ему электротравму.

Гальваническое разделение схемы позволяет оптимально использовать питание электрооборудования и в то же время исключает получение травм при пробоях изоляции вторичной схемы на корпус.

Поэтому разделительные трансформаторы широко используются там, где проведение работ с электроинструментом требует принятия дополнительных мер безопасности. Также они широко используются в медицинском оборудовании, допускающем непосредственный контакт с телом человека.

Высокочастотные трансформаторы

Отличаются от обычных материалом магнитопровода, который способен, в отличие от обычного трансформаторного железа, хорошо, без искажений передавать высокочастотные сигналы.

Принцип их работы демонстрируют фотография простой самодельной конструкции на ферритах.

Согласующие трансформаторы

Основное назначение — согласование сопротивлений разных частей в электронных схемах. Согласующие трансформаторы нашли широкое применение в антенных устройствах и конструкциях усилителей на электронных лампах звуковых частот.

Сварочные трансформаторы

Первичная обмотка создается с большим число витков, позволяющих нормально обрабатывать электрическую энергию с входным напряжением 220 или 380 вольт. Во вторичной обмотке число витков значительно меньше, а ток протекающий по ним высокий. Он может достигать тысяч ампер.

Поэтому толщина провода этой цепи выбирается повышенного поперечного сечения. Для управления сварочным током существует много различных способов.

Сварочные трансформаторы массово работают в промышленных установках и пользуются популярностью у любителей изготавливать различные самоделки своими руками.

Рассмотренные виды трансформаторов являются наиболее распространёнными. В электрических схемах работают и другие подобные устройства, выполняющие специальные задачи технологических процессов.

Ранее ЭлектроВести писали, что на хмельницкой свалке добытый биогаз перерабатывают на электроэнергию.

По материалам: electrik.info.

Трансформаторы тока и напряжения | Со склада

Для получения консультаций по вопросам выбора и поставки трансформаторов тока обратитесь, пожалуйста, к нашим специалистам по телефону +7 (495) 510-11-04 или просто нажмите кнопку ЗАКАЗАТЬ.

Трансформаторы тока – специальные электромагнитные устройства, которые повышают или понижают уровень напряжения переменного тока, не меняя его частоту. Оборудование используется в электрических цепях для передачи и распределения энергии. Для транспортировки электротока на далекие расстояния показатель напряжения увеличивают, а перед подачей потребителю уменьшают. В первом случае используют повышающие трансформаторы напряжения в Москве, во втором – понижающие. Купить трансформаторы тока и напряжения в Москве высокого качества предлагает компания ООО «Энергометрика». Заказ можно оформить на сайте или позвонить по указанному номеру телефона.

Как работают устройства трансформаторы тока?

Трансформаторы тока и напряжения действуют по принципу электромагнитной индукции. Конструкция устройства включает два типа обмотки. К первичной обмотке трансформатора подключается источник переменного напряжения. Это приводит к появлению электродвижущей силы аналогичной частоты на вторичной обмотке. Если на выходе подключить так называемый электроприемник, то на вторичных зажимах трансформатора появляется электроток и устанавливается в несколько раз меньший уровень напряжения. Соотношение ЭДС на первичной и вторичной обмотке называется коэффициентом трансформации. 

Функциональные разновидности трансформаторов тока

Сегодня трансформаторы тока широко используются в разных сферах производства. Большой спрос на подобные агрегаты стал толчком для появления многочисленного ассортимента устройств с разными функциональными возможностями. Каждый тип оборудования используется для решения определенных задач:

• Трансформаторы напряжения предназначены для перехода с одного уровня напряжения на другой. Устройства повышают безопасность электросети и предотвращают порчу оборудования, которая возникает при перепадах напряжения.
• Трансформаторы тока – оборудование, подключенное к источнику электротока. Устройства часто встраиваются в реле, счетчики, другие измерительные приборы. Трансформатор переменного тока выполняет защитную функцию – он оберегает технику от коротких замыканий.
• Измерительные трансформаторы тока либо напряжения – устройства, которые обладают высокой точностью трансформации.
• Силовые трансформаторы тока– специальные агрегаты преобразуют электроэнергию в электросетях и системах освещения. 

Купить трансформаторы тока и напряжения в Москве для решения определенного круга задач помогут специалисты компании «Энергометрика». Они предоставят необходимую консультацию по выбору определенной модели трансформатора тока или другого типа оборудования.

Отличия в конструкции трансформаторов тока

В процессе работы трансформаторное оборудование выделяет тепло. Чтобы устройства преобразования тока и напряжения работали исправно, они нуждаются в качественном охлаждении. Эта задача реализуется двумя способами:

• Воздушное охлаждение. Сухой трансформатор переменного тока отдает выработанное тепло в окружающую среду. Такой вариант охлаждения используется в устройствах преобразования тока (напряжения) малой мощности.
• Масляное охлаждение. Трансформатор переменного тока, действующий на больших мощностях, охлаждает бак с помощью масла. Жидкость служит изолятором и одновременно отводит тепло от рабочих элементов. 

Трансформатор тока, купить который можно на нашем сайте, отвечает высоким стандартам надежности и соответствует действующим техническим нормам. Мы предлагаем высококачественное оборудование по привлекательной стоимости – возможна покупка техники со склада или под заказ.

Что такое трансформатор тока (ТТ)? Определение, конструкция, векторная диаграмма и типы

Определение: Трансформатор тока — это устройство, которое используется для преобразования тока с более высокого значения в пропорциональный ток к более низкому значению. Он преобразует ток высокого напряжения в ток низкого напряжения, благодаря чему сильный ток, протекающий по линиям передачи, надежно контролируется амперметром.

Трансформатор тока используется с прибором переменного тока, измерителями или контрольной аппаратурой, где измеряемый ток имеет такую ​​величину, что измеритель или приборную катушку невозможно сделать с достаточной пропускной способностью по току.Трансформатор тока показан на рисунке ниже.

Первичный и вторичный ток трансформаторов тока пропорциональны друг другу. Трансформатор тока используется для измерения тока высокого напряжения из-за сложности с недостаточной изоляцией самого счетчика. Трансформатор тока используется в счетчиках для измерения силы тока до 100 ампер.

Строительство трансформаторов тока

Сердечник трансформатора тока изготовлен из слоистой кремнистой стали.Для получения высокой степени точности для изготовления стержней используется Permalloy или Mumetal. Первичные обмотки трансформаторов тока пропускают измеряемый ток, и он подключен к главной цепи. Вторичные обмотки трансформатора пропускают ток, пропорциональный измеряемому току, и он подключается к токовым обмоткам счетчиков или приборов.

Первичная и вторичная обмотки изолированы от сердечников и друг от друга.Первичная обмотка — это однооборотная обмотка (также называемая стержневой первичной обмоткой), по которой проходит полный ток нагрузки. Вторичная обмотка трансформаторов имеет большое количество витков.

Соотношение первичного и вторичного тока известно как коэффициент трансформатора тока цепи. Коэффициент текучести трансформатора обычно высокий. Номинальные значения вторичного тока составляют 5, 1 и 0,1 А. Текущие номинальные значения первичной обмотки варьируются от 10 А до 3000 А или более.Символическое изображение трансформатора тока показано на рисунке ниже.

Принцип работы трансформатора тока немного отличается от силового трансформатора. В трансформаторе тока полное сопротивление нагрузки или нагрузка на вторичной обмотке немного отличается от силовых трансформаторов. Таким образом, трансформатор тока работает в условиях вторичной цепи.

Нагрузка на груз

Нагрузка трансформатора тока — это величина нагрузки, подключенной ко вторичному трансформатору.Он выражается как мощность в вольт-амперах (ВА). Номинальная нагрузка — это величина нагрузки, указанная на паспортной табличке ТТ. Номинальная нагрузка — это произведение напряжения и тока на вторичной обмотке, когда трансформатор тока подает на прибор или реле максимальное номинальное значение тока.

Влияние открытых вторичных обмоток ТТ

В нормальных условиях эксплуатации вторичная обмотка ТТ подключена к его нагрузке и всегда замкнута. Когда ток течет через первичные обмотки, он всегда течет через вторичные обмотки, и ампер-витки каждой обмотки соответственно равны и противоположны.

Количество витков вторичной обмотки будет на 1% и 2% меньше, чем витков первичной обмотки, и разница будет использоваться в намагничивающем сердечнике. Таким образом, если вторичная обмотка разомкнута и ток течет через первичные обмотки, то размагничивающего потока из-за вторичного тока не будет.

Из-за отсутствия противоамперных витков вторичной обмотки несопротивляющийся первичный MMF создаст аномально высокий магнитный поток в сердечнике. Этот поток вызовет потери в сердечнике с последующим нагревом, и на вторичном выводе будет индуцировано высокое напряжение.

Это напряжение вызвало пробой изоляции, а также в будущем может произойти потеря точности, потому что чрезмерный MMF оставляет остаточный магнетизм в сердечнике. Таким образом, вторичная обмотка ТТ никогда не может быть разомкнута, когда по первичной обмотке проходит ток.

Векторная диаграмма трансформатора тока

Векторная диаграмма трансформатора тока показана на рисунке ниже. Основной поток взят за эталон. Наведенные напряжения в первичной и вторичной обмотках отстают от основного потока на 90º.Величина первичного и вторичного напряжений зависит от количества витков на обмотках. Ток возбуждения индуцируется составляющими намагничивающего и рабочего тока.

где, I _s — вторичный ток
E _s — вторичное индуцированное напряжение
I _p — первичный ток
E _p — первичное индуцированное напряжение
K _t — коэффициент передачи, количество вторичных витков / количество витков первичной обмотки
I ₀ — ток возбуждения
I _м — ток намагничивания
I _w — рабочий компонент
Φ _с — основной поток

Вторичный ток отстает от вторичного наведенного напряжения на угол θº.Вторичный ток перемещается в первичную обмотку путем реверсирования вторичного тока и умножения на коэффициент трансформации. Ток, протекающий через первичную обмотку, является суммой возбуждающего тока I ₀ и произведения коэффициента трансформации и вторичного тока K _t I _s.

Ошибка соотношения и фазового угла CT

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

Current Ratio Errors — Трансформатор тока в основном обусловлен энергетической составляющей тока возбуждения и обозначается как

Где I _p — первичный ток.K _t — передаточное число и вторичный ток.

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

Типы трансформаторов тока

Трансформаторы тока в основном подразделяются на три типа, т.е.е., трансформатор тока намотки, трансформатор тока тороидальный и трансформаторы стержневого типа.

1. Трансформатор с обмоткой — В этом трансформаторе первичная обмотка расположена внутри трансформатора. Первичная обмотка имела один виток и была подключена последовательно с проводником, измеряющим ток. Трансформатор с обмоткой в ​​основном используется для измерения тока от 1 до 100 ампер.

2. Трансформатор тока стержневого типа — Трансформатор стержневого типа имеет только вторичные обмотки.Проводник, на котором установлен трансформатор, будет действовать как первичная обмотка трансформаторов тока.

3. Тороидальный трансформатор тока — Этот трансформатор не содержит первичных обмоток. Линия, по которой протекает ток в сети, подключается через отверстие или окно трансформаторов. Основным преимуществом этого трансформатора является то, что трансформатор имеет симметричную форму, благодаря чему он имеет низкий поток рассеяния, а значит, и меньшие электромагнитные помехи.

Понимание соотношения, полярности и класса

Когда переменный ток проходит через электрический проводник, такой как кабель или шина, он создает магнитное поле, перпендикулярное течению тока. Фото: Викимедиа.

Основная функция трансформатора тока — обеспечивать управляемый уровень напряжения и тока, пропорциональный току, протекающему через его первичную обмотку, для работы измерительных или защитных устройств.

В своей основной форме трансформатор тока состоит из многослойного стального сердечника, вторичной обмотки вокруг сердечника и изоляционного материала, окружающего обмотки.

Когда переменный ток проходит через электрический проводник, такой как кабель или шина, он создает магнитное поле, перпендикулярное течению тока.

Если этот ток проходит через первичную обмотку трансформатора тока, внутренний железный сердечник намагничивается, что вызывает напряжение во вторичных обмотках. Если вторичная цепь замкнута, через вторичную обмотку будет протекать ток, пропорциональный коэффициенту трансформатора тока.

ТТ с разомкнутой цепью

ОПАСНО: Трансформаторы тока должны оставаться закороченными до тех пор, пока не будут подключены к вторичной цепи.ТТ обычно подключаются к клеммной колодке, где можно установить закорачивающие винты, чтобы связать изолированные точки вместе.

Важно, чтобы к трансформатору тока всегда была подключена нагрузка или нагрузка, когда он не используется, в противном случае на клеммах вторичной обмотки может возникнуть опасно высокое вторичное напряжение.

---

Типы трансформаторов тока

Существует четыре типичных типа трансформаторов тока: оконных, проходных, стержневых и обмотанных . Первичная обмотка может состоять просто из первичного проводника тока, проходящего один раз через отверстие в сердечнике трансформатора тока (оконного или стержневого типа), или она может состоять из двух или более витков, намотанных на сердечник вместе с вторичной обмоткой (намотанной тип).

Оконные и линейные трансформаторы тока — это наиболее распространенные трансформаторы тока, встречающиеся в полевых условиях. Фото: ABB

1. Окно CT

Оконные трансформаторы тока

имеют конструкцию без первичной обмотки и могут иметь конструкцию со сплошным или разъемным сердечником. Эти трансформаторы тока устанавливаются вокруг проводника и являются наиболее распространенным типом трансформаторов тока в полевых условиях.

Для установки оконных трансформаторов с твердым сердечником необходимо отключить первичный провод. Трансформаторные трансформаторы тока с оконным разделением сердечника могут быть установлены без предварительного отключения первичного проводника и обычно используются в приложениях для мониторинга и измерения мощности.

ТТ нулевой последовательности — это тип оконного ТТ, который обычно используется для обнаружения замыкания на землю в цепи путем суммирования тока по всем проводникам одновременно. В нормальном режиме работы эти токи будут векторно равны нулю.

Оконный трансформатор тока нулевой последовательности

Когда происходит замыкание на землю, поскольку часть тока идет на землю и не возвращается на другие фазы или нейтраль, трансформатор тока обнаружит этот дисбаланс и отправит сигнал вторичного тока на реле.ТТ нулевой последовательности устраняют необходимость в использовании ТТ с несколькими окнами, выходы которых суммируются, за счет использования одного ТТ, окружающего все проводники.

2. Стержневой CT

Трансформаторы тока типа

работают по тому же принципу, что и оконные трансформаторы тока, но имеют постоянную шину, установленную в качестве первичного проводника. Доступны типы стержней с более высоким уровнем изоляции и обычно привинчиваются непосредственно к текущему устройству ухода.

Трансформатор тока стержневого типа

3.Втулка CT

Трансформаторы тока проходного изоляционного типа

в основном представляют собой оконные трансформаторы тока, специально разработанные для установки вокруг высоковольтного ввода. Обычно к этим трансформаторам тока нет прямого доступа, и их паспортные таблички находятся на шкафу управления трансформатором или выключателем.

SF6 вводные трансформаторы тока 110 кВ. Фото: Викимедиа

4. Рана КТ

Трансформаторы тока с обмоткой

имеют первичную обмотку и вторичную обмотку , как и обычный трансформатор. Эти трансформаторы тока встречаются редко и обычно используются при очень низких коэффициентах передачи и токах, как правило, во вторичных цепях трансформаторов тока для компенсации малых токов, согласования различных коэффициентов передачи трансформаторов тока в суммирующих приложениях или для изоляции различных цепей трансформатора тока.

Этот тип трансформаторов тока имеет очень высокую нагрузку , и при использовании трансформаторов тока с обмоткой следует уделять особое внимание нагрузке на ТТ источника.

---

CT Класс напряжения

Класс напряжения CT определяет максимальное напряжение , с которым CT может контактировать напрямую. Например, оконный трансформатор тока 600 В не может быть установлен на оголенном проводе 2400 В или вокруг него, однако оконный трансформатор тока на 600 В может быть установлен вокруг кабеля 2400 В, если трансформатор тока установлен вокруг изолированной части кабеля и изоляция рассчитана правильно.

---

Коэффициент ТТ

Коэффициент ТТ — это отношение первичного токового входа к вторичного токового выхода при полной нагрузке. Например, трансформатор тока с соотношением 300: 5 рассчитан на 300 ампер первичной обмотки при полной нагрузке и будет производить 5 ампер вторичного тока , когда через первичную обмотку протекает 300 ампер.

Если первичный ток изменится, вторичный ток на выходе изменится соответствующим образом. Например, если через первичную обмотку номиналом 300 А протекает 150 А, вторичный ток будет равен 2.5 ампер.

Коэффициент передачи трансформатора тока эквивалентен коэффициенту напряжения трансформаторов напряжения. Фото: TestGuy.

В прошлом для измерения тока обычно использовались два основных значения вторичного тока. В Соединенных Штатах инженеры обычно используют выход на 5 ампер . Другие страны приняли выход 1-ампер .

С появлением микропроцессорных счетчиков и реле в промышленности наблюдается замена вторичной обмотки на 5 или 1 ампер на вторичную обмотку мА .Обычно устройства с мА-выходом называются «датчиками тока », в отличие от трансформаторов тока.

Примечание. Коэффициенты ТТ выражают номинальный ток ТТ, а не просто отношение первичного тока к вторичному. Например, ТТ 100/5 не будет выполнять функцию ТТ 20/1 или 10 / 0,5.

---

CT Полярность

Полярность трансформатора тока определяется направлением, в котором катушки намотаны вокруг сердечника ТТ (по часовой стрелке или против часовой стрелки), и тем, каким образом вторичные выводы выводятся из корпуса трансформатора.

Все трансформаторы тока имеют вычитающую полярность и имеют следующие обозначения для правильной установки:

• h2 — Первичный ток, направление линии
• h3 — Первичный ток, направление нагрузки
• X1 — Вторичный ток (многоскоростные трансформаторы тока имеют дополнительные вторичные клеммы)

ТТ с разъемным сердечником, рассчитанный на 200 А. Обратите внимание на маркировку полярности в центре сердечника, указывающую направление источника.Фото: Continental Control Systems, LLC

В трансформаторах с вычитающей полярностью первичный вывод h2 и вторичный вывод X1 находятся на одной стороне трансформатора. Полярность трансформатора тока иногда указывается стрелкой, эти трансформаторы тока следует устанавливать так, чтобы стрелка указывала в направлении протекания тока.

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

Условные обозначения на электрическом чертеже полярности CT

Обозначение полярности на электрических чертежах и схемах трансформаторов тока может быть выполнено несколькими различными способами. Три наиболее распространенных условных обозначения схем — это точки, квадраты и косые черты. Маркировка полярности на электрических чертежах обозначает угол h2, который должен быть обращен к источнику.

Как проверить полярность трансформатора тока

Маркировка трансформаторов тока иногда неправильно наносилась на заводе.Вы можете проверить полярность ТТ в полевых условиях с батареей 9 В, используя следующую процедуру тестирования:

1. Отключите все питание перед тестированием и подключите аналоговый вольтметр к вторичной клемме проверяемого ТТ. Положительная клемма счетчика подключена к клемме X1 ТТ, а отрицательная клемма подключена к X2 .
2. Пропустите кусок провода через верхнюю сторону окна трансформатора тока и на мгновение коснитесь положительного конца 9-вольтовой батареи со стороной h2 (иногда отмеченной точкой) и отрицательным концом к сторона h3 .Важно избегать постоянного контакта, который может привести к короткому замыканию аккумулятора.
3. Если полярность правильная, мгновенный контакт вызывает небольшое отклонение аналогового измерителя в положительном направлении . Если отклонение отрицательное, полярность трансформатора тока меняется на обратную. Клеммы X1 и X2 необходимо переключить, и можно провести тест.

Маркировка трансформаторов тока иногда неправильно наносилась на заводе.Вы можете проверить полярность ТТ в полевых условиях, используя 9-вольтовую батарею.

Связано: Объяснение 6 электрических испытаний трансформаторов тока

---

CT Класс точности

Поскольку идеальных трансформаторов не существует, возникают небольшие потери энергии, такие как вихревые токи и тепло, вызванное током, протекающим через обмотки. Вторичный ток, который возникает в этих ситуациях, не полностью воспроизводит форму волны тока в энергосистеме.

Степень, в которой величина вторичного тока отличается от расчетного значения, ожидаемого в силу соотношения ТТ, определяется классом точности ТТ.Чем больше число, используемое для определения класса, тем больше допустимое отклонение вторичного тока от расчетного значения (погрешность).

За исключением классов с наименьшей точностью, класс точности ТТ также определяет допустимое смещение фазового угла между первичным и вторичным токами. В зависимости от класса точности трансформаторы тока делятся на Точность измерения или Точность защиты (реле) . CT может иметь рейтинги для обеих групп.

Преобразователи точности измерения

Точность измерения

ТТ рассчитана на указанные стандартные нагрузки и рассчитана на высокую точность от очень низкого тока до максимального номинального тока ТТ. Из-за своей высокой степени точности эти трансформаторы тока обычно используются коммунальными предприятиями для целей выставления счетов .

ТТ реле точности

Точность реле

не так точна, как ТТ точности измерения. Они разработаны для работы с разумной степенью точности в более широком диапазоне токов.Эти трансформаторы тока обычно используются для подачи тока на реле защиты. Более широкий диапазон значений тока позволяет защитному реле работать при различных уровнях неисправности.

Вы можете узнать класс точности ТТ, посмотрев на его паспортную табличку или этикетку производителя. Класс точности ТТ состоит из комбинации цифр, букв и цифр, как указано в ANSI C57.13 , и разбит на три части:

1. номинальное передаточное отношение рейтинг точности
2. рейтинг класса
3. максимальная нагрузка

Класс точности ТТ состоит из комбинации цифр и букв, как указано в ANSI C57.13

1. Номинальное соотношение Рейтинг точности

Это число является просто номинальным коэффициентом точности , выраженным в процентах . Например, трансформатор тока с классом точности 0,3B0.1 сертифицирован производителем как имеющий точность в пределах 0,3 процента от его номинального значения коэффициента для первичного тока, составляющего 100 процентов номинального коэффициента.

2. Рейтинг класса

Вторая часть класса точности ТТ — это буква, обозначающая приложение, для которого рассчитан ТТ.Трансформатор тока может иметь двойные номиналы и использоваться для измерения или защиты, если оба номинала указаны на паспортной табличке.

• C — Указывает, что ТТ имеет низкий поток утечки, что означает, что точность может быть рассчитана до производства
• T — Указывает, что ТТ может иметь значительный поток утечки, и точность должна определяться на заводе.
• H — Указывает, что точность ТТ применима во всем диапазоне вторичных токов от пяти до 20-кратного номинального значения ТТ.Обычно это трансформаторы тока с обмоткой.
• L — Указывает, что точность ТТ применяется при максимальной номинальной вторичной нагрузке только при 20 номинальных значениях. Точность передаточного числа может быть в четыре раза больше указанного значения, в зависимости от подключенной нагрузки и тока короткого замыкания. Обычно это оконные, проходные или стержневые трансформаторы тока.

3. Максимальная нагрузка

Третья часть класса точности ТТ — это максимальная нагрузка, разрешенная для ТТ. Как и все трансформаторы, трансформатор тока может преобразовывать только конечное количество энергии.Ограничение энергии ТТ называется максимальной нагрузкой. Если этот предел превышен, точность ТТ не гарантируется.

Для ТТ измерительного класса нагрузка выражается как сопротивление Ом . Например, коэффициент трансформатора тока номиналом 0,3B0,1 имеет точность 0,3 процента , если сопротивление подключенной вторичной нагрузки не превышает 0,1 Ом . ТТ класса измерения 0,6B8 будет работать с точностью 0,6 процента , если вторичная нагрузка не превышает 8.0 Ом .

Нагрузка трансформатора тока класса реле выражается как вольт-ампер и отображается как максимально допустимое вторичное напряжение, если через вторичный контур протекает 20-кратное номинальное значение трансформатора тока (100 А для вторичного трансформатора тока 5 А). Например, защитный ТТ 2,5C100 имеет точность в пределах 2,5 процента , если вторичная нагрузка меньше 1 Ом (100 вольт / 100 ампер).

Как рассчитать нагрузку на КТ

1. Определите нагрузку устройства, подключенного к ТТ, в ВА или импедансе в омах.Эта информация обычно находится на паспортной табличке устройства или в техническом паспорте.
2. Добавьте импеданс вторичного провода. Измерьте длину провода между трансформатором тока и нагрузкой устройства, подключенного к вторичной цепи (найдено на шаге 1).
3. Убедитесь, что общая нагрузка не превышает указанные пределы для ТТ.

Комментарии

Всего комментариев 3

Оставить комментарий Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы оставить комментарий.

Типы трансформаторов тока и их конструкция

Общая мощность трансформатора одинакова на первичной и вторичной сторонах. Единственный способ понизить ток — это увеличить напряжение. Таким образом, трансформатор тока — это модифицированный повышающий трансформатор напряжения.

Эксплуатация

Трансформаторы тока

уникальны тем, что обычно имеют только одну обмотку (см. Рисунок 1). Первичная обмотка подключена к линейной нагрузке последовательно. Когда первичная обмотка имеет высокий номинальный ток, первичная обмотка может быть прямым проводником, проходящим через центр магнитной цепи.Этот прямой проводник указывает на обмотку с одним витком.

Рис. 1. Трансформатор тока обычно имеет один проход проводника в качестве первичной обмотки и множество витков провода для вторичной обмотки.

Когда первичная обмотка имеет малый ток, первичная обмотка может состоять из нескольких витков, намотанных вокруг сердечника. Это обеспечивает необходимый поток для слаботочных приложений или для компенсации падения напряжения в линии до измерителя мощности.

Вторичная обмотка состоит из множества витков провода, намотанного вокруг сердечника.Количество витков определяется желаемым соотношением витков трансформатора тока. Первичный ток трансформатора тока не контролируется вторичной обмоткой, как это было бы в двухобмоточном трансформаторе напряжения. Вторичная обмотка трансформатора тока не может влиять на ток в первичной обмотке, поскольку нагрузка на фидере определяет первичный ток.

Когда первичная цепь находится под напряжением, вторичная обмотка трансформатора тока никогда не должна оставаться разомкнутой. Когда схема находится в рабочем состоянии, нагрузка на вторичной обмотке поддерживает низкие токи намагничивания и, следовательно, низкие межвитковые потенциалы.Когда вторичная обмотка становится разомкнутой, намагничивающие токи возрастают, и трансформатор тока действует как повышающий трансформатор напряжения. Напряжение может возрасти до разрушительного уровня и вызвать короткое замыкание между витками в результате ухудшения изоляции. Следовательно, трансформатор тока всегда должен иметь короткое замыкание вторичной обмотки, когда он не подключен к внешней нагрузке (см. Рисунок 2).

Рис. 2. Вторичная обмотка трансформатора тока никогда не должна оставаться открытой.

Строительство

Все трансформаторы имеют потери при передаче мощности из-за сопротивления, тока намагничивания, гистерезиса и других факторов. Эти факторы должны быть компенсированы при проектировании трансформатора, чтобы обеспечить точное измерение.

Трансформатор тока изготовлен из стали с высокой магнитной проницаемостью при той плотности потока, при которой работает трансформатор. Плотность магнитного потока поддерживается на низком уровне, поэтому ток намагничивания остается низким.Круглая катушка из высококремнистой стали обеспечивает магнитную цепь с низким сопротивлением, необходимую для обеспечения необходимой напряженности поля для вторичной обмотки. Обычно используются три типа трансформаторов тока: оконные, стержневые и намотанные.

Оконные трансформаторы тока

Оконный трансформатор тока — это трансформатор, который состоит из вторичной обмотки, намотанной вокруг сердечника, и первичной обмотки, проходящей через отверстие в сердечнике. После того, как вторичная обмотка намотана на сердечник, сборка помещается в форму, и вокруг трансформатора вводится изоляционный материал.Отводы выведены из обмотки (см. Рисунок 3). Линия электропередачи проходит через окно и действует как первичная. Эта завершенная сборка называется оконным трансформатором тока.

Рис. 3. Оконный трансформатор тока имеет открытую область в центре для линии электропередачи, через которую должна проходить первичная обмотка.

Бар Трансформаторы тока

Полосовой трансформатор тока — это особый тип оконного трансформатора тока, в котором сплошная полоса постоянно размещается через окно.Трансформатор тока стержня может выдерживать нагрузки сильной перегрузки по току. Чтобы избежать магнитных напряжений, которые могут разрушить шину и повредить трансформатор, необходимо позаботиться о правильной установке этих трансформаторов по отношению к соседним проводникам. Этот тип трансформатора обычно используется в установках с напряжением 25 кВ или менее (см. Рисунок 4).

Рис. 4. Штыревой трансформатор тока имеет шину, постоянно размещенную в окне. Первичные соединения выполнены на штанге

Трансформаторы тока с обмоткой

Трансформатор тока с обмоткой — это трансформатор с отдельными первичной и вторичной обмотками, намотанными вокруг многослойного сердечника.Трансформатор тока с намоткой сконструирован так, что первичная обмотка состоит из одного или нескольких витков провода большого сечения, соединенных последовательно с измеряемой схемой. Этот тип трансформатора тока расположен на стороне высокого напряжения подстанции и содержит первичный проводник, по которому проходит ток, и трансформатор тока намотки для выходного тока (см. Рисунок 5).

Рис. 5. Трансформатор тока с обмоткой имеет несколько витков провода для первичной обмотки

Текущий рейтинг

Номинальный ток первичной обмотки трансформатора тока определяется максимальным значением измеряемого тока нагрузки.Например, если номинальный ток составляет 400 А с номиналом вторичной обмотки 5 А, соотношение между первичной и вторичной обмоткой составляет 400: 5 или 80: 1. Это означает, что вторичная обмотка имеет в 80 раз больше витков, чем первичная, и трансформатор тока можно использовать для измерения линейной нагрузки 400 А. Первичная обмотка должна быть рассчитана на 400 А.

Примечание

Производители часто прилагают к своей продукции руководства и схемы поиска и устранения неисправностей, чтобы помочь определить причину проблемы.С этими руководствами следует обращаться при возникновении проблемы, потому что они предоставляют подробную информацию по устранению конкретной проблемы и поиску постоянного решения. Эти схемы и руководства часто можно найти в Интернете.

Выходной сигнал вторичной обмотки — ток, пропорциональный первичному току. Выход используется для измерения первичного тока и питания приборов, используемых для измерения. Вторичная обмотка трансформатора тока всегда рассчитана на 5 А, независимо от номинального тока первичной обмотки.Это позволяет производить стандартизированные токовые устройства номиналом 5 А. Паспортная табличка обычно имеет рейтинг 400: 5, чтобы показать, что вторичная обмотка рассчитана на ток 5А.

Приложения

Трансформаторы тока

используются во многих отраслях промышленности, как для измерения, так и для обратной связи. Все нагрузки, которые могут быть подключены к вторичной обмотке, рассчитаны на максимальный ток 5А. Обычно трансформаторы тока применяются для измерения мощности, контроля тока двигателя и контроля частотно-регулируемого привода.

Измерение мощности

Трансформаторы тока используются с трансформаторами напряжения для измерения мощности от коммунального предприятия к потребителю. Мощность или мощность определяется умножением напряжения на ток. Трансформатор напряжения позволяет измерить напряжение. Трансформатор тока позволяет измерять ток (см. Рисунок 6). Ваттметр включен последовательно с амперметром и должен работать при 5А или меньше.

Рисунок 6.Трансформаторы тока используются с трансформаторами напряжения для измерения мощности, передаваемой от коммунального предприятия к потребителю.

Контроль тока двигателя

В пускателях больших двигателей

есть трансформаторы тока на линиях к пускателю для контроля токов двигателя (см. Рисунок 7). Выходы трансформаторов тока подключены к реле перегрузки. Максимальный ток на вторичной обмотке трансформатора тока составляет 5А. Нагреватель перегрузки включен последовательно с трансформатором тока и должен работать при 5А или меньше.

Рис. 7. Трансформаторы тока используются для питания реле перегрузки в пускателях двигателя.

Двигатель мощностью 200 л.с. потребляет примерно 280 А при полной нагрузке 480 В. Трансформаторы тока с номиналом 300: 5 (60: 1) могут использоваться для контроля тока. Нагреватели перегрузки на ток 280A недоступны. Реле перегрузки можно использовать для контроля выхода трансформатора тока. Поскольку коэффициент трансформации трансформатора тока составляет 60: 1, нагреватели могут быть уменьшены на такое же соотношение.Ток нагрузки 280 А, деленный на 60, составляет 4,67 А. Следовательно, можно использовать нагреватели с номиналом 4,67 А.

Мониторинг частотно-регулируемого привода

В преобразователях

с регулируемой скоростью используются трансформаторы тока для контроля входящего тока. Это часть схемы мгновенного электронного отключения (IET), которая отключает привод, если ток внезапно превышает номинальный ток привода.

Примечание

Для трансформаторов тока класс точности определяется при полной номинальной нагрузке.Полная нагрузка включает импеданс самой вторичной обмотки, импеданс проводов от трансформатора к нагрузке и саму нагрузку. При более низких нагрузках точность может составлять только половину заявленной точности.

Трансформатор тока (CT) — конструкция и принцип работы

Трансформатор тока (CT) — это тип трансформатора, который используется для измерения переменного тока. Он производит переменный ток (AC) во вторичной обмотке, который пропорционален переменному току в первичной обмотке.Трансформаторы тока, наряду с трансформаторами напряжения или потенциала, являются измерительными трансформаторами.

Трансформаторы тока предназначены для создания уменьшенной копии тока в линии высокого напряжения и изоляции измерительных приборов, счетчиков, реле и т. Д. От силовой цепи высокого напряжения
.

Большие переменные токи, которые нельзя измерить или пропустить через обычный амперметр, а также токовые катушки ваттметров, счетчиков энергии можно легко измерить с помощью трансформаторов тока вместе с обычными приборами низкого диапазона.

Связано: Принцип работы трансформатора

Символ трансформатора тока / принципиальная схема

Принципиальная схема трансформатора тока

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

и обозначение цепи Обозначение схем трансформатора тока в соответствии со стандартами IEEE и IEC

Вторичная обмотка трансформатора тока состоит из большого количества витков тонкого провода с малой площадью поперечного сечения.Обычно он рассчитан на 5А. Он подключен к катушке амперметра нормального диапазона.

Связано: Почему вторичная обмотка трансформатора тока (ТТ) не должна быть разомкнута?

Принцип работы трансформатора тока

Эти трансформаторы в основном представляют собой повышающие трансформаторы, то есть повышающие напряжение от первичного к вторичному. Таким образом, ток уменьшается от первичного к вторичному.

Итак, с текущей точки зрения, это понижающий трансформатор, значительно понижающий значение тока от первичной к вторичной.

Пусть,

N ₁ = Число витков первичной обмотки

N ₂ = Число витков вторичной обмотки

I ₁ = Ток первичной обмотки

I ₂ = Ток вторичной обмотки

Для трансформатора,

I ₁ / I ₂ = N ₂ / N ₁

Поскольку N ₂ очень велико по сравнению с N ₁ , отношение I ₁ к I ₂ также очень высока для трансформаторов тока.Такой коэффициент тока указывается для представления диапазона трансформатора тока.

Например, рассмотрим диапазон 500: 5, тогда он означает, что C.T. понижает ток от первичной к вторичной в соотношении 500 к 5.

I ₁ / I ₂ = 500/5

Зная этот коэффициент тока и показания счетчика на вторичной обмотке, фактический протекающий высокий ток в линии через первичный можно получить.

Типы трансформаторов тока

В зависимости от области применения трансформаторы тока можно в целом разделить на два типа:

1. Внутренние трансформаторы тока
2. Внешние трансформаторы тока

Внутренние трансформаторы тока

Спроектированные трансформаторы тока для установки внутри металлических шкафов известны как внутренние трансформаторы тока.

В зависимости от метода изоляции они могут быть дополнительно классифицированы как:

• Ленточная изоляция
• Литая смола (эпоксидная, полиуретановая или полибетонная)

С точки зрения конструкции трансформаторы тока для внутренних помещений можно разделить на следующие категории: следующих типов:

1. Шина Тип CT : ТТ, имеющие шину подходящего размера и материал, используемый в качестве первичной обмотки, известны как ТТ стержневого типа. Пруток может иметь прямоугольное или круглое сечение.
2. ТТ с прорезью / окном / кольцом : ТТ, имеющие отверстие в центре для прохода через него первичного проводника, известны как ТТ «кольцевого типа» (или «типа« прорезь / окно »).
3. ТТ с обмоткой : ТТ, имеющий более одного полного витка первичной обмотки, намотанной на сердечник, известен как ТТ с обмоткой. Присоединительные первичные клеммы могут быть аналогичны клеммам трансформатора тока стержневого типа, или для этой цели могут быть предусмотрены прямоугольные контактные площадки.

Трансформатор тока для наружной установки

Эти трансформаторы тока предназначены для наружного применения.Они используют трансформаторное масло или любую другую подходящую жидкость для изоляции и охлаждения. ТТ, погруженный в жидкость, который герметичен и не связан с атмосферой, известен как герметично закрытый ТТ.

Маслонаполненные трансформаторы тока наружной установки далее классифицируются как

1. с живым баком типа CT
2. с мертвым баком типа CT

Большинство трансформаторов тока наружной установки представляют собой высоковольтные трансформаторы тока. В зависимости от области применения они далее классифицируются на:

1. Измерительный трансформатор тока
2. Защитный трансформатор тока

Трансформатор тока резервуара под напряжением

В этой конструкции измерительных трансформаторов резервуар, в котором размещены сердечники, находится под напряжением системы.ТТ живого резервуара показан на рисунке. Следует отметить, что проходной изолятор этого ТТ может повредиться при транспортировке, так как его центр тяжести находится на большой высоте.

Трансформатор тока живого резервуара

Трансформатор тока мертвого резервуара

В конструкции трансформаторов тока мертвого резервуара резервуар, в котором размещены сердечники, поддерживается под потенциалом земли.

На рисунке показана конструкция «мертвого» резервуара (с одной втулкой), монтаж которой аналогичен конструкции «живого» резервуара, но здесь центр тяжести расположен низко.Следовательно, этот тип ТТ не повреждается при транспортировке.

Трансформатор тока с мертвым резервуаром

На рисунке изображен трансформатор тока с мертвым резервуаром (с двумя проходными изоляторами), который имеет очень компактные размеры и может быть установлен на стальной конструкции рядом с автоматическими выключателями наружной установки.

ТТ, имеющий более одной жилы и более одной вторичной обмотки, известен как многожильный ТТ (например, ТТ, имеющий измерительные и защитные жилы).

Трансформатор трансформатора тока, в котором более одного коэффициента передачи можно получить путем повторного включения или заделки лентой в первичной или вторичной обмотке, известен как измерительный трансформатор с несколькими коэффициентами (например,г. ТТ с коэффициентом 800-400-200 / 1 А). В таких трансформаторах следует избегать обмотки первичной обмотки изолентой, насколько это допускается конструкцией.

Измерительный трансформатор, служащий двойной цели измерения и защиты, известен как измерительный трансформатор двойного назначения.

ТТ с разъемным измерительным сердечником, используемый для измерения тока в шине, известен как ТТ с разъемным сердечником. Пружинное действие ТТ с разъемным сердечником позволяет оператору использовать этот ТТ для охвата токоведущей шины низкого напряжения, не останавливая прохождение тока.

Измерительный трансформатор тока и защита CT

Трансформатор тока в некоторой степени похож на силовой трансформатор, поскольку оба зависят от одного и того же основного механизма электромагнитной индукции, но имеют значительные различия в их конструкции и работе.

Трансформатор тока

, используемый для схем измерения и индикации . обычно называют измерительным ТТ .

Трансформатор тока

, используемый вместе с защитными устройствами обозначается как Protection CT .

ТТ измерительного класса имеет гораздо меньшую емкость ВА, чем ТТ класса защиты. Измерительный трансформатор тока должен быть точным во всем диапазоне, например: от 5% до 125% нормального тока. Другими словами, его намагничивающий импеданс при низких уровнях тока (и, следовательно, низких уровнях магнитного потока) должен быть очень высоким.

ТТ с измерительным сердечником разработан для более точной работы в указанном диапазоне номинальных токов. Когда ток превышает это значение, измерительный сердечник становится насыщенным, тем самым ограничивая уровень тока в устройстве.Это защищает подключенные приборы учета от перегрузки при протекании тока уровня повреждения. Он предохраняет счетчик от чрезмерных крутящих моментов, которые могут возникнуть во время этих неисправностей.

Измерительный ТТ, класс

Напротив, для ТТ класса защиты ожидается, что линейный отклик будет в 20 раз больше номинального тока. Его характеристики должны быть точными в диапазоне нормальных токов и до токов короткого замыкания. В частности, для трансформаторов тока степени защиты намагничивающее сопротивление должно поддерживаться на высоком уровне в диапазоне токов порядка токов короткого замыкания.

Защита класса CT

Защитный сердечник разработан для преобразования сигнала без искажений даже в диапазон перегрузки по току. Это позволяет защитным реле точно измерять значение тока короткого замыкания даже в условиях очень высокого тока.

Для измерения ТТ требуется точность в пределах нормального рабочего диапазона до 125 процентов от номинального тока. Для сверхтоковых условий, помимо этого, точность не требуется, скорее, должно быть насыщение в сердечнике, чтобы снять напряжение с подключенных приборов из-за перегрузки по току.

Точность не требуется для токов ниже номинального значения для защитных трансформаторов тока. Но должна быть точность при всех более высоких значениях тока, вплоть до максимального первичного тока, равного максимальному уровню неисправности системы.

Решение о том, следует ли использовать ТТ двойного назначения для измерения и защиты, зависит от различных факторов, таких как конструкция, стоимость и место, а также от способности прибора выдерживать кратковременные перегрузки по току.

Трансформаторы тока класса T и класса C

Стандарты ANSI / IEEE классифицируют трансформаторы тока на два типа:

1. Трансформатор тока класса T
2. Трансформатор тока класса C

Как правило, трансформатор тока класса T представляет собой трансформатор тока с обмоткой с одним или более витков первичной обмотки, намотанных на сердечник.Это связано с большим потоком утечки в активной зоне. Из-за этого единственный способ определить его производительность — это проверить. Другими словами, стандартные кривые рабочих характеристик нельзя использовать с трансформаторами тока такого типа.

Для ТТ класса C буквенное обозначение «C» означает, что поток утечки незначителен. ТТ класса C являются более точными ТТ стержневого типа. В таких трансформаторах тока поток утечки из сердечника остается очень небольшим. Для таких трансформаторов тока характеристики можно оценить по стандартным кривым возбуждения.Кроме того, погрешность соотношения поддерживается в пределах ± 10% для стандартных условий эксплуатации.

Конструкция трансформатора тока

Как мы обсуждали выше, существует три типа конструкций, используемых для внутренних трансформаторов тока:

1. Обмотка типа CT
2. Тороидальный (оконный) тип CT
3. Штанговый тип CT

Трансформатор тока с обмоткой — Первичная обмотка трансформатора физически соединена последовательно с проводником, по которому проходит измеряемый ток, протекающий в цепи.Величина вторичного тока зависит от коэффициента трансформации трансформатора.

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

ТТ с обмоткой Тороидальный (оконный) Тип ТТ с шиной Тип CT

Трансформатор тока со стержневой повернуть.Они полностью изолированы от высокого рабочего напряжения системы и обычно прикрепляются болтами к токоведущему устройству.

1. Трансформатор тока с обмоткой

В конструкции с обмоткой первичная обмотка намотана более чем на один полный оборот сердечника.

Трансформатор тока с обмоткой

Конструкция трансформатора тока с обмоткой показана выше.

В трансформаторе тока с обмоткой низкого напряжения вторичная обмотка намотана на бакелитовый формирователь.Тяжелая первичная обмотка наматывается непосредственно на верхнюю часть вторичной обмотки с соответствующей изоляцией между ними.

В противном случае первичная обмотка наматывается полностью отдельно, а затем заклеивается лентой из подходящего изоляционного материала и собирается с вторичной обмоткой на сердечнике.

Трансформаторы тока могут быть кольцевого или оконного типа. Некоторые часто используемые формы для штамповки трансформаторов тока оконного типа показаны на рисунке ниже.

Материал сердечника для намотки — железо-никелевый сплав или ориентированная электротехническая сталь.Перед установкой вторичной обмотки на сердечник ее изолируют с помощью концевых хомутов и кольцевых обмоток из прессованного картона. Такие картоны обеспечивают дополнительную изоляцию и защиту обмотки от повреждений из-за острых углов.

2. Трансформатор тока стержневого типа

В трансформаторе тока этого типа первичная обмотка представляет собой не что иное, как стержень подходящего размера. Конструкция представлена ​​на рисунке.

Трансформатор тока стержневого типа

Изоляция на первичной обмотке стержневого типа представляет собой трубку из бакелизированной бумаги или смолу, непосредственно отформованную на стержне.Такая первичная обмотка стержневого типа является неотъемлемой частью трансформатора тока. Сердечник и вторичная обмотка в линейном трансформаторе одинаковы.

Штамповки, используемые для пластин в трансформаторах тока, должны иметь большую площадь поперечного сечения, чем у обычных трансформаторов. Благодаря этому сопротивление чередующихся углов остается минимально возможным. Следовательно, соответствующий ток намагничивания также невелик.

Обмотки расположены очень близко друг к другу, чтобы уменьшить реактивное сопротивление утечки.Чтобы избежать эффекта короны, в трансформаторе стержневого типа внешний диаметр трубки сохраняется большим.

Обмотки сконструированы таким образом, чтобы без повреждений они могли выдерживать силы короткого замыкания, которые могут быть вызваны коротким замыканием в цепи, в которую вставлен трансформатор тока.

При малых линейных напряжениях для изоляции используются лента и лак. Для линейных напряжений выше 7 кВ используются масляные трансформаторы тока или трансформаторы тока с композитным наполнением.

Конструкция высоковольтного трансформатора тока наружной установки

Использование / преимущества трансформатора тока

Трансформаторы тока широко используются для измерения тока и контроля работы электросети.

Применение различных типов трансформаторов тока

Наряду с выводами напряжения, коммерческие трансформаторы тока приводят в действие счетчики электроэнергии в ватт-часах практически в каждом здании с трехфазным питанием и однофазным питанием более 200 ампер.

Высоковольтные трансформаторы тока монтируются на фарфоровых или полимерных изоляторах, чтобы изолировать их от земли.

Трансформаторы тока могут быть установлены на выводах низкого или высокого напряжения силового трансформатора.

Часто несколько трансформаторов тока устанавливаются в виде «стека» для различных целей. Например, защитные устройства и коммерческие измерительные приборы могут использовать отдельные трансформаторы тока для обеспечения изоляции между измерительными и защитными цепями и позволяют использовать трансформаторы тока с различными характеристиками (точность, характеристики перегрузки) для устройств.

Применение высоковольтных трансформаторов тока

Идеально подходит для установки в точках измерения благодаря очень высокой точности.

Отличная частотная характеристика; идеально подходит для контроля качества электроэнергии и измерения гармоник.

Подходит для установки в фильтры постоянного и переменного тока на преобразовательных подстанциях для проектов HVDC.

Примеры применения:

1. Защита высоковольтных линий и подстанций.
2. Защита конденсаторных батарей.
3. Защита силовых трансформаторов.
4. Учет доходов.

Трансформатор тока — обзор

34.3.1 Трансформаторы тока

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Готовая сборка проходит вакуумную обработку и заполняется маслом аналогично тому, как это описано для трансформатора тока с токоведущим резервуаром.

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

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

Защита трансформатора тока — условия обрыва цепи

Вт КАК ЯВЛЯЕТСЯ ТРАНСФОРМАТОР ТОКА?

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

Опасности при эксплуатации

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

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

Устройства защиты трансформатора тока

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

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

Корпуса CTPU

Линейка предварительно собранных шкафов CTPU Метросил обеспечивает улучшенную защиту от разрушительного воздействия разомкнутых цепей вторичной стороны.Устройства прошли типовые испытания и прошли независимую сертификацию в соответствии с IEC 61439, части 1 и 2, доступны в адаптируемых конфигурациях и гибких вариантах установки.

Почему Метросил?

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

Каковы функции трансформатора тока?

Обновлено 14 декабря 2020 г.

Пол Дорман

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

Взаимосвязь трансформаторов напряжения и тока

Функцию трансформатора тока (ТТ) можно лучше понять, сравнив его с более широко известным трансформатором напряжения (ТН).Напомним, что в трансформаторе напряжения переменный ток в одной цепи создает переменное магнитное поле в катушке в цепи. Катушка намотана на железный сердечник, который почти не ослабляет магнитное поле на другую катушку в другой цепи, в которой нет источника питания.

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

Формулы ТТ и ТН

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

i_1N_1 = i_2N_2

Это потому, что для катушки (соленоида):

B = \ mu Ni

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

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

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

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

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

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

Использует общий трансформатор

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

Безопасность электрических инструментов

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

Это актуально, потому что при сильном токе выделяется тепло, которое может повредить чувствительное измерительное оборудование, такое как резистор в амперметре.Уменьшение i2 защищает амперметр. Это также предотвращает снижение точности измерения из-за тепла.

Защитные силовые реле

ТТ, обычно устанавливаемые в специальный корпус, называемый шкафом ТТ, также защищают основные линии электросети.